CN106515903A - 一种能精确调整货物姿态的全向移动车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能精确调整货物姿态的全向移动车，涉及一种货物转运安装的全向车辆系统。该能精确调整货物姿态的全向移动车，包括全向车体系统，所述全向车体系统包括车架，所述车架的两侧均固定安装全向轮组，所述车架的表面固定安装有外壳，全向车体系统的顶部固定安装有调姿机构，调姿机构包括X轴执行单元、Y轴执行单元和Z轴执行单元，Z轴执行单元的顶部安装有球头。该能精确调整货物姿态的全向移动车，通过对全向车系统、调姿机构和货物承载平台系统的设置，采用相互独立的四个的调姿机构，所以能够实现大角度的横向侧翻和纵向俯仰，这样拓展了全向车的工作范围，提高了操作人员的工作效率。

Description

一种能精确调整货物姿态的全向移动车

技术领域

本发明涉及一种货物转运安装的全向车辆系统，具体为一种能精确调整货物姿态的全向移动车。

背景技术

国内外以麦克纳姆轮的特性实现车辆的精确全向移动，已经有相当多的应用，此类车辆系统均称为全向车，在全向车上加装各种装置，可以实现货物的转运与安装，现代化工业生产中，有很多情况下不能使用行车，比如在航空航天器制造、高铁动车车体装备、组合式高压电器等领域，这些行业不但需要将大型工件从仓库转运到装配工位，而且需要进行精确的对位安装，在装配或拆卸过程中，还需要大型工件偏转或俯仰一定的角度，这时，能精确调整货物姿态的全向移动工装车，就成为生产的必要装备。

现有技术有几种实施方案，如专利201120097904.2所描述的，在全向车上安装升降机构、调整拖架以及电液伺服控制系统等，来实现货物的上下移动、纵向和横向平移、横向侧翻、纵向俯仰和水平面内左右摆动等多自由度动作，专利201610246354.3所描述的，是另一种解决方案，通过在全向车体上加装升降机构、剪刀叉机构、调姿机构、托架机构等，来实现工件的托举和调姿动作。

然而，现有的全向车在其使用的过程中存在一系列不足之处。其中，至少存在以下四处：

(1)、全向车在调姿动作过程中，横向侧翻和纵向俯仰角度不大，在需要大角度动作时受限；

(2)、全向车在调姿动作过程中，沿X轴向的左右移动、沿Y轴向的前后移动是通过调姿机构实现的，没有发挥全向车本身可以同步地前后左右移动的功能；

(3)、全向车采用油缸作为执行单元，重复定位精度不高，结构复杂有渗漏故障威胁；

(4)、全向车由于调整托架为一体式，如果精确对位装配位置在调整托架中心位置时，无法实现人站立用肉眼近距离观察并装配操作。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种能精确调整货物姿态的全向移动车，解决了全向车调节角度过小、没有发挥全向车本身可以同步地前后左右移动的功能、重复定位精度不高，结构复杂有渗漏故障威胁和无法实现人站立用肉眼近距离观察并装配操作问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种能精确调整货物姿态的全向移动车，包括全向车体系统，所述全向车体系统包括车架，所述车架的两侧均固定安装全向轮组，所述车架的表面固定安装有外壳，所述全向车体系统的顶部固定安装有调姿机构，所述调姿机构包括X轴执行单元、Y轴执行单元和Z轴执行单元，所述Z轴执行单元的螺杆顶部安装有球头，所述球头的顶部安装有货物承载平台系统，所述货物承载平台系统的底部且位于中心位置安装有起始位置指示器，所述全向车体系统的顶部且对应起始位置指示器的位置安装有起始位置感应器，所述全向车体系统的前表面固定安装有电气控制系统。

优选的，所述电气控制系统的表面固定安装有触摸控制屏，且电器控制系统通过无线信号连接有遥控器。

优选的，所述X执行单元、Y执行单元和Z执行单元均采用滚珠丝杆螺母的形式。

优选的，所述货物承载平台系统包括安装平台，所述安装平台的底部固定安装有球形法兰，且球形法兰与球头活动连接。

优选的，所述调姿机构的数量为四个，且四个调姿机构安装在全向车体系统的顶部，所述调姿机构以起始位置感应器为中心对称布置。

(三)有益效果

本发明提供了一种能精确调整货物姿态的全向移动车。具备以下有益效果：

(1)、该能精确调整货物姿态的全向移动车，通过对全向车系统、调姿机构和货物承载平台系统的设置，采用相互独立的四个的调姿机构，所以能够实现大角度的横向侧翻和纵向俯仰，这样拓展了全向车的工作范围，提高了操作人员的工作效率。

(2)、该能精确调整货物姿态的全向移动车，通过全向车体系统与调姿机构同步协调动作，并采用伺服电机为执行单元，所以重复定位精度高，结构简单动作可靠，操作更加方便，提高了人们的工作质量。

附图说明

图1为本发明结构正式图；

图2为本发明结构俯视图；

图3为本发明结构侧视图；

图4为本发明结构示意图；

图5为本发明前视调姿的动作示意图；

图6为本发明侧视调姿的动作示意图。

图中：1全向车体系统、101车架、102全向轮组、103外壳、2调姿机构、201X轴执行单元、202Y轴执行单元、203Z轴执行单元、204球头、3货物承载平台系统、301安装平台、302球形法兰、4起始位置指示器、5起始位置感应器、6电气控制系统、601触摸控制屏、602遥控器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种能精确调整货物姿态的全向移动车，包括全向车体系统1，全向车体系统1包括车架101，车架101的两侧均固定安装全向轮组102，车架101的表面固定安装有外壳103，全向车体系统1的顶部固定安装有调姿机构2，调姿机构2的数量为四个，且四个调姿机构2安装在全向车体系统1的顶部，调姿机构2以起始位置感应器5为中心对称布置，调姿机构2包括X轴执行单元201、Y轴执行单元202和Z轴执行单元203，Z轴执行单元203的螺杆顶部安装有球头204，X执行单元201、Y执行单元202和Z执行单元203均采用滚珠丝杆螺母的形式，球头204的顶部安装有货物承载平台系统3，货物承载平台系统3包括安装平台301，安装平台301的底部固定安装有球形法兰302，且球形法兰302与球头204活动连接，货物承载平台系统3的底部且位于中心位置安装有起始位置指示器4，全向车体系统1的顶部且对应起始位置指示器4的位置安装有起始位置感应器5，全向车体系统1的前表面固定安装有电气控制系统6，电气控制系统6的表面固定安装有触摸控制屏601，且电器控制系统通过无线信号连接有遥控器602，控制整车前进后退、侧移和原地旋转的全向运动；控制四个调姿机构2的调姿动作；在调姿动作过程中，通过起始位置指示器4与起始位置感应器5实现同步补偿。

工作时，首先，将工件吊装到货物承载平台系统3上。通过全向车体系统1中的全向轮组102，从库房转运到工作位置。这个过程可以前进后退、侧移和原地旋转。在工件体积较大，或者车间过道空间狭小的情况下，全向移动是非常有必要的。

到达工作位置后，在开始调姿动作前，首先通过起始位置感应器5对起始位置指示器4进行标定，并设为基准点。

对于某种工作情况下，需要将调姿机构2和货物承载平台系统3整体提升到预备高度。这时，可以通过升降机构的动作到达预定位置。

开始调姿动作后，电气控制系统6控制四个调姿机构分别独立进行动作。为方便以后的描述，我们将四个调姿机构分别标记为A、B、C、D。需要重申的是，结构上它们是相同的。

工作人员实际操作位置即可以通过车体侧面的触摸控制屏601，也可以通过无线遥控器602。两种操控方式的切换开关，布置在车体外壳上。

为了实现工件纵向俯仰一定的角度，四个螺杆203上升的高度(Z轴向)不同。这时，四个螺杆的高度差必然导致螺杆之间的水平面尺寸的变化。如图5，调姿机构A出现了Y1的补偿量，调姿机构B出现了Y2的补偿量。与此同时，为了实现工件横向偏转一定的角度，调姿机构A出现了X1的补偿量，调姿机构D出现了X4的补偿量(如图6)。需要解释的是，图5和图6对虚线部分进行了简化，实际上是三维空间的。总之，调姿机构A存在X1和Y1的补偿量；调姿机构B存在X2和Y2的补偿量；调姿机构C存在X3和Y3的补偿量；调姿机构D存在X4和Y4的补偿量。所有补偿量均不一样，并随横向偏转和纵向俯仰的角度变化而变化，补偿量是角度变量的函数。X轴方向的补偿动作需要通过执行单元201实现，Y轴方向的补偿动作需要通过执行单元202实现。本实施例中，补偿动作是通过伺服电机旋转一定的角度，带动同轴的滚珠丝杆转动。与滚珠丝杆精确配合的螺母带动执行单元，实现X轴方向或Y轴方向的精确直线移动。

由于已经将起始位置感应器5所在位置设定为基准点，补偿量与角度变量的函数关系式就比较简单。

在横向偏转和纵向俯仰过程中，为了达到理想的角度，起始位置指示器4也会相对于起始位置感应器5发生水平面偏移。这时，电气控制系统6控制全向车整体运动，对此偏移同步地进行补偿。发挥了全向车本身可以前后左右全向移动的功能。

没有这个基准点，如果四个调姿机构同时向X轴方向或Y轴方向移动，将超出丝杆螺母的行程。出现无法回到起始位置的故障。

有了这个基准点，可以通过电气控制系统6实现一键回复到起始状态。并且，在这个回复过程中，不会出现货物承载平台系统3超出设定外限的情况

综上所述，该能精确调整货物姿态的全向移动车，通过对全向车系统1、调姿机构2和货物承载平台系统3的设置，采用相互独立的四个的调姿机构2，所以能够实现大角度的横向侧翻和纵向俯仰，这样拓展了全向车的工作范围，提高了操作人员的工作效率。

同时，通过全向车体系统1与调姿机构2同步协调动作，并采用伺服电机为执行单元，所以重复定位精度高，结构简单动作可靠，操作更加方便，提高了人们的工作质量。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种能精确调整货物姿态的全向移动车，包括全向车体系统(1)，其特征在于：所述全向车体系统(1)包括车架(101)，所述车架(101)的两侧均固定安装全向轮组(102)，所述车架(101)的表面固定安装有外壳(103)，所述全向车体系统(1)的顶部固定安装有调姿机构(2)，所述调姿机构(2)包括X轴执行单元(201)、Y轴执行单元(202)和Z轴执行单元(203)，所述Z轴执行单元(203)的螺杆顶部安装有球头(204)，所述球头(204)的顶部安装有货物承载平台系统(3)，所述货物承载平台系统(3)的底部且位于中心位置安装有起始位置指示器(4)，所述全向车体系统(1)的顶部且对应起始位置指示器(4)的位置安装有起始位置感应器(5)，所述全向车体系统(1)的前表面固定安装有电气控制系统(6)。

2.根据权利要求1所述的一种能精确调整货物姿态的全向移动车，其特征在于：所述电气控制系统(6)的表面固定安装有触摸控制屏(601)，且电器控制系统通过无线信号连接有遥控器(602)。

3.根据权利要求1所述的一种能精确调整货物姿态的全向移动车，其特征在于：所述X执行单元(201)、Y执行单元(202)和Z执行单元(203)均采用滚珠丝杆螺母的形式。

4.根据权利要求1所述的一种能精确调整货物姿态的全向移动车，其特征在于：所述货物承载平台系统(3)包括安装平台(301)，所述安装平台(301)的底部固定安装有球形法兰(302)，且球形法兰(302)与球头(204)活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种能精确调整货物姿态的全向移动车，其特征在于：所述调姿机构(2)的数量为四个，且四个调姿机构(2)安装在全向车体系统(1)的顶部，所述调姿机构(2)以起始位置感应器(5)为中心对称布置。