一种车轮舵轮机构及agv车的制作方法

本发明涉及agv搬运车领域，特别是涉及一种车轮舵轮机构及agv车。

背景技术：

AGV是(Automated Guided Vehicle)的缩写，意即“自动导引运输车”，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。在生产中，常利用AGV车来进行零件、物料、货物等的运输。

市场上agv车使用分为牵引式和货背拖式，还有一些就是在原有带导叉的叉车改造应用。牵引式在地面行驶，虽然能实现运输功能，但agv驱动轮现有承载大的舵轮机构明显存在体积过大的问题；背拖式大多应用都是一些空间加大的车间，周转治具也比较大；导叉也是在原有机构上做控制，整体应用上受到不少局限。

在一些密集型货物堆场，对物料的周转空间有苛刻要求时能搬运的空间非常有限；全向轮及麦克纳姆轮，需要负载1000Kg，轮体的直径可达314mm，此时agv小车的整体高度在400mm以上；这时就对一些负载重又薄的搬运工具需求强烈。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种承重能力好且高度低的车轮舵轮机构及agv车。

本发明所采取的技术方案是：

一种车轮舵轮机构，包括第一基座和盖压在第一基座上侧的盖子，第一基座和盖子之间设有第二基座，第二基座上安装有车轮，车轮内具有电机，车轮展露在第一基座的下侧，第二基座可在第一基座上绕竖直轴线旋转，第一基座上设有传动机构和电机，电机输入动力并通过传动机构驱动第二基座绕竖直轴线旋转由此实现转向。

作为上述方案的改进，第二基座包括圆环和两翼边，圆环嵌套在第一基座上，两翼边设置在圆环的同一侧，车轮处于两翼边之间，第一基座在第二基座的四周设有导向轮。

作为上述方案的改进，各导向轮包括固定安装在第一基座上的销轴和套在销轴上的轴承，各轴承的外壁贴合第二基座实现在同一平面上共同旋转。

作为上述方案的改进，传动机构包括设在第二基座上的转向齿轮，转向齿轮中心具有通孔以避开车轮所占用的空间，转向齿轮安装到第二基座的圆环上，转向齿轮转动进而带动第二基座转动。

作为上述方案的改进，传动机构还包括若干嵌入第一基座上的过渡齿轮，各过渡齿轮水平摆放，各过渡齿轮依次啮合形成减速齿轮组。

作为上述方案的改进，传动机构共有四个齿轮，首尾两端的过渡齿轮分别啮合电机的输出端和转向齿轮，中间的两个过渡齿轮均具有两层，中间两个过渡齿轮的大直径侧输入动力、小直径侧输出动力实现减速。

作为上述方案的改进，盖子压住第二基座、各导向轮和传动机构，限制第二基座、各导向轮和传动机构在竖直方向上的自由度，盖子与转向轴承之间设有推力轴承，第二基座与第一基座之间以及传动机构与第一基座之间均设有润滑油。

作为上述方案的改进，电机处于第一基座的下侧，电机横向放置，电机的输出端设有换向器或具有换向功能的减速器。

一种agv车，包括底盘、顶盖、升降系统、控制系统、电源和设置在四个边角处的行走组件，各所述行走组件使用上述的车轮舵轮机构。

作为上述方案的改进，四个所述行走组件分别处于底盘的四个边角处，电源和控制系统处于底盘的中间位置，升降系统包括四个处于电源和控制系统外侧的带轮，四个带轮上缠绕有传送带，一个带轮旋转后通过传送带牵引其余三个带轮旋转实现共同升降。

本发明的有益效果：此车轮舵轮机构把车轮安装在第二基座上，通过第二基座的旋转实现车轮前进方向的变化；在agv车使用时车轮舵轮机构承受竖直方向的压力，而第二基座的旋转需要水平方向上的力，即重物带来的重力不会直接影响到第二基座摆动所需的扭矩，使得这个车轮舵轮机构具有良好的承重性能；使用这种车轮舵轮机构轻易地可以实现agv车搬运重载物品。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是车轮舵轮机构的爆炸图；

图2是车轮舵轮机构的主视图；

图3是转向齿轮和传动机构的整体示意图；

图4是第二基座及导向轮的整体示意图；

图5是车轮舵轮机构的仰视图；

图6是agv车内部布局的示意图。

具体实施方式

参照图1～图6，本发明涉及一种车轮舵轮机构及其agv车，其中车轮舵轮机构包括第一基座1和盖压在第一基座1上侧的盖子12，盖子12上具有容纳导线的沟槽和把导线压在沟槽内的压线板13。第一基座1和盖子12之间设有第二基座2，第一基座1的内部具有阶梯孔，第二基座2便是搭接在阶梯孔上，该设计充分利用了第一基座1本身的结构。第二基座2上安装有车轮4。车轮4内具有电机即车轮4在通电后可实现自旋，车轮4量身定做成一体化，车轮4展露在第一基座1的下侧。第二基座2可在第一基座1上绕竖直轴线旋转，第一基座1上设有传动机构7和电机3，电机3输入动力并通过传动机构7驱动第二基座2绕竖直轴线旋转由此实现转向。盖子12压住第二基座2和传动机构7，限制第二基座2和传动机构7在竖直方向上的自由度，盖子12与转向轴承之间设有推力轴承9，第二基座2与第一基座1之间以及传动机构7与第一基座1之间均设有润滑油。

此车轮舵轮机构把车轮4安装在第二基座2上，通过第二基座2的旋转实现车轮4前进方向的变化；在agv车使用时车轮舵轮机构承受竖直方向的压力，而第二基座2的旋转需要水平方向上的力，即重物带来的重力不会直接影响到第二基座2摆动所需的扭矩，使得这个车轮舵轮机构具有良好的承重性能；而重力所带来的摩擦力可以通过在接触面设置推力轴承9、润滑油、垫片甚至是打磨接触面而轻易抵消掉。这车轮转舵机构能在超薄的厚度下完成转向辅助，由于每个车轮舵轮均为模块化设计可单独安装，采用这种方案的agv车改装时成本低。

作为优选的实施方式，第二基座2包括圆环和两翼边，圆环嵌套在第一基座1上，圆环可相对第一基座1旋转，两翼边设置在圆环的同一侧，车轮4处于两翼边之间并被两翼边夹持，通过两翼边把车轮4嵌套在第一基座1内的方式能进一步避免车轮4外露过多的距离。这里的圆环指的不是标准的圆环，而是外轮廓为圆而中心部位具有方槽，整体上类似圆环而已。第一基座1在第二基座2的四周设有导向轮6，各导向轮6包括固定安装在第一基座1上的销轴和套在销轴上的深沟球轴承，各深沟球轴承的外壁贴合第二基座2实现与第二基座2在同一平面上共同旋转。导向轮6既定位第二基座2，又可减少第二基座2在转动过程中产生的摩擦力。

作为优选的实施方式，传动机构7处于第一基座1的上侧，传动机构7包括设在第二基座2上的转向齿轮5，参照图1销轴穿过转向齿轮5到达第二基座2实现固定，转向齿轮5中心具有通孔以避开车轮4所占用的空间，该设计与两翼边夹持车轮4的两侧组合，可以允许车轮4进一步地嵌入到第一基座1里面，可有效地压缩整个车轮舵轮机构的高度。

电机3通常为长条形，为了使市场上常见的电机能有有机组合进车轮舵轮机构，于是采用电机3横向放置在第一基座1的下侧的方式，而电机3的高度略低于车轮4所突出第一基座1的高度即可。这种设计能充分利用车轮舵轮机构外部的空间，减少车轮舵轮机构的厚度；而且采购标准电机的成本也会降低。

为避免车轮4把多余的杂物、灰尘卷进第一基座1内，第一基座1上设有贴近车轮4外轮廓的隔板41。转向齿轮5安装到第二基座2的圆环上，转向齿轮5转动进而带动第二基座2转动。传动机构7还包括若干嵌入第一基座1上的过渡齿轮，各过渡齿轮水平摆放，各过渡齿轮依次啮合形成减速齿轮组。水平摆放各过渡齿轮相对于其他涡轮蜗杆的设计，更便于把过渡齿轮做薄，进而把第一基座1做薄，可以充分利用第一基座1上的空间，同时这种过渡齿轮属于常见齿轮，本身也好加工。第一基座1上自然需要铣出多个圆槽71用于放置传动机构7及其轴杆，当然还包括容纳导向轮6的圆槽，在加工时，各个过渡齿轮优先套与轴上，用卡环限制其自由度，最后在把一个个模块放入圆槽71中。

作为优选的实施方式，传动机构7共有四个齿轮，首尾两端的过渡齿轮分别啮合电机3的输出端和转向齿轮5，中间的两个过渡齿轮均具有两层，中间两个过渡齿轮的大直径侧输入动力、小直径侧输出动力实现减速。这种方式可以使输出的扭矩增大、转速变小，易于控制；传统的电机避开直接驱动车轮的设计，而本申请中第二基座2承受的反作用力可通过传动机构7传递到电机3，不过采用这些过渡齿轮后，车轮4所带来的反作用力经过这些过渡齿轮后力矩反而会变小，电机3可以轻易地抵消掉。本方案正是利用的多级传动、扭矩杠杆变换的设计，在保全电机3的前提下得以克服现有技术中的难题功能。

电机3的输出端设有换向器或具有换向功能的减速器8。此时换向器或减速器8的输出端插入过渡齿轮内，减速器8和传动机构7可以组成两级减速，这样能更大地输出扭矩、更精确地调节第二基座2的转向。

一种agv车，包括底盘101、顶盖、升降系统102、控制系统103、电源104和设置在四个边角处的行走组件105，各行走组件105使用上述方案的车轮舵轮机构；底盘101为凹槽状，行走组件105放置在底盘101内，仅保持车轮4展露出底盘101的底部，如此把行走组件105所要占用的外部空间往底盘101内压缩。四个所述行走组件105分别处于底盘101的四个边角处，电源104和控制系统103处于底盘101的中间位置。升降系统102包括四个处于电源104和控制系统103外侧的带轮，四个带轮也处于四个边角处，四个带轮上缠绕有传送带，一个带轮旋转后通过传送带牵引其余三个带轮旋转，带轮的旋转通过蜗轮蜗杆机构把旋转运动转化为直线运动，实现共同升降使得顶盖能够均匀受力。电源104和控制系统103与四个行走组件105之间具有间隙，在这个间隙内放入带轮以及传送带能充分利用底盘101内的空间，实现agv车的小体积化。升降系统102、控制系统103和电源104的电连接关系可参考现有技术，在此不赘述。

该方案做出来的agv车的最低高度低至135mm，远远低于平均水平175mm，特别是该agv车负载重、而且车身又薄。

当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。