一種電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，旨在提供一種車輪轉(zhuǎn)向精度高、車輪轉(zhuǎn)向后定位可靠的電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車。它包括穿梭車車身，以及安裝在穿梭車車身上的行駛機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電池及充電系統(tǒng)、通信模塊、電控系統(tǒng)；所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為兩套，分別連接穿梭車兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)向軸，每套所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)均包括電動(dòng)缸電機(jī)、減速器、電動(dòng)缸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)接推桿、連接推板、長連桿、短連桿和兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)；兩個(gè)所述止轉(zhuǎn)環(huán)分別與穿梭車同一側(cè)兩個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向軸固定連接且兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)對稱設(shè)置；所述電動(dòng)缸動(dòng)作時(shí)，同一側(cè)的兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)止轉(zhuǎn)環(huán)的限位槽的另一端與擋銷接觸時(shí)，車輪的轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)90°。
【專利說明】一種電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及軌道穿梭車【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代物流技術(shù)中，自動(dòng)化立體倉庫可大大提高倉儲密度，由于立體倉庫中貨盤上的貨物有時(shí)重達(dá)數(shù)百公斤，貨物存取必須依靠自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備完成，倉庫存取設(shè)備決定了倉庫的存儲密度、吞吐速度和自動(dòng)化水平。目前使用的存取設(shè)備主要包括巷道堆垛機(jī)和軌道穿梭車，巷道堆垛機(jī)需要在存貨貨架旁邊配置專門的行駛巷道，并且每個(gè)行駛巷道上的堆垛機(jī)存取貨物有限，而穿梭車無需行駛巷道，可大幅度提高存儲密度，逐漸成為了新一代立體倉庫自動(dòng)存取設(shè)備發(fā)展方向。目前國內(nèi)的穿梭車大部分只具備前進(jìn)或后退兩個(gè)方向行駛功能，如德馬泰克公司的穿梭車(SHUTTLE FOR AUTOMATED WAREHOUSE，美國專利號S2012/ 0099953 Al)，這一類穿梭車只能在同一個(gè)存貨巷道內(nèi)前后行駛，必須通過叉車輔助才能到其他存貨巷道工作，換層也主要通過叉車完成。
[0003]國內(nèi)具備兩個(gè)方向行駛的軌道穿梭車目前只有兩家，一家為昆山華恒工程技術(shù)中心有限公司2010年申請的發(fā)明專利(專利號201010216047.3) “一種自動(dòng)換軌小車”，其特征在于采用的軌道分為主軌道、移動(dòng)副軌和次軌道，軌道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合在低成本的立體倉庫中使用。另一家為昆明七零五所科技發(fā)展總公司2014年申請，已被受理的發(fā)明專利(申請?zhí)?01410205122.4)“一種帶轉(zhuǎn)向功能的穿梭車”，其特征在于僅需要鋪設(shè)和原有巷道垂直的行走巷道，依靠輪子轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)換軌，此外其轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用皮帶-錐齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，該型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的不足之處在于:(I)皮帶-錐齒輪傳動(dòng)為柔性傳動(dòng)，錐齒輪的安裝間隙誤差影響，難以保證四個(gè)輪子的轉(zhuǎn)向精度，同時(shí)，在轉(zhuǎn)向過程中車身扭轉(zhuǎn)偏移較大，易造成卡滯；(2)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)本身未能實(shí)現(xiàn)自鎖，穿梭車行駛過程中，由于車輪與軌道碰撞導(dǎo)致車輪擺動(dòng)和變向，難以控制行駛精度。因此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足是目前有軌運(yùn)輸設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種車輪轉(zhuǎn)向精度高、車輪轉(zhuǎn)向后定位可靠的電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，包括穿梭車車身，以及安裝在穿梭車車身上的行駛機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電池及充電系統(tǒng)、通信模塊、電控系統(tǒng)；
所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為兩套，分別連接穿梭車兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)向軸，每套所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)均包括電動(dòng)缸電機(jī)、減速器、電動(dòng)缸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)接推桿、連接推板、長連桿、短連桿和兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)；兩個(gè)所述止轉(zhuǎn)環(huán)分別與穿梭車同一側(cè)兩個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向軸固定連接且兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)對稱設(shè)置；所述電動(dòng)缸電機(jī)與減速器相連，所述減速器的輸出端與電動(dòng)缸相連，所述電動(dòng)缸的輸出端與短連桿一端相連，所述短連桿的另一端與止轉(zhuǎn)環(huán)的端面鉸接形成曲柄機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)接推桿至少為兩根，一端與減速器固定連接，另一端與連接推板端面固定連接；所述連接推板的端面與長連桿一端固定連接，所述長連桿的另一端與另一個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)的端面鉸接形成曲柄機(jī)構(gòu)；所述長連桿、短連桿位于同一條軸線上，與止轉(zhuǎn)環(huán)構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu)；所述止轉(zhuǎn)環(huán)端面上開設(shè)有限位槽，通過固定設(shè)置的擋銷限制止轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)范圍為90° ;所述電動(dòng)缸未動(dòng)作時(shí)，所述止轉(zhuǎn)環(huán)的限位槽的一端與擋銷接觸；所述電動(dòng)缸動(dòng)作時(shí)，同一側(cè)的兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)止轉(zhuǎn)環(huán)的限位槽的另一端與擋銷接觸時(shí)，車輪的轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)90°，電動(dòng)缸停止。
[0006]優(yōu)選的是，所述升降機(jī)構(gòu)包括托板總成和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，托板總成包括托板、防滑板、柜鎖、蓋板、鉸鏈、第一傳感器、第二傳感器、滾輪和導(dǎo)向桿，所述的防滑板安裝固定在托板左右兩側(cè)，蓋板設(shè)于托板中間，其一邊通過鉸鏈與托板相連，對邊的邊緣處設(shè)有柜鎖，第一傳感器設(shè)于托板的頂部，第二傳感器設(shè)于托板的側(cè)邊，滾輪和導(dǎo)向桿分別固定連接于托板的上表面；所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括第三伺服電機(jī)、減速器、剛性聯(lián)軸器、軸、軸承座、鏈輪、張緊輪、偏心輪、減速器安裝座、鏈條和張緊輪安裝座，第三伺服電機(jī)與減速器連接，并安裝在減速器安裝座上，共對稱設(shè)有兩對通過剛性聯(lián)軸器連接的軸，軸承座套接在軸的兩端上，并與承重梁相連接，軸兩端依次各連有鏈輪和偏心輪，兩個(gè)軸相同端的鏈輪通過鏈條連接，所述的張緊輪設(shè)于所述鏈條的下面與鏈條接觸，張緊輪安裝在張緊輪安裝座上，張緊輪安裝座和與承重梁固定相連。
[0007]優(yōu)選的是，所述偏心輪的偏心距為15mm±0.1mm。
[0008]優(yōu)選的是，所述車身包括底板、承重梁、車輪座、連接梁、短邊蒙板和長邊蒙板，所述承重梁與連接梁呈90°設(shè)置，且承重梁與連接梁直角連接處設(shè)有車輪座，所述連接梁外側(cè)設(shè)置有短邊蒙板，所述短邊蒙板的兩端分別連接有長邊蒙板，所述長邊蒙板與短邊蒙板呈90°設(shè)置，且所述長邊蒙板與承重梁平行設(shè)置；所述長邊蒙板與短邊蒙板固定在底板的四周，所述的承重梁和連接梁分別與底板固定連接。
[0009]優(yōu)選的是，所述電池及充電系統(tǒng)包括鎳氫動(dòng)力電池、充電插頭和充電電纜，鎳氫動(dòng)力電池通過充電電纜與充電插頭相連。
[0010]優(yōu)選的是，所述通信模塊為無線數(shù)傳模塊，采用時(shí)分多址方法組建無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多臺穿梭車和上位機(jī)的協(xié)調(diào)控制調(diào)度。
[0011]優(yōu)選的是，所述行駛機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)輪、第二主動(dòng)輪、第一從動(dòng)輪、第二從動(dòng)輪、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)，第一主動(dòng)輪和第二主動(dòng)輪分別與底板對角線位置上的兩個(gè)車輪座相連，第一從動(dòng)輪和第二從動(dòng)輪分別與底板上的另外兩個(gè)車輪座相連，第一、二伺服電機(jī)分別與第一、二主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。
[0012]優(yōu)選的是，所述電控系統(tǒng)包括控制計(jì)算機(jī)，所述的控制計(jì)算機(jī)包括基于ARM內(nèi)核的微處理器的核心模塊、接口板模塊和電源模塊構(gòu)成，控制軟件嵌入在控制計(jì)算機(jī)ARM微處理器內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)全車運(yùn)動(dòng)控制和智能防撞報(bào)警。
[0013]本發(fā)明的穿梭車具備以下功能:
穿梭車具有原地轉(zhuǎn)向功能，根據(jù)任務(wù)要求，通過行走巷道和提升機(jī)進(jìn)入貨架不同存貨巷道、不同層完成貨物出庫和入庫任務(wù)；
穿梭車能接受上位機(jī)的控制，在控制站的調(diào)度下，可以多臺穿梭車同時(shí)進(jìn)行工作； 穿梭車在工作時(shí)，可以向上位機(jī)上傳位置、速度、電量、有無貨、故障、工作情況等信息；
穿梭車具有遠(yuǎn)程遙控功能，可以通過遙控器手動(dòng)完成任務(wù)；
穿梭車具有存放、撿取貨物功能，能根據(jù)信息管理系統(tǒng)下發(fā)工單或遙控器指令完成貨物的撿取、移動(dòng)、存放；
穿梭車具有故障報(bào)警提示功能，自身機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，如升降機(jī)構(gòu)或行走機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，可以發(fā)出燈光報(bào)警，并向上位機(jī)報(bào)告故障信息；
穿梭車具有停車報(bào)警功能，當(dāng)穿梭車在巷道內(nèi)進(jìn)行存取作業(yè)過程中，如果由于異常情況，如托盤上的貨物發(fā)生坍塌使巷道堵塞等影響安全的事件而導(dǎo)致非正常停車時(shí)，穿梭車可以發(fā)出燈光報(bào)警，并向上位機(jī)報(bào)告報(bào)警信息；
穿梭車具有緊急防撞功能，當(dāng)穿梭車行駛過程中前方出現(xiàn)障礙物會緊急停車；
穿梭車具有自動(dòng)充電功能:當(dāng)電池容量不夠時(shí)，上位機(jī)發(fā)出充電指令后穿梭車可自行移動(dòng)至貨架充電區(qū)自行進(jìn)行充電，并將電量信息報(bào)告上位機(jī)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
國內(nèi)同類型穿梭車只具備前進(jìn)和后退個(gè)兩個(gè)方向行駛功能，必須與叉車或堆垛機(jī)配合才能實(shí)現(xiàn)立體倉庫所有存貨巷道的存貨和取貨。本發(fā)明設(shè)計(jì)的帶轉(zhuǎn)向功能的新型軌道穿梭車，該型穿梭車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)缸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的最突出的優(yōu)點(diǎn)在于:
(I)采用兩個(gè)電動(dòng)缸分別動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)兩組輪子分別轉(zhuǎn)向，提高轉(zhuǎn)向精度；(2)轉(zhuǎn)向完成后可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)車輪的機(jī)械限位，在穿梭車行駛過程中，即使車輪與軌道發(fā)生碰撞，車輪也不會擺動(dòng)和改變方向，保證了穿梭車的行駛精度。該型穿梭車不僅可以前進(jìn)和后退，通過四個(gè)輪子90°轉(zhuǎn)向，可向左和向右行駛，從而實(shí)現(xiàn)了同一軌道平面內(nèi)四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，在多行多列正交軌道的多層立體倉庫中存取貨物時(shí)，同層可自動(dòng)駛?cè)氩煌械拇尕浵锏?，通過提升機(jī)換層后則可駛?cè)肓Ⅲw倉庫的任意貨位，從而極大提升現(xiàn)有立體倉庫的存儲密度，全面提高立體倉庫的自動(dòng)化程度，在上位信息系統(tǒng)調(diào)度下，多臺穿梭車可到達(dá)立體倉庫任意層、任意巷道、任意貨位進(jìn)行存貨和取貨操作，無需人工介入，真正實(shí)現(xiàn)高效率、高密度、全自動(dòng)化的無人值守立體倉庫。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明穿梭車的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-車身、2-行駛機(jī)構(gòu)、3-轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、4-升降機(jī)構(gòu)、5-電池及充電系統(tǒng)、6-通信模塊、7-電控系統(tǒng)、8-控制計(jì)算機(jī)；
圖2是本發(fā)明穿梭車車身的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，9-底板、10-承重梁、11-車輪座、12-連接梁、13-短邊蒙板、14-長邊蒙板；
圖3是本發(fā)明穿梭車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，15-電動(dòng)缸電機(jī)、16-減速器、17-電動(dòng)缸、18-短連桿、19-轉(zhuǎn)接推桿、20-連接推板、21-長連桿、22-車輪轉(zhuǎn)向軸、23-止轉(zhuǎn)環(huán)、24-擋銷、25-鍵、26-銷釘； 圖4是本發(fā)明轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向部分的局部放大圖；其中15-電動(dòng)缸電機(jī)、19-轉(zhuǎn)接推桿、20-連接推板、21-長連桿、21a-長連桿上銷孔、23-止轉(zhuǎn)環(huán)、23a_鍵槽、23b_止轉(zhuǎn)環(huán)上銷孔、23c-止轉(zhuǎn)環(huán)上圓周槽、24-擋銷、25-鍵、26-銷釘；
圖5為止轉(zhuǎn)環(huán)配置圖；其中21-長連桿、23-止轉(zhuǎn)環(huán)、24-擋銷；
圖6是本發(fā)明穿梭車托板總成的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，27-托板、28-防滑板、29-柜鎖、30-蓋板、31-鉸鏈、32-第一傳感器、33-第二傳感器、34-滾輪、35-導(dǎo)向桿；
圖7是本發(fā)明穿梭車升降執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，36-第三伺服電機(jī)、37-減速器、38-剛性聯(lián)軸器、39-軸、40-軸承座、41-鏈輪、42-張緊輪、43-偏心輪、44-減速器安裝座、45-鏈條、46-張緊輪安裝座。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]如圖1-7所示，本發(fā)明的穿梭車包括車身1、行駛機(jī)構(gòu)2、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3、升降機(jī)構(gòu)4、電池及充電系統(tǒng)5、通信模塊6、電控系統(tǒng)7和控制計(jì)算機(jī)8，穿梭車身上設(shè)有行駛機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電池及充電系統(tǒng)、通信模塊、電控系統(tǒng)七個(gè)部分，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在車身車輪座11上，車輪座通過螺釘固定于連接梁12和承重梁10上，轉(zhuǎn)向時(shí)帶動(dòng)車輪座下方的車輪轉(zhuǎn)向。行駛機(jī)構(gòu)對角雙驅(qū)動(dòng)布置，連接于車身對角線的兩個(gè)輪上，與車輪一起完成轉(zhuǎn)向，且位于底板9扇形區(qū)之上，有利于轉(zhuǎn)向后電控系統(tǒng)調(diào)整穿梭車為直線行駛。升降機(jī)構(gòu)通過其執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的軸承座38安裝固定在車身承重梁10上，實(shí)現(xiàn)與車身的連接。
[0019]車身I是穿梭車基本框架和外殼，承載所有系統(tǒng)和貨物，行駛機(jī)構(gòu)2采用兩個(gè)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)兩個(gè)主動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)方式，帶動(dòng)穿梭車行走，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3通過電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)四個(gè)輪子90 °轉(zhuǎn)向，升降機(jī)構(gòu)4用于舉升和放下貨物托盤，電池及充電系統(tǒng)5負(fù)責(zé)全車電源及充電管理，通信模塊6負(fù)責(zé)在穿梭車和上位機(jī)之間，電控系統(tǒng)7包括車身I上的電路和控制計(jì)算機(jī)，一起實(shí)現(xiàn)全車運(yùn)動(dòng)控制和智能防撞報(bào)警等功能，穿梭車和遙控器之間的無線通信。
[0020]穿梭車基本技術(shù)指標(biāo)如下:
外形尺寸:(長 X 寬 X 高 min ?max) 100mmX 1 200mmX (260mm ?290mm)；
最大承載能力:1000kg ；
兼容托盤尺寸:
1200mmX800mm (歐洲標(biāo)準(zhǔn))；
1200mmX 1000mm ；
1200mmX 1200mmo[0021 ] 升降機(jī)構(gòu)動(dòng)作行程> 30mm ；
空載行駛速度:lm/s ；
定位精度土 5mm ；
供電電壓:48V ；
如圖2所示，車身I包括底板9、承重梁10、車輪座11、連接梁12、短邊蒙板13和長邊蒙板14，所述承重梁10與連接梁12呈90°設(shè)置，且承重梁10與連接梁12直角連接處設(shè)有車輪座11，所述連接梁12外側(cè)設(shè)置有短邊蒙板13，所述短邊蒙板13的兩端分別連接有長邊蒙板14，所述長邊蒙板14與短邊蒙板13呈90°設(shè)置，且所述長邊蒙板14與承重梁10平行設(shè)置；所述長邊蒙板14與短邊蒙板13固定在底板11的四周，所述的承重梁10、車輪座11和連接梁12分別與底板固定連接。連接梁12、承重梁10與車輪座11構(gòu)成車架主體。連接梁12、承重梁10采用鋼板焊接方式加工成形，連接梁12、承重梁10和車輪座11作為穿梭車的安裝連接的基準(zhǔn)，止口處采用機(jī)加保證定位、安裝精度要求；止口定位后通過螺釘M5 X 10和螺栓M8 X 30與車輪座聯(lián)接，保證車輪軸距滿足設(shè)計(jì)要求。車身I底板9采用鋼板折彎成形。
[0022]穿梭車車身上的行駛機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)輪C、第二主動(dòng)輪g、第一從動(dòng)輪d、第二從動(dòng)輪h、第一伺服電機(jī)a、第二伺服電機(jī)e、第一減速器b以及第二減速器f ;第一主動(dòng)輪c和第二主動(dòng)輪g分別與底板9對角線位置上的兩個(gè)車輪座11相連，第一從動(dòng)輪d和第二從動(dòng)輪h分別與底板9上的另外兩個(gè)車輪座11相連，第一伺服電機(jī)a通過第一減速器b與第一主動(dòng)輪c的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連，第一從動(dòng)輪d隨動(dòng)，第二伺服電機(jī)e通過第二減速器f與第二主動(dòng)輪g的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連，第二從動(dòng)輪h隨動(dòng)。
[0023]所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3為兩套，分別連接穿梭車兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)向軸，每套所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3均包括電動(dòng)缸電機(jī)15、減速器16、電動(dòng)缸17和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)接推桿19、連接推板20、長連桿21、短連桿18和兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)23 ;兩個(gè)所述止轉(zhuǎn)環(huán)23分別與穿梭車同一側(cè)兩個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向軸22固定連接且兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)23對稱設(shè)置；所述電動(dòng)缸17電機(jī)15與減速器16相連，所述減速器16的輸出端與電動(dòng)缸17相連，所述電動(dòng)缸17的輸出端與短連桿18 —端相連，所述短連桿18的另一端與止轉(zhuǎn)環(huán)23的端面鉸接形成曲柄機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)接推桿19至少為兩根，一端與減速器16固定連接，另一端與連接推板20端面固定連接；所述連接推板20的端面與長連桿21 —端固定連接，所述長連桿21的另一端與另一個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)23的端面鉸接形成曲柄機(jī)構(gòu)；所述長連桿21、短連桿18位于同一條軸線上，與止轉(zhuǎn)環(huán)23構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu)；所述止轉(zhuǎn)環(huán)23端面上開設(shè)有限位槽，通過固定設(shè)置的擋銷限制止轉(zhuǎn)環(huán)23的旋轉(zhuǎn)范圍為90° ;所述電動(dòng)缸17未動(dòng)作時(shí),所述止轉(zhuǎn)環(huán)23的限位槽的一端與擋銷接觸；所述電動(dòng)缸17動(dòng)作時(shí)，同一側(cè)的兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)23反向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)止轉(zhuǎn)環(huán)23的限位槽的另一端與擋銷接觸時(shí)，車輪的轉(zhuǎn)向軸22旋轉(zhuǎn)90°，電動(dòng)缸17停止。
[0024]其中，所述短連桿18上開有孔21a，所述止轉(zhuǎn)環(huán)上開有孔23b，所述短連桿18通過其上的孔2la、銷釘26和孔23b與止轉(zhuǎn)環(huán)23相連接，短連桿18卡入止轉(zhuǎn)環(huán)23上所開的圓周槽23c內(nèi)，所述止轉(zhuǎn)環(huán)23上開有鍵槽23a，所述止轉(zhuǎn)環(huán)23與車輪座11上的車輪轉(zhuǎn)向軸22通過鍵24相連，所述轉(zhuǎn)接推桿19 一端與減速器16通過螺釘相連，另一端與連接推板20通過螺釘相連，所述連接推板20通過螺母與長連桿21上的螺紋相連，所述長連桿21上開有孔21a，所述止轉(zhuǎn)環(huán)上開有孔23b，所述長連桿21通過其上的孔21a、銷釘26和孔23b與止轉(zhuǎn)環(huán)23相連，長連桿21卡入止轉(zhuǎn)環(huán)23上所開的圓周槽23c內(nèi)，所述止轉(zhuǎn)環(huán)23通過與車輪座11上的車輪轉(zhuǎn)向軸22通過鍵24同軸相連，如圖3所示為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的裝配圖，如圖4為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向部分的局部放大圖，如圖5為止轉(zhuǎn)環(huán)配置圖。電動(dòng)缸電機(jī)15、減速器16和電動(dòng)缸17提供動(dòng)力，轉(zhuǎn)接推桿19、連接推板20、長連桿21、短連桿18、止轉(zhuǎn)環(huán)23和擋銷24實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，電動(dòng)缸17動(dòng)作時(shí)驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng),原地轉(zhuǎn)向90°后靠電動(dòng)缸17的作用力、止轉(zhuǎn)環(huán)23和擋銷24的反作用力自動(dòng)鎖住，實(shí)現(xiàn)機(jī)械限位。本發(fā)明通過電動(dòng)缸的動(dòng)作使穿梭車轉(zhuǎn)向時(shí)相鄰車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，轉(zhuǎn)向后穿梭車的車輪各構(gòu)件再次形成對稱，保證重力分布均勻，中心保持平穩(wěn)，進(jìn)一步保證轉(zhuǎn)向后的平衡和行駛精度。
[0025]穿梭車車身上的升降機(jī)構(gòu)4由托板總成及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其中托板總成包括托板27、防滑板28、柜鎖29、蓋板30、鉸鏈31、第一傳感器32、第二傳感器32、滾輪34和導(dǎo)向桿35，如圖6所示，所述的防滑板28安裝固定在托板27左右兩側(cè)，蓋板30設(shè)于托板27中間，蓋板30 —邊通過鉸鏈31與托板27相連，且對邊的邊緣處設(shè)有柜鎖29，第一傳感器32設(shè)于托板27的頂部，第二傳感器33設(shè)于托板27的側(cè)邊，滾輪34和導(dǎo)向桿35分別固定連接于托板27的下表面。
[0026]升降執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括第三伺服電機(jī)36、減速器37、剛性聯(lián)軸器38、軸39、軸承座40、鏈輪41、張緊輪42、偏心輪43、減速器安裝座44、鏈條45和張緊輪安裝座46，如圖7所示，第三伺服電機(jī)36與減速器37連接，并安裝在減速器安裝座44上，共對稱設(shè)有兩對通過剛性聯(lián)軸器38連接的軸39，軸承座40套接在軸39的兩端上，并與承重梁10相連接，軸39兩端依次各連有鏈輪41和偏心輪43，兩個(gè)軸39相同端的鏈輪41通過鏈條45連接，所述的張緊輪42設(shè)于所述鏈條45的下面與鏈條45接觸，張緊輪42安裝在張緊輪安裝座46上，張緊輪安裝座46與承重梁10固定相連；按最大工作載荷&ax = 1000kg、最大升降時(shí)間2s，選用的伺服電機(jī)36、減速器37滿足升降機(jī)構(gòu)工作的要求。偏心輪43偏心距15mm±0.1mm滿足升降高度要求，選用40Cr材料機(jī)加工，并通過調(diào)質(zhì)處理提高表面硬度。鏈輪41選用40Cr材料加工，并通過熱處理來提高齒面硬度。其中，從動(dòng)鏈輪采用夾緊式結(jié)構(gòu)安裝于軸上，便于調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)零位。通過導(dǎo)向桿35的導(dǎo)向作用，保證托板在上下升降動(dòng)作順暢，不會被夾死。托板采用4_鋼板折彎焊接而成，防滑板選用鋁及鋁合金花紋板(GB/T3618-2006)，與托板鉚接。
[0027]電池及充電系統(tǒng)5包括一組48V鎳氫動(dòng)力電池、充電插頭和充電電纜，鎳氫動(dòng)力電池通過充電電纜與充電插頭相連。穿梭車在接收到充電命令后駛?cè)氤潆娯浳唬嚿鞩上的充電插頭與充電貨位上安裝的充電插座自動(dòng)接駁，充電機(jī)自動(dòng)上電開始充電，充電過程充電機(jī)監(jiān)控充電電流電壓，達(dá)到充滿狀態(tài)后自動(dòng)斷電，穿梭車駛離充電位投入運(yùn)行。
[0028]通信模塊6為無線數(shù)傳模塊，采用通用的460MHz數(shù)傳模塊，同時(shí)，采用時(shí)分多址方法組建無線通信網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)在穿梭車和上位機(jī)之間，穿梭車和遙控器之間的無線通信，可實(shí)現(xiàn)多臺穿梭車和上位機(jī)的協(xié)調(diào)控制調(diào)度。
[0029]電控系統(tǒng)7包括控制計(jì)算機(jī)、伺服電機(jī)、各種傳感器、整車電路構(gòu)成?？刂朴?jì)算機(jī)包括基于ARM內(nèi)核的微處理器的核心模塊、接口板模塊和電源模塊構(gòu)成,控制軟件嵌入在控制計(jì)算機(jī)ARM微處理器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全車運(yùn)動(dòng)控制和智能防撞報(bào)警等功能，同時(shí)負(fù)責(zé)電池及充電管理。全車4臺伺服電機(jī)是電控系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成行走、轉(zhuǎn)向、升降功能，四個(gè)電機(jī)控制器通過CAN總線或485總線聯(lián)網(wǎng)與控制計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)通信。
[0030]穿梭車上電后，首先與上位機(jī)建立無線通信連接，進(jìn)入上位機(jī)組建的無線網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)獲取自身初始位置信息，然后等待上位機(jī)的出庫或入庫指令。
[0031]如果收到入庫指令，穿梭車自動(dòng)從當(dāng)前位置沿著上位機(jī)規(guī)劃的路徑分別通過橫向或縱向軌道行駛到立體倉庫指定的入口貨位撿取貨物，如果需要換層，則自動(dòng)行駛到提升機(jī)位置，在上位機(jī)調(diào)度下進(jìn)入提升機(jī)，到達(dá)指定層后，離開提升機(jī)，行駛到入口貨位撿取貨物。獲取貨物后繼續(xù)根據(jù)上位機(jī)規(guī)劃的路徑分別通過橫向或縱向軌道、提升機(jī)達(dá)到指定的存貨位置放置貨物。
[0032]如果收到出庫指令，穿梭車自動(dòng)從當(dāng)前位置沿著上位機(jī)規(guī)劃的路徑分別通過橫向或縱向軌道行駛到立體倉庫指定的存貨位置處撿取貨物，如果需要換層，則自動(dòng)行駛到提升機(jī)位置，在上位機(jī)調(diào)度下進(jìn)入提升機(jī)，到達(dá)指定層后，離開提升機(jī)，行駛到存貨位置撿取貨物。獲取貨物后繼續(xù)根據(jù)上位機(jī)規(guī)劃的路徑分別通過橫向或縱向軌道、提升機(jī)達(dá)到立體倉庫指定的出口貨位放置貨物。
[0033]如果需要在立體倉庫內(nèi)移動(dòng)貨物，則根據(jù)上位機(jī)指令，沿著規(guī)劃路徑，到某一貨位撿取貨物后分別通過橫向或縱向軌道，提升機(jī)行駛到指定位置放置貨物。
[0034]穿梭車行駛過程中實(shí)時(shí)上報(bào)自身位置、電壓、電流等信息，如果電池電量低于規(guī)定值，則自動(dòng)進(jìn)入指定充電位置進(jìn)行充電，充電完成后繼續(xù)投入運(yùn)行。
[0035]穿梭車行駛過程中，發(fā)現(xiàn)自身機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，會立即發(fā)出燈光報(bào)警，并向上位機(jī)報(bào)告故障信息；當(dāng)穿梭車在巷道內(nèi)進(jìn)行貨物存取作業(yè)過程中，如果由于異常情況，如托盤上的貨物發(fā)生坍塌使巷道堵塞等影響安全的事件，而導(dǎo)致非正常停車時(shí)，穿梭車也會發(fā)出燈光報(bào)警，并向上位機(jī)報(bào)告報(bào)警信息；穿梭車還具有緊急防撞功能，當(dāng)穿梭車行駛過程中前方出現(xiàn)障礙物會自動(dòng)緊急停車，同時(shí)上報(bào)報(bào)警信息，等待處理。
[0036]行走時(shí)，行走伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器提供動(dòng)力傳遞到主動(dòng)輪；小車由對角布置的兩主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，從動(dòng)輪隨動(dòng)。
[0037]轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)缸電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器，減速器輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)缸，通過動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)傳遞到第一個(gè)車輪轉(zhuǎn)向軸，因每個(gè)車輪與軌道面的摩擦力不同，由同一個(gè)電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)車輪轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪與軌道面的摩擦力較小的一個(gè)先完成90 °轉(zhuǎn)向，之后在擋銷的反作用力下，使得另一個(gè)車輪完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作。兩個(gè)電動(dòng)缸分別動(dòng)作，一個(gè)電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)的一組車輪完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作后，另一個(gè)電動(dòng)缸才開始動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)另一組車輪完成轉(zhuǎn)向。相鄰的車輪逆向旋轉(zhuǎn)(如:一個(gè)車輪為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則另一個(gè)車輪為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。
[0038]升降機(jī)構(gòu)動(dòng)作過程:通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)中伺服電機(jī)帶動(dòng)鏈輪、鏈條旋轉(zhuǎn)形成的傳動(dòng)鏈，帶動(dòng)與鏈輪同軸固連的偏心輪旋轉(zhuǎn)，而偏心輪又與托板總成中的滾輪緊密貼合，通過導(dǎo)向桿的導(dǎo)向及限位，從而實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作。
[0039]報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)主要是依靠在規(guī)定的報(bào)警條件下，相關(guān)傳感器將產(chǎn)生報(bào)警信號送到控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合判斷，如果需要緊急停車，控制計(jì)算機(jī)發(fā)送剎車命令給伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)，如果需要上報(bào)，控制計(jì)算機(jī)發(fā)送報(bào)警數(shù)據(jù)給通信模塊6，經(jīng)過無線方式上報(bào)上位計(jì)算機(jī)，同時(shí)點(diǎn)亮車上相關(guān)報(bào)警指示燈。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，包括穿梭車車身，以及安裝在穿梭車車身上的行駛機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電池及充電系統(tǒng)、通信模塊、電控系統(tǒng)；其特征在于: 所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為兩套，分別連接穿梭車兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)向軸，每套所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)均包括電動(dòng)缸電機(jī)、減速器、電動(dòng)缸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)接推桿、連接推板、長連桿、短連桿和兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)；兩個(gè)所述止轉(zhuǎn)環(huán)分別與穿梭車同一側(cè)兩個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向軸固定連接且兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)對稱設(shè)置；所述電動(dòng)缸電機(jī)與減速器相連，所述減速器的輸出端與電動(dòng)缸相連，所述電動(dòng)缸的輸出端與短連桿一端相連，所述短連桿的另一端與止轉(zhuǎn)環(huán)的端面鉸接形成曲柄機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)接推桿至少為兩根，一端與減速器固定連接，另一端與連接推板端面固定連接；所述連接推板的端面與長連桿一端固定連接，所述長連桿的另一端與另一個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)的端面鉸接形成曲柄機(jī)構(gòu)；所述長連桿、短連桿位于同一條軸線上，與止轉(zhuǎn)環(huán)構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu)；所述止轉(zhuǎn)環(huán)端面上開設(shè)有限位槽，通過固定設(shè)置的擋銷限制止轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)范圍為90° ;所述電動(dòng)缸未動(dòng)作時(shí)，所述止轉(zhuǎn)環(huán)的限位槽的一端與擋銷接觸；所述電動(dòng)缸動(dòng)作時(shí)，同一側(cè)的兩個(gè)止轉(zhuǎn)環(huán)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)止轉(zhuǎn)環(huán)的限位槽的另一端與擋銷接觸時(shí)，車輪的轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)90°，電動(dòng)缸停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，其特征在于:所述升降機(jī)構(gòu)包括托板總成和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，托板總成包括托板、防滑板、柜鎖、蓋板、鉸鏈、第一傳感器、第二傳感器、滾輪和導(dǎo)向桿，所述的防滑板安裝固定在托板左右兩側(cè)，蓋板設(shè)于托板中間，其一邊通過鉸鏈與托板相連，對邊的邊緣處設(shè)有柜鎖，第一傳感器設(shè)于托板的頂部，第二傳感器設(shè)于托板的側(cè)邊，滾輪和導(dǎo)向桿分別固定連接于托板的上表面；所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括第三伺服電機(jī)、減速器、剛性聯(lián)軸器、軸、軸承座、鏈輪、張緊輪、偏心輪、減速器安裝座、鏈條和張緊輪安裝座，第三伺服電機(jī)與減速器連接，并安裝在減速器安裝座上，共對稱設(shè)有兩對通過剛性聯(lián)軸器連接的軸，軸承座套接在軸的兩端上，并與承重梁相連接，軸兩端依次各連有鏈輪和偏心輪，兩個(gè)軸相同端的鏈輪通過鏈條連接，所述的張緊輪設(shè)于所述鏈條的下面與鏈條接觸，張緊輪安裝在張緊輪安裝座上，張緊輪安裝座和與承重梁固定相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，其特征在于:所述偏心輪的偏心距為15mm±0.1臟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，其特征在于:所述車身包括底板、承重梁、車輪座、連接梁、短邊蒙板和長邊蒙板，所述承重梁與連接梁呈90°設(shè)置，且承重梁與連接梁直角連接處設(shè)有車輪座，所述連接梁外側(cè)設(shè)置有短邊蒙板，所述短邊蒙板的兩端分別連接有長邊蒙板，所述長邊蒙板與短邊蒙板呈90°設(shè)置，且所述長邊蒙板與承重梁平行設(shè)置；所述長邊蒙板與短邊蒙板固定在底板的四周，所述的承重梁和連接梁分別與底板固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，其特征在于:所述電池及充電系統(tǒng)包括鎳氫動(dòng)力電池、充電插頭和充電電纜,鎳氫動(dòng)力電池通過充電電纜與充電插頭相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，其特征在于:所述通信模塊為無線數(shù)傳模塊，采用時(shí)分多址方法組建無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多臺穿梭車和上位機(jī)的協(xié)調(diào)控制調(diào)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，其特征在于:所述行駛機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)輪、第二主動(dòng)輪、第一從動(dòng)輪、第二從動(dòng)輪、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)，第一主動(dòng)輪和第二主動(dòng)輪分別與底板對角線位置上的兩個(gè)車輪座相連，第一從動(dòng)輪和第二從動(dòng)輪分別與底板上的另外兩個(gè)車輪座相連，第一、二伺服電機(jī)分別與第一、二主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)向的軌道穿梭車，其特征在于:所述電控系統(tǒng)包括控制計(jì)算機(jī)，所述的控制計(jì)算機(jī)包括基于ARM內(nèi)核的微處理器的核心模塊、接口板模塊和電源模塊構(gòu)成，控制軟件嵌入在控制計(jì)算機(jī)ARM微處理器內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)全車運(yùn)動(dòng)控制和智能防撞報(bào)警。
【文檔編號】B65G1/04GK104210794SQ201410444808
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】劉明, 何力, 程欣, 張?zhí)烀? 孫明山, 雷升杰, 楊江南, 李欣, 鞏偉, 顧慧卿 申請人:昆明七零五所科技發(fā)展總公司