顶升机构及自动引导运输车的制作方法

本发明涉及物流运输技术领域，尤其涉及一种顶升机构及自动引导运输车。

背景技术：

自动引导运输车(automatedguidedvehicle，简称agv)作为一种具有智能移动功能的机器人，不仅广泛应用在自动化生产领域，也越来越多地应用在智慧物流领域、医疗领域以及服务业领域。近年来随着中国电商的崛起，自动引导运输车在物流产业中扮演着越来越重要的角色。随着自动引导运输车数量的不断增加，自动引导运输车本身的可靠性成为业内衡量其品质的重要指标。

自动引导运输车的顶升机构作为自动引导运输车重要的功能模块之一，频繁地在重载环境中进行升降货架的动作，因此其稳定性很重要，目前顶升机构主要有滚珠丝杠顶升和旋升桶顶升两种形式。

对于滚珠丝杠顶升机构，通常将三根滚珠丝杠分别布置在顶升托盘的圆周角度均分位置处，每根丝杠通过与其固定的齿轮和顶升托盘上的回转齿圈连接，三个对应的丝母固定安装在小车固定架上，当回转齿圈周向转动时，带动三个齿轮同时旋转，齿轮转动带动三根丝杠在丝母中转动，将周向运动转化成直线运动，完成顶升托盘的升降。

对于旋升桶顶升机构，旋升桶的周向具有旋升螺纹，旋升桶安装在固定车架上且能够相对固定车架自由转动，顶升托盘上具有凸轮机构，凸轮机构与位于旋升桶的旋升螺纹配合，当旋升桶旋转时，旋升螺纹带动凸轮机构进行升降运动。

对于滚珠丝杠顶升机构，采用丝杠作为顶升导向和顶升动力机构，当顶升的负载较大并出现偏载时，顶升机构需要克服偏载产生的附加弯矩，这附加弯矩只能由丝杠的径向反力来承受，而丝杠本身不能承受太大的径向载荷，因此长期使用会影响丝杠的使用寿命；而且，由于齿轮间存在间隙，回转齿圈在转动时，三个齿轮的同步性一旦保证的不好，会导致某根丝杠受力偏大，同样影响使用寿命，而若想保持较好的同步性，降低对使用寿命的影响，需要对多个齿轮的安装间隙提出更为严格的要求。对于旋升桶顶升机构，旋升桶作为核心零部件，其加工精度和成本都较高，对于批量化生产的自动引导运输车，不利于成本和风险的控制。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种顶升机构及自动引导运输车，以优化顶升机构的受力情况，减少对顶升机构中驱动机构的损伤，提高驱动机构的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种顶升机构，包括：

顶升件，顶升件具有坡面；

驱动机构，用于驱动顶升件做水平直线运动；和

托架，可动地设置在坡面上，顶升件运动时推动托架沿着坡面上升或下降。

进一步地，顶升机构包括：

两组顶升件，两组顶升件相对设置且两组顶升件上的坡面沿着彼此靠近的方向逐渐下降；和

两套驱动机构，两套驱动机构用于驱动两组顶升件朝相反方向运动。

进一步地，顶升机构包括四个顶升件，四个顶升件两两一组且沿托架的周向均匀布置。

进一步地，顶升机构包括第一安装板、第二安装板，两组顶升件中的一组安装在第一安装板上，第一安装板与一套驱动机构连接；另一组顶升件安装在第二安装板上，第二安装板与另一套驱动机构连接。

进一步地，驱动机构包括：

丝杠，丝杠水平设置；和

丝母，丝母与丝杠螺纹连接，丝母与顶升件相对固定，丝杠转动时使丝母相对于丝杠做水平直线运动，进而带动顶升件运动。

进一步地，驱动机构包括：

丝杠，丝杠水平设置；和

丝母，丝母与丝杠螺纹连接，丝母与顶升件相对固定，丝杠转动时使丝母相对于丝杠做水平直线运动，进而带动顶升件运动；

两套驱动机构中两个丝杠上的螺纹旋向相反且两个丝杠通过联轴器连接。

进一步地，托架包括滚轮或滑块，顶升件上设有导槽，滚轮或滑块在导槽内运动，其中，导槽设置在顶升件的上表面，导槽的底面形成坡面；或者，导槽设置在顶升件的侧面，导槽的下侧面形成坡面。

进一步地，顶升机构还包括第一导向件，第一导向件用于对顶升件的运动进行导向。

进一步地，顶升机构还包括第二导向件，第二导向件用于对托架的运动进行导向。

为实现上述目的，本发明还提供了一种自动引导运输车，包括车架和顶升机构，顶升机构采用上述的顶升机构，顶升机构安装在车架上。

进一步地，自动引导运输车还包括驱动齿轮、齿圈和托盘，齿圈与顶升机构中的托架可转动连接，托盘与齿圈连接，驱动齿轮用于驱动齿圈相对于托架转动，以带动托盘及放置在托盘上的物品旋转。

基于上述技术方案，本发明实施例设有顶升件，通过顶升件的顶升作用来推动托架沿着顶升件上的坡面上下运动，不同于现有技术中直接通过丝杠或旋升桶来顶升托盘的方案，本发明实施例中驱动机构用于驱动顶升件做水平直线运动，顶升件起支撑作用，托架及托架上所盛放物品的重量通过顶升件承担，因此可以减轻驱动机构的承压大小，减少偏载带来的附加弯矩对驱动机构的损伤，有利于提高驱动机构的使用寿命，降低投入成本；同时也可以提高顶升机构在频繁的顶升运动过程中的稳定性，保证安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明自动引导运输车一个实施例的结构示意图。

图2为本发明自动引导运输车一个实施例中顶升机构与托架的配合结构示意图。

图3为本发明顶升机构一个实施例的部分结构示意图。

图4为本发明顶升机构一个实施例的侧视图。

图5为本发明顶升机构一个实施例的前视图。

图6为本发明顶升机构一个实施例中顶升件的结构示意图。

图中：

100、自动引导运输车；200、托盘；300、顶升机构；400、齿圈；500、托架；501、滚轮；600、车架；700、第二滑轨；800、驱动齿轮；

301、电机；302、丝杠；303、丝杠；304、丝杠固定座；305、丝杠固定座；306、联轴器；307、丝母安装座；308、丝母安装座；309、丝母；310、丝母；311、第一安装板；312、第二安装板；313、顶升件；314、第一滑轨；315、导槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

参考图1～图3所示，在本发明所提供的顶升机构的一个示意性实施例中，顶升机构300包括顶升件313、驱动机构和托架500，其中，顶升件313具有坡面；驱动机构用于驱动顶升件313做水平直线运动；托架500可动地设置在坡面上，顶升件313运动时推动托架500沿着坡面上升或下降。

在上述示意性实施例中设有顶升件313，通过顶升件313的顶升作用来推动托架500沿着顶升件313上的坡面上下运动，不同于现有技术中直接通过丝杠或旋升桶来顶升托盘的方案，该实施例中驱动机构用于驱动顶升件313做水平直线运动，顶升件313起支撑作用，托架500及托架500上所盛放物品的重量通过顶升件承担，因此可以减轻驱动机构的承压大小，即使发生偏载也不会影响驱动机构的受力情况，因此可以减少对驱动机构的损伤，有利于提高驱动机构的使用寿命，降低投入成本；同时也可以提高顶升机构在频繁的顶升运动过程中的稳定性，保证安全性。

可选地，顶升机构300包括两组顶升件313和两套驱动机构，其中，两组顶升件313相对设置且两组顶升件313上的坡面沿着彼此靠近的方向逐渐下降；两套驱动机构用于驱动两组顶升件313朝相反方向运动。其中，每组顶升件313可以包括一个顶升件313、两个顶升件313或多个顶升件313。

通过对坡面的设计，两组顶升件313相向运动时，可将托架500顶起；两组顶升件313相背运动时，可使托架500降落。

可选地，顶升机构300包括四个顶升件313，四个顶升件313两两一组且沿托架500的周向均匀布置。这样可以更加平稳地对托架500进行顶升，优化顶升机构的整体受力情况，提高稳定性和安全性。

可选地，顶升机构300包括第一安装板311、第二安装板312，两组顶升件313中的一组安装在第一安装板311上，第一安装板311与一套驱动机构连接；另一组顶升件313安装在第二安装板312上，第二安装板312与另一套驱动机构连接。

通过设置第一安装板311和第二安装板312，既可以保证每组顶升件313中各个顶升件313的运动同步性，又可以减少驱动机构的数量，降低成本。

可选地，驱动机构包括丝杠和丝母，其中，丝杠水平设置，丝母与丝杠螺纹连接，丝母与顶升件313相对固定，丝杠转动时使丝母相对于丝杠做水平直线运动，进而带动顶升件313运动。

驱动机构还可以包括电机301，通过电机301驱动丝杠转动。

如图3所示，顶升机构300包括两套驱动机构，两套驱动机构中两个丝杠上的螺纹旋向相反且两个丝杠通过联轴器306连接。这样设置可以使两个丝杠的运动保持同步，进而使各个顶升件313的运动保持同步。

驱动机构除了采用上述的丝杠与丝母配合的结构形式之外，也可以采用其他现有的驱动结构形式，只要能够实现其作用即可。

可选地，如图4～图6所示，托架500包括滚轮501或滑块，顶升件313上设有导槽315，滚轮501或滑块在导槽315内运动，其中，导槽315设置在顶升件313的上表面，导槽315的底面形成坡面；或者，导槽315设置在顶升件313的侧面，导槽315的下侧面形成坡面。通过设置滚轮501或滑块，可以实现托架500沿着坡面上升或下降。

导槽315对滚轮501或滑块除了引导作用之外，还具有约束作用，可保证滚轮501或滑块沿着坡面运动，防止滚轮501或滑块的运动路线在托架500受到偏载力矩时偏离原有路线，提高运动的稳定性和可靠性。

具体地，托架500的下方设有连接板，滚轮501或滑块安装在连接板上。连接板上设有减重孔。

可选地，顶升机构300还包括第一导向件，第一导向件用于对顶升件313的运动进行导向。通过设置第一导向件，可以使顶升件313的运动更加准确和可靠。

具体地，第一导向件可以采用第一滑轨314，顶升件313下方设有与第一滑轨314配合的滑槽，顶升件313相对于第一滑轨314滑动。

可选地，顶升机构300还包括第二导向件，第二导向件用于对托架500的运动进行导向。通过设置第二导向件，可以使托架500的上下运动更加精确和可靠。

具体地，第二导向件采用第二滑轨700，第二滑轨700安装在车架600上，托架500的下方设有滑板，滑板插入第二滑轨700内，并在第二滑轨700内滑动，以保证托架500上下运动的稳定性和可靠性。

基于上述各个实施例中的顶升机构，本发明还提供了一种自动引导运输车100，该自动引导运输车100包括车架600和顶升机构300，顶升机构300采用上述的顶升机构300，顶升机构300安装在车架600上。

进一步地，如图2所示，自动引导运输车100还包括驱动齿轮800、齿圈400和托盘200，齿圈400与顶升机构300中的托架500可转动连接，托盘200与齿圈400连接，驱动齿轮800用于驱动齿圈400相对于托架500转动，以带动托盘200及放置在托盘200上的物品旋转。这样在通过顶升机构推动托架500上升后，还可以通过驱动齿轮800和齿圈400使托架500发生旋转，以使盛放在托架500上的物品以合适的姿态运送至目的地。

上述各个实施例中顶升机构所具有的积极技术效果同样适用于自动引导运输车，这里不再赘述。

下面结合附图1～6对本发明顶升机构及自动引导运输车的一个实施例的具体结构和工作过程进行说明：

如图1和图2所示，顶升机构300安装在自动引导运输车100的车架600上，托架500安装在顶升机构300的上方，通过顶升机构300的顶升作用可以将托架500顶起或降落。托架500与齿圈400可转动地连接，托盘200安装在齿圈400上，驱动齿轮800转动时驱动齿圈400相对于托架500旋转，齿圈400旋转可带动托盘200及盛放在托盘200上的物品旋转。车架600上还设有第二滑轨700，用于对托架500的上下运动进行导向。

如图3所示，顶升机构300包括电机301、两个丝杠、两个丝杠固定座、两个丝母、两个丝母安装座、两个安装板、四个顶升件313和四个第一滑轨314。

其中，两个丝杠固定座固定安装在车架600上，丝杠302安装在丝杠固定座304上，丝杠303安装在丝杠固定座305上，丝杠302和丝杠303通过联轴器306连接。丝母309安装在丝母安装座307上，丝母310安装在丝母安装座308上，丝母309套设在丝杠302上且与丝杠302通过螺纹连接，丝母310套设在丝杠303上且与丝杠303通过螺纹连接，丝母安装座307安装在第一安装板311上，丝母安装座308安装在第二安装板312上。第一安装板311上安装有两个顶升件313，且这两个顶升件313关于丝杠302对称布置；第二安装板312上安装有两个顶升件313，且这两个顶升件313关于丝杠303对称布置。每个顶升件313下方均设有第一滑轨314，第一滑轨314固定安装在车架600上，顶升件313沿第一滑轨314滑动。

如图4～图6所示，托架500上设有滚轮501，顶升件313上设有导槽315，滚轮501嵌入导槽315内。

工作过程：

当电机301运行时，带动丝杠302转动，丝杠302转动后使固定在第一安装板311上的丝母309将旋转运动转化为直线运动，促使第一安装板311在第一滑轨314上滑动，进而带动固定在第一安装板311上的两个顶升件313直线运动；同时，丝杠302转动时通过联轴器306传递给丝杠303，丝杠303转动带动丝母310、第二安装板312及安装在第二安装板312上的另外两个顶升件313做对称运动。当第一安装板311上的两个顶升件313和第二安装板312上的两个顶升件313相向运动时，托架500上的滚轮501沿着顶升件313上的导槽315上升，实现托架500的升起；当第一安装板311上的两个顶升件313和第二安装板312上的两个顶升件313相背运动时，托架500上的滚轮501沿着顶升件313上的导槽315下落，实现托架500的降落。

通过对本发明顶升机构及自动引导运输车的多个实施例的说明，可以看到本发明顶升机构及自动引导运输车实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、通过设置顶升件，减轻了驱动机构的承压大小，减少了对驱动机构的损伤，提高了驱动机构的使用寿命，同时通过顶升件对托架进行支撑，可吸收偏载引起的附加弯矩，提高了顶升机构的运动稳定性和安全性；

2、结构布置简单合理，运动可靠；

3、顶升件设有导槽，对托架上滚轮或滑块的运动进行导向和约束，保证运动的稳定性和可靠性；

4、通过设置第一导向件，可以对顶升件的运动进行导向；通过设置第二导向件，可以对托架的运动进行导向。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。