CN105892465A - 一种用于加工车间工件传输的自动导向小车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，包括小车主体，所述小车主体采用分层结构，包括用于承载货物的上层、用于小车行走的下层，所述上层与所述下层之间设置有单片机主控模块、电机驱动模块、无线通讯模块、电源模块，所述单片机主控模块分别与所述电机驱动模块、所述电源模块、所述无线通讯模块电联接，所述下层还设置有无刷直流电机，所述电机驱动模块的输出端与所述无刷直流电机的输入端电联接。本发明所达到的有益效果：本发明满足了机械加工车间所需要的用于传输工件的实际需求，实现了自动寻迹、转向、纠偏、避障、停止的功能，具有传输效率高、安全可靠、无人操作、施工简单及维修方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，属于工程车辆技术领域。
背景技术
迈入21世纪，全球范围内的制造业都进入了一个新阶段，企业的主导模式重心倾向于迅速发展的敏捷制造。因为机器人具有以下特点：可自行规划、可协调作业、程序可编及基于传感器调控，所以它将是组成可重组敏捷制造生产装备的重要部分之一，从而为改变传统制造企业现状，摆脱其弊端，迅速向敏捷制造转型，提供了宝贵的技术指导。自动导向小车是可移动机器人的一类，在现代化制造企业的物流系统中的作用至关重要。在机械加工车间，用于物料和工件传输工具主要有起重机和叉车，而关于工件的搬运则是工人与工具相结合。对于体积与重量都较大的工件，由车间地面工人加紧工件后，再由绗车工人操作实施搬运；对于体积不大，重量较轻的工件，则是由工人利用叉车托运，以送到指定地点。在此过程中，劳动力所占比例大，然而，工作效率却较为低下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，解决上述技术问题，提出一种用于加工车间工件传输的自动导向小车。本发明可以自动寻迹、转向、纠偏、避障、停止，并且本发明是结合机械加工车间所需要的用于传输工件的实际要求，基于降低工人劳动强度、减少工时、提高劳动效率的目的而开发出的适用于加工车间工件传输的自动导向小车。
本发明采用如下技术方案：一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，包括小车主体，所述小车主体采用分层结构，包括用于承载货物的上层、用于小车行走的下层，所述上层与所述下层之间设置有单片机主控模块、电机驱动模块、无线通讯模块、电源模块，所述单片机主控模块分别与所述电机驱动模块、所述电源模块、所述无线通讯模块电联接，所述下层还设置有无刷直流电机，所述电机驱动模块的输出端与所述无刷直流电机的输入端电联接；
所述小车主体的前端设置有一个万向轮，所述小车主体的后端设置有两个驱动轮，所述驱动轮的输入端与所述无刷直流电机的输出端相联接，所述驱动轮上还设置有光电编码器，所述万向轮上设置有舵机；
所述小车主体的重心位置设置有陀螺仪，所述小车主体的前端及周身上设置有超声波传感器，所述小车主体的后端尾部设置有导引模块，所述导引模块上设置有呈一字排开的四个红外光电传感器，所述小车主体的下方铺设有铝带或者乙烯带；
所述舵机、所述陀螺仪、所述光电编码器、所述红外光电传感器、所述超声波传感器均与所述单片机主控模块电联接。
优选地，还包括操作及显示模块，操作及显示模块通过相配合的无线通讯网络与无线通讯模块进行通讯。
优选地，单片机主控模块采用MC9S12XDP512单片机。
优选地，电机驱动模块采用并联MC33886全桥电机驱动芯片以增加驱动能力。
优选地，光电编码器采用EPA－755A光电编码器，可以将驱动轮转动的机械几何位移量转换成脉冲或数字信号，在角度测量、位移测量时抗干扰能力强，并具有稳定可靠的输出脉冲信号，且该脉冲信号经计数后可以得到被测量的数字信号，简单直观。
优选地，红外光电传感器采用OPB型标准光电开关，红外光电传感器的发光管发出光源经地面反光带反射被接收管接收以实现导向，相较于一般的光电传感器具有防止可见光的干扰、提高系统可靠性和稳定性的优点，作为单独的零件，安装位置低，接近地面导引带，减小了外界因素对导引的干扰。
优选地，舵机采用MG995型金属齿轮舵机，体积小、扭力大。
优选地，陀螺仪采用ENC03型陀螺仪，能测量旋转运动，体积小、重量小、响应快以及驱动电压和功耗低。
优选地，无线通讯模块采用IP－Link1270模块，无线通讯网络采用ZigBee无线数据传输网络，。
优选地，操作及显示模块包括输入用的数码开关、显示用的数码管。
本发明所达到的有益效果：本发明满足了机械加工车间所需要的用于传输工件的实际需求，降低了工人劳动强度，减少了工时，提高劳动效率，实现了自动寻迹、转向、纠偏、避障、停止的功能，具有传输效率高、安全可靠、无人操作、施工简单及维修方便等优点。
附图说明
图1是本发明的外观结构示意图。
图2是本发明的后视图的结构示意图。
图3是本发明的右侧三维视图的结构示意图。
图4是本发明的左侧三维视图的结构示意图。
图5是本发明的仰视图的结构示意图。
图中标记的含义：1-小车主体，2-万向轮，3-驱动轮，4-光电编码器，5-导引模块，6-红外光电传感器，7-单片机主控模块，8-超声波传感器，9-舵机，10-陀螺仪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1是本发明的外观结构示意图，图2是本发明的后视图的结构示意图，图3是本发明的右侧三维视图的结构示意图，本发明提出一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，包括小车主体1，小车主体1采用分层结构，包括用于承载货物的上层、用于小车行走的下层，上层与下层之间设置有单片机主控模块、电机驱动模块、无线通讯模块、电源模块，单片机主控模块分别与电机驱动模块、电源模块、无线通讯模块电联接，下层还设置有无刷直流电机，电机驱动模块的输出端与无刷直流电机的输入端电联接。
小车主体1的前端设置有一个万向轮2，小车主体1的后端设置有两个驱动轮3，驱动轮3的输入端与无刷直流电机的输出端相联接，驱动轮3上还设置有光电编码器4，万向轮2上设置有舵机9；小车主体1的重心位置设置有陀螺仪10，小车主体1的前端及周身上设置有超声波传感器8，小车主体1的下方铺设有铝带或者乙烯带；舵机9、陀螺仪10、光电编码器4、红外光电传感器6、超声波传感器8均与单片机主控模块电联接。
图4是本发明的左侧三维视图的结构示意图。小车主体1的后端尾部设置有导引模块5，导引模块5上设置有呈一字排开的四个红外光电传感器6。
图5是本发明的仰视图的结构示意图。万向轮2上的舵机9是小车转向的控制机构；驱动轮3上的光电编码器4通过比较两轮的速度差来实现偏差纠正，以及控制小车的直线行走；小车导引模块5上呈一字排开的红外光电传感器6通过发光管和接收管的配合实用以实现小车的导向；小车主体1前方和周身所安装的超声波传感器8用于小车的避障功能的实现。
本发明还包括操作及显示模块，操作及显示模块通过相配合的无线通讯网络与无线通讯模块进行通讯。操作及显示模块包括输入用的数码开关、显示用的数码管。
单片机主控模块采用MC9S12XDP512单片机；电机驱动模块采用并联MC33886全桥电机驱动芯片；光电编码器4采用EPA－755A光电编码器；红外光电传感器6采用OPB型标准光电开关；舵机9采用MG995型金属齿轮舵机；陀螺仪10采用ENC03型陀螺仪；无线通讯模块采用IP－Link1270模块，无线通讯网络采用ZigBee无线数据传输网络。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，包括小车主体（1），所述小车主体（1）采用分层结构，包括用于承载货物的上层、用于小车行走的下层，所述上层与所述下层之间设置有单片机主控模块、电机驱动模块、无线通讯模块、电源模块，所述单片机主控模块分别与所述电机驱动模块、所述电源模块、所述无线通讯模块电联接，所述下层还设置有无刷直流电机，所述电机驱动模块的输出端与所述无刷直流电机的输入端电联接；
所述小车主体（1）的前端设置有一个万向轮（2），所述小车主体（1）的后端设置有两个驱动轮（3），所述驱动轮（3）的输入端与所述无刷直流电机的输出端相联接，所述驱动轮（3）上还设置有光电编码器（4），所述万向轮（2）上设置有舵机（9）；
所述小车主体（1）的重心位置设置有陀螺仪（10），所述小车主体（1）的前端及周身上设置有超声波传感器（8），所述小车主体（1）的后端尾部设置有导引模块（5），所述导引模块（5）上设置有呈一字排开的四个红外光电传感器（6），所述小车主体（1）的下方铺设有铝带或者乙烯带；
所述舵机（9）、所述陀螺仪（10）、所述光电编码器（4）、所述红外光电传感器（6）、所述超声波传感器（8）均与所述单片机主控模块电联接。
2.根据权利要求1所述的一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，还包括操作及显示模块，所述操作及显示模块通过相配合的无线通讯网络与所述无线通讯模块进行通讯。
3.根据权利要求1所述的一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，所述单片机主控模块采用MC9S12XDP512单片机。
4.根据权利要求1所述的一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，所述电机驱动模块采用并联MC33886全桥电机驱动芯片。
5.根据权利要求1所述的一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，所述光电编码器（4）采用EPA－755A光电编码器。
6.根据权利要求1所述的一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，所述红外光电传感器（6）采用OPB型标准光电开关。
7.根据权利要求1所述的一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，所述舵机（9）采用MG995型金属齿轮舵机。
8.根据权利要求1所述的一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，所述陀螺仪（10）采用ENC03型陀螺仪。
9.根据权利要求1所述的一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，所述无线通讯模块采用IP－Link1270模块，所述无线通讯网络采用ZigBee无线数据传输网络，。
10.根据权利要求2所述的一种用于加工车间工件传输的自动导向小车，其特征在于，所述操作及显示模块包括输入用的数码开关、显示用的数码管。
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