电静液压并联混合驱动的重载AGV舵轮

电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮
技术领域
1.本发明涉及agv小车技术领域，尤其涉及一种电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮。


背景技术：

2.agv（automated guided vehicle），通常也称为agv小车，是指装备有自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，是自动化搬运的主要选择。目前，在铁路货车检修车间中，转向架是主要的检修对象。但转向架自重高达5吨，并且结构比较特殊，目前采用的搬运方式为：工人用人力将转向架从车厢底部拉出；极具经验的台车操作员与地面工人配合，利用专业的挂钩与铁链，将转向架由车厢底部吊运至检修轨道；工人用人力将转向架推入检修位置。这种工作方式劳动强度大、人力成本高、作业风险高。因此，考虑将agv应用于转向架的搬运过程中，利用agv上的顶升装置，顶起转向架，从地面完成转向架的搬运。
3.然而，单个舵轮负载能力有限，为了提高agv的负载能力只能采用增加舵轮数量的方式。但转向架结构特殊，agv的尺寸必须限制在1200mm
×
1200mm
×
350mm，考虑agv的布局与控制，无法在现有的agv舵轮方案中选择既可承重5吨，又可稳定控制的舵轮。并且现有的舵轮在启动与加速时，由于电机与轮刚性连接，导致电机会承受巨大的启动峰值电流的冲击，尤其针对一些需要频繁启停的工况，舵轮的电机与电源寿命都会受到巨大的影响。并且局限于电机与电池的发展现状，现有电机驱动舵轮回收能量效率低下。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮，以解决上述问题。
5.基于上述目的，本发明提供了一种电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮，包括：减速器、驱动轮、驱动电机、液压马达、安装架、回转支承齿轮、齿轮和转向电机；减速器为双输入单输出减速器，减速器输出轴上固定套装有驱动轮，减速器的一个输入轴与驱动电机输出轴连接，减速器的另一个输入轴与液压马达输出轴连接，液压马达与液压系统连接；减速器与安装架连接，安装架上表面与回转支承齿轮内圈连接，回转支承齿轮与齿轮啮合连接，回转支承齿轮直径大于齿轮直径，齿轮与转向电机输出轴连接。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明首次提出了混合动力舵轮的结构与传动方式，通过合理的优化，在舵轮启动或加速时，采用液压驱动，利用液压能高功率密度的特性，大大地提高了舵轮的负载能力。减小了驱动电机在使用中受到的启动冲击电流，提高了舵轮驱动电机的使用寿命。并首次提出了舵轮在运行过程中实现能量回收。
7.进一步地，还包括液压系统，液压系统包括电磁比例换向阀、第一管路、第二管路、截止阀、压力表、第一蓄能器、第二蓄能器和溢流阀，电磁比例换向阀包括四个端口，电磁比例换向阀的两个端口分别与第一管路、第二管路的一端连接，第一管路上安装有截止阀和
压力表，第一管路的另一端与第一蓄能器连接，第二管路的另一端与第二蓄能器连接；溢流阀的两端分别与第一管路、第二管路连接；电磁比例换向阀的另两个端口分别与液压马达连接。
8.进一步地，本装置还包括电池，电池分别与驱动电机、转向电机电连接。
9.进一步地，安装架包括相连的转向固定板和第一驱动轮固定板，转向固定板位于第一驱动轮固定板上方，转向电机连接在转向固定板下表面；第一驱动轮固定板安装在驱动轮与减速器之间，减速器输出轴转动连接在第一驱动轮固定板中，第一驱动轮固定板的侧壁与减速器连接。
10.进一步地，安装架还包括第二驱动轮固定板，第二驱动轮固定板位于转向固定板下方，第二驱动轮固定板与转向固定板连接，减速器输出轴端部转动连接在第二驱动轮固定板的侧壁上。
11.进一步地，驱动电机输出轴与减速器输入轴之间连接有第一电磁离合器。
12.进一步地，液压马达输出轴与减速器输入轴之间连接有第二电磁离合器。
附图说明
13.图1为本发明实施例提供的电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮示意图；图2为本发明实施例提供的电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮侧视图；图3为本发明实施例提供的电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮的减速器示意图；图4为本发明实施例提供的电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮的安装架示意图；图5为本发明实施例提供的电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮的驱动原理图。
14.图中标记为：1、减速器；2、驱动轮；3、驱动电机；4、液压马达；5、轴承；6、转向固定板；7、第一驱动轮固定板；8、第二驱动轮固定板；9、回转支承齿轮；10、齿轮；11、转向电机；12、减速器输出轴；13、减速器输入轴；14、电磁比例换向阀；15、第一管路；16、第二管路；17、截止阀；18、压力表；19、第一蓄能器；20、第二蓄能器；21、溢流阀；22、电池；23、第一连接盘；24、第二连接盘；25、第一电磁离合器；26、第二电磁离合器。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
16.如图1和图2所示，本发明提出的一种电静液压并联混合驱动的重载agv舵轮，由减速器1、驱动轮2、驱动电机3、液压马达4、液压系统、电池22、安装架、回转支承齿轮9、齿轮10和转向电机11等组成。
17.如图3所示，减速器1为双输入单输出减速器1，能够实现两个输入轴动力耦合。如图4所示，安装架由转向固定板6、第一驱动轮固定板7和第二驱动轮固定板8组成，转向固定板6水平设置，两个驱动轮2固定板均竖直设置，两个驱动轮2固定板相对设置，分别通过螺钉固定连接在转向固定板6的下表面。第一驱动轮固定板7的侧壁通过法兰盘与减速器1连接，减速器输出轴12穿过第一驱动轮固定板7，减速器输出轴12通过轴承5转动连接在第一
驱动轮固定板7上。减速器输出轴12上固定套装有驱动轮2，减速器输出轴12端部通过轴承5转动连接在第二驱动轮固定板8上。驱动轮2位于两个驱动轮2固定板之间。
18.转向电机11竖直设置，转向电机11通过螺栓固定连接在转向固定板6下表面。转向电机11输出轴穿过转向固定板6，转向电机11输出轴上固定套装有齿轮10。齿轮10与回转支承齿轮9啮合连接，回转支承齿轮9直径大于齿轮10直径。回转支承齿轮9外圈上表面与外接件固定连接，内圈下表面与转向固定板6上表面固定连接。
19.一个减速器输入轴13与驱动电机3输出轴通过第一电磁离合器25连接，驱动电机3通过第一连接盘23与减速器1固定连接。驱动电机3和转向电机11均采用伺服电机，且驱动电机3、转向电机11分别与电池22电连接。另一个减速器输入轴13通过第二电磁离合器26与液压马达4输出轴连接，液压马达4通过第二连接盘24与减速器1固定连接。通过通断电实现对第一电磁离合器25和第二电磁离合器26的控制，从而实现舵轮工作模式的切换。
20.如图5所示，液压系统由电磁比例换向阀14、第一管路15、第二管路16、截止阀17、压力表18、第一蓄能器19、第二蓄能器20和溢流阀21等组成。电磁比例换向阀14包括四个端口，电磁比例换向阀14的两个端口分别与第一管路15、第二管路16的一端连通，第一管路15上安装有截止阀17和压力表18，第一管路15的另一端与第一蓄能器19连通，第二管路16的另一端与第二蓄能器20连通。溢流阀21的两端分别与第一管路15、第二管路16连通。电磁比例换向阀14的另两个端口分别与液压马达4连通。
21.驱动电机3与液压马达4作为两个动力源，在蓄能器与电池22供应能量后可实现输出轴转动，通过电磁离合器带动减速器1的两个输入轴转动，在减速器1内部完成减速增扭后，减速器输出轴12转动，从而带动驱动轮2转动，实现舵轮运动。而舵轮转向时，转向电机11在电池22供应能量后实现输出轴转动，带动齿轮10转动，经过啮合传动后，实现回转支承齿轮9外部旋转。由于回转支承齿轮9内圈固定在转向固定板6上，外圈固定在外接件上，相互运动下便实现了舵轮转向。
22.具体使用时包括以下模式：1、针对启动与加速工况，控制第二电磁离合器26连接、第一电磁离合器25断开，使舵轮工作于纯液压工作模式，利用液压马达4为舵轮提供需求的启动、加速大扭矩，通过液压能的高功率密度，实现舵轮稳定启动，避免电机产生大电流，从而实现保护电机。
23.2、针对匀速行驶工况，控制第二电磁离合器26断开、第一电磁离合器25连接，使舵轮工作于纯电工作模式，利用电机为舵轮提供匀速行驶需求的扭矩，通过电能的高能量密度，实现舵轮长时间工作。
24.3、针对制动工况，控制第二电磁离合器26连接、第一电磁离合器25断开，通过液压回路使舵轮工作于能量回收模式，利用液压马达4反转回收舵轮制动过程中消耗的能量，并存入液压能存储元件，即蓄能器中，用于下一次加速或启动。
25.因此，本发明采用混合动力驱动，利用液压能高功率密度的特性，大大提高舵轮的负载能力，并实现能量回收与电机保护。同时保留了电机驱动模式，利用电能高能量密度的特性，保证舵轮能够长时间工作。
26.需要说明的是，在采用同样的混合动力驱动原理的条件下，改变电机、液压马达4与减速器1的种类或布局方式，也可同样的实现本发明。
27.本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、
修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。