CN104111657B - 一种可全向行驶的自动导航小车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可全向行驶的自动导航小车，其特征在于：它包括车架（1）、至少两个驱动舵轮（2）、至少两个随动轮（3）和车载控制模块，驱动舵轮（2）成对角安装在车架（1）底部，随动轮（3）也成对角安装在车架（1）底部，所述车载控制模块安装在所述的导航小车上，车载控制模块的控制输出与驱动舵轮（2）连接。通过对每个驱动舵轮的独立控制，实现了对AGV运动姿态及运动速度的控制，AGV可实现全向行驶，其结构紧凑，控制方法简单可靠，控制精度高，通过选用不同承载重量的驱动舵轮及随动轮可实现从轻载到重载全方面的覆盖，模块化设计易于快速检修、更换，并且利用平移运动的特点，可实现在固定线路上的多车避让。
Description
技术领域
本发明涉及一种导航小车，特别是一种可全向行驶的自动导航小车。
背景技术
自动导航小车(Automated Guided Vehicle，简称 AGV)，又称无人搬运车、自动导向搬运车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
AGV 是工厂及仓储物料搬运自动化的主要装备之一，尤其适用于仓储业、制造业、烟草、医药以及特种危险场所。制造业领域的生产线中，AGV 可高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务，且可由多台 AGV 组成柔性的物流搬运系统，搬运路线可以随着生产工艺流程的调整而及时调整，使一条生产线上能够制造出十几种产品，大大提高了生产的柔性和企业的竞争力。目前，AGV 在世界的主要汽车厂，如通用、丰田、克莱斯勒、大众等汽车厂的制造和装配线上得到了普遍应用。烟草行业中，如青岛颐中集团、玉溪红塔集团、红河卷烟厂、淮阴卷烟厂，都有应用激光引导式 AGV 完成托盘货物的搬运工作。在军事上，以 AGV 的自动驾驶为基础集成其他探测和拆卸设备，可用于战场排雷和阵地侦察。在钢铁厂，AGV 用于炉料运送，减轻了工人的劳动强度。在核电站和利用核辐射进行保鲜储存的场所，AGV 用于物品的运送，避免了危险的辐射。在胶卷和胶片仓库，AGV可以在黑暗的环境中，准确可靠的运送物料和半成品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可全向移动的自动导航小车，其结构紧凑、控制简单、承载重量高，行驶灵活，安全可靠，采用模块化设计，更易于快速检修、更换，并且利用平移运动的特点，可实现在固定线路上的多车避让。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 一种可全向行驶的自动导航小车，它包括车架、至少两个驱动舵轮、至少两个随动轮和车载控制模块，驱动舵轮成对角安装在车架底部，随动轮也成对角安装在车架底部，所述车载控制模块安装在所述的导航小车上，车载控制模块的控制输出与驱动舵轮连接。
所述的驱动舵轮上设置有转向电机和行驶电机，转向电机和行驶电机分别与车载控制模块连接。
所述的驱动舵轮还安装有角度传感器和速度传感器，所述角度传感器用于检测驱动舵轮与车架之间的角度，速度传感器用于检测驱动舵轮的速度，角度传感器和速度传感器分别与车载控制模块连接。
所述车架上还安装有多个导航传感器，所述的导航传感器分别安装于车架的前后及左右轴线上，呈对称布置，导航传感器与车载控制模块连接。
所述的导航传感器为4个。
所述的车载控制模块包括导航模块、行驶电机伺服驱动模块、转向电机伺服驱动模块和车载控制器，行驶电机、速度传感器分别与行驶电机伺服驱动模块连接，转向电机、角度传感器分别与转向电机伺服驱动模块连接，导航传感器与导航模块连接，行驶电机伺服驱动模块、转向电机伺服驱动模块、导航模块分别与车载控制器连接；驱动舵轮的行驶速度由行驶电机伺服驱动模块控制，驱动舵轮的角度由转向电机伺服驱动模块控制，导航模块将当前车身与地面磁条的相对位置传送至车载控制器，车载控制器通过转向电机伺服驱动模块控制前、后驱动舵轮的转动角度，通过行驶电机伺服驱动模块控制前后驱动舵轮的速度，使得车身与地面磁条保持相对稳定的姿态。
所述的车架设置有多个随动轮，随动轮的位置根据车体的承载情况布置。
所述的驱动舵轮为2个。
本发明的有益效果是：通过对每个驱动舵轮的独立控制，实现了对AGV运动姿态及运动速度的控制，AGV可实现全向行驶，包括前进、后退、平移、原地转向等，其结构紧凑，控制方法简单可靠，控制精度高，通过选用不同承载重量的驱动舵轮及随动轮可实现从轻载到重载全方面的覆盖，模块化设计易于快速检修、更换，并且利用平移运动的特点，可实现在固定线路上的多车避让。
附图说明
图1为全向行驶小车结构图；
图2为全向行驶小车侧视图；
图3为全向行驶小车控制模块连接图；
图4为全向行驶小车侧移运动示意图；
图5为全向行驶小车跨线运动示意图；
图6为全向行驶小车原地转向示意图；
图中，1-车架，2-驱动舵轮，3-随动轮，4-转向电机，5-行驶电机，6-角度传感器，7-速度传感器，8-导航传感器，9-磁条。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1、图2和图3所示，一种可全向行驶的自动导航小车，它包括车架1、至少两个驱动舵轮2、至少两个随动轮3和车载控制模块，驱动舵轮2成对角安装在车架1底部，随动轮3也成对角安装在车架1底部，所述车载控制模块安装在所述的导航小车上，车载控制模块的控制输出与驱动舵轮2连接。
所述的驱动舵轮2上设置有转向电机4和行驶电机5，转向电机4和行驶电机5分别与车载控制模块连接。
所述的驱动舵轮2还安装有角度传感器6和速度传感器7，所述角度传感器6用于检测驱动舵轮2与车架1之间的角度，速度传感器7用于检测驱动舵轮2的速度，角度传感器6和速度传感器7分别与车载控制模块连接。
所述车架1上还安装有多个导航传感器8，所述的导航传感器8分别安装于车架1的前后及左右轴线上，呈对称布置，导航传感器8与车载控制模块连接。
所述的导航传感器8为4个。
所述的车载控制模块包括导航模块、行驶电机伺服驱动模块、转向电机伺服驱动模块和车载控制器，行驶电机5、速度传感器7分别与行驶电机伺服驱动模块连接，转向电机4、角度传感器6分别与转向电机伺服驱动模块连接，导航传感器8与导航模块连接，行驶电机伺服驱动模块、转向电机伺服驱动模块、导航模块分别与车载控制器连接；驱动舵轮2的行驶速度由行驶电机伺服驱动模块控制，驱动舵轮2的角度由转向电机伺服驱动模块控制，导航模块将当前车身与地面磁条的相对位置传送至车载控制器，车载控制器通过转向电机伺服驱动模块控制前、后驱动舵轮2的转动角度，通过行驶电机伺服驱动模块控制前后驱动舵轮2的速度，使得车身与地面磁条保持相对稳定的姿态。
所述的车架1设置有多个随动轮3，随动轮3的位置根据车体的承载情况布置。
所述的驱动舵轮2为2个。
如图4所示，AGV小车的在行驶到交叉路口时，车体侧方的导航传感器8感应到横向的磁条9，车体切换到由车体侧方的导航传感器8来感知车体的姿态，同时调整驱动舵轮2的速度与角度，使得AGV沿横向的磁条9运行，实现侧向运行。
如图5所示，当两车相遇时，车载控制器控制两个驱动舵轮2的角度和速度，使车体沿一定角度平移，当车体前后的导航传感器8感应到磁条9时，系统切换到沿磁条9行驶，实现跨线。
如图6所示，当两驱动舵轮2的角度与两驱动舵轮2间的连线垂直时，车载控制器控制两驱动舵轮2的行驶方向相反，实现AGV的原地转向。
Claims (7)
1.一种可全向行驶的自动导航小车，其特征在于：它包括车架（1）、至少两个驱动舵轮（2）、至少两个随动轮（3）和车载控制模块，驱动舵轮（2）成对角安装在车架（1）底部，随动轮（3）也成对角安装在车架（1）底部，所述车载控制模块安装在所述的导航小车上，车载控制模块的控制输出与驱动舵轮（2）连接；所述车架（1）上还安装有多个导航传感器（8），所述的导航传感器（8）分别安装于车架（1）的前后及左右轴线上，呈对称布置，导航传感器（8）与车载控制模块连接；
AGV小车的在行驶到交叉路口时，车体侧方的导航传感器（8）感应到横向的磁条（9），车体切换到由车体侧方的导航传感器（8）来感知车体的姿态，同时调整驱动舵轮（2）的速度与角度，使得AGV沿横向的磁条（9）运行，实现侧向运行；
当两车相遇时，车载控制模块控制两个驱动舵轮（2）的角度和速度，使车体沿一定角度平移，当车体前后的导航传感器（8）感应到磁条（9）时，系统切换到沿磁条（9）行驶，实现跨线；
当两驱动舵轮（2）的角度与两驱动舵轮（2）间的连线垂直时，车载控制器控制两驱动舵轮（2）的行驶方向相反，实现AGV的原地转向。
2.根据权利要求1所述的一种可全向行驶的自动导航小车，其特征在于：所述的驱动舵轮（2）上设置有转向电机（4）和行驶电机（5），转向电机（4）和行驶电机（5）分别与车载控制模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种可全向行驶的自动导航小车，其特征在于：所述的驱动舵轮（2）还安装有角度传感器（6）和速度传感器（7），所述角度传感器（6）用于检测驱动舵轮（2）与车架（1）之间的角度，速度传感器（7）用于检测驱动舵轮（2）的速度，角度传感器（6）和速度传感器（7）分别与车载控制模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种可全向行驶的自动导航小车，其特征在于：所述的导航传感器（8）为4个。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种可全向行驶的自动导航小车，其特征在于：所述的车载控制模块包括导航模块、行驶电机伺服驱动模块、转向电机伺服驱动模块和车载控制器，行驶电机（5）、速度传感器（7）分别与行驶电机伺服驱动模块连接，转向电机（4）、角度传感器（6）分别与转向电机伺服驱动模块连接，导航传感器（8）与导航模块连接，行驶电机伺服驱动模块、转向电机伺服驱动模块、导航模块分别与车载控制器连接；驱动舵轮（2）的行驶速度由行驶电机伺服驱动模块控制，驱动舵轮（2）的角度由转向电机伺服驱动模块控制，导航模块将当前车身与地面磁条的相对位置传送至车载控制器，车载控制器通过转向电机伺服驱动模块控制前、后驱动舵轮（2）的转动角度，通过行驶电机伺服驱动模块控制前后驱动舵轮（2）的速度，使得车身与地面磁条保持相对稳定的姿态。
6.根据权利要求1所述的一种可全向行驶的自动导航小车，其特征在于：所述的车架（1）设置有多个随动轮（3），随动轮（3）的位置根据车体的承载情况布置。
7.根据权利要求1所述的一种可全向行驶的自动导航小车，其特征在于：所述的驱动舵轮（2）为2个。
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