基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构

摘要

本发明涉及一种基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，包括AGV车体、两组主动轮驱动单元和两组随动轮回转支撑单元，两组主动轮驱动单元沿AGV车体、两组随动轮回转支撑单元均呈对角安装在AGV车体底部，每组主动轮驱动单元均设有主动轮，每组随动轮回转支撑单元均设有随动轮，其主要技术特点是：两组随动轮均高出两组主动轮一个特定高度，该特定高度为使AGV车体在地面平稳运行的高度。本发明设计合理，最大程度上避免当地面不平时，出现两组随动轮和一组主动轮落地的情况发生，使得无论任何情况下，主动轮落地的概率都比较大,从而克服了因主动轮悬空主动轮跑偏的情况发生，保证了AGV车体运行的稳定性。

权利要求

1.一种基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，包括AGV车体、两组主动轮驱动单元和两组随动轮回转支撑单元，两组主动轮驱动单元沿AGV车体一对角线方向呈对角安装在AGV车体底部，两组随动轮回转支撑单元沿AGV车体另一对角线方向呈对角安装在AGV车体底部，每组主动轮驱动单元均设有主动轮，每组随动轮回转支撑单元均设有随动轮，其特征在于：两组随动轮均高出两组主动轮一个特定高度，该特定高度为使AGV车体在地面平稳运行的高度。

2.根据权利要求1所述的基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，其特征在于：所述特定高度为4mm到6mm。

3.根据权利要求2所述的基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，其特征在于：所述一组随动轮落地时，另外一组被抬起的随动轮悬空地面的高度是当前落地随动轮的2倍。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，其特征在于：每个主动轮驱动单元设有二个主动轮或一个主动轮。

5.根据权利要求1至3任一项所述的基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，其特征在于：每个随动轮回转支撑单元包括一个随动轮回转支撑机构或两个并排设置的随动轮回转支撑机构，或双排相互平行设置的随动轮回转支撑机构,每个随动轮回转支撑机构设有一个随动轮。

6.根据权利要求1至3任一项所述的基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，其特征在于：所述主动轮驱动单元包括主动轮驱动单元安装板、安装板驱动单元安装孔、安装板编码器安装孔、安装板车身安装孔、通过安装板驱动单元安装孔连接于主动轮驱动单元安装板下表面的驱动单元回转支撑、通过安装板编码器安装孔穿过并连接于主动轮驱动单元安装板的驱动单元编码器、通过安装板车身安装孔连接于AGV车体的驱动单元传动机构以及与驱动单元传动机构连接的主动轮。

7.根据权利要求1至3任一项所述的基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，其特征在于：所述随动轮回转支撑机构包括方板固定组件、回转支撑组件和随动轮；所述方板固定组件通过方板定位孔和方板紧固装置与AGV车体连接，所述回转支撑组件通过嵌入在回转支撑底盘中心的回转支撑轴承、轴承紧固装置与方板中心轴连接；所述的随动轮通过随动轮轮轴和随动轮轴紧固装置与回转支撑架连接。

说明书

基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构

技术领域

[0001] 本发明属于移动机器人技术领域，尤其是一种基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构。

背景技术

[0002] 移动机器人用于停车场重载货物时，其轮系结构常采用四驱动的轮系结构，例如：申请号为201410081621.7(专利名称：一种用于密集存储区域的AGV搬运车)的专利文献采用一个四驱动八轮的车体结构，每一组驱动单元包括2个主动轮。该AGV搬运车在运行过程中，常常出现因地面不平、其中三组驱动单元的主动轮落地而另外一组驱动单元的主动轮悬空情况，造成悬空的一组主动轮不能被电机控制而跑偏的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，解决四驱动轮系结构机器人在地面不平时出现的其中一组驱动轮悬空致使该组驱动轮跑偏的问题。

[0004] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

[0005] 一种基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，包括AGV车体、两组主动轮驱动单元和两组随动轮回转支撑单元，两组主动轮驱动单元沿AGV车体一对角线方向呈对角安装在AGV车体底部，两组随动轮回转支撑单元沿AGV车体另一对角线方向呈对角安装在AGV车体底部，每组主动轮驱动单元均设有主动轮，每组随动轮回转支撑单元均设有随动轮，两组随动轮均高出两组主动轮一个特定高度，该特定高度为使AGV车体在地面平稳运行的高度。

[0006] 所述特定高度为4mm到6mm。

[0007] 所述一组随动轮落地时，另外一组被抬起的随动轮悬空地面的高度是当前落地随动轮的2倍。

[0008] 每个主动轮驱动单元设有二个主动轮或一个主动轮。

[0009] 每个随动轮回转支撑单元包括一个随动轮回转支撑机构或两个并排设置的随动轮回转支撑机构，或双排相互平行设置的随动轮回转支撑机构,每个随动轮回转支撑机构设有一个随动轮。

[0010] 所述主动轮驱动单元包括主动轮驱动单元安装板、安装板驱动单元安装孔、安装板编码器安装孔、安装板车身安装孔、通过安装板驱动单元安装孔连接于主动轮驱动单元安装板下表面的驱动单元回转支撑、通过安装板编码器安装孔穿过并连接于主动轮驱动单元安装板的驱动单元编码器、通过安装板车身安装孔连接于AGV车体的驱动单元传动机构以及与驱动单元传动机构连接的主动轮。

[0011] 所述随动轮回转支撑机构包括方板固定组件、回转支撑组件和随动轮；所述方板固定组件通过方板定位孔和方板紧固装置与AGV车体连接，所述回转支撑组件通过嵌入在回转支撑底盘中心的回转支撑轴承、轴承紧固装置与方板中心轴连接；所述的随动轮通过随动轮轮轴和随动轮轴紧固装置与回转支撑架连接。

[0012] 本发明的优点和积极效果是：

[0013] 本发明在同一水平上将对角线两端的随动轮高出主动轮4mm到6mm,无论对角线哪一端随动轮落地，对角线另外一端被抬起的随动轮距离同一水平面的高度必然2倍于对角线当前端随动轮落地前距离同一水平面的高度，从而最大程度上避免当地面不平时，出现两组随动轮和一组主动轮落地而另外一组主动轮悬空的情况发生，使得无论任何情况下，主动轮落地的概率都比较大,从而克服了因主动轮悬空主动轮跑偏的情况发生，保证了AGV车体运行的稳定性。

附图说明

[0014] 图1为AGV车体双驱动单元的仰视图；

[0015] 图2为AGV车体双驱动单元的俯视图；

[0016] 图3为主动轮驱动单元安装板(从AGV车体上部向下看)；

[0017] 图4为主动轮驱动单元的侧视图；

[0018] 图5为主动轮驱动单元的俯视图(从AGV车体上部向下看)；

[0019] 图6为主动轮驱动单元的仰视图(从AGV车体底部向上看)；

[0020] 图7为随动轮驱动单元的俯视图(从AGV车体上部向下看)；

[0021] 图8为随动轮驱动单元的侧视图；

[0022] 图9为随动轮高于地面4mm示意图；

[0023] 1：AGV车体；2：主动轮驱动单元；2-0：主动轮驱动单元安装板；2-0-1：安装板驱动单元安装孔；2-0-2：安装板编码器安装孔；2-0-3：安装板车身安装孔；2-1：主动轮；2-2：主动轮传动机构；2-3：驱动单元编码器；2-3-1：编码器安装孔；2-4：驱动单元回转支撑；2-4-1：回转支撑安装孔；3：随动轮回转支撑单元；3-0：方板固定组件；3-0-1：方板定位孔；3-0-
2：方板紧固装置；3-0-3：方板中心转轴；3-1：回转支撑组件；3-1-0：回转支撑架；3-1-1：回转支撑轴承；3-1-2：回转支撑底盘；3-1-3：轴承紧固装置；3-1-4：随动轮紧固装置；3-2：随动轮；3-2-1：随动轮轮轴。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：

[0025] 一种基于对角线双驱动轮系的机器人轮系机构，如图1及图2所示，包括AGV车体1、两组主动轮驱动单元2和两组随动轮回转支撑单元3。两组主动轮驱动单元沿AGV车体一对角线方向呈对角安装在AGV车体底部，两组随动轮回转支撑单元沿AGV车体另一对角线方向呈对角安装在AGV车体底部。

[0026] 如图3及图4所示，每组主动轮驱动单元均包括一个主动轮或二个主动轮，主动轮通过主动轮驱动单元安装板2-0与AGV车体1相连。每组随动轮回转支撑单元包括一个或两个并排设置的随动轮回转支撑机构，或双排(每排两个,一共四个)相互平行设置的随动轮回转支撑机构,如图7及图8所示，每个随动轮回转支撑机构均包括一个随动轮，随动轮通过固定方板组件3-0与AGV车体1相连。本实施例以每组主动轮驱动单元包括两个主动轮和每组随动轮回转支撑单元包括两个随动轮为例进行说明，如图9所示，在同一个水平面上，所述两组随动轮回转支撑单元上的随动轮3-2均高出两组主动轮驱动单元上的主动轮2-1为一个特定高度，该特定高度为使AGV车体在地面平稳运行的高度，也就是说该特定高度为不使AGV车体在地面运行时产生颠簸的高度。在本实施例中，特定高度优选为4mm到6mm。

[0027] 本发明对地面平整度没有特殊要求，只要满足一般地面的平整度即可，地面平整度的范围为AGV车体长和宽的范围。

[0028] 本发明在实际运行过程中，即使AGV车体在地面非常平整和静态条件下，根据三点成一面的原理，总是有两组主动轮和一组随动轮着地，当其中一组随动轮落地时，车体朝向落地随动轮方向发生略微倾斜，此时，其对角线另外一端随动轮将被抬起，被抬起时的高度为初始距离地面高度的2倍：8mm到12mm。所述4mm到6mm的高度为实验数据所得，实验证明，当高度大于6mm的时，假如当前一组随动轮落地，其对角线的另外一组随动轮将被抬起而高出地面12mm以上,此时，运行中的AGV车体将产生颠簸；当两组随动轮设置为离地高度小于4mm时，本应该处于悬空位置的那组随动轮因其悬空高度不足以被悬空，因此同样会产生颠簸。本实施例优选4mm到6mm是根据一般地面的平整度而言，实际应用时可以根据情况设定其区域范围，总体原则是：该特定高度为不使AGV车体在地面运行时产生颠簸的高度。

[0029] 如图3至图6所示，主动轮驱动单元包括主动轮驱动单元安装板2-0、安装板驱动单元安装孔2-0-1、安装板编码器安装孔2-0-2、安装板车身安装孔2-0-3、通过安装板驱动单元安装孔2-0-1连接于安装板下表面的驱动单元回转支撑2-4-1、通过安装板编码器安装孔2-3-1穿过并连接于安装板的驱动单元编码器2-3、通过安装板车身安装孔2-0-3连接于AGV车体的驱动单元传动机构2-2以及与驱动单元传动机构2-2连接的主动轮2-1。在本实施例中，每组主动轮驱动单元包括二个主动轮，当然主动轮驱动单元也可以使用一个主动轮，同样能够实现本发明的功能。

[0030] 如图7及图8所示，所述随动轮回转支撑机构包括方板固定组件3-0、回转支撑组件3-1和随动轮3-2；所述方板固定组件3-0通过方板定位孔3-0-1和方板紧固装置3-0-2与AGV车体1连接；所述回转支撑组件3-1通过嵌入在回转支撑底盘3-1-2中心的回转支撑轴承3-
1-1、轴承紧固装置3-1-3与方板中心轴3-0-3连接；所述的随动轮3-2通过随动轮轮轴3-2-1和随动轮轴紧固装置3-1-4与回转支撑架3-1-0连接。在本实施例中，每组随动轮回转支撑单元均包括两个随动轮回转支撑机构，在每个回转支撑机构上设有一个随动轮，当然每组随动轮回转支撑单元也可以使用一个随动轮回转支撑机构，即每组随动轮回转支撑单元包括一个随动轮同样能够实现本发明的功能。

[0031] 本发明设计原理：首先设置两个机械最高点和两个机械次高点；然后使用两个机械次高点动态适应地面平整度的变化，从而保证主动轮落地的概率最大。所述机械最高点为两组主动轮落地点，所述机械次高点为两组随动轮高出地面的特定点。具体说明如下：

[0032] ⑴AGV运行过程中，车体底盘的平整度相对于地面是固定不变的，而地面的平整度相对于车体底盘是动态变化的，因此，可以通过调整车轮距离地面的高度来适应地面平整度的变化。

[0033] ⑵根据三点成一面的原理，当地面不平时，必然有三个点的车轮落地而一个点的车轮悬空，为避免主动轮悬空跑偏的情况发生，应尽量使得主动轮悬空的概率最小、而随动轮悬空的概率最大，因此，要通过调整随动轮距离地面的高度来适应地面平整度的变化。

[0034] ⑶由于任何情况下，三个落地点中必有一组随动轮，如果把两组随动轮均设计为距离地面相同高度的次高点，当其中一组随动轮落地时，由于落地前其距离地面一定的高度，当其落地时，车体必然发生倾斜，而由于车体发生了倾斜，车体对角线另外一端随动轮则因此被抬起，被抬起时距离地面的高度为初始时的两倍，因此，为保证随动轮悬空高度足够高，应设计两组随动轮均高出地面一个特定的高度。

[0035] 需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。