一种双轮差速驱动装置及插腿式无人叉车的制作方法

1.本发明涉及叉车领域，尤其是涉及一种双轮差速驱动装置及插腿式无人叉车。


背景技术：

2.agv小车(automated guided vehicle，简称agv)，通常也称为无人搬运车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，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，由于其具有自动化程度高、安全、灵活等特点，是目前国内实现物料自动搬运的最佳解决途径之一。
3.目前很多生产车间或者仓库采用agv小车来运送物品，以提高生产或者存储的效率。现有的agv小车驱动方式有舵轮驱动和差速驱动两种方式。舵轮能实现全向运动。差速驱动用两个电机来分别驱动两个轮子，通过两个轮子不同的速度来实现轮系的转向。
4.舵轮能实现全向运动，但是成本高、负重低。差速驱动用两个电机来分别驱动两个轮子，通过两个轮子不同的速度来实现轮系的转向，但现有的差速驱动装置存在以下两个问题：
5.一是无法实现原地转向，采用该驱动装置的agv设备无法在有限空间内小幅度地完成角度调节，导致侧移能力较差，位姿调节精度较低；
6.二是agv小车的各个驱动轮单独驱动，对控制精度要求比较高，否则会出现转向角不一致的情况，进而降低agv小车运动过程的控制精度以及稳定性。


技术实现要素：

7.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双轮差速驱动装置及插腿式无人叉车，控制精度高，灵活性强，可靠性高。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
9.一种双轮差速驱动装置，包括安装盘以及安装盘内的差速驱动单元，所述的安装盘为圆筒形，且顶端设有固定盘，所述的差速驱动单元上设有角度传感器、电磁推杆、侧滚轮和顶滚轮，所述的侧滚轮与安装盘滚动接触，所述的顶滚轮与固定盘滚动接触，所述的电磁推杆沿安装盘直径方向设置，所述的安装盘内侧壁环向间隔设有若干个与电磁推杆匹配的锁定插孔；
10.通过角度传感器检测差速驱动单元的转向角，当差速驱动单元转动到某个转向角时，电磁推杆伸出推杆，插入锁定插孔，使得双轮差速驱动装置固定在当前转向角，所述的双轮差速驱动装置转向角保持固定，能够准确地进行直线运动或静止。
11.进一步地，所述的装置还包括接近开关，所述的安装盘外侧壁上设有第一安装板，所述的接近开关固定在第一安装板上，且沿安装盘直径方向穿过安装盘侧壁，所述的差速驱动单元上设有与接近开关匹配的初始感应块；
12.所述的接近开关可感应到初始感应块，可通过接近开关可感应到初始感应块实现双轮差速驱动装置的转向角的初始校准。
13.进一步地，所述的差速驱动单元上设有挡块，所述的固定盘上设有限位块，所述的挡块的高度与限位块的高度匹配，所述的挡块与安装盘轴线之间的距离与限位块与安装盘轴线之间的距离匹配。
14.进一步地，所述的限位块的数量为两块，两块限位块沿安装盘的环向间隔设置；
15.当挡块被限位块阻挡时，所述的差速驱动单元无法继续转动，实现对差速驱动单元的最大转向角的限制，避免与差速驱动单元连接的电线发生缠绕。
16.进一步地，所述的差速驱动单元包括电机仓、两个步进电机和两个主动轮，所述的两个步进电机位于电机仓内，所述的两个主动轮对称设置在电机仓两侧，且分别与两个步进电机传动连接，所述的侧滚轮和顶滚轮分别设于电机仓上；
17.所述的侧滚轮使得差速驱动单元能够在安装盘内同轴转向，所述的顶滚轮起到支撑作用。
18.进一步地，所述的电机仓上水平设有第二安装板，所述的角度传感器设于第二安装板上。
19.进一步地，所述的电磁推杆的数量为两根，两根电磁推杆对称设置；
20.两根电磁推杆共同实现双轮差速驱动装置转向角的锁定，可靠性强。
21.进一步地，所述的装置还包括止挡环，所述的止挡环同轴固定在安装盘底端。
22.进一步地，所述的止挡环的内径小于安装盘的内径；
23.因为侧滚轮与安装盘内壁接触，因此止挡环会起到对侧滚轮的限位作用，防止差速驱动单元从安装盘内脱离。
24.一种插腿式无人叉车，包括叉车本体、叉铲、前腿以及双轮差速驱动装置，所述的双轮差速驱动装置的数量为4个，其中两个双轮差速驱动装置对称设置在前腿上，另外两个双轮差速驱动装置对称设置在叉车本体上；
25.各个双轮差速驱动装置的转向和前进过程单独控制，所述的无人叉车可在原地不动的情况单独调整各个双轮差速驱动装置的前进方向，实现原地转向，侧移和转向能力大大提高，灵活性强，能在有限空间内小幅度、快速地调节移动设备的前进方向和位姿；
26.同时双轮差速驱动装置具有转向锁死的功能，既能提高无人叉车行驶过程的控制精度，又能实现原地驻停。
27.与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
28.(1)本发明双轮差速驱动装置包括安装盘以及安装盘内的差速驱动单元，安装盘为圆筒形，且顶端设有固定盘，差速驱动单元上设有角度传感器、电磁推杆、侧滚轮和顶滚轮，侧滚轮与安装盘滚动接触，顶滚轮与固定盘滚动接触，侧滚轮和顶滚轮分别与安装盘和固定盘滚动接触，电磁推杆沿安装盘直径方向设置，安装盘内侧壁环向间隔设有若干个与电磁推杆匹配的锁定插孔，通过角度传感器检测差速驱动单元的转向角，当差速驱动单元转动到某个转向角时，电磁推杆伸出，插入锁定插孔，使得双轮差速驱动装置固定在当前转向角，双轮差速驱动装置转向角保持固定，能够准确地进行直线运动或静止，可靠性强；
29.(2)本发明无人叉车上设置双轮差速驱动装置，各个双轮差速驱动装置的转向和前进过程单独控制，无人叉车可在原地不动的情况单独调整各个双轮差速驱动装置的前进方向，实现原地转向，侧移和转向能力大大提高，灵活性强，能在有限空间内小幅度、快速地调节移动设备的前进方向和位姿，同时双轮差速驱动装置具有转向锁死的功能，提高了无
人叉车行驶过程的控制精度和稳定性，当至少两个双轮差速驱动装置转向锁死，且转向角不一致时，无人叉车无法运动，从而实现原地驻停，防止无人叉车在装卸货时发生移动，安全性好；
30.(3)本发明安装盘外侧壁上设有第一安装板，接近开关沿安装盘直径方向穿过安装盘侧壁，差速驱动单元上设有与接近开关匹配的初始感应块，接近开关可感应到初始感应块，实现双轮差速驱动装置的转向角的初始校准；
31.(4)本发明差速驱动单元上设有挡块，固定盘上设有限位块，挡块的高度与限位块的高度匹配，挡块与安装盘轴线之间的距离与限位块与安装盘轴线之间的距离匹配，限位块的数量为两块，两块限位块沿安装盘的环向间隔设置，当挡块被限位块阻挡时，差速驱动单元无法继续转动，实现对差速驱动单元的最大转向角的限制，避免与差速驱动单元连接的电线发生缠绕；
32.(5)本发明电磁推杆的数量为两根，两根电磁推杆对称设置，两根电磁推杆共同实现双轮差速驱动装置转向角的锁定，可靠性强；
33.(6)本发明止挡环同轴固定在安装盘底端，止挡环的内径小于安装盘的内径，因为侧滚轮与安装盘内壁接触，因此止挡环会起到对侧滚轮的限位作用，防止差速驱动单元从安装盘内脱离。
附图说明
34.图1为无人叉车的侧视图；
35.图2为无人叉车的仰视图；
36.图3为前腿与差速驱动轮的装配示意图；
37.图4为差速驱动轮的立体结构示意图；
38.图5为差速驱动单元的具有初始感应块一侧的立体结构示意图；
39.图6为差速驱动单元的与初始感应块相对一侧的立体结构示意图；
40.图7为差速驱动单元的侧视图；
41.图8为差速驱动单元的仰视图；
42.图9为差速驱动单元的截面图；
43.图10为安装盘和固定盘的装配示意图；
44.图中标号说明：
45.1.叉车本体，2.叉铲，3.双轮差速驱动装置，4.前腿，5.角度传感器，6.限位块，7.接近开关，8.初始感应块，9.电磁推杆，10.止挡环，31.安装盘，32.电机仓，33.主动轮，34.侧滚轮，35.顶滚轮，36.挡块，37.步进电机，38.固定盘，39.第一安装板，40.盖板，41.线槽护罩，311.锁定插孔，321.第二安装板。
具体实施方式
46.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
47.实施例1
48.一种双轮差速驱动装置，如图4和图9，包括安装盘31以及安装盘31内的差速驱动单元，安装盘31为圆筒形，且顶端设有固定盘38，差速驱动单元上设有角度传感器5、电磁推杆9、侧滚轮34和顶滚轮35，侧滚轮34与安装盘31滚动接触，顶滚轮35与固定盘38滚动接触，电磁推杆9沿安装盘31直径方向设置，如图10，安装盘31内侧壁环向间隔设有若干个与电磁推杆9匹配的锁定插孔311；
49.通过角度传感器5检测差速驱动单元的转向角，当差速驱动单元转动到某个转向角时，电磁推杆9伸出推杆，插入锁定插孔311，使得双轮差速驱动装置固定在当前转向角，双轮差速驱动装置转向角保持固定，能够准确地进行直线运动或静止。
50.固定盘38上设有具有保护功能的盖板40。
51.如图5、图6、图7和图8，差速驱动单元包括电机仓32、两个步进电机37和两个主动轮33，两个步进电机37位于电机仓32内，两个主动轮33对称设置在电机仓32两侧，且分别与两个步进电机37传动连接，侧滚轮34和顶滚轮35分别设于电机仓32上；
52.侧滚轮34使得差速驱动单元能够在安装盘31内同轴转向，顶滚轮35起到支撑作用。
53.电机仓32上水平设有第二安装板321，角度传感器5设于第二安装板321上。
54.电磁推杆9的数量为两根，两根电磁推杆9对称设置，两根电磁推杆9共同实现双轮差速驱动装置转向角的锁定，可靠性强。
55.如图9，装置还包括止挡环10，止挡环10同轴固定在安装盘31底端，止挡环10的内径小于安装盘31的内径，因为侧滚轮34与安装盘31内壁接触，因此止挡环10会起到对侧滚轮34的限位作用，防止差速驱动单元从安装盘31内脱离。
56.实施例2
57.本实施例中，一种双轮差速驱动装置还包括接近开关7，安装盘31外侧壁上设有第一安装板39，接近开关7固定在第一安装板39上，且沿安装盘31直径方向穿过安装盘31侧壁，差速驱动单元上设有与接近开关7匹配的初始感应块8；
58.接近开关7可感应到初始感应块8，实现双轮差速驱动装置的转向角的初始校准。其他与实施例1相同。
59.实施例3
60.本实施例中，差速驱动单元上设有挡块36，固定盘38上设有限位块6，挡块36的高度与限位块6的高度匹配，挡块36与安装盘31轴线之间的距离与限位块6与安装盘31轴线之间的距离匹配，限位块6的数量为两块，两块限位块6沿安装盘31的环向间隔设置，两块限位块6之间的夹角为90
°
，当挡块36被限位块6阻挡时，差速驱动单元无法继续转动，实现对差速驱动单元的最大转向角的限制，最大转向角为270
°
，避免与差速驱动单元连接的电线发生缠绕。
61.其他与实施例1相同。
62.实施例4
63.本实施例中，一种插腿式无人叉车，如图1、图2和图3，包括叉车本体1、叉铲2、前腿4以及实施例1～3所述的双轮差速驱动装置3，双轮差速驱动装置3的数量为4个，其中两个双轮差速驱动装置3对称设置在前腿4上，另外两个双轮差速驱动装置3对称设置在叉车本体1上；
64.前腿4上设有用于走线的线槽护罩41。
65.各个双轮差速驱动装置3的转向和前进过程单独控制，无人叉车可在原地不动的情况单独调整各个双轮差速驱动装置3的前进方向，实现原地转向，侧移和转向能力大大提高，灵活性强，能在有限空间内小幅度、快速地调节移动设备的前进方向和位姿；
66.同时双轮差速驱动装置3具有转向锁死的功能，能提高无人叉车行驶过程的控制精度，当至少两个双轮差速驱动装置3转向锁死，且转向角不一致时，无人叉车无法运动，从而实现原地驻停，防止无人叉车在装卸货时发生移动，安全性好。
67.实施例1、实施例2、实施例3和实施例4提出了一种双轮差速驱动装置及插腿式无人叉车，双轮差速驱动装置3能够实现转向锁死，能够准确地进行直线运动或静止，搭载有若干个双轮差速驱动装置3的插腿式无人叉车，不仅能在有限空间内小幅度、快速地调节移动设备的前进方向和位，而且能够实现原地驻停，可靠性强。
68.通过角度传感器5检测差速驱动单元的转向角，当差速驱动单元转动到某个转向角时，电磁推杆9伸出推杆，插入锁定插孔311，使得双轮差速驱动装置固定在当前转向角，双轮差速驱动装置转向角保持固定，能够准确地进行直线运动或静止。
69.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。