一种全向堆垛机器人承载轮组的制作方法

1.本发明涉及智能仓储技术领域，具体为一种全向堆垛机器人承载轮组。


背景技术：

2.目前在智能仓储中用于自动物流搬转运都采用agv搬运机器人或者agv小车，其通过特殊地标导航自动将物品运输至指定地点，其中全向堆垛机器人(又称小全向)就是一种满足前进、后退、侧向、旋转、堆垛功能的agv，适应于窄巷道密集型仓库的货物搬运、码垛，而全向堆垛机器人的移动全靠承载轮来带动，但是现有的承载轮设计又存在一定的不足：
3.全向堆垛机器人的承载轮有两种设计，一种是改为万向轮，成本低但是运行不稳定、行驶过程容易出现跑偏现象，并且车辆在换向运行时因万向轮摆动角度的问题车子会存在大幅度摆动现象，增加了控制难度，另一种是采用功能伺服电机差速轮组，控制精度高但是成本过高且差速控制旋转增加了难度，也提高了产品对地面的使用要求，因此现有的承载轮在实际使用中都存在明显的缺陷；
4.同时，现有的承载轮组都是由两个双轮组件构成，在行驶的过程中当遇到不平整的地面时就容易导致机器人产生倾斜，从而不利于堆垛和搬运，而且当双轮组件一侧经过不平整地面另一侧在平整地面上行驶时还容易导致两个双轮组件经过该区域地面时的速度存在差距，从而导致承载轮两侧在速度差下带动机器人产生转动趋势，因而在快速行驶的过程中就会造成全向堆垛机器人的不稳定性；并且，当全向堆垛机器人停止的时候并不一定就是在平整的地面上或者受到外力的推动作用，就会导致其会产生溜车现象，更加导致承载轮的不稳定性。


技术实现要素：

5.针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种全向堆垛机器人承载轮组，具备稳定性和控制精度高的优点，解决了背景技术提出的问题。
6.本发明提供如下技术方案：一种全向堆垛机器人承载轮组，包括承载轮安装座，所述承载轮安装座的中部固定安装有伺服电机组，所述承载轮安装座的顶部活动安装有齿轮副，所述承载轮安装座的输出端通过齿轮传动与齿轮副啮合传动，所述承载轮安装座在齿轮副底部位置活动安装有摆动轮组且摆动轮组的顶部与齿轮副转动中心固定连接，所述承载轮安装座两侧位于摆动轮组等高处固定安装有定位光电，所述定位光电给全向堆垛机器人agv提供承载轮角度原点位置信息，所述摆动轮组包括摆动座，所述摆动座的中部开设有锥形槽且锥形槽的两端呈锥状开设，所述锥形槽的中部固定安装有旋转轴，所述旋转轴的外圈固定套接有两个转动套，所述转动套的外侧且位于锥形槽内部位置固定连接有连接轴，所述连接轴外端的外圈活动套接有双轮组件。
7.优选的，所述摆动座的位于锥形槽顶部和底部位置对称开设有液压槽，所述液压槽两侧活动套接有液压块，所述摆动座内部位于液压槽顶部位置开设有与其连通的液压腔。
8.优选的，所述锥形槽两侧顶壁位置开设有转动槽，所述转动槽内部活动安装有连杆，所述连接轴顶部开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动套接有滑块，所述滑块与连杆之间活动铰接，所述连接轴内部开设有液压环腔，所述液压环腔的外圈均匀开设有调节槽，所述液压环腔与滑槽之间开设有连通孔且连通口内部活动套接有与滑块固定连接的液压塞，所述调节槽外端活动套接有摩擦块，所述调节槽内端活动套接有活塞，所述摩擦块与活塞之间固定连接有波纹管。
9.优选的，所述转动套的外圈处呈扇形且侧边切好与液压块接触，所述液压腔与液压系统连接，所述连接轴在锥形槽中上下转动到最大位置处外圈恰好与锥形槽顶壁或底壁完全贴合。
10.优选的，所述双轮组件中部开设有内腔，所述内腔内部固定安装有固定轮盘，所述连接轴内部位于双轮组件中心位置开设有电磁腔，所述电磁腔内部固定安装有电磁铁，所述连接轴外圈位于电磁腔顶部和底部对称开设有滑孔，所述滑孔内部活动套接有卡块。
11.优选的，所述固定轮盘的内圈呈连续的齿状结构，所述卡块的外端呈与固定轮盘内圈齿槽相适配的尖角状，所述电磁铁在全向堆垛机器人停止时通电，所述电磁铁通电时端部磁极与相对的卡块之间磁极相同。
12.本发明具备以下有益效果：
13.1、通过在承载轮安装座上设置伺服电机组和齿轮副来带动摆动轮组的转动，并且在摆动轮组的侧边还设置有定位光电，相较于现有技术来说，利用伺服电机组带动齿轮副转动从而进一步带动摆动座转动，不仅可以简单有效的控制摆动轮组的转动，而且还节约了成本，同时利用定位光电来检测摆动轮组转动的角度从而更好的控制其转动的精度，比现有的万向轮更加稳定且比伺服电机差速轮组更加简单易控，同时其还在摆动座内部开设锥形槽方便连接轴的转动，这样可以使得摆动轮组可以在不平整的地面上稳定的行驶。
14.2、通过在摆动轮组内部通过旋转轴活动安装两个连接轴，并且连接轴与摆动座之间设有连杆连接，同时在双轮组件内部设置固定轮盘配合连接轴内部电磁铁的电磁作用，相较于现有技术来说，当双轮组件行驶到凸起地面上时带动连接轴沿着旋转轴为中心发生转动，并且该转动会传递到液压腔内部的液压系统中，同时在连杆的作用下可以带动滑块滑动并带动液压塞挤压液压环腔内部的液压，然后利用活塞和波纹管的液压传递来使得摩擦块对双轮组件进行限速从而使得全向堆垛机器人的行驶速度变慢，从而在经过凸起地面时更加的稳定，同时在电磁腔内部设置的电磁铁在全向堆垛机器人停止时通电，并且在电磁力作用下使得卡块滑出滑孔并与固定轮盘限位卡接起到制动效果，可以避免溜车现象的发生，进一步增加其稳定型。
附图说明
15.图1为本发明结构整体仰视图；
16.图2为本发明结构整体俯视图；
17.图3为本发明摆动轮组结构整体示意图；
18.图4为本发明摆动轮组结构正视图；
19.图5为本发明摆动轮组结构半剖图；
20.图6为本发明摆动轮组内部结构示意图；
21.图7为图4中a-a剖面图；
22.图8为本发明双轮组件结构剖视图；
23.图9为图5中b处放大图；
24.图10为图7中c处放大图。
25.图中：1、承载轮安装座；2、伺服电机组；3、齿轮副；4、摆动轮组；41、摆动座；411、锥形槽；412、液压槽；413、液压腔；414、转动槽；42、双轮组件；421、内腔；43、旋转轴；5、定位光电；6、转动套；7、连接轴；71、滑槽；72、液压环腔；721、调节槽；73、电磁腔；74、滑孔；8、液压块；9、滑块；10、连杆；11、液压塞；12、摩擦块；13、活塞；14、波纹管；15、固定轮盘；16、电磁铁；17、卡块。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
27.请参阅附图1-附图6，一种全向堆垛机器人承载轮组，包括承载轮安装座1，承载轮安装座1的中部固定安装有伺服电机组2，承载轮安装座1的顶部活动安装有齿轮副3，承载轮安装座1的输出端通过齿轮传动与齿轮副3啮合传动，承载轮安装座1在齿轮副3底部位置活动安装有摆动轮组4且摆动轮组4的顶部与齿轮副3转动中心固定连接，承载轮安装座1两侧位于摆动轮组4等高处固定安装有定位光电5，定位光电5给全向堆垛机器人agv提供承载轮角度原点位置信息，摆动轮组4包括摆动座41，摆动座41的中部开设有锥形槽411且锥形槽411的两端呈锥状开设，锥形槽411的中部固定安装有旋转轴43，旋转轴43的外圈固定套接有两个转动套6，转动套6的外侧且位于锥形槽411内部位置固定连接有连接轴7，连接轴7外端的外圈活动套接有双轮组件42，转动套6一共有两个，并且分别都套接在旋转轴43的外圈处，其可以绕着旋转轴43转动，同时两个转动套6之间还互不干扰，这样就可以实现两个双轮组件42在分别遇到高低不平整的地面时可以分别进行调整，不会互相影响到另一侧，摆动座41的位于锥形槽411顶部和底部位置对称开设有液压槽412，液压槽412两侧活动套接有液压块8，摆动座41内部位于液压槽412顶部位置开设有与其连通的液压腔413，液压腔413内部盛有液压油，并且液压腔413通过全向堆垛机器人控制系统控制液压，使得其液压力的大小恰好顶动液压块8使得两侧的转动套6处于水平对称状态，保证其行驶时的稳定性，同时该液压也方便在双轮组件42遇到凸起地面后再恢复原位，转动套6的外圈处呈扇形且侧边切好与液压块8接触，液压腔413与液压系统连接，连接轴7在锥形槽411中上下转动到最大位置处外圈恰好与锥形槽411顶壁或底壁完全贴合，连接轴7可以在锥形槽411中以旋转轴43为中心进行上下转动，利用该转动恰好可以使得双轮组件42在遇到不平整地面时可以向上或向下摆动，从而来进行适应性行驶，而且在连接轴7上通过滑块9与连杆10的连接还可以起到稳定支撑，并且锥形槽411的锥状恰好可以对连接轴7的上下摆动幅度进行限位，避免因为摆动角度过大而造成的支撑稳定性差。
28.请参阅附图3-附图10，锥形槽411两侧顶壁位置开设有转动槽414，转动槽414内部活动安装有连杆10，连接轴7顶部开设有滑槽71，滑槽71的内部滑动套接有滑块9，滑块9与
连杆10之间活动铰接，连接轴7内部开设有液压环腔72，液压环腔72的外圈均匀开设有调节槽721，液压环腔72与滑槽71之间开设有连通孔且连通口内部活动套接有与滑块9固定连接的液压塞11，调节槽721外端活动套接有摩擦块12，调节槽721内端活动套接有活塞13，摩擦块12与活塞13之间固定连接有波纹管14，通过滑块9在滑槽71内部滑动可以带动液压塞11向液压环腔72内部挤压增大液压或者向外抽拉减小液压，这样就可以利用液压环腔72内部的液压变化带动摩擦块12与双轮组件42之间的接触力大小发生变化，从而方便控制双轮组件42的转动速度，而且摩擦块12与活塞13之间设置有波纹管14，其一当面可以起到限位作用，因为当波纹管14收缩或者拉伸到一定程度就无法继续被压缩或者拉伸，因此根据其可以设定保证活塞13的滑动始终在调节槽721内部，另一方面起到一定的缓冲作用，避免因为液压的直接推动导致其动作反应传递快而损伤到摩擦块12，双轮组件42中部开设有内腔421，内腔421内部固定安装有固定轮盘15，连接轴7内部位于双轮组件42中心位置开设有电磁腔73，电磁腔73内部固定安装有电磁铁16，连接轴7外圈位于电磁腔73顶部和底部对称开设有滑孔74，滑孔74内部活动套接有卡块17，电磁铁16通电时具有磁性，并且卡块17的内部设置有磁铁并且与电磁铁16通电时可以产生磁斥力，利用该磁斥力可以使得卡块17向滑孔74外部滑动并且端部卡接到固定轮盘15的齿缝之间，这样就可以利用其进行限制双轮组件42的转动，固定轮盘15的内圈呈连续的齿状结构，卡块17的外端呈与固定轮盘15内圈齿槽相适配的尖角状，电磁铁16在全向堆垛机器人停止时通电，电磁铁16通电时端部磁极与相对的卡块17之间磁极相同，在全向堆垛机器人行驶时电磁铁16处于断电状态，此时由此磁铁与铁芯之间的磁吸力作用卡块17会收缩在滑孔74中，当全向堆垛机器人停止运动时，电磁铁16立即通电，并且在磁斥力作用下直接将卡块17顶出并且尖端卡接到固定轮盘15的齿槽中，这样固定轮盘15就会被卡块17限制转动，也即双轮组件42被连接轴7限制转动，从而可以有效的防止全向堆垛机器人在上坡停止时的制动和外界因素造成的溜车情况。
29.工作原理，在全向堆垛机器人行驶到需要转向的时候，通过伺服电机组2的输出端控制齿轮副3转动，并且将转动传递到摆动轮组4上通过摆动座41带动摆动轮组4整体发生转动，同时通过定位光电5监测摆动轮组4上的光电变化，然后反馈到控制系统中来进一步控制伺服电机组2的驱动情况，从而实现了控制摆动轮组4的转向，当全向堆垛机器人行驶到凸起地面时，一侧的双轮组件42会压到凸起上从而带动连接轴7的外端部升高，并且通过转动套6的转动性传递到液压块8上，从而一方面增加液压槽412内部的液压使得另一侧的液压块8抵压转动套6更加的稳定，另一方面传递到液压腔413中从而检测出来液压的变化大小以方面了解凸起的高度情况，在连接轴7一端随着双轮组件42向上扬起的同时，滑槽71内部的滑块9在连杆10的顶动作用下会沿着滑槽71向外端滑动，滑块9滑动的同时会带动液压塞11向液压环腔72内部压动液压，从而利用液压推动活塞13沿着调节槽721滑动并最终传递到摩擦块12上使得摩擦块12与双轮组件42内圈接触力变大，从而可以起到减速的作用，有效地防止因为双轮组件42在经过高低不同的地面时速度过快而产生较大的不稳定性；
30.相反，当双轮组件42路过较低的地面时，双轮组件42高度下降带动连接轴7的端部也下降，此时在滑槽71内部的滑块9会带着液压塞11将液压环腔72内部的液压向外抽动，此时液压环腔72内部液压减小并通过活塞13传递到摩擦块12上从而减少其对于双轮组件42的摩擦力，从而使得该侧的双轮组件42转动速度变快，快速通过低凹区域；
31.当全向堆垛机器人停止移动时，此时控制系统会控制电磁铁16立即通电，然后在两端产生磁极，进一步使得两个滑孔74中的卡块17受到磁斥力的作用向外滑出，并且卡接到固定轮盘15的齿槽中，然后限制固定轮盘15的转动，固定轮盘15的转动被限制也即双轮组件42无法转动，同时由于两个卡块17限制双轮组件42的转动，并且在一组双轮组件42中都有卡块17限制，这样就可以有效的实现了自锁，从而避免了出现溜车或者滑动的情况，保证了全向堆垛机器人行驶和停止的稳定性。
32.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。