CN108394488A - 自动导向车 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种自动导向车，包括底盘(28)；全向轮(9)，安装于所述底盘(28)的下面；驱动电机(24)，与所述全向轮(9)连接并适于驱动所述全向轮(9)旋转，所述全向轮(9)的轴线与所述驱动电机(24)的驱动轴的轴线垂直；导航传感器(10)，适于提供导向信号；控制器，适于根据所述导向信号控制所述驱动电机(24)驱动所述全向轮(9)旋转。所述自动导向车的尺寸更小，所需要的运输线路更小，可以提高资源的利用率。

Description

自动导向车

技术领域

本发明实施例涉及智能物流领域，尤其涉及一种自动导向车。

背景技术

对于仓储业、运输业以及流水线制造业等行业，物料的输送对生产效率的影响非常大。传统的物流输送是人员手动拉动物料或者驾驶物流车进行，对人员的依赖性很大，且人的主观因素很多，导致产品的输送存在较大安全风险，大大降低了输送效率。

随着智能化、自动化的发展，物料的智能化输送需求也不断提高，但目前主要是采用AGV小车(自动导向车)输送，能够实现物料从一个地方搬运至另一个地方，然后在下料工位，通过设置该工位的机器人进行下一步的操作。但是，如果自动导向车的尺寸过大，就需要在场地内为自动导向车预留较大的移动空间，造成场地资源的浪费。

因此，如何减小自动导向车的尺寸，提高资源的利用率，成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例解决的技术问题是提供一种自动导向装置，以减小自动导向车的尺寸，提高资源的利用率。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种自动导向车，包括：

底盘；

全向轮，安装于所述底盘的下面；

驱动电机，与所述全向轮连接并适于驱动所述全向轮旋转，所述全向轮的轴线与所述驱动电机的驱动轴的轴线垂直；

导航传感器，适于提供导向信号；

控制器，适于根据所述导向信号控制所述驱动电机驱动所述全向轮旋转。

可选地，还包括：

工装板，设置于所述底盘上面

机器人，设置于所述底盘上面，适于根据所述控制器的控制信号将工件搬至或搬离所述工装板，或者对放置于所述工装板的工件进行加工。

可选地，还包括减速器，所述减速器包括第一传动轴和第二传动轴，所述第一传动轴与所述驱动电机的驱动轴连接，所述第二传动轴与所述全向轮连接，且所述第一传动轴与所述第二传动轴垂直设置。

可选地，还包括减震组件，所述减震组件的第一端与所述底盘连接，所述减震组件的第二端与所述第二传动轴的支撑轴承连接。

可选地，所述减震组件包括减震弹簧、直线轴承和下端具有定位台的导柱，所述导柱的上端穿过所述直线轴承和所述减震弹簧，与所述底盘固定连接，所述直线轴承的侧壁与所述第二传动轴的所述支撑轴承固定连接。

可选地，所述减震组件的数量为两个，且分别位于所述全向轮径向方向的两侧，两所述导柱的上端均通过连接板与所述底盘连接，两所述直线轴承的侧壁均通过立板与所述支撑轴承连接。

可选地，还包括过渡套，所述过渡套的第一端与所述第二传动轴连接，所述过渡套的第二端与所述全向轮连接。

可选地，还包括：

射频识别定位装置，设置于所述底盘的下安装面的中心位置，适于提供定位信号并将所述定位信号传输至所述控制器。

可选地，还包括：

障碍物传感器，设置于所述自动导向车的前进方向的一面，适于提供障碍物信号并将所述障碍物信号传输至所述控制器。

可选地，还包括：

壳体，安装于所述底盘上，

警示灯，设置于所述壳体上，适于发出警示光。

可选地，还包括：

壳体，安装于所述底盘上，

触摸屏，设置于所述壳体上，适于提供外界输入信号并将所述外界输入信号传输至所述控制器。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的自动导向车，包括底盘、安装于所述底盘的下面的全向轮、与所述全向轮连接并适于驱动所述全向轮旋转的驱动电机，所述全向轮的轴线与所述驱动电机的驱动轴的轴线垂直，适于提供导向信号的导航传感器、适于根据所述导向信号控制所述驱动电机驱动所述全向轮旋转的控制器。全向轮、导航传感器以及控制器的设置，使得自动导向车能够根据路线自行移动，由于全向轮的轴线与驱动电机的驱动轴的轴线垂直，这就使得全向轮和驱动电机的安装限制更小，减小了安装驱动电机和全向轮所需要的空间，可以使自动导向车的宽度更窄，宽度尺寸更小，对输送线路的尺寸要求更小，提高了对场地资源的利用率。

可选方案中，本发明实施例所提供的自动导向车还包括安装于底盘上方的工装板和机器人，机器人根据控制器的控制信号将工件搬至或搬离工装板，或者对放置于工装板的工件进行加工。采用本发明实施例所提供的自动导向车，一方面，可以在进行物料的输送时，利用自身携带的机器人将物料放置于工装板上，通过导航传感器进行自动导向，利用驱动电机带动全向轮按照所需的方向，将物料搬运至相应的工位，再利用自身携带的机器人在控制器的控制下将物料放置于对应的工位，而无需在所有的工位都设置机器人；另一方面，对于移动困难的工件，可以在机器人的操作手臂上安装相应的操作手，利用本发明实施例所提供的自动导向车将操作手移动到工件所在的位置，对工件进行加工，将对工件的移动转变为操作手的移动；再一方面，还可以同时使用两个本发明实施例所提供的自动导向车，二者互相配合，实现对分别放置于对方工装板上的工件进行加工。可以看出，本发明实施例所提供的自动导向车，一旦工作要求设定完成，基本无需人员的干涉，就可以实现工件的搬运，且无需在各个工位设置机器人，大大降低了机器人的闲置率，甚至有些工件的加工可以直接利用设置于自动导向车的机器人完成，进一步提高了机器人的利用率；而远工位的操作则可以直接在自动导向车上完成或者利用自动导向车运输，无需设置产品输送线路，也就不会因为输送线路占用场地，提高了场地资源的利用率；同时由于全向轮的设置以及底盘尺寸的缩小，自动导向车可以很方便的进行前进方向的调整，从而仅需要较小的运行场地空间就能够满足输送的要求，可见本发明实施例所提供的自动导向车，不仅提高了场地资源的利用率，而且提高了机器人的利用率，使得资源的配置更为合理。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种自动导向车的仰视结构示意图；

图2是本发明实施例一种自动导向车的立体结构示意图；

图3是本发明实施例一种自动导向车的机器人的立体结构示意图；

图4是本发明实施例一种自动导向车的减震组件的立体结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的自动导向车的驱动模式示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有的自动导向车，不能很好地利用资源，造成了资源的浪费。

为了能够提高资源的利用率，本发明实施例提供了一种自动导向车，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。

另外，需要说明的是，本文所述的“上面”是指自动导向车处于使用状态时，自动导向车相对于行驶面而言的上表面；本文所述的“下面”是指自动导向车处于使用状态时，自动导向车相对于行驶面而言的下表面；本文所述的“前面”是指自动导向车处于使用状态时，自动导向车的前进方向上的一面，其中，所述“前进方向”包括向前行驶，后退，向左前进，向右前进，左前、右前、左后、右后等任意行进方向，所述行驶面可以为地面或其他可行驶表面。

图1是本发明实施例一种自动导向车的仰视结构示意图。

如图1所示，本发明实施例所提供的自动导向车，包括底盘28；全向轮9，安装于底盘28的下面；驱动电机24，与全向轮9连接并适于驱动全向轮9旋转，全向轮9的轴线与驱动电机24的驱动轴的轴线垂直；导航传感器10，适于提供导向信号；控制器，适于根据导向信号控制驱动电机24驱动全向轮9旋转。

本文所述的适于驱动全向轮9旋转的驱动电机24是指，在非运行状态，驱动电机24仅与全向轮9连接；而在需要运行时，驱动电机24驱动全向轮9转动。另外，全向轮9的轴线与驱动电机24的驱动轴的轴线垂直既可以在同一个平面内垂直，也可以在不同的平面内垂直，比如通过皮带传动实现不同平面内的垂直驱动力传动。

本发明实施例所提供的自动导向车，在进行物料的输送时，导航传感器10将导航信号传输至控制器，控制器控制驱动电机24带动与其连接的全向轮9转动，进而实现自主移动，由于全向轮9的轴线与驱动电机24的驱动轴的轴线垂直，这就使得全向轮9和驱动电机24的安装限制更小，减小了安装驱动电机24和全向轮9所需要的空间，可以使自动导向车的宽度更窄，宽度尺寸更小，对输送线路的尺寸要求更小，提高了对场地资源的利用率。

请参考图2，图2是本发明实施例一种自动导向车的立体结构示意图。

如图中所示，在具体实施中，本发明实施例所提供的自动导向车还可以包括安装于底盘28上面的工装板2和机器人1，机器人1可以根据控制器的控制信号将工件搬至或搬离所述工装板，或者对放置于所述工装板的工件进行加工。

机器人1与工装板2的位置关系可以根据需要设置，在一种实施例中，机器人1和工装板2前后设置，从而可以很方便的进行搬运和安装、机械加工等操作，在另一种实施例中，机器人1和工装板2可以左右设置或者不在同一平面内设置。

在使用本发明实施例所提供的自动导向车，进行物料的输送时，自动导向车可以利用自身携带的机器人1将物料放置于工装板2上，通过导航传感器10进行自动导向，利用驱动电机24带动全向轮9按照所需的方向，将物料搬运至相应的工位，再利用自身携带的机器人1将物料放置于对应的工位；对于移动困难的工件，可以在机器人1的操作手臂17(示于图3中)上安装相应的操作手(图中未示出)，根据接收到的机器人操作信号将操作手移动到工件所在的位置，对工件进行加工，从而将难以移动的工件的移动转变为操作手的移动。

在具体实施中，可能会出现产量的改变、某个工艺流程的节拍长度以及工件的移动难易程度而改变的情况，这时，若机器人固定于某一个工位，会造成部分工位的机器人闲置以及资源的浪费；或者由于两个工位之间的距离较远而必须设置较长的产品输送线路，导致占用较多的场地，进而造成场地资源的不合理配置现象的发生。针对上述情况，对于部分加工，可以同时使用两个本发明实施例所提供的自动导向车，二者互相配合，实现对分别放置于对方工装板2上的工件进行加工，从而可以充分利用各工位的机器人资源及节约场地资源。

具体地，请参考图3，图3是本发明实施例一种自动导向车的机器人的立体结构示意图。

如图3所示，机器人1可以为六轴机器人，包括机器人底座12、第一轴18、第二轴13、第三轴14、第四轴15、第五轴16和第六轴17，根据需要，可以将不同功能的机械手安装于第六轴17上，以实现对工件的搬动、装配等加工需要。

可以理解的是，在具体实施中，本发明实施例中的机器人1可以根据不同工件的结构特征及加工需求，采用能够匹配相应需求的其他结构形式或执行逻辑，并不限于上述实施例中的特定结构或执行逻辑。

可以看出，本发明实施例所提供的自动导向车，一旦工作要求设定完成，基本无需操作人员的干涉，就可以实现工件的搬运，无需在各个工位设置机器人1，大大降低了机器人1的闲置率，甚至有些工件的加工可以直接利用设置于自动导向车的机器人1完成，进一步提高了机器人1的利用率；而远工位的操作则可以直接利用自动导向车完成或者利用自动导向车运输，无需设置产品输送线路，也就不会因为输送线路占用场地，故可以提高场地资源的利用率；同时由于全向轮9的设置，保证自动导向车可以很方便的进行前进方向的调整，从而仅需要较短的输送线路就能够满足输送的要求，而由于全向轮9的轴线与驱动电机24的驱动轴的轴线垂直，使得全向轮9和驱动电机24的安装限制更小，从而可以减小安装驱动电机24和全向轮9所需要的空间，可以使自动导向车的宽度更窄，对输送线路的尺寸要求更小，故可以进一步提高对场地资源的利用率。可见，本发明实施例所提供的自动导向车，不仅能够提高场地资源的利用率，而且可以提高机器人的利用率，使得资源的配置更为合理。

请参考图4，图4是本发明实施例一种自动导向车的减震组件的立体结构示意图。

在一种具体实施例中，本发明实施例所提供的自动导向车还包括减速器25，减速器25包括第一传动轴和第二传动轴，第一传动轴与驱动电机24的驱动轴连接，第二传动轴与全向轮9连接，且第一传动轴与第二传动轴垂直设置。减速器25的设置，实现了对驱动电机24的驱动轴转速的调节，保证了自动导向车的运动速度满足工件搬运的要求，同时减速器25的第一传动轴和第二传动轴垂直设置，且第一传动轴与驱动电机24的驱动轴连接，第二传动轴与全向轮9连接，即通过减速器25的设置实现了全向轮9的轴线与驱动电机24的驱动轴的轴线的垂直，通过简单的方式实现了驱动电机24设置方向的改变，进而减小了对于底盘28尺寸的要求。

可以理解的是，实现减速器25的第一传动轴和第二传动轴垂直设置可以有多种方式，比如：采用锥齿轮或者采用磁齿轮等等。

为了降低自动导向车运动过程中对于地面的要求，对不平整的地面有一定的适应性和一定的越障能力，同时提升自动导向车运行的稳定性和平稳性，本发明实施例所提供的自动导向车还可以包括减震组件，减震组件的第一端与底盘28连接，减震组件的第二端与变速器25第二传动轴的支撑轴承连接，这样，在自动导向车运行过程中，由于地面的不平而产生全向轮9的振动能量，传输至第二传动轴，进而传输至减震组件，经减震组件减震后，剩余的少量振动能量才会传输至底盘28，从而可以提升自动导向车的工装板2和机器人1在运行过程中的稳定性，也可以提升工件在被搬运过程中的稳定性。

具体地，如图4所示，本发明实施例所提供的减震组件包括减震弹簧27、直线轴承21和下端具有定位台的导柱22，导柱22的上端穿过直线轴承21和减震弹簧27与底盘28固定连接，直线轴承21的侧壁与第二传动轴的支撑轴承固定连接。可见，本发明实施例所提供的减震组件，通过直线轴承21和导柱22的配合，限制了减震弹簧27的伸缩方向，减震弹簧27的伸缩实现了对于振动能量的吸收和消耗，保证了减震的需要。

为提升平稳性和减震效果，对于一个全向轮9，减震组件的数量可以为两个，且分别位于全向轮9径向方向的两侧，两导柱22的上端均通过连接板19与底盘28连接，两直线轴承27的侧壁均通过立板23与支撑轴承连接，具体，支撑轴承设置于立板23的通孔中并与立板23固定连接。这样的设置方式，仍然保证了全向轮9处于开放的环境，如在使用过程中全向轮9出现故障问题，拆装更换非常方便，不会因为减震组件的设置而增加工序，而两个减震组件分别设置于全向轮9径向方向的两侧也保证了对于底盘支撑的稳定性。

需要说明的是，本文所述的减震组件的数量为两个是指针对一个全向轮9而言的。在具体实施中，全向轮9和减震组件的数量可以满足如下关系：如果全向轮9的数量为n，那么，减震组件的数量即为2n个。一般情况下，一个自动导向车可以设置4个全向轮9，具体如图5中的w₀、w₁、w₂和w₃。

然而，由于设置减震组件，使得减速器25的第二驱动轴与全向轮9之间的距离变大，为提升连接的顺利性，本发明实施例所提供的自动导向车还可以包括过渡套26，过渡套26的第一端与减速器25的第二传动轴连接，过渡套26的第二端与全向轮9连接，这样通过设置了过渡套26，延长了减速器25的第二传动轴的长度，提升动力传输的顺利性。

在一种具体实施例中，全向轮9可以为麦克纳姆轮，麦克纳姆轮不仅可以满足各个方向移动的需要，而且具有较高的承重能力。

为了实现自动导向车多个模式的运动，包括前进、后退、横移、转弯以及自旋等，可以在一个自动导向车上设置4个麦克纳姆轮和4个驱动电机25，即一个驱动电机25带动一个麦克纳姆轮旋转，对4个麦克纳姆轮的分别单独控制，通过调整不同麦克纳姆轮的运动方向，即可实现多种运动模式的需要。此种情况下，位于自动导向车前方的两个麦克纳姆轮构成“内八字”或者“外八字”，位于自动导向车后方的两个麦克纳姆轮构成“内八字”或者“外八字”，且前方和后方的设置保持一致，即前方为“内八字”时，后方也是“内八字”，前方为“外八字”时，后方也是“外八字”。

具体运动模式如图5所示，图5为本发明实施例所提供的自动导向车的驱动模式示意图，可以看出，当所有的麦克纳姆轮同时向前旋转时，自动导向车前进；当所有的麦克纳姆轮同时向后旋转时，自动导向车后退；当左前方和右后方的麦克纳姆轮同时向后旋转，且右前方和左后方的麦克纳姆轮同时向前旋转时，自动导向车向左侧运动；当左前方和右后方的麦克纳姆轮同时向前旋转，且右前方和左后方的麦克纳姆轮同时向后旋转时，自动导向车向右侧运动；当左前方和右后方的麦克纳姆轮不转，且右前方和左后方的麦克纳姆轮同时向前旋转时，自动导向车向左前方运动；当左前方和右后方的麦克纳姆轮同时向后旋转，且右前方和左后方的麦克纳姆轮同时不转时，自动导向车向左后方运动；当左前方和右后方的麦克纳姆轮同时向前旋转，且右前方和左后方的麦克纳姆轮同时不转时，自动导向车向右前方运动；当左前方和右后方的麦克纳姆轮不转，且右前方和左后方的麦克纳姆轮同时向后旋转时，自动导向车向右后方运动；当左侧的麦克纳姆轮同时向前旋转，右侧的麦克纳姆轮同时向后旋转时，自动导向车顺时针转动；当左侧的麦克纳姆轮同时向后旋转，右侧的麦克纳姆轮同时向前旋转时，自动导向车逆时针转动。

如图2所示，在一种具体实施例中，实现自动导向的导航传感器10可以为磁导航传感器，磁导航传感器的数量为4个，均设置于底盘的下面且分别平行于底盘28的四个边缘从而可以对各个方向设置于地面的磁条进行感应，提高了导航的准确性，具体可以设置在底盘28四个边缘的中间位置。

当然，除了设置磁导航传感器10，还可以在底盘28的正下方设置射频识别定位装置11，从而可以根据地面匹配的标志获取定位信号，并传输至控制器，实现对于自动导向车的定位。

如图1所示，为保证自动导向车的自动避让能力，在自动导向车的前进方向的一面还可以设置障碍物传感器5，检测地面的障碍物情况，获取障碍物信号，并将其传输至控制器，以在运动过程中实时检测运动前方是否存在障碍物，并在有障碍物时，由控制器发出控制运行指令，提高运行的安全性。

当然，为提醒在搬运空间内工作的相关人员，还可以在自动导向车上设置警示灯6，以发出警示光，提醒工作人员。警示灯6设置于自动导向车的壳体8上，壳体8安装于底盘28上，还可以在自动导向车的4个角上均设置警示灯6，从而不论在自动导向车的那个方位，工作人员都可以看到，大大降低事故的发生概率。

为方便运行和操作指令的输入，本发明实施例所提供的自动导向车还设置有触摸屏4，用以提供外界输入信号，控制器接收外界输入信号，并进行相应控制，触摸屏4设置于自动导向车的壳体8上，壳体8安装于底盘28上，触摸屏4的设置使得输入操作更为方便简单。当然，通过其他方式进行指令的输入也是可以的，同时将触摸屏4设置于自动导向车的其他位置也是可以的。

除了在一个空间内进行工件的搬运和装配，有时还需要对其进行运输，为方便吊装，在自动导向车的上面还可以设置吊环3，具体可以在自动导向车的四个角上分别设置一个。

为了方便自动导向车电池的更换，还可以在自动导向车的壳体8上设置箱门7，这样，当电池电力不足或者损坏时，可以很容易地拆装和更换。

虽然本发明实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种自动导向车，其特征在于，包括：

底盘(28)；

全向轮(9)，安装于所述底盘(28)的下面；

驱动电机(24)，与所述全向轮(9)连接并适于驱动所述全向轮(9)旋转，所述全向轮(9)的轴线与所述驱动电机(24)的驱动轴的轴线垂直；

导航传感器(10)，适于提供导向信号；

控制器，适于根据所述导向信号控制所述驱动电机(24)驱动所述全向轮(9)旋转。

2.如权利要求1所述的自动导向车，其特征在于，还包括：

工装板(2)，设置于所述底盘(28)上面；

机器人(1)，设置于所述底盘(28)上面，适于根据所述控制器的控制信号将工件搬至或搬离所述工装板(2)，或者对放置于所述工装板(2)的工件进行加工。

3.如权利要求2所述的自动导向车，其特征在于，还包括减速器(25)，所述减速器(25)包括第一传动轴和第二传动轴，所述第一传动轴与所述驱动电机(24)的驱动轴连接，所述第二传动轴与所述全向轮(9)连接，且所述第一传动轴与所述第二传动轴垂直设置。

4.如权利要求3所述的自动导向车，其特征在于，还包括减震组件，所述减震组件的第一端与所述底盘(28)连接，所述减震组件的第二端与所述第二传动轴的支撑轴承连接。

5.如权利要求4所述的自动导向车，其特征在于，所述减震组件包括减震弹簧(27)、直线轴承(21)和下端具有定位台的导柱(22)，所述导柱(22)的上端穿过所述直线轴承(21)和所述减震弹簧(27)，与所述底盘(28)固定连接，所述直线轴承(21)的侧壁与所述第二传动轴的所述支撑轴承固定连接。

6.如权利要求5所述的自动导向车，其特征在于，所述减震组件的数量为两个，且分别位于所述全向轮(9)径向方向的两侧，两所述导柱(22)的上端均通过连接板(19)与所述底盘(28)连接，两所述直线轴承(22)的侧壁均通过立板(23)与所述支撑轴承连接。

7.如权利要求4所述的自动导向车，其特征在于，还包括过渡套(26)，所述过渡套(26)的第一端与所述第二传动轴连接，所述过渡套(26)的第二端与所述全向轮(9)连接。

8.如权利要求1-7任一项所述的自动导向车，其特征在于，还包括：射频识别定位装置(11)，设置于所述底盘(28)的下安装面的中心位置，适于提供定位信号并将所述定位信号传输至所述控制器。

9.如权利要求1-7任一项所述的自动导向车，其特征在于，还包括：障碍物传感器(5)，设置于所述自动导向车的前进方向的一面，适于提供障碍物信号并将所述障碍物信号传输至所述控制器。

10.如权利要求1-7任一项所述的自动导向车，其特征在于，还包括：

壳体(8)，安装于所述底盘(28)上，

警示灯(6)，设置于所述壳体(8)上，适于发出警示光。

11.如权利要求1-7任一项所述的自动导向车，其特征在于，还包括：

壳体(8)，安装于所述底盘(28)上，

触摸屏(4)，设置于所述壳体(8)上，适于提供外界输入信号并将所述外界输入信号传输至所述控制器。