CN109969293B - 一种舵轮驱动装置 - Google Patents
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Abstract
一种舵轮驱动装置，包括支撑板、转向机构、安装架、驱动减速电机和活齿减速传动机构。转向机构设置在支撑板的一侧，用于驱动活齿减速传动机构的内齿中心轮转弯换向。安装架设置在支撑板的另一侧。驱动减速电机固定安装在安装架上。活齿减速传动机构与驱动减速电机的输出端动力连接，并由内齿中心轮输出旋转动力。内齿中心轮与安装架连接，在驱动减速电机的控制下进行减速旋转运动。本发明通过采用承载能力和单级传动比更高的活齿减速传动机构作为输出端，提高了舵轮的承载能力，简化了舵轮驱动装置的结构，使舵轮驱动装置的结构和装配更简单、成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及AGV小车的舵轮驱动领域，特别涉及一种带活齿减速传动机构的舵轮驱动装置。
背景技术
AGV小车(Automated Guided Vehicle)即为“自动导引运输车”，俗称“无人搬运车”，其是指装备有电磁或光学等自动导引装置，并能够沿预先设定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的承重型运输车。在工业运输中，AGV小车由于依靠蓄电池为其动力来源而不需要驾驶员而得到广泛应用。尤其是在柔性制造系统和自动化仓储系统中，AGV小车成为了物流自动运输的有效工具。但是，AGV小车目前所采用的舵轮驱动装置存在结构复杂、装配难度高、成本高和承载能力不足等缺陷。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种舵轮驱动装置，通过采用承载能力和单级传动比更高的活齿减速传动机构作为输出端，提高了舵轮的承载能力，简化了舵轮驱动装置的结构，使舵轮驱动装置的结构和装配更简单、成本更低；采用一级行星轮系和活齿减速传动机构组合的二级传动装置就可实现现有技术方案的传动比并提高承载能力降低成本。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种舵轮驱动装置，包括：支撑板、转向机构、安装架、驱动减速电机和活齿减速传动机构。所述转向机构设置在所述支撑板的一侧，用于驱动所述活齿减速传动机构的内齿中心轮转弯换向。所述安装架设置在所述支撑板的另一侧。所述驱动减速电机固定安装在所述安装架上。所述活齿减速传动机构与所述驱动减速电机的输出端动力连接，并由所述内齿中心轮输出旋转动力。所述内齿中心轮与所述安装架连接，在所述驱动减速电机的控制下进行减速旋转运动。
进一步地，所述安装架包括：相对设置的第一安装架和第二安装架；所述第一安装架竖直放置，其一端与所述支撑板的另一侧固定连接；所述第二安装架与所述第一安装架平行设置，其一端与所述支撑板的另一侧固定连接。
进一步地，所述活齿减速传动机构还包括：激波器、活齿架和多个滚柱活齿；所述激波器与所述驱动减速电机的输出端动力连接；所述活齿架固定安装在所述第二安装架上；多个所述滚柱活齿，设置在所述活齿架内，位于所述激波器与所述内齿中心轮之间。
进一步地，所述激波器包括：偏心轴和激波轴承；所述偏心轴的一端贯穿所述第一安装架与所述驱动减速电机动力连接，另一端贯穿所述第二安装架，所述偏心轴位于所述第一安装架与所述第二安装架之间的部分为偏心体；所述激波轴承套设在所述偏心体上。
进一步地，所述第一安装架上设置有第一安装孔；所述第二安装架上设置有第二安装孔；所述活齿减速传动机构还包括第一激波器支承轴承和第二激波器支承轴承；所述第一激波器支承轴承位于所述第一安装孔内且套设在所述偏心轴上，使得所述偏心轴与所述第一安装架转动连接；所述第二激波器支承轴承位于所述第二安装孔内且套设在所述偏心轴上，使得所述偏心轴与所述第二安装架转动连接。
进一步地，所述第一安装架的一侧形成有第一凸台；所述第二安装架的一侧形成有第二凸台；所述活齿减速传动机构还包括第一支撑轴承和第二支撑轴承；所述内齿中心轮通过所述第一支撑轴承与所述第一凸台转动连接；所述驱动轮通过所述第二支撑轴承与所述第二凸台转动连接。
进一步地，所述第二凸台朝向所述第一安装架的一侧形成有第三凸台；所述活齿架套设在所述第三凸台上并与所述第二凸台固定连接。
进一步地，所述活齿架为U形结构，其侧壁上设置有与所述滚柱活齿形状相匹配的活齿槽。
进一步地，所述转向机构包括：外齿回转支承轴承、主动齿轮和转向减速电机；所述外齿回转支承轴承固定安装在所述支撑板的一侧；所述主动齿轮套设在所述转向减速电机的输出轴上，且与所述外齿回转支承轴承啮合，所述转向减速电机与所述支撑板固定连接。
进一步地，所述舵轮驱动装置还包括制动机构，所述制动机构与所述活齿减速传动机构连接。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过采用承载能力和单级传动比更高的活齿减速传动机构作为输出端，提高了舵轮的承载能力，简化了舵轮驱动装置的结构，使舵轮驱动装置的结构和装配更简单、成本更低；采用一级行星轮系和活齿减速传动机构组合的二级传动装置就可实现现有技术方案的传动比并提高承载能力降低成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的舵轮驱动装置的三维结构示意图；
图2是本发明实施例提供的舵轮驱动装置的剖视结构示意图；
图3是本发明实施例提供的舵轮驱动装置的结构爆炸图。
附图中：
1、支撑板，2、转向机构，21、外齿回转支承轴承，211、带外齿的轴承外圈，212、轴承内圈，213、轴承钢珠，22、主动齿轮，23、转向减速电机，3、安装架，31、第一安装架，311、第一安装孔，312、第一凸台，32、第二安装架，321、第二安装孔，322、第二凸台，323、第三凸台，4、驱动减速电机，5、活齿减速传动机构，51、激波器，511、偏心轴，512、激波轴承，513、偏心体，52、活齿架，521、活齿槽，53、滚柱活齿，54、第一激波器支承轴承，55、第二激波器支承轴承，56、第一支撑轴承，57、第二支撑轴承，58、内齿中心轮，6、制动机构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
请参照图1图2和图3所示，本发明实施例提供一种舵轮驱动装置，包括：支撑板1、转向机构2、安装架3、驱动减速电机4和活齿减速传动机构5。转向机构2设置在支撑板1的上方，用于驱动活齿减速传动结构 5的内齿中心轮58转弯换向。安装架3设置在支撑板1的下方。驱动减速电机4固定安装在安装架3上。活齿减速传动机构5与驱动减速电机4的输出端动力连接，并由内齿中心轮58输出旋转动力。内齿中心轮58与安装架3连接，在驱动减速电机4的控制下进行减速旋转运动。本发明通过采用承载能力和单级传动比更高的活齿减速传动机构5作为输出端，提高了舵轮驱动装置的承载能力，简化了结构，使舵轮驱动装置的结构和装配更简单、成本更低。
安装架3包括：相对设置的第一安装架31和第二安装架32；第一安装架31竖直放置，其一端与支撑板1的另一侧固定连接；第二安装架32 与第一安装架31平行设置，其一端与支撑板1的另一侧固定连接。安装架3设为相对设置的两部分，便于安装位于安装架3中的活齿减速传动机构5，降低了加工难度和加工成本。
可选的，第一安装架31和支撑板1通过紧固件固定连接。可选的，紧固件包括但不限于螺栓。
类似的，第二安装架32和支撑板1通过紧固件固定连接。可选的，紧固件包括但不限于螺栓。
第一安装架31和第二安装架32通过螺栓与支撑板1固定连接，使得安装架3的安装及更换的速度快、难度低，同时降低了舵轮驱动装置的成本。
可选的，驱动减速电机4固定安装于第一安装架31远离第二安装架 32的一侧。驱动减速电机4与第一安装架31固定连接，提高了驱动减速电机4与活齿减速传动机构5连接的可靠性，防止因连接不牢固导致活齿减速传动机构5出现机械故障，提高了舵轮驱动装置的使用寿命。
在本发明实施例的一个实施方式中，活齿减速传动机构5还包括：激波器51、活齿架52和多个滚柱活齿53。
激波器51与驱动减速电机4的输出端动力连接。
活齿架52固定安装在第二安装架32上。可选的，活齿架52通过紧固件与第二安装架32固定连接；可选的，紧固件包括但不限于螺栓。具体地，活齿架52固定安装在第二安装架32靠近第一安装架31的一侧。
多个滚柱活齿53，设置在活齿架52内，位于激波器51与内齿中心轮 58之间。具体地，多个滚柱活齿53沿圆周方向分布在活齿架52内，使得多个滚柱活齿53在激波器51的驱动下以及活齿架52的约束下沿径向运动，以驱动内齿中心轮58运动。多个滚柱活齿53对活齿架52形成了多齿驱动，大大提高了舵轮机构的承载能力和抗过载能力，有效的延长了舵轮的使用寿命。
在本发明实施例的一个实施方式中，激波器51包括：偏心轴511和激波轴承512；偏心轴511的一端贯穿第一安装架31与驱动减速电机4 动力连接，另一端贯穿第二安装架32，偏心轴511位于第一安装架31与第二安装架32之间的部分形成为偏心体513；激波轴承512套设在偏心体 513上。具体地，偏心轴511的延伸方向与支撑板1平行。激波器51通过第一激波器支承轴承54和第二激波器支承轴承55稳固的支承第一安装架 31和第二安装架32，避免了激波器51因支承不稳固造成的传动障碍，有效提高了舵轮的传动效率。
第一安装架31上设置有第一安装孔311；第二安装架32上设置有第二安装孔321；活齿减速传动机构5还包括第一激波器支承轴承54和第二激波器支承轴承55；第一激波器支承轴承54位于第一安装孔311内且套设在偏心轴511上，使得偏心轴511与第一安装架31转动连接；第二激波器支承轴承55位于第二安装孔321内且套设在偏心轴511上，使得偏心轴511与第二安装架32转动连接。
第一安装架31的朝向第二安装架32的一侧形成有第一凸台312；第二安装架32朝向第一安装架31的一侧形成有第二凸台322；活齿减速传动机构5还包括第一支撑轴承56和第二支撑轴承57；内齿中心轮58通过第一支撑轴承56与第一凸台312转动连接；内齿中心轮58通过第二支撑轴承57与第二凸台322转动连接。内齿中心轮58通过第一支撑轴承56 和第二支撑轴承57稳固地支承第一凸台312和第二凸台322，且因为激波器51稳固地支承在第一凸台312和第二凸台322上，使得内齿中心轮58 和激波器51的相对位置稳定，实现了舵轮的平稳运行，传动效率高，并延长了使用寿命。
第二凸台322朝向第一安装架31的一侧形成有第三凸台323；活齿架 52套设在第三凸台323上并与第二凸台322固定连接。
活齿架52为U形结构，其侧壁上设置有与滚柱活齿53形状相匹配的活齿槽521，U形接口的横截面为圆形，活齿槽521沿圆周方向分布，活齿槽521的形状为U形。活齿架52与安装架3之间采用分体结构，易于生产制造和热处理，降低了生产成本，提高了活齿架52的可承载能力和使用寿命。
在本发明实施例的一个实施方式中，转向机构2包括：外齿回转支承轴承21、主动齿轮22和转向减速电机23。外齿回转支承轴承21固定安装在支撑板1的一侧。主动齿轮22套设在转向减速电机23的输出轴上，且与外齿回转支承轴承21啮合。转向减速电机23的输出轴与支撑板1垂直，且与驱动减速电机4的输出轴垂直。
可选的，外齿回转支承轴承21包括：带外齿的轴承外圈211和轴承内圈212，带外齿的轴承外圈211和轴承内圈212通过轴承钢珠213转动连接。轴承内圈212与支撑板1固定连接，带外齿的轴承外圈211在使用中与AGV小车的底盘固定连接。主动齿轮22向带外齿的轴承外圈211传递扭矩时会带动转向减速电机24，进而带动支撑板1、安装架3和活齿减速传动机构5做转向运动。
在本发明实施例的一个实施方式中，舵轮传动装置还包括：舵角传感器和舵角齿轮。舵角传感器设置于支撑板1的下侧，通过舵角齿轮与转向机构的从动齿圈连接。舵角齿轮与从动齿圈啮合，舵角传感器与舵角齿轮连接，舵角传感器用于检测舵轮转向角度的检测和采集。
舵轮驱动装置还包括制动机构6，制动机构6与活齿减速传动机构5 连接，制动机构6套设在偏心轴511上，位于偏心轴511贯穿第二安装架 32的一端，且与第二安装架32固定连接。制动机构6与驱动减速电机4 相对安装，缩小了舵轮的回转直径，便于安装和维修。
综上所述，本发明旨在保护一种舵轮驱动装置。舵轮驱动装置包括：支撑板、转向机构、安装架、驱动减速电机和活齿减速传动机构。转向机构设置在支撑板的一侧，用于驱动活齿减速传动机构的内齿中心轮转弯换向。安装架设置在支撑板的另一侧。驱动减速电机固定安装在安装架上。活齿减速传动机构与驱动减速电机的输出端动力连接，并由内齿中心轮输出旋转动力。内齿中心轮与安装架连接，在驱动减速电机的控制下进行减速旋转运动。本发明的上述技术方案具备如下技术效果：
通过采用承载能力和单级传动比更高的活齿减速传动机构作为输出端，提高了舵轮的承载能力，简化了舵轮驱动装置的结构，使舵轮驱动装置的结构和装配更简单、成本更低；采用一级行星轮系和活齿减速传动机构组合的二级传动装置就可实现现有技术方案的传动比并提高承载能力降低成本。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (6)
1.一种舵轮驱动装置，其特征在于，包括：支撑板(1)、转向机构(2)、安装架(3)、驱动减速电机(4)和活齿减速传动机构(5)；
所述转向机构(2)设置在所述支撑板(1)的一侧，用于驱动所述活齿减速传动机构(5)的内齿中心轮(58)转弯换向；
所述安装架(3)设置在所述支撑板(1)的另一侧；
所述驱动减速电机(4)固定安装在所述安装架(3)上；
所述活齿减速传动机构(5)与所述驱动减速电机(4)的输出端动力连接，并由所述内齿中心轮(58)输出旋转动力；
所述内齿中心轮(58)与所述安装架(3)连接，在所述驱动减速电机(4)的控制下进行减速旋转运动；
所述安装架(3)包括：相对设置的第一安装架(31)和第二安装架(32)；
所述第一安装架(31)竖直放置，其一端与所述支撑板(1)的另一侧固定连接；
所述第二安装架(32)与所述第一安装架(3)平行设置，其一端与所述支撑板(1)的另一侧固定连接；
所述活齿减速传动机构(5)还包括：激波器(51)、活齿架(52)和多个滚柱活齿(53)；
所述激波器(51)与所述驱动减速电机(4)的输出端动力连接；
所述活齿架(52)固定安装在所述第二安装架(32)上；
多个所述滚柱活齿(53)，设置在所述活齿架(52)内，位于所述激波器(51)与所述内齿中心轮(58)之间；
所述激波器(51)包括：偏心轴(511)和激波轴承(512)；
所述偏心轴(511)的一端贯穿所述第一安装架(31)与所述驱动减速电机(4)动力连接，另一端贯穿所述第二安装架(32)，所述偏心轴(511)位于所述第一安装架(31)与所述第二安装架(32)之间的部分形成为偏心体(513)；
所述激波轴承(512)套设在所述偏心体(513)上；
所述第二安装架(32)的一侧形成有第二凸台(322)；
所述活齿减速传动机构(5)包括第二支撑轴承(57)；
所述内齿中心轮(58)通过所述第二支撑轴承(57)与所述第二凸台(322)转动连接；
所述第二凸台(322)朝向所述第一安装架(31)的一侧形成有第三凸台(323)；
所述活齿架(52)套设在所述第三凸台(323)上并与所述第二凸台(322)固定连接。
2.根据权利要求1所述的舵轮驱动装置，其特征在于，
所述第一安装架(31)上设置有第一安装孔(311)；
所述第二安装架(32)上设置有第二安装孔(321)；
所述活齿减速传动机构(5)还包括第一激波器支承轴承(54)和第二激波器支承轴承(55)；
所述第一激波器支承轴承(54)位于所述第一安装孔(311)内且套设在所述偏心轴(511)上，使得所述偏心轴(511)与所述第一安装架(31)转动连接；
所述第二激波器支承轴承(55)位于所述第二安装孔(321)内且套设在所述偏心轴(511)上，使得所述偏心轴(511)与所述第二安装架(32)转动连接。
3.根据权利要求1所述的舵轮驱动装置，其特征在于，
所述第一安装架(31)的一侧形成有第一凸台(312)；
所述活齿减速传动机构(5)还包括第一支撑轴承(56)和所述内齿中心轮(58)通过所述第一支撑轴承(56)与所述第一凸台(312)转动连接。
4.根据权利要求1所述的舵轮驱动装置，其特征在于，所述活齿架(52)为U形结构，其侧壁上设置有与所述滚柱活齿(53)形状相匹配的活齿槽(521)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的舵轮驱动装置，其特征在于，所述转向机构(2)包括：外齿回转支承轴承(21)、主动齿轮(22)和转向减速电机(23)；
所述外齿回转支承轴承(21)固定安装在所述支撑板(1)的一侧；
所述主动齿轮(22)套设在所述转向减速电机(23)的输出轴上；且与所述外齿回转支承轴承(21)啮合；
所述转向减速电机(23)与所述支撑板(1)固定连接。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的舵轮驱动装置，其特征在于，还包括：
制动机构(6)，与所述活齿减速传动机构(5)连接。
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- 2019-05-17 CN CN201910414527.1A patent/CN109969293B/zh active Active
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