一种低能耗的货叉式四向穿梭车的制作方法

本发明涉及一种货叉式四向穿梭车，具体是一种低能耗的货叉式四向穿梭车。

背景技术

穿梭车是一种智能机器人，可以编程实现取货、运送、放置等任务，并可与上位机或wms系统进行通讯，结合rfid、条码等识别技术，实现自动化识别、存取等功能。穿梭车在仓储物流设备中主要有两种形式：穿梭车式出入库系统和穿梭车式仓储系统，以往复或者回环方式，在固定轨道上运行的台车，将货物运送到指定地点或接驳设备。配备有智能感应系统，能自动记忆原点位置，自动减速系统。

目前市面上的穿梭车的行走电机设置有多个，可以分别实现穿梭车的多方向运动，但是电机数量多，其能耗和成本就会相应的增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低能耗的货叉式四向穿梭车，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低能耗的货叉式四向穿梭车，包括车体、伸缩货叉和行走轮，所述车体的四周安装有若干个行走轮，行走轮包括x向行走轮和y向行走轮，行走轮由安装在车体内的行走机构驱动转动，所述车体的顶部安装有伸缩货叉，车体内还安装有用于驱动伸缩货叉升降运动的顶升机构，车体内还安装有蓄电池；

所述车体包括下车体和可相对于下车体升降运动的上车体，伸缩货叉和y向行走轮安装在上车体上，x向行走轮安装在下车体上；

所述行走机构包括行走电机、输出轴、x向主动轴、y向主动轴和锥齿轮传动箱，所述行走电机安装在下车体内，行走电机的输出端连接有输出轴，输出轴的两端通过轴承安装在下车体内，输出轴的两端均与x向主动轴连接，x向行走轮即安装在x向主动轴上，所述输出轴上还固定有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，从动齿轮609轴端通过万向节605与锥齿轮传动箱608连接，y向主动轴607安装在锥齿轮传动箱608的输出端，y向行走轮即安装在y向主动轴上。

作为本发明进一步的方案：所述车体的四角处还安装有若干个导向轮。

作为本发明再进一步的方案：所述顶升机构包括顶升电机、蜗杆和蜗轮，所述顶升电机安装在下车体内，顶升电机的输出端与传动轴连接，传动轴的端部连接有蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合传动，蜗轮固定在壳体的外部，壳体内配合安装有丝杆，丝杆能够发生升降运动，所述丝杆的顶部与上车体对应伸缩货叉的两端位置处连接。

作为本发明再进一步的方案：所述顶升电机的数量为两个，传动轴的两端均连接有蜗杆，四根所述丝杆的顶部与两个伸缩货叉的四个端部位置对应，并且，由同一个顶升电机驱动运行的丝杆分别与上车体上对应同一个伸缩货叉两端的位置处连接。

作为本发明再进一步的方案：所述输出轴通过万向节与x向主动轴连接。

作为本发明再进一步的方案：所述x向行走轮包括主动车轮和若干个从动车轮，主动车轮和每个所述从动车轮的轴端均安装有链轮，相邻的链轮之间以链条连接；y向行走轮与x向行走轮结构相同。

作为本发明再进一步的方案：所述下车体和车体上均安装有张紧惰轮，张紧惰轮与链条接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用单个行走电机可以同时驱动x向行走轮和y向行走轮的同步转动，能节约能源消耗和加工成本，并且，本申请还公开了相应的顶升机构和导向轨道，能使得四向穿梭车的运动和工作更加平稳。

附图说明

图1为一种低能耗的货叉式四向穿梭车的结构示意图。

图2为一种低能耗的货叉式四向穿梭车中顶升机构的俯视图。

图3为一种低能耗的货叉式四向穿梭车中顶升机构的正视图。

图4为一种低能耗的货叉式四向穿梭车中行走机构的结构示意图。

图5为一种低能耗的货叉式四向穿梭车中主动车轮的结构示意图。

图6为一种低能耗的货叉式四向穿梭车中货架的结构示意图。

图7为一种低能耗的货叉式四向穿梭车中托架的结构示意图。

图8为一种低能耗的货叉式四向穿梭车中导向轨道的结构示意图。

图中：1-车体、2-伸缩货叉、3-顶升机构、4-行走轮、5-导向轮、6-行走机构、7-货架、8-托架、9-导向轨道、101-上车体、102-下车体、301-顶升电机、302-传动轴、303-蜗杆、304-蜗轮、305-丝杆、401-x向行走轮、402-y向行走轮、601-行走电机、602-主动齿轮、603-输出轴、604-轴承、605-万向节、606-x向主动轴、607-y向主动轴、608-锥齿轮传动箱、609-从动齿轮、4011-主动车轮、4012-从动车轮、4013-链轮、4014-张紧惰轮、4015-链条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本发明实施例中，一种低能耗的货叉式四向穿梭车，包括车体1、伸缩货叉2和行走轮4，所述车体1的四周安装有若干个行走轮4，为了实现四向运动，本实施例将行走轮4分为x向行走轮401和y向行走轮402，分别用于实现x向和y向的前进或后退，行走轮4由安装在车体1内的行走机构6驱动转动，所述车体1的顶部安装有伸缩货叉2，当然，车体1内还安装有用于驱动伸缩货叉2升降运动的顶升机构3，伸缩货叉2的伸缩取货动作可以由电机驱动实现，具体的，可以通过丝杆加电机的方式，属于现有技术，在此不进行多余的叙述，车体1内还安装有用于为行走机构6、伸缩货叉2和顶升机构3供电的蓄电池，作为优选，所述蓄电池为磷酸铁锂电池。

本实施例将车体1分为下车体102和可相对于下车体102升降运动的上车体101，这样的话，伸缩货叉2和y向行走轮402安装在上车体101上，而x向行走轮401安装在下车体102上。

进一步的，所述车体1的四角处还安装有若干个导向轮5，便于在换道时进行导向。

实施例2

请参阅图2～3，本实施例主要是对顶升机构3的结构做进一步的说明，具体的，所述顶升机构3包括顶升电机301、蜗杆303和蜗轮304，所述顶升电机301安装在下车体102内，顶升电机301的输出端与传动轴302连接，为了提升扭矩，顶升电机301和传动轴302之间还可以加装减速器，传动轴302的端部连接有蜗杆303，蜗杆303与蜗轮304啮合传动，蜗轮304固定在壳体的外部，壳体内配合安装有丝杆305，即壳体内设有与丝杆305配合传动的螺牙，在顶升电机301输出动力时，通过螺牙的作用，丝杆305能够发生升降运动，所述丝杆305的顶部与上车体101对应伸缩货叉2的两端位置处连接。

当然，一般情况下，伸缩货叉2的数量是两个，因此，本实施例中，顶升电机301的数量为两个，传动轴302的两端均连接有蜗杆303，这样的话，丝杆7的数量就为四根，四根所述丝杆7的顶部与两个伸缩货叉2的四个端部位置对应，并且，本实施例将由同一个顶升电机301驱动运行的丝杆7分别与上车体101上对应同一个伸缩货叉2两端的位置处连接，即两个所述顶升电机301分别对两个伸缩货叉2做功，如图所示；伸缩货叉2在向右边插取货物时，b点受到的压力接近于a的2倍，如果两个顶升电机301同时对两个伸缩货叉2做功时，会出现两台顶升电机301不同步的现象，因为b点的受力更大，顶升电机301需要降低转速来提高输出扭矩，这样会降低四向穿梭车的效率，降低顶升电机301的使用寿命，甚至可能会导致顶升电机301烧毁。

实施例3

请参阅图4，本实施例是对行走机构6的结构做进一步的说明，具体的，所述行走机构6包括行走电机601、输出轴603、x向主动轴606、y向主动轴607和锥齿轮传动箱608，所述行走电机601安装在下车体102内，行走电机601的输出端连接有输出轴603，为了提升扭矩，行走电机601和输出轴603之间还可以加装减速器，输出轴603的两端通过轴承604安装在下车体102内，输出轴603的两端均与x向主动轴606连接，x向行走轮401即安装在x向主动轴606上，所述输出轴603上还固定有主动齿轮602（图中主动齿轮602的数量为一个，实际应用时可以增加两个，来分别带动处于两侧位置的y向行走轮402的转动），主动齿轮602与从动齿轮609相互啮合，从动齿轮609轴端通过万向节605与锥齿轮传动箱608连接，y向主动轴607安装在锥齿轮传动箱608的输出端，y向行走轮402即安装在y向主动轴607上，当行走电机601输出动力时，x向行走轮401可以通过输出轴603带动x向主动轴606的转动来实现转动，而y向行走轮402在输出轴603通过齿间啮合作用来带动万向节605转动来实现转动，此处增加万向节605的原因是，y向行走轮402安装在上车体101，其能随着上车体101进行升降（因为存在换道需求），因此，此处以万向节605来实现动力的传递，此时通过一个行走电机601即可实现x向行走轮401和y向行走轮402的同步转动，节约能源消耗和加工成本。

进一步的，当然，输出轴603也同样可以通过万向节605与x向主动轴606连接。

当四向穿梭车在x方向上行走时，将y向行走轮402抬起，使得y向行走轮402脱离轨道，y向行走轮402轮子空转，不会影响四向穿梭车的正常运动。反之在y方向上行走亦是如此。

实施例4

由于x向行走轮401和y向行走轮402的数量均为多个，而同时由单个行走电机601来驱动安装位置不同的x向行走轮401和y向行走轮402同步转动较难实现，因此本实施例作出如下改进：

请参阅图5，所述x向行走轮401包括主动车轮4011和若干个从动车轮4012，实际上，主动车轮4011才是安装在x向主动轴606上的，主动车轮4011和每个所述从动车轮4012的轴端均安装有链轮4013，相邻的链轮4013之间以链条4015连接，即通过链条4015来传递动力，使得处于同侧位置的x向行走轮401能保持同步运动，并且主动车轮4011可以将动力及时的传递到从动车轮4012，防止启动时主动车轮4011在轨道上打滑，同时在通过轨道与轨道间的间隙时，主动车轮4011如果陷进间隙，依然可以通过链条4015将动力传递给从动车轮4012，将主动车轮4011拉出间隙；y向行走轮402除了安装位置与x向行走轮401不同外，其与结构均相同，在此不进行多余的叙述。

进一步的，所述下车体102和车体101上均安装有张紧惰轮4014，张紧惰轮4014与链条4015接触，用于保持链条4015的张紧状态。

实施例5

请参阅图6～8，本实施例提供了一种供四向穿梭车在货架7之间运动的导向轨道9，导向轨道9固定在货架7的立柱上，所述导向轨道9的截面为s形，导向轨道9用于与行走轮4配合，对行走轮4的运动进行导向。

进一步的，所述导向轨道9在对应货架7中货位的中间位置处开设有孔，该孔的设计目的是当四向穿梭车运动到该位置时，从孔中透出的光线可以被安装在四向穿梭车侧面的传感器接收，此时该传感器能向plc传递信号，plc控制四向穿梭车停止运动，实现对货位的精准定位。

再进一步的，位置相对的两根导向轨道9的底部均固定在托架8上，可以在导向轨道9的长度方向上修正导向轨道9因长度过长而导致的直线度偏差，让安装更加方便。

需要特别说明的是，本技术方案中，车体1、伸缩货叉2和行走轮4等均为现有技术的应用，而利用单个行走电机601可以同时驱动x向行走轮401和y向行走轮402的同步转动，其为本申请的创新点，能节约能源消耗和加工成本，并且，本申请还公开了相应的顶升机构3和导向轨道9，能使得四向穿梭车的运动和工作更加平稳。

而且，本申请的车体1中是存在一些光电定位设备、位置传感器、plc控制结构以及与上位机的无线传输控制系统，但是本申请未对上述结构进行改进，而且其也属于现有技术，因此，为了简化技术方案，本申请及实施例未对上述结构做多余的叙述，但不影响整体技术方案的完整性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。