CN109466487B - 一种激光导引小车的防撞装置及实现方法 - Google Patents

一种激光导引小车的防撞装置及实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种激光导引小车的防撞装置及实现方法，包括车体，车体底端固定连接有中央移动部，中央移动部的前、后两侧分别设置有前端移动部和后端驱动部，后端驱动部内部安装有驱动机构和控制机构，中央移动部的侧面底端设置有拱槽，拱槽的侧面通过缓冲弹簧与前端移动部连接，前端移动部和后端驱动部的顶端分别设置有前置滑轨和后置滑轨，车体的底面前、后两侧分别设置有前置导向滑块、后置导向滑块，该装置能够通过机械缓冲和智能避障两种方式防止小车碰撞，防撞效果更好，且不需要小车停止工作，有利于提高搬运效率，同时，够在前方的小车碰撞或避障时，改变后方小车的行走路线，避免影响其它小车的搬运工作。

Description

一种激光导引小车的防撞装置及实现方法
技术领域
本发明涉及智能物料搬运领域，具体为一种激光导引小车的防撞装置及实现方法。
背景技术
自动导引小车，又称AGV，是指具有磁条，轨道或者激光等自动导引设备，沿规划好的路径行驶，以电池为动力，并且装备安全保护以及各种辅助机构（例如移载，装配机构）的无人驾驶的自动化车辆。通常多台AGV与控制计算机（控制台），导航设备，充电设备以及周边附属设备组成AGV系统，其主要工作原理表现为在控制计算机的监控及任务调度下，AGV可以准确的按照规定的路径行走，到达任务指定位置后，完成一系列的作业任务，控制计算机可根据AGV自身电量决定是否到充电区进行自动充电。
AGV已经形成系列化产品，该产品的主要特点为：自动化程度高，系统运行稳定可靠；运行灵活，可更改路径；高速无线通讯及高精度导航系统；完善的自诊断系统；快速自动充电系统；与上级信息管理系统衔接。根据导航方式的不同，目前新松AGV产品可分为磁导航AGV和激光导航AGV（又称LGV）
利用激光导引的小车是自动导引小车的一种，激光导航AGV具有导航准确，移动精确的特点，因此得到广泛应用。激光导引小车在使用时，通常需要安装防撞装置，避免小车损坏。
现有的用于激光导引小车的防撞装置通常是在小车的前方安装保险杠，或者在小车的前端设置触动开关，当小车撞倒物体时，保险杠能够保护小车，而触动开关能够使小车关闭行走电源，避免小车继续挤压障碍物。
但是，现有的激光导引小车的防撞装置及实现方法存在以下缺陷：
（1）现有的激光导引小车在撞到障碍物后，通常会停止工作，虽然能够避免车体受损，但是却需要重新启动，以及改变路线之后才能继续工作，影响搬运的效率；
（2）激光导引小车在搬运货物时，通常都是多个小车一起工作，并按预定的路线行走，当其中一个小车撞到障碍物时，必然会影响阻碍其它的小车，从而耽误搬运的进程；
（3）现有的激光导引小车大多只是采用机械缓冲的方式来避免车体受损，防撞效果不理想，不能有效地避免车体撞到障碍物。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种激光导引小车的防撞装置及实现方法，该装置能够通过机械缓冲和智能避障两种方式防止小车碰撞，防撞效果更好，且不需要小车停止工作，有利于提高搬运效率，同时，能够在前方的小车碰撞或避障时，改变后方小车的行走路线，避免影响其它小车的搬运工作，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种激光导引小车的防撞装置，包括车体，所述车体的底端中央固定连接有中央移动部，且中央移动部的前、后两侧分别设置有与车体连接的前端移动部和后端驱动部，所述后端驱动部的内部安装有驱动机构和控制机构；
所述中央移动部的侧面底端设置有与前端移动部匹配的拱槽，且拱槽的侧面通过若干个缓冲弹簧与前端移动部连接，所述前端移动部和后端驱动部的顶端分别设置有前置滑轨和后置滑轨，所述车体的底面前、后两侧分别设置有与前置滑轨、后置滑轨匹配的前置导向滑块、后置导向滑块。
进一步地，所述前端移动部的顶面前侧设置有安装架，且安装架的前、后侧面分别安装有与控制机构连接的避障传感器和第一红外测距传感器。
进一步地，所述后端驱动部的侧面固定安装有驱动气缸，且驱动气缸的输出端通过驱动轴与中央移动部连接。
进一步地，所述前端移动部的前侧设置有保险杠，且保险杠的内侧两端均连接有导向杆，所述前端移动部的前侧面两端均设置有与导向杆匹配的导向槽，所述导向杆的外部套设有减震弹簧，且减震弹簧的两端分别与保险杠、前端移动部固定连接。
进一步地，所述前端移动部和保险杠之间设置有若干组缓冲囊组件，且每组缓冲囊组件均包括若干个缓冲气囊，相邻的所述缓冲气囊之间，以及缓冲气囊与保险杠、前端移动部之间均通过导气固定杆连接，且内测的导气固定杆的内部均设置有连接相邻缓冲气囊的中空腔。
进一步地，所述前端移动部的两侧均安装有与控制机构连接的第二红外测距传感器。
另外，本发明还提供了一种激光导引小车的防撞实现方法，包括如下步骤：
S100、前方导引小车自动调整行进路线进行主动避障；
S200、后方导引小车跟随前方导引小车进行避障；
S300、前方导引小车在撞到障碍物时主动调整自身结构并绕过障碍物；
S400、后方导引小车自动调整行进路线并绕过撞到障碍物的前方导引小车。
进一步地，前方导引小车和后方导引小车均有独立的下级控制系统，且前方导引小车和后方导引小车均受上级的总控制系统调控。
进一步地，在步骤S300中，前方导引小车在撞到障碍物时主动调整自身结构的具体步骤为：
S301、红外测距传感器能够接收前方导引小车在撞到障碍物时，前端移动部与中央移动部之间距离改变的信号，并传递至对应的下级控制系统；
S302、下级控制系统控制驱动气缸工作，使得车体、前端移动部、中央移动部能够向后移动；
S303、下级控制系统调整前方导引小车的行进路线，使得前方导引小车能够绕过障碍物。
进一步地，在步骤S400中，后方导引小车全部绕过撞到障碍物的前方导引小车后，撞到障碍物的前方导引小车才能调整行进路线，并绕过障碍物加入导引小车队列。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明能够通过机械缓冲和智能避障两种方式防止小车碰撞，防撞效果更好；
（2）本发明在激光导引小车撞到障碍物后，不需要小车停止工作，便能够避免小车继续碰撞，能够在保护小车的前提下提高搬运效率；
（3）本发明能够在前方的导引小车碰撞或避障时，改变后方导引小车的行走路线，可以避免影响其它小车的搬运工作。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的中央移动部截面结构示意图；
图3为本发明的前端移动部俯视结构示意图；
图4为本发明的整体流程示意图。
图中标号：
1-车体；2-中央移动部；3-前端移动部；4-后端驱动部；5-驱动机构；6-控制机构；7-拱槽；8-缓冲弹簧；9-前置滑轨；10-后置滑轨；11-前置导向滑块；12-后置导向滑块；13-安装架；14-避障传感器；15-第一红外测距传感器；16-驱动气缸；17-驱动轴；18-保险杠；19-导向杆；20-导向槽；21-减震弹簧；22-缓冲囊组件；23-缓冲气囊；24-导气固定杆；25-中空腔；26-第二红外测距传感器。
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。
如图1至图3所示，本发明提供了一种激光导引小车的防撞装置，包括车体1，车体1用于放置运输的货物，且车体1相比与常见的激光导引小车较狭长，车体1的底端中央固定连接有中央移动部2，且中央移动部2的前、后两侧分别设置有与车体1连接的前端移动部3和后端驱动部4，中央移动部2、前端移动部3和后端驱动部4上均设置有车轮组件，这与现有的导引小车不同，通过改变小车的结构，有利于提高小车的防撞效果。
后端驱动部4的内部安装有驱动机构5和控制机构6，驱动机构5用于驱动小车移动，控制机构6用于控制小车的移动速度、移动路线等，驱动机构5和控制机构6均为激光导引小车的常规机构，因此不做累赘叙述。
前端移动部3和后端驱动部4的顶端分别设置有前置滑轨9和后置滑轨10，车体1的底面前、后两侧分别设置有与前置滑轨9、后置滑轨10匹配的前置导向滑块11、后置导向滑块12，通过设置前置滑轨9、前置导向滑块11，以及后置滑轨10、后置导向滑块12，使得前端移动部3能够沿着前置滑轨9前后移动，同时，车体1能够沿着后置滑轨10在后端驱动部4上移动。
中央移动部2的侧面底端设置有与前端移动部3匹配的拱槽7，且拱槽7的侧面通过若干个缓冲弹簧8与前端移动部3连接，通过设置拱槽7，能够使前端移动部3的移动范围更大，且在移动的过程中，能够受到缓冲弹簧8的约束力，当小车在移动时，由于摩擦力以及缓冲弹簧8的弹力，使得中央移动部2和前端移动部3的距离能够维持在一个平衡点，当小车撞到障碍物时，前端移动部3能够与车体1发生相对移动。
后端驱动部4的侧面固定安装有驱动气缸16，且驱动气缸16的输出端通过驱动轴17与中央移动部2连接，当驱动气缸16启动时，能够使中央移动部2以及与中央移动部2固定连接的车体1前后移动。
前端移动部3的顶面前侧设置有安装架13，且安装架13的前、后侧面分别安装有与控制机构6连接的避障传感器14和第一红外测距传感器15，当导引小车的前方出现障碍物时，避障传感器14能够向控制机构6发出信号，使得控制机构6能够控制驱动机构5改变小车前行路线，避免小车撞到障碍物。
第一红外测距传感器15能够测定安装架13与车体1前端之间的距离，并且设定一个阈值，当安装架13与车体1前端之间的距离在阈值内时，第一红外测距传感器15不向控制机构6发出信号，而当安装架13与车体1前端之间的距离小于阈值时，即小车撞到障碍物时，第一红外测距传感器15会向控制机构6发出信号，使得后端驱动部4能够减速或刹停，同时，驱动气缸16工作，中央移动部2以及与中央移动部2固定连接的车体1能够向后移动，使得前端移动部3与障碍物分离，由于小车在撞到障碍物时，能够主动调整车身结构，使碰撞点与障碍物分离，能够在不停车的情况下，避免碰撞继续，有利于保护小车，且不影响搬运的进行。
前端移动部3的前侧设置有保险杠18，且保险杠18的内侧两端均连接有导向杆19，前端移动部3的前侧面两端均设置有与导向杆19匹配的导向槽20，导向杆19的外部套设有减震弹簧21，且减震弹簧21的两端分别与保险杠18、前端移动部3固定连接，保险杠18是车体碰到障碍物时，与障碍物直接接触的部分，当保险杠18碰到障碍物时，导向杆19能够在压力下向内移动，再结合减震弹簧21，能够提高缓冲效果，有利于保护车体。
前端移动部3和保险杠18之间设置有若干组缓冲囊组件22，且每组缓冲囊组件22均包括若干个缓冲气囊23，相邻的缓冲气囊23之间，以及缓冲气囊23与保险杠18、前端移动部3之间均通过导气固定杆24连接，且内测的导气固定杆24的内部均设置有连接相邻缓冲气囊23的中空腔25。
缓冲气囊23的内部均设置有空气腔，且空气腔内均装有空气，当小车碰到障碍物，使保险杠18向内移动时，缓冲气囊23内的空气能够沿着中空腔25流动，使得缓冲气囊23能够收缩或膨胀，从而提高装置的缓冲效果，且在碰撞结束后，各个缓冲气囊23能够恢复原状，此外，通过多重的机械缓冲结构，再结合智能避障系统，能够使导引小车的防撞效果更好，有利于更好的保护导引小车。
前端移动部3的两侧均安装有与控制机构6连接的第二红外测距传感器26，通过在前端移动部3的两侧安装第二红外测距传感器26，能够避免小车的侧面撞到障碍物，使得小车的保护、防撞更全面。
另外，如图4所示，本发明还提供了一种激光导引小车的防撞实现方法，包括如下步骤：
步骤一、前方导引小车自动调整行进路线进行主动避障。
步骤二、后方导引小车跟随前方导引小车进行避障。
在利用激光导引小车运输货物时，通常不是使用单独一个导引小车，而是同时使用多个导引小车，当其中一个小车撞到障碍物时，必然会影响阻碍其它的小车，为了避免影响搬运工作，在前方导引小车和后方导引小车上均设置有独立的下级控制系统，且前方导引小车和后方导引小车均受上级的总控制系统调控，当最前方的导引小车改变路线进行避障时，会将路径改变信息发送给总控制系统，总控制系统能够控制后方全部的导引小车按照前方导引小车的行进路线进行避障。
步骤三、前方导引小车在撞到障碍物时主动调整自身结构并绕过障碍物。
步骤四、后方导引小车自动调整行进路线并绕过撞到障碍物的前方导引小车。
当前方导引小车来不及躲避障碍物，或因其它原因撞到障碍物时，前方导引小车能够主动调整自身结构并绕过障碍物，而总控制系统能够在接收到前方导引小车的碰撞信息后，能够控制后方导引小车改变路径，绕过撞到障碍物的前方导引小车并继续前行，从而可以避免影响货物运输的进程。
同时，为了避免与障碍物碰撞的导引小车在改变路径后影响其它的导引小车，待后方导引小车全部绕过撞到障碍物的前方导引小车后，撞到障碍物的前方导引小车才能调整行进路线，并绕过障碍物加入导引小车队列。
在步骤三中，前方导引小车在撞到障碍物时主动调整自身结构的具体步骤为：
S301、红外测距传感器能够接收前方导引小车在撞到障碍物时，前端移动部与中央移动部之间距离改变的信号，并传递至对应的下级控制系统。
S302、下级控制系统控制驱动气缸工作，使得车体、前端移动部、中央移动部能够向后移动，从而使小车的碰撞点与障碍物分离。
S303、下级控制系统调整前方导引小车的行进路线，使得前方导引小车能够绕过障碍物。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种激光导引小车的防撞装置，包括车体(1)，其特征在于：所述车体(1)的底端中央固定连接有中央移动部(2)，且中央移动部(2)的前、后两侧分别设置有与车体(1)连接的前端移动部(3)和后端驱动部(4)，所述后端驱动部(4)的内部安装有驱动机构(5)和控制机构(6)；
所述中央移动部(2)的侧面底端设置有与前端移动部(3)匹配的拱槽(7)，且拱槽(7)的侧面通过若干个缓冲弹簧(8)与前端移动部(3)连接，所述前端移动部(3)和后端驱动部(4)的顶端分别设置有前置滑轨(9)和后置滑轨(10)，所述车体(1)的底面前、后两侧分别设置有与前置滑轨(9)、后置滑轨(10)匹配的前置导向滑块(11)、后置导向滑块(12)。
2.根据权利要求1所述的一种激光导引小车的防撞装置，其特征在于：所述前端移动部(3)的顶面前侧设置有安装架(13)，且安装架(13)的前、后侧面分别安装有与控制机构(6)连接的避障传感器(14)和第一红外测距传感器(15)。
3.根据权利要求1所述的一种激光导引小车的防撞装置，其特征在于：所述后端驱动部(4)的侧面固定安装有驱动气缸(16)，且驱动气缸(16)的输出端通过驱动轴(17)与中央移动部(2)连接。
4.根据权利要求1所述的一种激光导引小车的防撞装置，其特征在于：所述前端移动部(3)的前侧设置有保险杠(18)，且保险杠(18)的内侧两端均连接有导向杆(19)，所述前端移动部(3)的前侧面两端均设置有与导向杆(19)匹配的导向槽(20)，所述导向杆(19)的外部套设有减震弹簧(21)，且减震弹簧(21)的两端分别与保险杠(18)、前端移动部(3)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种激光导引小车的防撞装置，其特征在于：所述前端移动部(3)和保险杠(18)之间设置有若干组缓冲囊组件(22)，且每组缓冲囊组件(22)均包括若干个缓冲气囊(23)，相邻的所述缓冲气囊(23)之间，以及缓冲气囊(23)与保险杠(18)、前端移动部(3)之间均通过导气固定杆(24)连接，且内测的导气固定杆(24)的内部均设置有连接相邻缓冲气囊(23)的中空腔(25)。
6.根据权利要求1所述的一种激光导引小车的防撞装置，其特征在于：所述前端移动部(3)的两侧均安装有与控制机构(6)连接的第二红外测距传感器(26)。
7.一种激光导引小车的防撞实现方法，采用权利要求1-6任意一项所述的一种激光导引小车的防撞装置，其特征在于：包括如下步骤：
S100、前方导引小车自动调整行进路线进行主动避障；
S200、后方导引小车跟随前方导引小车进行避障；
S300、前方导引小车在撞到障碍物时主动调整自身结构并绕过障碍物；
S400、后方导引小车自动调整行进路线并绕过撞到障碍物的前方导引小车；
其中，在步骤S300中，前方导引小车在撞到障碍物时主动调整自身结构的具体步骤为：
S301、红外测距传感器能够接收前方导引小车在撞到障碍物时，前端移动部与中央移动部之间距离改变的信号，并传递至对应的下级控制系统；
S302、下级控制系统控制驱动气缸工作，使得车体、前端移动部、中央移动部能够向后移动；
S303、下级控制系统调整前方导引小车的行进路线，使得前方导引小车能够绕过障碍物。
8.根据权利要求7所述的一种激光导引小车的防撞实现方法，其特征在于：前方导引小车和后方导引小车均有独立的下级控制系统，且前方导引小车和后方导引小车均受上级的总控制系统调控。
9.根据权利要求7所述的一种激光导引小车的防撞实现方法，其特征在于：在步骤S400中，后方导引小车全部绕过撞到障碍物的前方导引小车后，撞到障碍物的前方导引小车才能调整行进路线，并绕过障碍物加入导引小车队列。
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