重心下沉式的新型超低舵轮驱动装置的制作方法

本实用新型涉及一种舵轮驱动装置，具体来说，涉及一种用于驱动自动导引运输车的重心下沉式的超低舵轮驱动装置。

背景技术：

AGV小车(Automated GuidedVehicle)即为“自动导引运输车”，俗称“无人搬运车”，其是指装备有电磁或光学等自动导引装置，并能够沿预先设定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的承重型运输车。但是现有技术中AGV小车的舵轮驱动装置还存在以下缺陷：1) AGV小车常常受到一些物料运输现场工艺以及空间高度要求的严格限制，而AGV小车的总体高度主要取决于其舵轮驱动装置的垂直高度，由于传统的舵轮驱动装置的自身高度较高，这就限制了AGV小车在一些有空间高度要求具有严格限制的场合的推广应用；2)AGV小车的舵轮驱动装置的驱动轮安装支架采用单侧支撑的悬臂支撑架结构，不仅限制了 AGV小车的承重能力，还会造成AGV小车在承重行走的过程中容易出现不平稳的现象，即使采用双侧双臂支撑的结构，也无法充分保证AGV 小车在承重高速行走或者转向的过程中的稳定性，造成舵轮驱动装置的故障率较高，不仅影响生产效率，还增加了维修更换成本；3)AGV小车采用差速转向驱动装置实现转向行驶，差速转向驱动装置是利用两个电机转速的差速比实现转向，差速转向驱动装置转向效果差、转向稳定性差，容易发生故障，成本高，变更速速过程繁琐。

技术实现要素：

针对以上的不足，本实用新型的目的是提供一种重心以超低高度的行驶下沉到地面或者AGV小车行驶台面附近，使得AGV小车的重心沉降到较低的位置，不仅大幅度地降低了AGV小车的总体高度，可拓宽 AGV小车的应用领域，且有效提高了AGV小车的承重能力、以及AGV 小车载重高速运行过程中的稳定性能的重心下沉式的新型超低舵轮驱动装置，它包括十字支撑架、转向内齿圈、转动圈和驱动总成，所述十字支撑架的十字支撑梁的上部设有用于安装转动圈和内齿圈的台阶状安装面，所述十字支撑架的十字支撑梁的下部设有用于容置安装驱动总成的安装槽，所述十字支撑架的居中位置设有上下贯通的孔槽；所述内齿圈设置在所述台阶状安装面上，所述转动圈套设在所述转向内齿圈的外侧，所述转动圈的内侧面与所述转向内齿圈的外侧面之间通过轴承转动连接，所述转向内齿圈与自动导引运输车固定连接；所述驱动总成用于驱动舵轮驱动装置在地面的滚动行走，所述驱动总成包括支架、行星减速轮毂、轮毂胶套、驱动电机和制动器，所述支架固定安装在所述安装槽内对应于所述孔槽的位置；所述行星减速轮毂用于将驱动电机输出的旋转扭矩以一定的速比传递到制动器以实现快速减速制动，所述行星减速轮毂通过轴承可转动地安装在所述支架上，所述轮毂胶套套设在行星减速轮毂上。

为了进一步实现本发明，所述支架设计成双臂支撑结构的双侧支撑架。

为了进一步实现本发明，所述行星减速轮毂包括转动联接轴、一级太阳齿轮、三个一级行星小齿轮、一级行星架、一级行星内齿圈、传动齿轮轴、二级太阳齿轮、三个二级行星小齿轮、二级行星架和二级行星内齿圈，所述转动联接轴的一端轴心处设有与驱动电机输出轴的配合的第一中心孔，所述转动联接轴的另一端固定设有一级太阳齿轮，所述一级太阳齿轮通过转动联接轴与设置在支架上的驱动电机的输出轴固定连接；所述三个一级行星小齿轮枢设于所述一级行星架的行星齿轮轴上，且所述三个一级行星小齿轮均匀地布置在一级行星架上，所述一级行星内齿圈套设在三个一级行星小齿轮以及一级行星架的外围，所述一级太阳齿轮设置在一级行星内齿圈内并与三个一级行星小齿轮均啮合，同时三个一级行星小齿轮均与一级行星内齿圈啮合；所述传动齿轮轴用于将驱动电机的旋转扭矩传递给制动器，所述传动齿轮轴的一端固定连接在一级行星架的中心位置，所述传动齿轮轴的另一端连接于制动器，所述二级太阳齿轮套设在传动齿轮轴上并与一级行星架固定连接，所述三个二级行星小齿轮枢设于二级行星架上的行星齿轮轴上，所述三个二级行星小齿轮均匀地布置在二级行星架上，所述二级行星内齿圈套设在三个二级行星小齿轮以及二级行星架的外围，且三个二级行星小齿轮均与二级太阳齿轮啮合，同时三个二级行星小齿轮均与二级行星内齿圈啮合，所述轮毂胶套固定套设在二级行星内齿圈的外侧面上。

为了进一步实现本发明，所述二级行星架为开设有左右贯通的套孔的环形支架。

为了进一步实现本发明，所述超低舵轮驱动装置还包括用于控制驱动总成进行转弯换向行走的转向机构，所述转向机构包括电机支座、转向电机和转向小齿轮，转向电机通过电机支座固定设置在十字支撑架上，转向小齿轮的外轮齿与转向内齿圈的内轮齿啮合，转向小齿轮固定设置在转向电机的输出轴上。

为了进一步实现本发明，所述超低舵轮驱动装置还包括用于检测驱动总成转向角度的监测与采集的角度检测模块，所述角度检测模块包括舵角传感器和舵角齿轮，所述舵角传感器固定设置在十字支撑架上，所述舵角齿轮的外轮齿与转向内齿圈的内轮齿啮合，所述舵角齿轮与所述舵角传感器连接。

为了进一步实现本发明，所述超低舵轮驱动装置还包括转向限位阻挡件，所述转向限位阻挡件为设置在所述转动圈下表面对应于十字支撑架的十字支撑梁的垂直夹角内。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的重心下沉式的新型超低舵轮驱动装置，设置有十字支撑架，十字支撑架的十字支撑梁的上部设有用于安装转动圈与内齿圈的台阶状安装面，十字支撑架的十字支撑梁的下部设有用于容置安装驱动总成和转向机构的安装槽，十字支撑架的居中位置设有上下贯通的孔槽，以将位于十字支撑架上方的转向内齿圈和转动圈安装在十字支撑架的台阶状安装面上，以及将位于十字支撑架下方的驱动总成、转向机构、角度检测模块安装在十字支撑架的安装槽内，并将驱动总成的行星减速轮毂的上部部分容置于十字支撑架的孔槽内，使得舵轮驱动装置的总体高度基本等于十字支撑架的高度，从而大幅度地降低了舵轮驱动装置的高度，并使得AGV小车的重心降低到超低的位置，有效提高了AGV小车的承重能力、以及AGV小车载重高速运行过程中的稳定性能。因此，这种把十字支撑架设计镂空下沉的方式，并将行星减速轮毂的上部部分容置于十字支撑架的镂空孔槽内，并采用十字支撑架的十字支撑结构在平面上对AGV小车进行支撑，使得AGV小车的重心以超低高度的行驶下沉到地面或者AGV小车行驶台面附近，大幅度地降低了AGV小车的总体高度，可拓宽AGV小车的应用领域。

2、本实用新型的重心下沉式的新型超低舵轮驱动装置，相对于现有技术中的AGV小车的舵轮驱动装置的驱动轮安装支架采用单侧支撑的悬臂支撑架结构，改造设计成设计成具有双臂支撑结构的双侧支撑架，并在双臂支撑结构的双侧支撑架上设有十字支撑架，克服了传统AGV小车承重能力受到较大限制、以及AGV小车在承重高速行走的过程中容易出现不平稳的缺陷，本实用新型的舵轮驱动装置采用十字支撑架配合双臂支撑结构的双侧支撑架，代替传统单侧悬臂支撑结构对驱动总成的驱动轮进行支撑，可将AGV小车的承重能力提高到一倍以上，极大地增加了AGV小车的承载重量，而且可以保证AGV小车在承重高速行走的过程中或者转向行驶过程中更加平稳，性能更加稳定，有效减少了AGV小车在承重的情况下转向行走或者高速运行过程中的故障率，节约了维修更换成本，提高了生产效率。

3、本实用新型的重心下沉式的新型超低舵轮驱动装置，采用转向机构控制驱动总成的驱动轮转弯换向行驶，克服了AGV小车采用差速转向驱动装置实现转向行驶的转向效果差、转向稳定性差，容易发生故障，成本高，变更速速过程繁琐的缺陷，使得AGV小车的转弯换向更加稳定、灵活、精确，操控简便，设计科学，结构简单，成本低廉。

4、本实用新型的重心下沉式的新型超低舵轮驱动装置，将行星减速传动机构与驱动轮毂集成于一体，将具有良好减速传递功能的行星减速轮毂设置在驱动轮的内部空间，有效减小了舵轮驱动装置的占用空间。

附图说明

图1为本实用新型的三维结构示意图；

图2为本实用新型的侧视方向的结构示意图；

图3为本实用新型的俯视方向的结构示意图；

图4为本实用新型的个组成部件的分解图；

图5为本实用新型的驱动总成的三维结构示意图；

图6为本实用新型的行行星减速轮毂的结构爆炸图；

图7为本实用新型的行星减速轮毂的传动齿轮轴安装位置结构图；

图8为本实用新型的十字支撑架的三维结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述，其中，本实用新型的方向以图1为标准。

如图1至图8所示，本实用新型的重心下沉式的新型超低舵轮驱动装置，它包括十字支撑架1、转向内齿圈2、转动圈3、驱动总成4、转向机构5、角度检测模块6和转向限位阻挡件7，其中：

十字支撑架1呈横向设置(与水平面保持平行)，十字支撑架1的十字支撑梁的上部设有用于安装转向内齿圈2与转动圈3的台阶状安装面11，十字支撑架1的十字支撑梁的下部设有用于容置安装驱动总成和转向机构5的安装槽12，十字支撑架1的居中位置(十字支撑架1的十字支撑梁相互交汇的位置)设有上下贯通的孔槽13；转向内齿圈2设置在十字支撑架1上对应于十字支撑架1的十字支撑梁上部的台阶状安装面11上，转动圈3套设在转向内齿圈2的外侧(远离转向内齿圈2的内轮齿的一侧)，转动圈3的内侧面与转向内齿圈2的外侧面之间通过轴承转动连接，转向内齿圈2通过螺栓与自动导引运输车固定连接。

驱动总成4用于驱动舵轮驱动装置在地面的滚动行走，驱动总成4 包括支架41、行星减速轮毂42、轮毂胶套43、驱动电机44和制动器45，支架41设计成双臂支撑结构的双侧支撑架(左侧支撑架和右侧支撑架)，支架41固定安装在十字支撑架1的安装槽12内并对应于十字支撑架1 的孔槽13的位置；行星减速轮毂42用于将驱动电机44输出的旋转扭矩以一定的速比传递到制动器45以实现快速减速制动，行星减速轮毂42 通过轴承可转动地安装在支架41上，行星减速轮毂42包括转动联接轴 421、一级太阳齿轮(图中未示出)、三个一级行星小齿轮422、一级行星架423、一级行星内齿圈424、传动齿轮轴425、二级太阳齿轮426、三个二级行星小齿轮427、二级行星架428和二级行星内齿圈429，转动联接轴421的一端轴心处设有与驱动电机44输出轴的花键轴外花键齿相配合的带内花键齿的第一中心孔(图中未示出)，转动联接轴421的另一端固定设有一级太阳齿轮，一级太阳齿轮通过转动联接轴421与设置在十字支撑架1上的驱动电机44的输出轴固定连接，以使得一级太阳齿轮跟随驱动电机44的输出轴保持同步旋转；三个一级行星小齿轮422分别通过轴承可旋转地枢设于一级行星架423贴近一级太阳齿轮一侧面上的行星齿轮轴上，且三个一级行星小齿轮422均匀地布置在一级行星架 423上，且相邻两个一级行星小齿轮422之间的夹角为120°，一级行星内齿圈424套设在三个一级行星小齿轮422以及一级行星架423的外围，一级太阳齿轮设置在一级行星内齿圈424内并与三个一级行星小齿轮422 均啮合，同时三个一级行星小齿轮422均与一级行星内齿圈424啮合，增大了啮合面积，提高了承载能力。传动齿轮轴425用于将驱动电机44 的旋转扭矩传递给制动器45，传动齿轮轴425的一端固定连接在一级行星架423背离一级太阳齿轮一侧面上的中心位置，传动齿轮轴425的另一端连接于制动器45，以使得传动齿轮轴425跟随一级行星架423保持同步旋转，并将驱动电机44的旋转扭矩传递给制动器45。二级太阳齿轮 426套设在传动齿轮轴425上并与一级行星架423背离一级太阳齿轮一侧面固定连接，以使得二级太阳齿轮426可相对于传动齿轮轴425进行同轴同步的旋转转动，三个二级行星小齿轮427通过轴承可旋转地枢设于二级行星架428上的行星齿轮轴上，二级行星架428为一呈纵向(轴向朝左右方向，径向朝上下方向)设置且其中部开设有左右贯通的套孔的环形支架，三个二级行星小齿轮427均匀地布置在二级行星架428上，且相邻两个三级行星齿轮32之间的夹角为120°；二级行星内齿圈429 套设在三个二级行星小齿轮427以及二级行星架428的外围，且三个二级行星小齿轮427均与二级太阳齿轮426啮合，同时三个二级行星小齿轮427均与二级行星内齿圈429啮合，增大了啮合面积，提高了承载能力。此外，二级行星架428与一级行星内齿圈424通过螺钉固定连接，以使得二级行星架428与一级行星内齿圈424之间不能发生相对旋转转动。轮毂胶套43固定套设在二级行星内齿圈429的外侧面上，为了提高舵轮驱动装置高速行走的稳定性，轮毂胶套43采用耐磨的橡胶材料制成，二级行星内齿圈429通过支撑轴承套设在二级行星架428上。

转向机构5用于控制驱动总成进行转弯换向行走，转向机构5包括电机支座51、转向电机52和转向小齿轮53，转向电机52通过电机支座 51固定设置在十字支撑架1上，转向小齿轮53的外轮齿与转向内齿圈2 的内轮齿啮合，转向小齿轮53固定设置在转向电机52的输出轴上。

角度检测模块6用于检测驱动总成转向角度的监测与采集，角度检测模块6包括舵角传感器61和舵角齿轮62，舵角传感器61固定设置在十字支撑架1上，舵角齿轮62的外轮齿与转向内齿圈2的内轮齿啮合，舵角齿轮62与舵角传感器61连接。

转向限位阻挡件7用于对驱动总成的转向角度限定在0～90°的范围内，以防止驱动总成的转向角度过大而影响舵轮驱动装置的平稳工作。转向限位阻挡件7为设置在转动圈3下表面对应于十字支撑架1的十字支撑梁的垂直夹角内。

1)本实用新型的重心下沉式的新型超低舵轮驱动装置的基本工作原理与基本工作过程：驱动电机44驱动行星减速轮毂42的一级太阳齿轮转动，一级太阳齿轮在转动的过程中带动与其啮合配合的三个一级行星小齿轮422自转，由于三个一级行星小齿轮422同时与固定设置的一级行星内齿圈424啮合配合，使得三个一级行星小齿轮422在自转的同时，并沿着一级行星内齿圈424形成的圆环形轨迹围绕一级太阳齿轮进行公转，三个一级行星小齿轮422在公转的过程中，不断带动一级行星架423转动，一级行星架423继而带动传动齿轮轴425以及二级太阳齿轮426转动；二级太阳齿轮426在转动的过程中，不断带动与二级太阳齿轮426啮合配合的三个二级行星小齿轮427围绕二级太阳齿轮426进行自转，又由于三个二级行星小齿轮427与二级行星内齿圈429啮合配合，二级行星内齿圈429通过轴承可转动地设置在二级行星架428上，从而带动二级行星内齿圈429不断转动，由于轮毂胶套43直接套设在二级行星内齿圈429的外圆周面上，从而实现了通过驱动电机驱动行星减速轮毂42在地面滚动行走的过程。

当需要转向时，首先，通过行星减速轮毂42的传动齿轮轴425与制动器45的配合，对行星减速轮毂42进行制动动作；然后，启动转向电机52工作程序，转向电机52的输出轴带动转向小齿轮53转动；由于转向小齿轮53与转向内齿圈2啮合，且转向内齿圈2固定连接在自动导引运输车上，从而转向小齿轮53相当于围绕转向内齿圈2转动的行星齿轮，并沿着转向内齿圈2形成的圆环形轨迹围绕转向内齿圈2的内圆周进行公转，直至驱动总成4转向到合适的方向，停止转向电机52的工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。