CN105752574A - 自动导引式物料搬运装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自动导引式物料搬运装置，其包括行走机构、载物机构、驱动机构、坐标识别机构以及控制电路。该控制电路接收坐标识别机构的信息反馈，并对各机构进行控制，该驱动机构在控制电路的操控下驱动行走机构实现物料搬运装置的移动，载物机构则用于在运输过程中装载物料，坐标识别机构用于识别物料搬运装置的当前坐标并反馈给控制电路，使物料搬运装置完成自动导引和物料运输功能。

Description

自动导引式物料搬运装置

技术领域

本申请涉及一种物料搬运设备，尤其涉及一种自动导引搬运装置(AGV)。

背景技术

随着经济的发展和科技水平的提高，电子商务不断深入人们生活的各个领域，人们的消费方式也由以往的大批量消费逐渐转变为现在小批量多次。为了适应消费需求柔性的改变，商品的供应也出现了少批量多品种，同时推动订单出现有小批量、多频次的特点。因此电子商务的发展造成配送相关的费用在整个物流总成本的比例相对较大，使得物流效率问题随之突显。于是符合电子商务环境的专业性物流配送中心应运而生。拣选作业是配送中心的核心环节，直接影响着物流企业对客户的服务水平。拣选系统的合理设计和选型直接影响到配送中心的运作效率、效果和效益，是提高物流效率、降低物流成本的重要途径。

在传统的物流配送中心，通常使用的是“人到货”拣选方式，此种方式主要靠人工作业，非常耗费时间。

发明内容

本申请提供一种自动导引式物料搬运装置。

本申请提供的自动导引式物料搬运装置，包括：

底盘，所述底盘作为整个物料搬运装置的安装底座；

行走机构，实现物料搬运装置的移动；

载物机构，用于在运输过程中装载物料；

驱动机构，所述驱动机构用于驱动行走机构；

坐标识别机构，用于识别物料搬运装置的当前坐标；

以及控制电路，所述控制电路接收坐标识别机构的信息反馈，并对各机构进行控制，使物料搬运装置完成自动导引和物料运输功能。

作为所述物料搬运装置的进一步改进，所述载物机构包括第一传动组件和用于装载物料的载物台，所述第一传动组件与所述驱动机构连接，所述载物台在驱动机构的驱动下升降。

作为所述物料搬运装置的进一步改进，所述第一传动组件包括离合器、伞齿轮组和丝杆螺母结构，所述伞齿轮组包括输入齿轮和输出齿轮，所述丝杆螺母结构包括丝杆和螺母，所述驱动机构经离合器与伞齿轮组的输入齿轮连接，所述输出齿轮与丝杆联动，进而传动螺母在丝杆上升降；所述载物台安装在螺母上。

作为所述物料搬运装置的进一步改进，所述第一传动组件还包括导向件，所述载物台的一端为筒状，所述筒状的外壁具有沿载物台升降方向设置的凹槽或凸起，所述导向件具有与载物台对应配合的凸起或凹槽。

作为所述物料搬运装置的进一步改进，所述驱动机构为驱动电机，所述驱动电机经传动带结构传动离合器。

作为所述物料搬运装置的进一步改进，所述行走机构至少为两组，所述至少两组行走机构相对设置在底盘的两侧，所述行走机构包括转轮和第二传动组件，每个行走机构由一个驱动机构进行驱动，所述驱动机构经第二传动组件驱动转轮转动。

作为所述物料搬运装置的进一步改进，所述行走机构还包括减震结构，所述减震结构包括浮动件和弹性件，所述转轮通过转轴安装在浮动件上；所述浮动件的两端可活动地直接或间接安装在底盘上，其中至少一端设置有弹性件，所述弹性件的回复力驱使浮动件向底盘移动。

作为所述物料搬运装置的进一步改进，所述坐标识别机构为二维码扫描单元和/或磁钉检测单元。

作为所述物料搬运装置的进一步改进，还包括安全检测机构，所述安全检测机构包括安装于物料搬运装置边缘的激光防撞单元、机械防撞单元、红外防撞单元和/或超声波防撞单元。

作为所述物料搬运装置的进一步改进，所述物料搬运装置的前后安装有超声波传感器和安全挡边。

本申请的有益效果是：

本申请提供的物料搬运装置，其包括行走机构、载物机构、驱动机构、坐标识别机构以及控制电路。该控制电路接收坐标识别机构的信息反馈，并对各机构进行控制，该驱动机构在控制电路的操控下驱动行走机构实现物料搬运装置的移动，载物机构则用于在运输过程中装载物料，坐标识别机构用于识别物料搬运装置的当前坐标并反馈给控制电路，使物料搬运装置完成自动导引和物料运输功能。

附图说明

图1为本申请自动导引式物料搬运装置一种实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例的俯视图；

图3为本申请减震结构一种实施例的结构示意图；

图4为本申请载物机构一种实施例的结构示意图；

图5为图4所示实施例的侧视图；

图6为图5中A-A剖视图；

图7为图1所示实施例的俯视图；

图8为本申请物料搬运装置控制电路的示意框图；

图9为本申请自动导引式物料搬运装置中载物台伸出时的示意图；

图10为本申请自动导引式物料搬运装置中载物台收回时的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

本实施例一提供一种自动导引式物料搬运装置，该自动导引式物料搬运装置可完成自动式物料搬运工作。

该自动导引式物料搬运装置包括：

底盘，该底盘作为整个物料搬运装置的安装底座；

行走机构，实现物料搬运装置的移动；

载物机构，用于在运输过程中装载物料；

驱动机构，该驱动机构用于驱动行走机构；

坐标识别机构，用于识别物料搬运装置的当前坐标；

以及控制电路，该控制电路接收坐标识别机构的信息反馈，并对各机构进行控制，使物料搬运装置完成自动导引和物料运输功能。

其中，行走机构可能为滚动式的轮式结构，也可能是模仿人类行走或者动物爬行的结构，或者其他任何形式的移动方式，最终使装置可实现全方位行走。

坐标识别机构则用于识别物料搬运装置的当前坐标并反馈给控制电路，由控制电路进行处理并向各机构发出对应指令，或者由控制电路与上位机进行数据交换，从而控制各机构的动作。

载物机构用于装载物料，使物料随装置一起移动。该存放的物料可能是由机械手等搬运设备送至该载物机构上，也可能是由该载物机构通过自身的动作来实现物料的取放。因此，该载物机构可能主要是具有一个存放的平台或者空间，也可能是还兼具具有取放功能的功能性机构，例如具有可升降的平台或者可抓取的机械手等。

例如，载物机构可以包括第一传动组件和用于装载物料的载物台，第一传动组件与驱动机构连接，载物台在驱动机构的驱动下升降。通过载物台的升降来实现物料的取放。

其中，载物台可能是由气缸等输出直线往复运动的驱动机构来驱动，也可能是由电机等输出旋转运动的驱动机构来驱动。

以电机为例，一种方式可以是第一传动组件包括离合器、伞齿轮组和丝杆螺母结构，该伞齿轮组包括输入齿轮和输出齿轮，该丝杆螺母结构包括丝杆和螺母，该驱动机构经离合器与伞齿轮组的输入齿轮连接，该输出齿轮与丝杆联动，进而传动螺母在丝杆上升降；该载物台安装在螺母上。

当驱动机构为驱动电机，该驱动电机可能是经传动带、齿轮配合等各种传动结构与离合器连接。

请参考图1、2、4、5和6，以上构思一种具体的示例结构可以是，装配于搬运装置中央的载物机构60包括传动部61、固定部62、回转部63和升降部64。

传动部61包括传动机构固定板614、传动轴612、离合器613、安装于离合器613上的皮带轮611和小伞齿轮615(即输入齿轮)。离合器613安装于传动机构固定板614一侧，小伞齿轮615安装于传动机构固定板614另一侧，转动轴612穿过离合器613、传动机构固定板614和小伞齿轮615，当离合器613闭合时，通过转动轴612传动小伞齿轮615。

固定部62包括梯形丝杆621、底座固定部件622及底座623。梯形丝杆621安装在底座固定部件622上，例如通过端盖及两个沉头螺钉件固定。底座固定部件622固定在底座623上，例如通过四个螺丝固定。底座固定部件622可为中空，可用于装置特殊部件。

回转部63包括大伞齿轮632(即输出齿轮)及回转轴承633。大伞齿轮632与传动部小伞齿轮616耦合，形成伞齿轮组。升降部64包括载物台641和丝杆螺母642。丝杆螺母642与固定部62的梯形丝杆621的螺纹相配合。

请参考图4和图6，还可以包括导向件631，载物台641的一端为筒状。筒状的外壁具有沿载物台641升降方向设置的凹槽或凸起，该导向件631具有与载物台641上的凹槽或凸起对应的凸起或凹槽。

固定部62整体是可以转动的，该大伞齿轮632与固定部62相对固定，带动丝杆621转动，进而带动丝杆螺母642相对梯形丝杆621实现升降，进而带动载物台641升降。

在本实施例中，行走机构至少为两组，该至少两组行走机构相对设置在底盘的两侧，行走机构包括转轮和第二传动组件，每个行走机构由一个驱动机构进行驱动，驱动机构经第二传动组件驱动转轮转动。

在此以两组为例，本实施例中，一个驱动机构实际上在驱动一组行走机构运行时，同时还作为了载物机构的动力。

当然，在其他实施例中，也可以设计为行走机构和载物机构分别采用独立的驱动机构进行驱动。但本实施例这种方式，可以减少驱动机构的数量，简化装置的结构。

请参考图1和2，具体地，该第二传动组件为传动带结构。该行走机构还可以包括四个万向辅助轮30。

两组转轮20对称的安装于底盘10的纵向两侧上，四个万向辅助轮30安装于底盘10的四角上。

驱动电机50及载物机构60安装于底盘10上的中央位置处，驱动电机50包括有左驱动电机和右驱动电机，左、右驱动电机50对称的安装于载物机构60的两侧，左、右驱动电机50通过传动皮带51及转轮传动皮带52向载物机构60及转轮20传送动力。

此外，还可以包括两组电池组40，该两组电池组40对称的安装于底盘10的横向两侧上，负责向驱动电机50及控制电路提供电力供应。

在一般情况下，载物机构60的离合器613处于断电分离状态，离合器613与传动带51的连接部分空转，载物台641上的货物与装置保持相对静止；当离合器613通电吸合(两个转轮20相对反转，装置此时处于自旋状态)，离合器613一端的动力传送到另一端的伞齿轮组，再由丝杆螺母结构把旋转运动转化为竖直方向上的直线运动，载物机构60可做上下方向的直线运动。

当然，还可以进一步对行走机构进行减震处理，以增强物料搬运装置对起伏地面的适应能力。

该行走机构还包括减震结构，减震结构包括浮动件和弹性件，转轮通过转轴安装在浮动件上；浮动件的两端可活动地直接或间接安装在底盘上，其中至少一端设置有弹性件，弹性件的回复力驱使浮动件向底盘移动。

请参考图3，图3所示为一种减震结构的示例，其具体结构为：浮动件23的前端采用强力弹簧22连接于底盘10上，可在底盘10上下移动。浮动件23的后端采用铰链结构固定在底盘10上。这样，驱动轮21行驶在平整度较差的地面上时，驱动轮21可随浮动件23上下起伏，实现自然减震。

进一步地，坐标识别机构则是用于识别物料搬运装置的当前坐标，以便向控制电路和上位机反馈此时装置的位置。

参见图7，坐标识别机构70位于底盘10的正中央，而该坐标识别机构70可能为二维码扫描单元和/或磁钉检测单元。

以二维码扫描单元为例，在物料搬运装置活动区域有均匀阵列排布的二维码标识，每个二维码包含一个世界坐标信息，物料搬运装置在经过地上二维码区域时底部的二维码读码器读取到二维码信息，并获取到当前世界坐标信息从而达到物料搬运装置定位效果。

进一步地，还可以包括安全检测机构。该安全检测机构包括安装于物料搬运装置边缘的激光防撞单元、机械防撞单元、红外防撞单元和/或超声波防撞单元。

进一步地，物料搬运装置的装置前后安装超声波传感器和安全挡边。

参见图8，本物料搬运装置的控制电路可以包括有主控制器、引导定位单元、安全检测单元、通信单元、人机界面、电源单元、行走驱动单元和搬运单元。物料搬运装置在主控制器的统一控制下，实现行走、搬运等动作。

请参考图9及图10，本物料搬运装置的工作过程简述如下：

当物料搬运装置在运行过程中经过某二维码坐标，即可获取该二维码中的世界坐标信息以及经过时的车身偏差角度，从而实时定位自身坐标，达到二维码导引的目的。

当物料搬运装置接收到上位机发出的取货指令时，物料搬运装置根据经过的二维码行驶至指定货物下方，下位控制系统控制物料搬运装置离合器吸合，物料搬运装置自旋将货物举升到一定高度(参见图9所示)，然后物料搬运装置背负货物行驶到执行位置。到达目标位置后，物料搬运装置反向自旋，物料搬运装置举升机构下降(参见图10所示)，货物被摆放在指定位置，物料搬运装置完成任务。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种自动导引式物料搬运装置,其特征在于，包括：

底盘，所述底盘作为整个物料搬运装置的安装底座；

行走机构，实现物料搬运装置的移动；

载物机构，用于在运输过程中装载物料；

驱动机构，所述驱动机构用于驱动行走机构；

坐标识别机构，用于识别物料搬运装置的当前坐标；

以及控制电路，所述控制电路接收坐标识别机构的信息反馈，并对各机构进行控制，使物料搬运装置完成自动导引和物料运输功能。

2.如权利要求1所述的物料搬运装置，其特征在于，所述载物机构包括第一传动组件和用于装载物料的载物台，所述第一传动组件与所述驱动机构连接，所述载物台在驱动机构的驱动下升降。

3.如权利要求2所述的物料搬运装置，其特征在于，所述第一传动组件包括离合器、伞齿轮组和丝杆螺母结构，所述伞齿轮组包括输入齿轮和输出齿轮，所述丝杆螺母结构包括丝杆和螺母，所述驱动机构经离合器与伞齿轮组的输入齿轮连接，所述输出齿轮与丝杆联动，进而传动螺母在丝杆上升降；所述载物台安装在螺母上。

4.如权利要求3所述的物料搬运装置，其特征在于，所述第一传动组件还包括导向件，所述载物台的一端为筒状，所述筒状的外壁具有沿载物台升降方向设置的凹槽或凸起，所述导向件具有与载物台对应配合的凸起或凹槽。

5.如权利要求3所述的物料搬运装置，其特征在于，所述驱动机构为驱动电机，所述驱动电机经传动带结构传动离合器。

6.如权利要求1-5任一项所述的物料搬运装置，其特征在于，所述行走机构至少为两组，所述至少两组行走机构相对设置在底盘的两侧，所述行走机构包括转轮和第二传动组件，每个行走机构由一个驱动机构进行驱动，所述驱动机构经第二传动组件驱动转轮转动。

7.如权利要求6所述的物料搬运装置，其特征在于，所述行走机构还包括减震结构，所述减震结构包括浮动件和弹性件，所述转轮通过转轴安装在浮动件上；所述浮动件的两端可活动地直接或间接安装在底盘上，其中至少一端设置有弹性件，所述弹性件的回复力驱使浮动件向底盘移动。

8.如权利要求1所述的物料搬运装置，其特征在于，所述坐标识别机构为二维码扫描单元和/或磁钉检测单元。

9.如权利要求1所述的物料搬运装置，其特征在于，还包括安全检测机构，所述安全检测机构包括安装于物料搬运装置边缘的激光防撞单元、机械防撞单元、红外防撞单元和/或超声波防撞单元。

10.如权利要求1所述的物料搬运装置，其特征在于，所述物料搬运装置的前后安装有超声波传感器和安全挡边。