CN100443350C - 一种自动导航牵引车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的自动导航牵引车，包括车体、前轮、两个后轮、拖钩以及蓄电池，车体的前方及左右侧方分别设置超声波传感器，车体上还设置有数控装置和陀螺仪，前轮为驱动和转向合一的复合轮，复合前轮由安装在驱动轮子内的驱动电机减速机组件驱动，安装在复合前轮支承下面的大齿轮与驱动轮子连接，由安装在复合前轮支承上面的转向电机减速机组件通过齿轮副带动驱动轮子转向。本发明牵引车的特点是转向精度高、转向占空间小、结构紧凑、刚性高，可沿自由路径自动驾驶与避障、自动位置与姿态定位及舵角校正，自动化水平高。

Description

一种自动导航牵引车
技术领域
本发明涉及一种为柔性自动化物流系统提供的牵引车，特别涉及一种能沿自由路径自动行驶、自动进行位置及姿态定位及舵角校正的自动导航牵引车。
背景技术
刚性自动化物流系统的路径由轨道确定，柔性自动化物流系统的路径需要能够方便地任意变更的自由路径。自动导航牵引车是柔性自动化物流系统的一种牵引型物流运送装备，柔性自动化物流系统对高水平自动导航牵引车的要求是：能够带动拖车自动行驶；由于带动有拖车，转弯半径不要求很小；路径可方便地任意变更，具有可沿自由路径行驶的自动导航及避障功能；在自由路径行驶的途中定位精度要求不高，但在路径的特征点(作业站点、路径始末点及路径形值点)要求位置和姿态定位精度高。目前在结构、位置姿态定位及自动化程度方面还缺少高水平的自动导航牵引车。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动导航牵引车，该牵引车具有能够拖动拖车的拖动功能、自动导航及避障功能、特征点自动位置姿态定位功能及舵角校正功能。
本发明所采用的技术方案是，自动导航牵引车，包括车体、前轮、两个后轮、拖钩以及车体上设置的蓄电池，车体的前方及左右侧方分别设置有超声波传感器，车体上还设置有数控装置和陀螺仪，两个后轮为左右对称布置的随动轮，前轮为驱动功能和转向功能合一的复合前轮，
复合前轮包括复合前轮支承，复合前轮支承的上面设置有转向电机减速机组件，转向电机减速机组件的轴上固定一小齿轮，复合前轮支承的轴上依次同轴设置有大齿轮和驱动轮子，大齿轮与小齿轮相啮合，驱动轮子内还设置有驱动电机减速机组件。
本发明的特点还在于，
驱动电机减速机组件和转向电机减速机组件内分别包括有编码器，编码器、数控装置、超声波传感器及陀螺仪构成组合导航控制系统。
超声波传感器分别在车体的前方及左右侧方各设置两个。
本发明的自动导航牵引车采用三轮形式，前轮采用驱动轮和转向轮合一的复合轮实现驱动与转向，后轮为左右对称布置的两个随动轮；导航控制采用开放式数控、编码器、超声波、陀螺仪等组合方式来进行自动驾驶、位置姿态定位及舵角校正。该牵引车具有拖动能力强(可拖动多辆拖车)、结构紧凑、自动化水平高、位置和姿态定位准确等特点，对柔性自动化物流系统(仓储业中用于实现出入库的货物自动搬运、库内的柔性自动搬运，制造业生产线中的物料搬运，矿山、码头和机场的物料运送等)具有重要的实用意义。
附图说明
图1为本发明的驱动和转向原理图及俯视示意图；
图2为本发明提供的一种实施例的结构示意图；
图3为本发明的复合前轮的结构示意图。
图中，1.复合前轮，2.超声波传感器，3.车体，4.数控装置，5.蓄电池，6.拖钩，7.后轮，8.陀螺仪
复合前轮1由1-1、1-2、1-3、1-4、1-5及1-6构成，1-1.驱动电机减速机组件，1-2.驱动轮子，1-3.小齿轮，1-4.转向电机减速机组件，1-5.复合前轮支承，1-6.大齿轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的自动导航牵引车的车轮布局及功能如图1所示，采用三轮形式，复合前轮1为驱动功能和转向功能合一的复合轮，两个后轮7为左右对称布置的随动轮。
图2是本发明提供的一种实施例，自动导航牵引车由复合前轮1、六个超声波传感器2、车体3、数控装置4、蓄电池5、拖钩6、两个后轮7及陀螺仪8构成。复合前轮1及两个后轮7安装在车体3的下方，六个超声波传感器2安装在车体3的前方及左右侧方，数控4安装在车体3的上方，蓄电池5安装在车体3的中部，拖钩6安装在车体3的后方，陀螺仪8安装在车体3的内部。
复合前轮1的结构如图3所示，由驱动电机减速机组件1-1、驱动轮子1-2、小齿轮1-3、转向电机减速机组件1-4、复合前轮支承1-5及大齿轮1-6组成，驱动电机减速机组件1-1和转向电机减速机组件1-4中含编码器。驱动电机减速机组件1-1安装在驱动轮子1-2内，驱动轮子1-2与大齿轮1-6连接，大齿轮1-6安装在复合前轮支承1-5的轴上，复合前轮支承1-5安装在车体3的下面，转向电机减速机组件1-4安装在复合前轮支承1-5的上面，小齿轮1-3安装在转向电机减速机组件1-4的轴上，小齿轮1-3与大齿轮1-6啮合。
驱动电机减速机组件1-1带动驱动轮子1-2回转，从而驱动车辆行驶；转向电机减速机组件1-4通过小齿轮1-3与大齿轮1-6带动驱动轮子1-2转向(即偏转)，从而实现车辆转向；数控装置4、声波传感器2、转向电机减速机组件1-4和驱动电机减速机组件1-1中的编码器、陀螺仪8组合起来构成车辆的组合导航控制系统，实现车辆的自动驾驶与避障、位置姿态定位及舵角校正，其中数控装置4用于控制复合前轮1的驱动和转向，声波传感器2、转向电机减速机组件1-4和驱动电机减速机组件1-1中的编码器及陀螺仪8用于检测引导牵引车行驶的导航信息，并将其反馈给数控装置4；蓄电池5为驱动电机、转向电机及导航测控装置提供动力；拖钩6用来带动拖车，本实施例可以带动八节拖车，带动力在5000N以上。
本发明的自动导航牵引车的特点是：采用转向电机减速机组件进行转向，转向精度高；由与驱动轮子对中的齿轮(而不是行星轮)带动驱动轮子偏转，转向需要占用的空间小，结构紧凑刚性高；具有自动驾驶与避障、前向与侧向位置姿态定位及舵角校正功能，自动化水平高。

Claims (1)

1.一种自动导航牵引车，包括车体(3)、前轮、两个后轮(7)、拖钩(6)以及车体(3)上设置的蓄电池(5)，其特征在于，所述车体(3)的前方及左右侧方各设置两个超声波传感器(2)，车体(3)上还设置有数控装置(4)和陀螺仪(8)，所述两个后轮(7)为左右对称布置的随动轮，所述前轮为驱动功能和转向功能合一的复合前轮(1)，
复合前轮(1)包括复合前轮支承(1-5)，复合前轮支承(1-5)的上面设置有转向电机减速机组件(1-4)，转向电机减速机组件(1-4)的轴上固定一小齿轮(1-3)，复合前轮支承(1-5)的轴上依次同轴设置有大齿轮(1-6)和驱动轮子(1-2)，所述的大齿轮(1-6)与小齿轮(1-3)相啮合，所述的驱动轮子(1-2)内还设置有驱动电机减速机组件(1-1)，
所述的驱动电机减速机组件(1-1)和转向电机减速机组件(1-4)内分别包括有编码器，所述的编码器、数控装置(4)、超声波传感器(2)及陀螺仪(8)构成组合导航控制系统。
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