一種交叉軌道穿梭車用雙向行走機構(gòu)一、技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及物流裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于交叉軌道穿梭車的雙向行走機構(gòu)。二、

背景技術(shù)：
穿梭車是物流系統(tǒng)中常用的一種工業(yè)搬運車輛。傳統(tǒng)的穿梭車只有單向的行走機構(gòu)，車輛只能在平面內(nèi)的直線軌道或具有一定轉(zhuǎn)彎半徑的曲線軌道上往復(fù)行駛。當(dāng)需要在平面內(nèi)X、Y兩個方向上搬運貨物時，這種傳統(tǒng)的穿梭車軌道占地面積大，浪費作業(yè)空間；如果在貫通式貨架的貨物通道內(nèi)使用這種穿梭車，由于在巷道內(nèi)無法布置轉(zhuǎn)彎軌道，就需要在通道端部借助堆垛機或叉車將穿梭車從一個通道搬運到另一個通道，這樣勢必會增加作業(yè)環(huán)節(jié)和時間，降低物流系統(tǒng)的作業(yè)效率。中國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局在2013年5月22日公開了一項公告號為CN103101737A，名稱為“一種沿交叉軌道行走的穿梭車”的中國專利申請，它主要由車體、縱向行走機構(gòu)、升降機構(gòu)、橫向行走機構(gòu)、載物裝置和電氣系統(tǒng)組成，其縱向行走機構(gòu)安裝在車體上，升降機構(gòu)分別安裝在車體和縱向行走機構(gòu)的縱向輪軸上，橫向行走機構(gòu)安裝在升降機構(gòu)的升降架上。該車由于在車體內(nèi)設(shè)置了帶有橫向行走機構(gòu)的升降架，升降架收回時需要將整個橫向行走機構(gòu)置放在車體內(nèi)，因而整車體積較大，只適合于運載托盤一類的大型貨物單元，不適合小型穿梭車應(yīng)用場合。同時，由于安裝了橫向行走機構(gòu)的升降架與車體之間存在多個運動副連接，對橫向行走時的整車穩(wěn)定性有一定影響，橫向行走速度不宜過快。三、

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有穿梭車的局限性，提高穿梭車的作業(yè)靈活性和作業(yè)效率，提供一種新型的交叉軌道穿梭車用雙向行走機構(gòu)。本發(fā)明的基本構(gòu)思是由車體、換向機構(gòu)、縱向行走機構(gòu)、橫向行走機構(gòu)、電器倉和電氣系統(tǒng)構(gòu)成；車體為矩形剛性框架，在車體四個角的側(cè)板上，按照換向機構(gòu)的布局加工安裝滑動軸承座的孔，框架的底部有橫梁；縱向行走機構(gòu)和橫向行走機構(gòu)通過換向機構(gòu)安裝在車體上；電氣系統(tǒng)安裝在電器倉內(nèi)，并與換向機構(gòu)、縱向行走機構(gòu)、橫向行走機構(gòu)的驅(qū)動電機相連接。換向機構(gòu)由滑動軸承座、偏心盤、減速伺服電機、蝸輪、蝸桿、蝸桿軸、蝸桿軸支撐座、滾動軸承、同步帶、同步帶輪、同步帶張緊輪構(gòu)成；滑動軸承座固定安裝在車體四個角的側(cè)板上預(yù)制的滑動軸承座孔內(nèi)，滑動軸承座內(nèi)活動安裝偏心盤，偏心盤的偏心孔內(nèi)安裝滾動軸承，蝸輪安裝在偏心盤上，蝸桿安裝在蝸桿軸上并與蝸輪相嚙合組成蝸輪蝸桿機構(gòu)，蝸桿軸通過蝸桿軸支撐座安裝車體的側(cè)板上；同軸的兩套蝸輪蝸桿機構(gòu)為一組，在車體的矩形剛性框架對應(yīng)的側(cè)板上分別對應(yīng)安裝兩組；在相鄰的兩個側(cè)板上，分別在同軸的兩組蝸輪蝸桿機構(gòu)之間安裝減速伺服電機，減速伺服電機的扭力臂安裝在扭力臂固定座上，扭力臂固定座安裝在車體框架底部的橫梁上。減速伺服電機兩端驅(qū)動軸通過蝸桿軸與安裝在同一側(cè)板上同軸的兩個蝸桿相連接，蝸桿軸上安裝主動同步帶輪；與該相鄰兩側(cè)板對應(yīng)的兩個側(cè)板上，分別安裝的兩套同軸的蝸輪蝸桿之間安裝蝸桿軸支架，蝸桿軸支架上安裝蝸桿軸并與兩套同軸的蝸輪蝸桿機構(gòu)的蝸桿相連接，該蝸桿軸與相對應(yīng)側(cè)板上的蝸桿軸上的主動同步帶輪對應(yīng)的位置安裝從動同步帶輪，主動同步帶輪和從動同步帶輪之間安裝同步帶并安裝漲緊輪張緊。縱向行走機構(gòu)由驅(qū)動減速電機、2個縱向行走驅(qū)動輪、2個縱向行走從動輪、萬向傳動軸和電機支架構(gòu)成。2個縱向行走驅(qū)動輪安裝在換向機構(gòu)偏心盤的偏心孔內(nèi)滾動軸承內(nèi)帶萬向接頭的回轉(zhuǎn)軸頸上；2個縱向行走從動輪安裝在換向機構(gòu)偏心盤的偏心孔內(nèi)滾動軸承內(nèi)不帶萬向接頭的的回轉(zhuǎn)軸頸上。驅(qū)動減速電機安裝在電機支架上，電機支架安裝在車體底部的橫梁上，驅(qū)動減速電機的兩端動力輸出軸上安裝萬向接頭；用萬向傳動軸將驅(qū)動減速電機的兩端動力輸出軸分別與2個縱向行走驅(qū)動輪相連接。橫向行走機構(gòu)由驅(qū)動減速電機、2個橫向行走驅(qū)動輪、2個橫向行走從動輪、驅(qū)動軸和扭 力臂固定座構(gòu)成。驅(qū)動減速電機套裝在驅(qū)動軸上，電機的扭力臂安裝在扭力臂固定座上，扭力臂固定座安裝，驅(qū)動軸的兩端安裝在換向機構(gòu)偏心盤的偏心孔內(nèi)滾動軸承內(nèi)，并伸出軸頸，在軸頸上分別安裝2個橫向行走驅(qū)動輪；2個橫向行走從動輪對應(yīng)安裝在換向機構(gòu)偏心盤的偏心孔內(nèi)滾動軸承內(nèi)的回轉(zhuǎn)軸頸上。電器倉為一個與車體尺寸相配合的箱體，箱體的側(cè)板和頂板可以拆卸，便于安裝電氣系統(tǒng)的元件。電氣系統(tǒng)由控制單元、充電電池組、電流逆變器和相應(yīng)的連接電纜組成，安裝在車體上方的電器倉內(nèi)并與換向機構(gòu)、縱向行走機構(gòu)、橫向行走機構(gòu)的驅(qū)動電機相連接，同時與倉儲系統(tǒng)的上位計算機控制系統(tǒng)相連接。本發(fā)明的工作原理：本發(fā)明雙向行走機構(gòu)采用充電電池組提供直流電，直流電通過電流逆變器轉(zhuǎn)換為工頻交流電用來驅(qū)動各個電機，控制單元用來控制各電機的邏輯動作，同時與穿梭車所在的物流系統(tǒng)的上位計算機進行通訊。換向機構(gòu)的工作原理：一組換向機構(gòu)的減速伺服電機啟動，帶動與之相連的蝸桿軸轉(zhuǎn)動，該蝸桿軸上的同步帶輪隨之一起轉(zhuǎn)動，并通過與之嚙合的同步帶和另一個同步帶輪帶動對面的另一根蝸桿軸同步轉(zhuǎn)動；該組的兩根蝸桿軸兩端共有4根蝸桿隨軸一起轉(zhuǎn)動，每根蝸桿帶動與之嚙合的一個蝸輪轉(zhuǎn)動，蝸輪帶動安裝在滑動軸承座內(nèi)的偏心盤轉(zhuǎn)動，蝸輪蝸桿副的旋向配置使得分布在車體兩側(cè)四個偏心盤的轉(zhuǎn)向呈鏡像對稱；通過偏心盤的轉(zhuǎn)動可以使安裝在其上的一組縱向行走機構(gòu)或橫向行走機構(gòu)的四個車輪同時升降，升降高度由減速伺服電機精確控制。橫向行走機構(gòu)工作原理：橫向驅(qū)動減速電機啟動，帶動驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動軸帶動橫向行走驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)橫向行走功能，通過電機的正反轉(zhuǎn)和變速實現(xiàn)橫向行走機構(gòu)的前進、后退和變速行走?？v向行走機構(gòu)工作原理：縱向驅(qū)動減速電機啟動，帶動萬向傳動軸轉(zhuǎn)動，萬向傳動軸帶動縱向行走驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)縱向行走功能，通過電機的正反轉(zhuǎn)和變速實現(xiàn)縱向行走機構(gòu)的前進、后退和變速行走。應(yīng)用效果：本發(fā)明裝置作為一個獨立的功能單元安裝在穿梭車的底部，通過其縱向行走機構(gòu)和橫向行走機構(gòu)的交替升降變換，可以使穿梭車沿平面內(nèi)垂直交叉軌道行走。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)緊湊，不受車體大小限制，雙向行走機構(gòu)穩(wěn)定性更好，適合高速應(yīng)用場合。安裝了這種雙向行走機構(gòu)的穿梭車用于物流系統(tǒng)中，可以組成多種形式的密集式倉儲系統(tǒng)，具有占地面積小、貨位布局緊湊、作業(yè)靈活、作業(yè)效率高的特點，具有廣闊的應(yīng)用前景。四、附圖說明圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的軸測圖；圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖；圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的側(cè)視圖；圖5為本發(fā)明完整結(jié)構(gòu)的軸測圖；圖6為本發(fā)明換向機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖的局部視圖；圖7為橫向行走輪下降、縱向行走輪升起狀態(tài)示意圖；圖8為橫向和縱向行走輪全部下降狀態(tài)示意圖。附圖標(biāo)記：1、車體2、13、蝸桿軸3、減速伺服電機4、12、同步帶輪5、同步帶6、蝸桿軸支撐座7、萬向傳動軸8、縱向驅(qū)動減速電機9、電機支架10、同步帶張緊輪11、張緊輪固定座14、橫向驅(qū)動減速電機15、驅(qū)動軸16、17、扭力臂固定座18、軸承座孔19、24、橫向行走從動輪20、23、橫向行走驅(qū)動輪21、26、縱向行走驅(qū)動輪22、 25、縱向行走從動輪27、偏心盤28、滾動軸承29、滑動軸承座30、蝸輪31、蝸桿32、控制單元33、充電電池組34、電流逆變器35、電器倉36、橫梁五、具體實施方式下面結(jié)合附圖詳細敘述本發(fā)明的具體實施過程，如圖1～8所示。本發(fā)明由車體、換向機構(gòu)、縱向行走機構(gòu)、橫向行走機構(gòu)、電器倉和電氣系統(tǒng)等組成。車體1為安裝各個機構(gòu)的基礎(chǔ)，是由四塊側(cè)板焊接或用螺栓連接而成的一個矩形框架，每塊側(cè)板上都開有兩個軸承座孔18，每塊側(cè)板內(nèi)側(cè)(即朝向車體內(nèi)部一側(cè))都安裝有蝸桿軸支撐座6，框架底部安裝有橫梁36(圖1)。換向機構(gòu)共有兩組，結(jié)構(gòu)完全相同，由減速伺服電機3、蝸桿軸2、13、蝸輪30、偏心盤27、滑動軸承座29、滾動軸承28、蝸桿軸支撐座6、同步帶5、同步帶輪4、12、同步帶張緊輪10、張緊輪座11和扭力臂固定座17構(gòu)成。蝸桿軸2穿過蝸桿軸支撐座6固定在車體上，同步帶輪4安裝在蝸桿軸2上，同步帶輪12安裝在蝸桿軸13上，安裝在車體1內(nèi)相對兩塊側(cè)板上的兩根蝸桿軸為一組，其上的蝸桿31旋向相反，在其中一根蝸桿軸2的中部套裝有減速伺服電機3，減速伺服電機3的扭力臂安裝在扭力臂固定座17上，扭力臂固定座17安裝在車體框架底部的橫梁36上；每根蝸桿軸兩端的蝸桿31分別與一個蝸輪30相嚙合，蝸輪30安裝在帶有偏心孔的偏心盤27上，偏心盤27通過滑動軸承座29安裝在側(cè)板的軸承座孔18內(nèi)，偏心盤27的偏心孔內(nèi)安裝有滾動軸承28；同組兩根蝸桿軸上的同步帶輪之間用閉合的環(huán)形同步帶5相連接，環(huán)形同步帶5內(nèi)安裝同步帶張緊輪10，同步帶張緊輪10通過張緊輪座11固定在車體框架底部的橫梁36上。兩組換向機構(gòu)在車體內(nèi)部相互垂直交錯安裝(圖1～4、圖6)。橫向行走機構(gòu)由橫向驅(qū)動減速電機14、橫向行走驅(qū)動輪20、23、橫向行走從動輪19、24、驅(qū)動軸15和扭力臂固定座16構(gòu)成。驅(qū)動軸15穿過另一組換向機構(gòu)的一對偏心盤27上偏心孔內(nèi)的滾動軸承28安裝，驅(qū)動軸15的兩端軸頸伸出在車體1側(cè)板的外側(cè)，軸頸上安裝橫向行走驅(qū)動輪；橫向行走從動輪的輪軸穿過該組換向機構(gòu)另一對偏心盤27上偏心孔內(nèi)的滾動軸承28安裝，并使車輪位于車體1側(cè)板的外側(cè)；橫向驅(qū)動減速電機14套裝在驅(qū)動軸15上，電機的扭力臂安裝在扭力臂固定座16上，扭力臂固定座16安裝在車體框架底部的橫梁36上。在車體內(nèi)橫向行走機構(gòu)與縱向行走機構(gòu)呈相互垂直位置(圖1～2、圖4)?？v向行走機構(gòu)由縱向驅(qū)動減速電機8、縱向行走驅(qū)動輪21、26、縱向行走從動輪22、25、萬向傳動軸7和電機支架9構(gòu)成。縱向行走驅(qū)動輪和縱向行走從動輪的輪軸穿過一組換向機構(gòu)偏心盤27上偏心孔內(nèi)的滾動軸承28安裝，并使車輪位于車體側(cè)板的外側(cè)；縱向驅(qū)動減速電機8安裝在電機支架9上，電機支架9安裝在車體底部的橫梁36上；萬向傳動軸7一端的半軸與縱向驅(qū)動減速電機8的輸出軸孔通過花鍵連接，萬向傳動軸7另一端的半軸與縱向驅(qū)動輪軸連接(圖1～3)。電氣系統(tǒng)由控制單元32、充電電池組33和電流逆變器34構(gòu)成。它們都安裝在車體1內(nèi)部的電器倉35內(nèi)(圖5)。本發(fā)明裝置作為穿梭車的行走功能單元，安裝在穿梭車底部的適當(dāng)位置，可以為穿梭車提供沿平面內(nèi)垂直交叉軌道雙向行走的功能。本發(fā)明采用充電電池組33提供直流電，直流電通過電流逆變器34轉(zhuǎn)換為工頻交流電用來驅(qū)動各個電機，控制單元用來控制各電機的邏輯動作，同時與穿梭車所在的物流系統(tǒng)的上位計算機控制系統(tǒng)相連接并進行通訊。當(dāng)穿梭車處于停止位置時，橫向行走輪19、24、20、23和縱向行走輪21、26、22、25都在換向機構(gòu)的帶動下降至最低位置，同時與橫向行走軌道和縱向行走軌道接觸，可以提高穿梭車的支撐穩(wěn)定性(圖8)。當(dāng)穿梭車需要沿橫向行走時，首先縱向換向機構(gòu)中的減速伺服電機3啟動，通過前述的同步帶和蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)，帶動四個偏心盤27鏡像對稱轉(zhuǎn)動，使縱向行走機構(gòu)的四個車輪 21、22、25、26同時升起并脫離縱向行走軌道(圖7)；然后橫向驅(qū)動減速電機14啟動，帶動驅(qū)動軸15轉(zhuǎn)動，進而驅(qū)動橫向行走驅(qū)動輪20、23轉(zhuǎn)動，并帶動橫向行走從動輪19、24從動，穿梭車實現(xiàn)橫向行走功能。通過橫向驅(qū)動減速電機14的正反轉(zhuǎn)和變速可以實現(xiàn)穿梭車的橫向前進、后退和變速行駛。當(dāng)穿梭車需要從橫向行走狀態(tài)轉(zhuǎn)換到縱向行走狀態(tài)時，首先穿梭車要行駛到交叉軌道處并停止?？v向換向機構(gòu)帶動縱向行走機構(gòu)的四個車輪21、22、25、26同時降下到縱向行走軌道上，然后橫向換向機構(gòu)帶動橫向行走機構(gòu)的四個車輪19、24、20、23同時升起并脫離橫向行走軌道，縱向驅(qū)動減速電機8開始動作，驅(qū)動萬向傳動軸7運轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動縱向行走驅(qū)動輪21、26轉(zhuǎn)動，并帶動縱向行走從動輪22、25從動，穿梭車實現(xiàn)縱向行走功能。通過縱向驅(qū)動減速電機8的正反轉(zhuǎn)和變速可以實現(xiàn)穿梭車的縱向前進、后退和變速行駛。穿梭車從縱向行走狀態(tài)轉(zhuǎn)換到橫向行走狀態(tài)時，機構(gòu)轉(zhuǎn)換的邏輯順序與前述類似，不再贅述。