CN106515900A - 一种agv移动设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种AGV移动设备，所述AGV移动设备包括车架及安装在所述车架上的转向装置和驱动装置，所述转向装置包括一对转向轮、转向轴、转向电机、连接板、齿轮、齿条、连杆组件及控制所述AGV移动设备转向的转向控制系统。本发明通过在AGV移动设备上设置控制系统来控制转向电机的运行，并通过齿轮齿条传动及连杆传动以实现车轮以一定的角度转动，最终实现AGV移动设备能准确、灵活的沿预设搬运路径运行。
Description
技术领域
本发明属于运载装置技术领域，尤其涉及一种AGV移动设备。
背景技术
随着经济、技术的快速发展，人力成本也出现了较大提升，自动导向运输物品的小车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)也获得了高速发展。目前，AGV移动设备主要应用于工业生产中进行物料自动搬运，其通过导引装置能沿预设好的路径进行自动运输，有效地降低了人力使用成本。
目前在AGV移动设备使用过程中，AGV移动设备的转向功能主要通过导航装置来控制驱动部分的差速器，并通过控制驱动轮的速度不同以最终实现导向轮的偏转。但在AGV移动设备转向过程中，特别是搬运预设路径存在较大转弯半径时，经常会出现导向不灵活、不准确从而偏离预设路径的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种AGV移动设备，旨在解决现有技术中AGV移动设备的导向不灵活、不准确的技术问题。
本发明是这样实现的，一种AGV移动设备，包括车架及安装在所述车架上的转向装置和驱动装置，所述转向装置包括：
一对转向轮，两所述转向轮对称分布在所述车架两侧；
转向轴，所述转向轴转动连接于所述转向轮的中心，所述转向轴上设有沿所述车架方向延伸的支撑柱，所述支撑柱与所述车架固定连接；
转向电机，所述转向电机用于偏转所述转向轮并设置在所述转向轴上；
连接板，所述连接板用于固定所述转向电机并与所述转向轴固定连接；
齿轮，所述齿轮由所述转向电机同轴驱动；
齿条，所述齿条滑设在所述转向轴上并与所述齿轮啮合；
一对连杆组件，两所述连杆组件对称铰接于所述齿条两端，所述连杆组件与所述转向轮固定连接；
控制系统，所述控制系统包括导航模块和转向轮定位模块；所述导航模块设置在所述车架上用于检测所述车架的实际位置，并根据所述实际位置与预设路径的偏差值来确定所述转向轮的预转向角；所述转向轮定位模块固定于所述转向轴上用于确定所述转向轮实时转向角；所述控制系统与所述转向电机电连接，并通过比较所述导航模块和所述转向轮定位模块信息来控制驱动所述转向电机运转以调整所述转向轮的实际转向角。
具体地，所述连杆组件包括与所述齿条一端铰接的第一连杆及与所述第一连杆铰接的第二连杆，所述转向轮包括固定在所述转向轮上并夹持在所述转向轴两侧的U型块，所述U型块与所述第二连杆固定连接并与所述转向轴枢接。
具体地，所述转向装置还包括用于夹持固定所述齿条的齿条固定块、用于导引所述齿条的导轨以及将所述导轨固定连接于所述转向轴的夹持件，所述齿条固定块将所述齿条滑设在所述导轨上。
具体地，所述转向轮定位模块包括固定在所述齿条固定块上的定位器以及固定在所述导轨上并用以探测所述定位器位置的探测器。
进一步地，所述车架前部和后部均设有所述转向装置。
具体地，所述车架包括多条平行设置的横梁以及与所述横梁垂直设置的两条纵梁，相邻所述横梁两两之间与两条所述纵梁合围形成用于安装所述转向装置和所述驱动装置的安装框。
具体地，所述驱动装置包括：
一对驱动轮，两所述驱动轮对称设置于所述车架两侧；
差速器，所述差速器用于差速驱动两所述驱动轮，并设置在两所述驱动轮之间；
驱动轴，所述驱动轴包括左半轴和右半轴，所述左半轴和所述右半轴均一端与所述差速器转动连接，另一端与与对应所述驱动轮的中心固定连接；
一对驱动块，两所述驱动块分别设于对应所述驱动轮内侧并固设在与所述车架相连接的驱动板上，所述左半轴和所述右半轴分别穿设对应所述驱动块并与对应所述驱动块转动连接；
驱动电机，所述驱动电机固定在所述驱动板上并用于输出驱动力矩，所述驱动电机同轴固设有与所述差速器耦合的动力轮。
进一步地，所述AGV移动设备还包括设于所述驱动装置上并与所述车架固定连接的减震装置。
具体地，所述减震装置包括：支撑板，所述支撑板与所述车架固定连接且包括顶板和沿所述顶板两侧向下延伸并与所述顶板垂直的一对侧板，所述侧板上开设有一组第二通孔；弹簧，所述弹簧上下两端分别抵接于所述驱动装置和所述支撑板上；一对立板，所述立板设置在所述驱动装置上并沿所述车架侧延伸，所述立板上开设有一组第一通孔；支撑杆，所述支撑杆包括穿设于所述第一通孔的一对第一支撑杆、穿设于所述第二通孔的一对第二支撑杆、分别与所述第一支撑杆及所述第二支撑杆两端铰接的一对第三支撑杆，且位于所述立板同侧的两个所述第三支撑杆交叉布置并铰接在一起。
具体地，所述减震装置包括：导向柱，所述导向柱周向均匀分布在所述驱动装置上并与所述驱动装置固定连接；导向套筒，所述导向套筒套设在所述导向柱上且上部卡设固定在所述车架上；弹簧，所述弹簧设置在所述导向柱与所述导向套筒之间且套设于所述导向柱上，所述弹簧两端分别抵接于所述驱动装置和所述套筒顶部内壁上。
本发明相对于现有技术的技术效果是：通过在AGV移动设备上设置控制系统来控制转向电机的运行，所述转向电机通过驱动齿轮并带动与所述齿轮耦合的齿条运动，所述齿条带动相应的连杆组件运动，从而实现车轮以一定的角度转动，最终实现AGV移动设备能准确、灵活的沿预设搬运路径运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种AGV移动设备的立体示意图；
图2是图1中转向装置一个方向的立体示意图；
图3是图1中转向装置另一个方向的立体示意图；
图4是图1中驱动装置及减震装置的一个方向的立体示意图；
图5是图1中驱动装置及减震装置的另一个方向的立体示意图；
图6是本发明另一实施例提供的一种AGV移动设备的立体示意图；
图7是图6中驱动装置及减震装置的立体示意图；
图8是本发明图1或图6中的转向装置的控制框图。
附图标记说明：
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
请参阅图1至图3及图8，本发明实施例提供的一种AGV移动设备，包括车架10及安装在车架10上的转向装置20和驱动装置30，转向装置20包括：
一对转向轮21，两转向轮21对称分布在车架10两侧；
转向轴22，转向轴22转动连接于转向轮21的中心，转向轴22上设有沿车架10方向延伸的支撑柱23，支撑柱23与车架10固定连接；
转向电机24，转向电机24用于偏转转向轮21并设置在转向轴22上；
连接板25，连接板25用于固定转向电机24并与转向轴22固定连接；
齿轮26，齿轮26由转向电机24同轴驱动；
齿条27，齿条27滑设在转向轴22上并与齿轮26啮合；
一对连杆组件28，两连杆组件28对称铰接于齿条27两端，连杆组件28与转向轮21固定连接；
控制系统50，控制系统50包括导航模块51和转向轮定位模块52；导航模块51设置在车架10上用于检测车架10的实际位置，并根据实际位置与预设路径的偏差值来确定转向轮21的预转向角A；转向轮定位模块52固定于转向轴22上用于确定转向轮21的实时转向角B；控制系统50与转向电机24电连接，并通过比较导航模块51和转向轮定位模块52信息来控制驱动转向电机24运转以调整转向轮21的实际转向角C。
采用齿轮26和齿条27组合的传动机构，具有较大的负载承受能力且传送精度较高，通过设置齿轮26、齿条27和连杆组件28，转向电机24的驱动力矩可以比较有效的作用到转向轮21上去用以调整转向轮21的行驶角度。转向装置20整体通过支撑柱23固定在AGV移动设备的车架10上，可以保证转向装置20与车架10之间比较稳固的连接在一起。控制系统50中的导航模块51可以是磁导航、光导航或GPS导航，可以准确的确定AGV移动设备在运输过程中车架10的实际位置，并比较实际位置与预设路径的偏差数据来确定转向轮21的预转向角A。在转向轴22上设置定位模块可以实时监测导向轮的实时转向角B，并比较实时转向角B和预转向角A的偏差值，以确定转向轮21的实际转向角C，控制系统50根据实际转向角C可以通过PLC或单片机控制方式实现闭环驱动AGV移动设备转向电机24的运行。通过在AGV移动设备上设置控制系统50来控制转向电机24的运行，转向电机24通过驱动齿轮26并带动与齿轮26耦合的齿条27运动，齿条27带动相应的连杆组件28运动，从而实现车轮以一定的角度转动，最终实现AGV移动设备能准确、灵活的沿预设搬运路径运行。
请参阅图2及图3，具体地，连杆组件28包括与齿条27一端铰接的第一连杆281及与第一连杆281铰接的第二连杆282，转向轮21包括固定在转向轮21上并夹持在转向轴22两侧的U型块211，U型块211与第二连杆282固定连接并与转向轴22枢接。采用所述第一连杆281和所述第二连杆282构成的双连杆机构，结构简单，齿条27在移动时通过所述双连杆机构带动夹持在转向轴22两侧U型块211偏转，从而带动两转向轮21以一定的角度行驶。优选地，U型块211与转向轮21之间最大可呈45度夹角，即此时转向轮21的最大偏转角可达45度，如果偏转角过大，可能会导致驱动装置30存在卡死的情况。
请参阅图2及图3，具体地，转向装置20还包括用于夹持固定齿条27的齿条固定块271、用于导引齿条27的导轨221以及将导轨221固定连接于转向轴22的夹持件222，齿条固定块271将齿条27滑设在导轨221上。通过在齿条27上夹持设置齿条固定块271，可以使齿条27具有更好的强度从而能传递更大的载荷，同时齿条固定块271在导轨221上滑动既能减少齿条27本体与导轨221的磨损，也能使齿条27移动更顺畅，从而转向轮21也能更灵活的进行转向调整。
请参阅图3，具体地，转向轮定位模块52包括固定在齿条固定块271上的定位器521以及固定在导轨221上并用以探测定位器521位置的探测器522。通过在齿条固定块271上设置定位器521，齿条27在移动过程中，设置在导轨221上的探测器522，可以实时确定齿条27在导轨221上的位置，从而能准确的检测转向轮21的实时转向角B。优化地，在导轨221两端及中间均设置有探测器522，从而能更精确的确定转向轮21的实时转向角B。
请请参阅图1和图8，进一步地，车架10前部和后部均设有转向装置20。在前进模式下，转向控制系统50控制设置在后部的转向轮21始终保持摆正状态，并通过控制设置在前部的转向轮21实现方向的修正；在后退模式下，转向控制系统50控制设置在前部的转向轮21始终保持摆正状态，并通过控制设置在后部的转向轮21实现方向的修正。采用这种前后双转向的转向装置20，可以保证AGV移动设备在狭小复杂的环境下来回运输时，不用调换设备前后端即可沿着预设搬运路径行驶。
请请参阅图1，具体地，车架10包括多条平行设置的横梁11以及与横梁11垂直设置的两条纵梁12，相邻横梁11两两之间与两条纵梁12合围形成用于安装转向装置20和驱动装置30的安装框13。所述安装框13具有较高的强度，可以很方便的安装固定转向装置20和驱动装置30并且充分利用了设备的内部空间。
请请参阅图4和图5，具体地，驱动装置30包括：
一对驱动轮31，两驱动轮31对称设置于车架10两侧；
差速器36，差速器36用于差速驱动两驱动轮31，并设置在两驱动轮31之间；
驱动轴32，驱动轴32包括左半轴321和右半轴322，左半轴321和右半轴322均一端与差速器36转动连接，另一端与与对应驱动轮31的中心固定连接；
一对驱动块33，两驱动块33分别设于对应驱动轮31内侧并固设在与车架10相连接的驱动板34上，左半轴321和右半轴322分别穿设对应驱动块33并与对应驱动块33转动连接；
驱动电机35，驱动电机35固定在驱动板34上并用于输出驱动力矩，驱动电机35同轴固设有与差速器36耦合的动力轮37。
AGV移动设备行驶过程中，驱动电机35驱动动力轮37转动，动力轮37与差速器36之间可以为齿轮传动、链轮传动或带传动，动力轮37驱动差速器36，差速器36可以在AGV移动设备转弯过程中以不同速度来驱动左、右转向轮21，保证转向轮21在行驶过程中一直处于滚动状态，从而避免驱动轮31在路面上滑移的情况。
请参阅图4和图5，进一步地，AGV移动设备还包括设于驱动装置30上并与车架10固定连接的减震装置40。当AGV移动设备在通过坑洼不平的路径时，减震装置40可以减少AGV移动设备的颠簸，保证AGV移动设备能顺利平稳的通过坑洼不平的路径，同时也避免较大的震动对AGV移动设备各组成部分造成冲击。
请参阅图4和图5，具体地，减震装置40包括：支撑板44，支撑板44与车架10固定连接且包括顶板441和沿顶板441两侧向下延伸并与顶板441垂直的一对侧板442，侧板442上开设有一组第二通孔4421；弹簧41，弹簧41上下两端分别抵接于驱动装置30和支撑板44上；一对立板341，立板341设置在驱动装置30上并沿车架10侧延伸，立板341上开设有一组第一通孔3411；支撑杆45，支撑杆45包括穿设于第一通孔3411的一对第一支撑杆451、穿设于第二通孔4421的一对第二支撑杆452、分别与第一支撑杆451及第二支撑杆452两端铰接的一对第三支撑杆453，且位于立板341同侧的两个第三支撑杆453交叉布置并铰接在一起。采用这种可伸缩的减震装置40，当AGV移动设备在坑洼不平的路径上行驶时，与车架10固定连接的支撑板44通过弹簧41的压缩或拉伸，不仅能实现缓冲、吸收车架10震动的能量，还可以实现自动调节车身高度，促使驱动轮31着地，从而使驱动轮31保持一定的抓地能力避免打滑，有利于AGV移动设备顺利通过坑洼不平的路径。
请参阅图6和图7，作为本发明另一实施例提供的一种AGV移动设备，所述AGV移动设备除减震装置40与上述实施例有区别之外，其它基本特征均相同，此处不再赘述。具体地，所述减震装置40包括：导向柱43，导向柱43周向均匀分布在驱动装置30上并与驱动装置30固定连接；导向套筒42，导向套筒42套设在导向柱43上且上部卡设固定在车架10上；弹簧41，弹簧41设置在导向柱43与导向套筒42之间且套设于导向柱43上，弹簧41两端分别抵接于驱动装置30和套筒顶部内壁上。当AGV移动设备在坑洼不平的路径上行驶时，与车架10固定连接的导向套筒42通过弹簧41的压缩或拉伸，不仅能实现缓冲、吸收车架10震动的能量，还可以实现自动调节车身高度，促使驱动轮31着地，从而使驱动轮31保持一定的抓地能力以避免打滑，方便AGV移动装置顺利通过坑洼不平的路径，同时该减震装置40结构简单，制造使用成本较低。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种AGV移动设备，包括车架及安装在所述车架上的转向装置和驱动装置，其特征在于，所述转向装置包括：
一对转向轮，两所述转向轮对称分布在所述车架两侧；
转向轴，所述转向轴转动连接于所述转向轮的中心，所述转向轴上设有沿所述车架方向延伸的支撑柱，所述支撑柱与所述车架固定连接；
转向电机，所述转向电机用于偏转所述转向轮并设置在所述转向轴上；
连接板，所述连接板用于固定所述转向电机并与所述转向轴固定连接；
齿轮，所述齿轮由所述转向电机同轴驱动；
齿条，所述齿条滑设在所述转向轴上并与所述齿轮啮合；
一对连杆组件，两所述连杆组件对称铰接于所述齿条两端，所述连杆组件与所述转向轮固定连接；
控制系统，所述控制系统包括导航模块和转向轮定位模块；所述导航模块设置在所述车架上用于检测所述车架的实际位置，并根据所述实际位置与预设路径的偏差值来确定所述转向轮的预转向角；所述转向轮定位模块固定于所述转向轴上用于确定所述转向轮实时转向角；所述控制系统与所述转向电机电连接，并通过比较所述导航模块和所述转向轮定位模块信息来控制驱动所述转向电机运转以调整所述转向轮的实际转向角。
2.如权利要求1所述的AGV移动设备，其特征在于，所述连杆组件包括与所述齿条一端铰接的第一连杆及与所述第一连杆铰接的第二连杆，所述转向轮包括固定在所述转向轮上并夹持在所述转向轴两侧的U型块，所述U型块与所述第二连杆固定连接并与所述转向轴枢接。
3.如权利要求1所述的AGV移动设备，其特征在于，所述转向装置还包括用于夹持固定所述齿条的齿条固定块、用于导引所述齿条的导轨以及将所述导轨固定连接于所述转向轴的夹持件，所述齿条固定块将所述齿条滑设在所述导轨上。
4.如权利要求3所述的AGV移动设备，其特征在于，所述转向轮定位模块包括固定在所述齿条固定块上的定位器以及固定在所述导轨上并用以探测所述定位器位置的探测器。
5.如权利要求1所述的AGV移动设备，其特征在于，所述车架前部和后部均设有所述转向装置。
6.如权利要求5所述的AGV移动设备，其特征在于，所述车架包括多条平行设置的横梁以及与所述横梁垂直设置的两条纵梁，相邻所述横梁两两之间与两条所述纵梁合围形成用于安装所述转向装置和所述驱动装置的安装框。
7.如权利要求1所述的AGV移动设备，其特征在于，所述驱动装置包括：
一对驱动轮，两所述驱动轮对称设置于所述车架两侧；
差速器，所述差速器用于差速驱动两所述驱动轮，并设置在两所述驱动轮之间；
驱动轴，所述驱动轴包括左半轴和右半轴，所述左半轴和所述右半轴均一端与所述差速器转动连接，另一端与与对应所述驱动轮的中心固定连接；
一对驱动块，两所述驱动块分别设于对应所述驱动轮内侧并固设在与所述车架相连接的驱动板上，所述左半轴和所述右半轴分别穿设对应所述驱动块并与对应所述驱动块转动连接；
驱动电机，所述驱动电机固定在所述驱动板上并用于输出驱动力矩，所述驱动电机同轴固设有与所述差速器耦合的动力轮。
8.如权利要求1至7任一项所述的AGV移动设备，其特征在于，所述AGV移动设备还包括设于所述驱动装置上并与所述车架固定连接的减震装置。
9.如权利要求8所述的AGV移动设备，其特征在于，所述减震装置包括：支撑板，所述支撑板与所述车架固定连接且包括顶板和沿所述顶板两侧向下延伸并与所述顶板垂直的一对侧板，所述侧板上开设有一组第二通孔；弹簧，所述弹簧上下两端分别抵接于所述驱动装置和所述支撑板上；一对立板，所述立板设置在所述驱动装置上并沿所述车架侧延伸，所述立板上开设有一组第一通孔；支撑杆，所述支撑杆包括穿设于所述第一通孔的一对第一支撑杆、穿设于所述第二通孔的一对第二支撑杆、分别与所述第一支撑杆及所述第二支撑杆两端铰接的一对第三支撑杆，且位于所述立板同侧的两个所述第三支撑杆交叉布置并铰接在一起。
10.如权利要求8所述的AGV移动设备，其特征在于，所述减震装置包括：导向柱，所述导向柱周向均匀分布在所述驱动装置上并与所述驱动装置固定连接；导向套筒，所述导向套筒套设在所述导向柱上且上部卡设固定在所述车架上；弹簧，所述弹簧设置在所述导向柱与所述导向套筒之间且套设于所述导向柱上，所述弹簧两端分别抵接于所述驱动装置和所述套筒顶部内壁上。
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