一种驱动转向一体化舵轮模块及其应用的制作方法

本发明涉及一种驱动转向一体化舵轮模块及其应用，特别涉及一种适用于agv车的驱动转向一体化舵轮模块，属于导引运输设备技术领域。

背景技术：

agv，即自动导引运输车(automatedguidedvehicle)，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，agv属于轮式移动机器人(wheeledmobilerobot，简称wmr)的范畴。

agv作为目前物流装备中自动化水平最高的产品，对降低生产成本与人工劳动强度、提高生产效率与产品质量有着重要意义。agv采用轮式移动与其他移动形式的机器人相比具有结构简单、控制性强、动作敏捷、安全性好等优势。

现在agv多采用差速驱动装置驱动agv运动与实现其转弯。差速驱动装置的原理是agv的两个驱动轮分别由两个电机驱动，通过调节两个电机的转速、转向实现agv的直行与转弯。差速驱动对电机的转动精度要求高、控制难度大。使用差速驱动时，如果采用电机与驱动轮直接联接的方式，驱动轮转向空间大，电机轴受力大，容易损坏电机；如采用减速器、齿轮啮合传动，对减速器与各传动部件的配合精度要求严苛，而且安装空间需求大。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种驱动转向一体化舵轮模块，该舵轮模块能够在实现agv车行走和转向的同时，无需差速驱动装置，其结构更为紧凑、安装使用空间更小、驱动转向更精准灵活、控制性能更好。

本发明还提供上述驱动转向一体化舵轮模块的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种驱动转向一体化舵轮模块，包括支撑架，支撑架上顶面设置有转向大齿轮及与转向大齿轮相啮合的转向小齿轮、转向反馈编码器齿轮，支撑架的下底面设置有驱动电机、减速轮、驱动反馈装置、转向反馈装置及转向电机，所述驱动电机与减速轮传动连接，减速轮与驱动反馈装置连接，转向电机与转向小齿轮相啮合，转向反馈编码器齿轮与转向反馈装置连接。

优选的，所述支撑架包括基板和耳板，基板的下底面相对设置两个耳板，其中一个耳板上开设有安装槽。

优选的，所述基板的上表面设置有固定轴，所述转向大齿轮通过轴承安装在固定轴上。

优选的，所述减速轮安装在两个耳板之间，驱动电机和驱动反馈装置分别位于耳板两侧，驱动电机的电机轴与减速轮连接。

优选的，所述驱动反馈装置和转向反馈装置均选用编码器。

优选的，所述减速轮包括由内到外依次连接的行星减速器、轮毂和轮圈，所述驱动电机的电机轴与行星减速器的太阳轮键连接。

优选的，所述驱动电机、转向电机、驱动反馈装置、转向反馈装置均与agv车的控制器连接。

一种驱动转向一体化舵轮模块应用在agv车上的使用方法，包括以下步骤：

首先，将转向大齿轮与agv车体刚性连接，然后将驱动电机、转向电机、驱动反馈装置、转向反馈装置与agv车的控制器连接起来，启动驱动电机，驱动电机驱使减速轮行走，当需要转向时，启动转向电机，转向电机驱使转向大齿轮转动，从而带动agv车体转向。

本发明的有益效果在于：

本发明舵轮模块采用驱动转向一体化设计，摈弃了传统舵轮模块上的差速驱动装置，使改进后的舵轮模块结构紧凑、安装使用空间小，再将该舵轮模块应用到agv车等装置上时，驱动转向更加精准灵活、控制性能更好，其具有良好的使用价值和市场价值。

附图说明

图1为本发明舵轮模块的结构示意图；

图2为本发明中支撑架的结构示意图；

图3为本发明中减速轮的结构示意图；

其中：1、转向大齿轮；2、转向反馈编码器齿轮；3、支撑架；4、转向反馈装置；5、驱动电机；6、减速轮；7、驱动反馈装置；8、转向电机；9、转向小齿轮；10、基板；11、耳板；12、安装槽。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1至图3所示，本实施例提供一种驱动转向一体化舵轮模块，包括支撑架3，支撑架3上顶面设置有转向大齿轮1及与转向大齿轮相啮合的转向小齿轮9、转向反馈编码器齿轮2，支撑架3的下底面设置有驱动电机5、减速轮6、驱动反馈装置7、转向反馈装置4及转向电机8，驱动电机5与减速轮6传动连接，减速轮6与驱动反馈装置7连接，转向电机8与转向小齿轮9相啮合，转向反馈编码器齿轮2与转向反馈装置4连接。

支撑架3包括基板10和耳板11，基板和耳板为一体成型结构，在基板10的下底面相对设置两个耳板11，其中一个耳板上开设有安装槽，另一个耳板上开设有通孔。

基板10的上表面焊接固定轴，固定轴上套装有轴承，转向大齿轮1通过轴承安装在固定轴上。

减速轮6安装在两个耳板11之间，减速轮6包括由内到外依次连接的行星减速器、轮毂和轮圈，如图3所示。驱动电机5的电机轴穿过通孔与行星减速器的太阳轮键连接且驱动电机本身通过螺栓安装在耳板上，驱动反馈装置7置于另一耳板的安装槽12位置并通螺栓安装在耳板上。

驱动反馈装置7和转向反馈装置4选用市售编码器，例如多摩川生产的ts5214n8566oih48-2500p8-l6-5v型伺服电机编码器；驱动电机、转向电机、驱动反馈装置、转向反馈装置均与agv车控制器连接，运行过程中由agv车控制器进行程序控制。

实施例2：

一种利用实施例1所述的驱动转向一体化舵轮模块应用在agv车上的使用方法，包括以下步骤：

首先，将转向大齿轮1与agv车体刚性连接，然后将驱动电机5、转向电机8、驱动反馈装置7、转向反馈装置4与agv车的控制器连接起来。在运行过程中，由agv车控制器的内部程序启动驱动电机5，驱动电机5驱使减速轮6行走，当需要转向时，agv车控制器的内部程序启动转向电机8，转向电机8驱使转向大齿轮1转动，从而带动agv车体转向，后续由转向反馈编码器齿轮2将转向大齿轮1的转向情况反馈给转向反馈装置4，最后由agv车控制器设定的程序执行。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种驱动转向一体化舵轮模块及其应用，包括支撑架，支撑架上顶面设置有转向大齿轮及与转向大齿轮相啮合的转向小齿轮、转向反馈编码器齿轮，支撑架的下底面设置有驱动电机、减速轮、驱动反馈装置、转向反馈装置及转向电机，所述驱动电机与减速轮传动连接，减速轮与驱动反馈装置连接，转向电机与转向小齿轮相啮合，转向反馈编码器齿轮与转向反馈装置连接。本发明舵轮模块采用驱动转向一体化设计，摈弃了传统舵轮模块上的差速驱动装置，使改进后的舵轮模块结构紧凑、安装使用空间小，再将该舵轮模块应用到AGV车等装置上时，驱动转向更加精准灵活、控制性能更好，其具有良好的使用价值和市场价值。

技术研发人员：周军;高新彪;陈庆伟
受保护的技术使用者：山东大学;山东亚历山大智能科技有限公司
技术研发日：2017.11.01
技术公布日：2018.02.23