CN106585764A - 一种agv运输车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种AGV运输车，AGV运输车包括车体，车体上设置有左行走轮和右行走轮，左、右行走轮均为万向轮或舵轮，车体上还设置有前舵轮和处于前舵轮正后方的后舵轮，左、右行走轮距离前、后舵轮中心连线的距离相等，由此可将原本设置在对角上的舵轮布置成设置在前后方向和/或左右方向的中间位置，并间隔排布有多个，从而在朝向一个方向行驶时，不需要对同一组的舵轮的同步性做出过高的要求，同时，在其中一个舵轮故障时，通过其他舵轮的带动，同样可以实现小车的正常行驶，保证小车运行的安全可靠性。

Description

一种AGV运输车

技术领域

本发明涉及物流技术领域，具体是涉及一种AGV运输车。

背景技术

随着工业生产和物资流通的全球化，被称为“第三科技源泉”的物流问题，已经成为相关领域人们关注的热点，为了适应物资流通的柔性化、准时化、信息化、自动化的要求，物流系统技术已从以前简单的物料搬运发展到今天的集机械设计、计算机科学、通讯技术、自动化技术以及管理科学为一体的综合技术。其中，作为物流系统的硬件设施，AGV物流运输车应运而生，受到了人们的广泛关注，并且迅速的应用到了制造车间、仓储车间等许多场所。AGV（Automated Guided Vehicle，即自动导航小车）是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，具有小车编程与停车选择装置，安全保护以及各种移载功能的运输小车，AGV是现代物流系统的关键装备，它是以电池为动力，装有非接触导向装置，独立寻址系统的无人驾驶自动运输车。

传统的驱动转向系统技术成熟，但是完成驱动转向功能，都至少需要两个电机、两套动力传动装置以及两块控制板，结构相对复杂，成本较高，且占有车体内部很大的布置空间，同时多数车辆转弯半径较大，虽然两轮独立驱动差速转向，可以实现原地转向，但其车体也一起转向，所以在工作空间有限、通道狭窄的情况下传统驱动转向方法应用困难。

而在运行环境多种多样，尤其是通道狭窄、空间有限的环境下作业的情况下，需要转向系统具有全方位移动能力，车体可以以任意姿态沿着任意方向行驶，在这种需求下产生了全方位转向结构，例如双舵轮结构，其中两个车轮都既装有驱动电机又装有专项电机及其动力传动装置，两轮与车架通过承重回转支撑活连接，其他车轮为行走轮，起承重作用，这种具有双舵轮结构的AGV运输车，在密集工作区域中可以保持在车体的姿态不变的前提下沿平面上的任意方向移动，而因为这种机构的灵活操控性能，特别适合于窄小空间中的移动作业，可以提高工作柔性和敏捷性，提高了AGV运输车的工作效率。如在申请公布号为CN104111657A的中国专利文件中公开了一种可全向行驶的自动导航小车，其包括车体和设置在车体下侧的双舵轮结构，双舵轮结构包括成对角安装在车体上的两个舵轮以及成对角安装在车体上的两个行走轮，舵轮包括驱动电机和转向电机，驱动电机驱动轮组前进和后退，还包括转向电机，转向电机可驱动轮组任意方位转动，进而实现在车体姿态不变的情况下，车体可以任意方位移动。但是这种双舵轮结构的布置方式，在前后移动的过程中，对前后两个舵轮的同步性要求较高，在向一个方向行驶时，必须保证两个舵轮的移动速度的一致，这样才能保证车体移动时不会跑偏，且其中一个舵轮的驱动电机出现故障，由于两个舵轮成对角安装，车体无法保持原本姿态和原本的移动方向，进而影响该小车的运行安全可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AGV运输车，以解决现有技术中的AGV运输车的两个舵轮需要保证较高的同步性的问题。

为实现上述目的，本发明AGV运输车的技术方案是：

一种AGV运输车，包括车体，车体上设置有左行走轮和右行走轮，左、右行走轮均为万向轮或舵轮，车体上还设置有前舵轮和处于前舵轮正后方的后舵轮，左、右行走轮距离前、后舵轮中心连线的距离相等。

前舵轮和后舵轮沿车体的左右方向的中心位置布置，左、右行走轮沿前、后舵轮的中心连线对称布置。

前、后舵轮的尺寸大于左、右行走轮的尺寸，前、后舵轮与车体之间设置有碟簧减震机构，左、右行走轮与车体之间设置有弹簧减震机构。

前、后舵轮均包括驱动轮本体和设置在驱动轮本体上方的与驱动轮的支撑板转动配合的驱动底座，所述碟簧减震机构包括设置在驱动底座的上板面上的用于安装在车体上的支撑销和穿装在支撑销上的碟簧，所述支撑销有三个，成三角形排布。

AGV运输车还包括设置在车体上的控制系统，所述舵轮包括驱动电机和转向电机，所述控制系统用于与驱动电机和转向电机控制连接的控制模块。

车体的侧板上设置有视觉导航系统，所述视觉导航系统包括用于与移动路径上的码带采样连接的视觉信息采集装置，所述视觉导航系统与控制系统信号连接。

车体的前端设置有障碍物传感器，所述车体的周面设置有急停按钮。

本发明的有益效果是： 相比于现有技术，本发明所涉及的AGV运输车，包括车体，车体上设置有左行走轮和右行走轮，左、右行走轮均为万向轮或舵轮，车体上还设置有前舵轮和处于前舵轮正后方的后舵轮，左、右行走轮距离前、后舵轮中心连线的距离相等。由此可将原本设置在对角上的舵轮布置成设置在前后方向布置，且后舵轮位于前舵轮的正后方，即可保证前舵轮的中心与后舵轮的中心连线朝向前后方向延伸，从而在运输车向前或向后行驶时，不需要对前、后舵轮的同步性做出过高的要求；同时，左、右行走轮距离前、后舵轮中心连线的距离相等，可实现在其中一个舵轮故障时，行走轮与前后舵轮中心连线的距离相等来保证左、右行走轮产生的力矩相互抵消，进而通过其他舵轮的带动，同样可以实现小车的正常向前或向后行驶，保证小车运行的安全可靠性。

附图说明

图1为本发明AGV运输车的舵轮布置简图；

图2为本发明具体实施例的仰视结构示意图；

图3为图2的主视图；

图4为图3的右视图；

图5为图3的剖视图；

图6为图3中舵轮2的结构示意图；

图7为图6中的减震结构示意图；

图8为本发明视觉引导运输示意图；

图9为图8的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的AGV运输车的具体实施例，如图1至图9所示，AGV运输车为自动导航小车，其包括车体1和设置在车体1底侧的舵轮2和行走轮3，其中，舵轮2有两个，包括前舵轮和后舵轮，沿车体1的左右方向的中间位置的两端间隔布置，前舵轮的中心与后舵轮的中心的连线所在的直线与车体的前后方向一致，行走轮3有两个，包括左行走轮和右行走轮，沿左右方向的中间位置的两侧对称布置于车体1的前后方向的中间位置，采用四轮底盘双驱动布置，可以实现车体1全方位的移动，便于车体1的姿态调整。

其中，舵轮2包括驱动部分、转向部分和减震部分，驱动部分包括驱动轮29，驱动轮29为聚氨酯轮，还包括驱动电机23和驱动架体，其中驱动电机23为伺服电机，安装在驱动轮29上，通过减速机带动驱动轮29，驱动电机23可带动驱动轮29前进和后退，在驱动电机23的同轴输入端安装有驱动编码器22，与伺服电机构成闭环系统，便于控制。转向部分包括转向固定端25和转向自由端28以及与转向自由端28连接的转向电机21，转向固定端25与车体1的底侧连接，转向电机21带动转向自由端28旋转，而驱动轮29与转向自由端28固定为一个整体，可同步转动，驱动电机23带动驱动轮29360度全方位旋转，转向自由端28上还设置有绝对位置编码器24，以监控驱动轮29的旋转角度，通过小齿轮与转向自由端28上设置的大齿轮啮合传动，可时刻反馈驱动轮29组相对于零点位置的方位，相比于角度反馈可以精确定位旋转位置，克服齿轮啮合的误差，通过主动旋转驱动轮29到设定角度偏差位置，提高运动灵活性，可到达工位后旋转特定角度平移至合适的区域。

转向固定端25通过螺栓与车体1的底侧相连，在转向固定端25上穿装有三根上下延伸的销轴，销轴穿过车体1的底侧安装孔，通过螺栓连接销轴实现与车体1间的连接，在每根销轴的位于转向固定端25与车体1底侧之间的位置上穿装有两组碟簧26，且三根销轴成三角形布置，这是的舵轮2相对于车体1具有一定的弹性压缩，能够时刻保证驱动轮29的可靠接地，通过螺栓27与车体1连接，使碟簧26具有移动的预压力，三根销轴上的碟簧26与车体1接触形成一个面，相比于两根碟簧26减震形成一条线接触，可保证车体1的稳定。

行走轮3为万向轮，万向轮采用弹簧减震万向轮，跟随驱动轮29可任意方向运动，通过螺栓与随动底座固连成一个整体，行走轮3与随动底座之间设置有弹簧，其上下浮动0-17mm，可保证万向轮时刻处于承重压缩状态，由此克服地面不平导致的轮组悬空的问题。

通过设置在车体1上的控制系统控制舵轮2的驱动电机23和转向电机21配合组成不同的控制方式，满足车体1前进、后退、任意方位平移、原地掉头和转弯的运动形式，车体1前进时两个转向电机21旋转角度设定位O度，与驱动轮29的前进方向平行，两个驱动电机23以相同的速度向前运动；车体1后退时旋转电机保持不变，两个驱动电机23以相同的速度向后转动即可。当车体1根据设定的控制方式做任意方位的平移时，前后两个旋转电机向同一方向旋转一定的角度，此时车体1位姿不变而驱动轮29组方向改变，然后方向定位的驱动轮29组以相同速度向前或者向后转动配合应用，节约运行空间，车体1保证稳定可靠；当车体1沿着预定控制方式循环转弯时，控制系统可根据导引装置和编码器反馈的相对于中心线的位置偏差和角度偏差，进行选择不同运行距离和角度排列的适当组合，实现AGV运输车平滑的运行，优于差速驱动控制方式，实现整车结构稳定，保证行驶精度，灵活的行驶轨迹满足不同任务需求。

该AGV运输车在车体1的前端安装有视觉导航系统5，把扫描的码带信息传输给控制系统；控制系统安装在车体1的控制箱7中，用于处理各种传感器的信息和控制车体1运动；车体1控制箱7的同侧安装有液晶操作面板13，显示车体1运行信息和基本控制设置；车体1的周侧设置有无线远程监控模块19和手动遥控器18，用于远程监控AGV运输车的运行信息和控制运行状态；在车体1的下侧设置有自助充电结构6，用于保证电源模块4的充足电量；在车体1的前端还安装有障碍物传感器14和语音提示装置17，二者相结合来保证车体1不会碰撞到障碍物且提示操作人员；车体1的四周设置有急停按钮9，用于紧急状况下的车体1可停止运行。

视觉导航系统5包括视觉信息采集装置52，在相应的AGV运输车的运行轨道上设置有颜色码带54、位置码带53和控制码带51，颜色码带54为红色码带，与背景色之间有明显差别，其按照预定路线铺设；位置码带53粘贴在停靠站点的颜色码带54上；控制码带51粘贴在三岔口颜色码带54旁边。首先控制系统根据工作站点位置，优化运行路线后，视觉信息采集装置52作为运行向导，沿途时刻将采集颜色码带54位置信息与中心位置作差后得到位置偏差传送给控制系统，控制系统发送指令调节驱动电机23和转向电机21的转速和转向，到位置偏差在合理范围内时保持车体1的姿态不变继续运动。

控制系统安装在车体1一侧水平放置的控制箱7内，包括主控制器以及与其连接的驱动电机23的驱动器和转向电机21的驱动器、电源充电控制模块、视觉导引模块、安全模块和通信交互模块，主控制器综合各路模块信息，准确合理协调各模块完成应有功能，电机驱动模块采用CANOPEN控制方式，与编码器形成闭合系统，实现小车在设定程序下安全可靠行走，视觉导引模块根绝视觉导引装置发送信息用于对AGV运输车运行路线的导引和定位，通讯模块实现AGV运输车与上位机进行无线通讯，实时监控运行状态，安全模块、安全装置和驱动模块配合使用，保证车体1行进期间与周围物体不会发生碰撞；

所述液晶操作面板13安装于车体1控制箱7同侧，所述液晶操作面板13信号连接于控制系统，界面可设置所述AGV运输车的启动、停止、站点选择和运行速度，还设置有开关按钮12；采用无线远程监控模块19保证上位机与主控制器连接，遥控接收器8远程监控AGV运行信息和控制运行状态，所述上位机采用Labview软件设计与运行路线对应的监控地图，AGV运输车运行位置和状态在上位机同步显示，上位机还可控制AGV运输车速度、转弯角度和运行停止等功能。

所述AGV运输车安全装置由语音提示装置17、警示灯16、急停按钮9和障碍物传感器14组成多级安全保护，所述警示灯16安装车体1前端的中间位置，前进过程中时刻闪烁，所述障碍物传感器14采用主传感器和辅助传感器配合应用，主传感器工作区域为3m的扇形区域，辅助传感器布置主传感器两侧0.6m位置，工作区域为0.7m的扇形区域，所述语音提示装置17安装车体1前部，障碍物传感器14检测到障碍物后传送信号，声音警告提示并停止前进，所述急停按钮9安装在车体1骨架周围，遇紧急情况按下或被障碍物碰到可紧急制动，急停按钮9为四个；AGV运输车还包括工作状态指示灯，包括前进后退指示灯11和左右转向指示灯10，工作指示灯与车体1控制箱7控制连接，安装于车体1两侧前后位置，采用多级安全装置确保人员、货物、设备及生产流程的安全。

在其他实施例中，舵轮可设置为沿车体的左右方向的中间位置间隔排布的多个；行走轮可不沿左右方向的中心位置对称设置，只要满足各个行走轮距离左右方向的中间位置的距离一致即可；舵轮可不沿车体的左右方向或前后方向的中间位置排布，只需要满足左右方向上的行走轮距离沿车体的前后方向排布的舵轮的中心连线的距离一致即可；舵轮可以设置为左右方向和前后方向的中间位置均设置有多个；行走轮可以设置有多对，用于支撑车体；碟簧减震可以用弹簧减震来代替。

Claims (7)

1.一种AGV运输车，包括车体，其特征在于：车体上设置有左行走轮和右行走轮，左、右行走轮均为万向轮或舵轮，车体上还设置有前舵轮和处于前舵轮正后方的后舵轮，左、右行走轮距离前、后舵轮中心连线的距离相等。

2.根据权利要求1所述的AGV运输车，其特征在于：前舵轮和后舵轮沿车体的左右方向的中心位置布置，左、右行走轮沿前、后舵轮的中心连线对称布置。

3.根据权利要求2所述的AGV运输车，其特征在于：前、后舵轮的尺寸大于左、右行走轮的尺寸，前、后舵轮与车体之间设置有碟簧减震机构，左、右行走轮与车体之间设置有弹簧减震机构。

4.根据权利要求3所述的AGV运输车，其特征在于：前、后舵轮均包括驱动轮本体和设置在驱动轮本体上方的与驱动轮的支撑板转动配合的驱动底座，所述碟簧减震机构包括设置在驱动底座的上板面上的用于安装在车体上的支撑销和穿装在支撑销上的碟簧，所述支撑销有三个，成三角形排布。

5.根据权利要求1~4任一项所述的AGV运输车，其特征在于：所述AGV运输车还包括设置在车体上的控制系统，所述舵轮包括驱动电机和转向电机，所述控制系统具有用于与驱动电机和转向电机控制连接的控制模块。

6.根据权利要求5所述的AGV运输车，其特征在于：所述车体的侧板上设置有视觉导航系统，所述视觉导航系统包括用于与移动路径上的码带采样连接的视觉信息采集装置，所述视觉导航系统与控制系统信号连接。

7.根据权利要求5所述的AGV运输车，其特征在于：所述车体的前端设置有障碍物传感器，所述车体的周面设置有急停按钮。