CN109591916A - 一种自充电式激光导航防撞搬运车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自充电式激光导航防撞搬运车，包括：电源、车体、驱动模块、工业电脑、导航模块、撞击缓冲模块和自动充电装置，所述导航模块包括设置在车体前端的激光扫描器，所述驱动模块设置在车体正下方，所述电源和工业电脑设置在车体中，所述工业电脑分别与驱动模块、电源、自动充电装置和导航模块线性连接，所述撞击缓冲模块设置在车体的前端，所述自动充电装置设置在车体的尾端。通过上述方式，本发明所述的自充电式激光导航防撞搬运车，提升了系统的导航精度，减少了碰撞的可能，缓冲挡板可以在缓冲弹簧的作用下收缩，减少了撞击损伤，电源的电量低时，可以自动运行到充电位置，操作安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床刀架领域，特别是涉及一种自充电式激光导航防撞搬运车。
背景技术
AGV小车通常是指装备有自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车以及工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之电池为其动力来源，一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，完成自动化运行。
随着AGV小车的智能化不断发展，要实现预定的搬运计划、发挥无人搬运车的优势，关键取决于导向系统。电磁导向方式是最先开发的AGV导向方式，目前应用的范围最为广泛。但由于电磁导向方式的缺点，相继出现了光学导向方式、磁石导向方式、标记追踪导向及图像传感器导向方式等。多种导向方式充分体现了无人搬运系统高柔性、高效率、高可靠性、低成本的发展特点，并正向智能化方向发展，使AGV技术达到新水平。虽然各种导向方式发展迅速，但是仍然不能避免AGV小车的碰撞问题，一旦碰撞，产品及AGV小车的损坏率较高。
另外，在实际应用过程中，随着人力成本提升，无人化车间的要求不断提高，AGV小车的充电也需要采用无人化管理，而现有的AGV小车并没有很好的解决这个问题，自动化水平低，安全性差，需要改进。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种自充电式激光导航防撞搬运车，提升导航防撞的水平，减少撞击损伤，提升充电自动化水平和安全性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自充电式激光导航防撞搬运车，包括：电源、车体、驱动模块、工业电脑、导航模块、撞击缓冲模块和自动充电装置，所述导航模块包括设置在车体前端的激光扫描器，所述驱动模块设置在车体正下方，所述电源和工业电脑设置在车体中，所述工业电脑分别与驱动模块、电源、自动充电装置和导航模块线性连接，所述撞击缓冲模块设置在车体的前端，所述自动充电装置设置在车体的尾端。
在本发明一个较佳实施例中，所述驱动模块包括第一电机、第一驱动轮、第二电机和第二驱动轮，所述第一驱动轮和第二驱动轮对称设置在车体底部，所述第一电机与工业电脑线性连接并驱动第一驱动轮的旋转，所述第二电机与工业电脑线性连接并驱动第二驱动轮的旋转。
在本发明一个较佳实施例中，所述导航模块还包括设置在车体前端的视觉检测摄像头。
在本发明一个较佳实施例中，所述车体前端下方设置有万向轮，所述车体尾端下方设置有定向轮。
在本发明一个较佳实施例中，所述车体顶面的中部和尾部设置有平板进行覆盖。
在本发明一个较佳实施例中，所述车体上设置有升降定位机构，所述升降定位机构包括导向机构、升降棒和复位弹簧，所述导向机构设置在车体内，所述升降棒设置在导向机构中并竖直向上延伸至车体上方，所述导向机构中设置有与升降棒对应的导向孔，所述复位弹簧设置在导向孔中并对升降棒进行弹性支撑。
在本发明一个较佳实施例中，所述自动充电装置包括推杆电机、通电铜棒、导向杆、导向套、顶板、底板、立架和限位开关，所述推杆电机设置在底板上，所述顶板设置在推杆电机的顶部，所述导向杆分别设置在顶板四个角的位置并指向下方，所述导向套分别设置在底板上并与导向杆同心，所述顶板上设置有绝缘固定块，所述通电铜棒顶部固定在绝缘固定块上并竖直指向下方，所述底板上设置有与通电铜棒对应的通孔，所述推杆电机和限位开关分别与工业电脑线性连接，所述电源为可充电电池，含有充放电管理电路，所述通电铜棒与电源上的充放电管理电路相连接，所述立架位于顶板一侧，所述限位开关设置在立架上且分别位于顶板的上方和下方。
在本发明一个较佳实施例中，所述通电铜棒的底部设置有锥形绝缘体。
在本发明一个较佳实施例中，所述撞击缓冲模块包括缓冲挡板、导向柱、导向板、缓冲弹簧和安装块，所述导向板和安装块设置在车体前端底部，所述导向板位于安装块的前方，所述导向柱设置在安装块上且贯穿导向板而延伸至车体前方，所述缓冲弹簧设置在导向柱上并位于导向板前方，所述安装块上设置有与导向柱对应的安装孔，所述导向柱尾端设置有位于安装块后方的限位柱，所述缓冲挡板包括横梁及设置在横梁前部的弧形橡胶板。
在本发明一个较佳实施例中，所述车体侧面设置有与工业电脑线性连接的距离传感器，所述车体顶面前端设置有与工业电脑线性连接的空气开关、启停按钮、急停按钮、指示灯以及触摸屏，所述车体尾部设置有与工业电脑线性连接的无线通信模块。
本发明的有益效果是：本发明指出的一种自充电式激光导航防撞搬运车，特别采用了视觉检测摄像头和激光扫描器组成导航模块，提升了系统的导航精度，减少了碰撞的可能，而且碰撞发生时，缓冲挡板可以在缓冲弹簧的作用下收缩，进行二次缓冲，减少了撞击损伤，电源的电量低时，可以自动运行到充电位置，通过自动充电装置与地面上的插座相连接，完成自动化充电操作，无需人员辅助，而且操作安全性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图，其中：
图1是本发明一种自充电式激光导航防撞搬运车一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1的仰视图；
图3是图1的立体图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1~图3，本发明实施例包括：
如图1所示的自充电式激光导航防撞搬运车，包括：电源17、车体1、驱动模块4、工业电脑2、导航模块、撞击缓冲模块和自动充电装置3。所述导航模块包括设置在车体1前端的激光扫描器15，突破铺设地面材料确定运行轨迹的技术局限，在AGV搬运车的行驶路径上安装反射板，通过激光扫描器15发射激光束，同时采集由反射板反射回来的激光束，从而确定其当前的位置以及方向。AGV搬运车初始位置计算：AGV搬运车停止不动，激光扫描器15至少可测4条光束，至少看到4块反射板，在已知反射板的精确位置时，AGV搬运车会连续的计算当前的位置，根据估算的新位置关联反射板，去修正自身位置，以此来修正下一步的动作，通过连续的三角几何运算实现搬运导航的引导，导航精度高，减少碰撞问题。
为了提升防撞效果，所述导航模块还包括设置在车体1前端的视觉检测摄像头16，进行图像采集和检测，找出障碍物，特别是人体和其他车辆等移动障碍物，降低撞击可能性。
如图2 所示，所述驱动模块4设置在车体正下方，所述驱动模块4包括第一电机42、第一驱动轮41、第二电机44和第二驱动轮43，所述第一驱动轮41和第二驱动轮43对称设置在车体1底部，所述第一电机42与工业电脑2线性连接并驱动第一驱动轮41的旋转，所述第二电机44与工业电脑2线性连接并驱动第二驱动轮43的旋转，通过控制第一驱动轮41和第二驱动轮43的正转、反转、同步旋转和异步旋转实现车体1的前进、后退和转向。
所述车体1前端下方设置有万向轮9，所述车体1尾端下方设置有定向轮5，运行更加平稳。
所述电源17和工业电脑2设置在车体1中，包裹在内部，保护性好，所述工业电脑2分别与驱动模块4、电源17、自动充电装置3和导航模块线性连接，实现自动化运行和充电。
所述车体1侧面设置有与工业电脑2线性连接的距离传感器22，距离传感器22对两侧的物体进行间距检测，提升车体1运行安全性，还可以在充电时提升停车位置精度。
所述车体1顶面前端设置有与工业电脑2线性连接的空气开关19、启停按钮18、急停按钮22、指示灯21以及触摸屏20，提升操作便利性和安全性，所述车体1尾部设置有与工业电脑2线性连接的无线通信模块6，有利于进行远程控制，提升自动化水平，配合视觉检测摄像头16的图像传输，实现远距离遥控操作。当AGV搬运车按照预设的路径轨迹正常运作时，指示灯21就会亮绿灯，假如当AGV搬运车没有按照预设的路径轨迹正常运作时，指示灯21就会亮红灯，方便识别和维护。触摸屏20用来进行查看信息和控制运作，使得操作简单、灵活，同时配合指示灯21来表示AGV搬运车的运作状况，也可让人们可以很直观的看到整体的安全性和行驶状况，使得行驶也更加安全、可靠。
所述撞击缓冲模块设置在车体1的前端，如图1 所示，所述撞击缓冲模块包括缓冲挡板14、导向柱25、导向板12、缓冲弹簧13和安装块11，所述导向板12和安装块11设置在车体1前端底部，所述导向板12位于安装块11的前方，所述导向柱25设置在安装块11上且贯穿导向板12而延伸至车体1前方，所述安装块11上设置有与导向柱25对应的安装孔，有利于导向柱25的回缩移动。
所述缓冲弹簧13设置在导向柱25上并位于导向板12前方，所述导向柱25尾端设置有位于安装块11后方的限位柱10，缓冲弹簧13与限位柱10配合，使得导向柱25在撞击时具有一定的弹性，形成一次缓冲，并在撞击后前进复位。所述缓冲挡板14包括横梁及设置在横梁前部的弧形橡胶板，弧形橡胶板撞击时也可以变形进行缓冲，形成二次缓冲，大大降低了撞击的损伤问题。
如图1所示，所述车体1顶面的中部和尾部设置有平板7进行覆盖，平整性好，方便进行载物。为了进行平板7上物料框的定位，避免滑落问题，在车体1上设置有升降定位机构，所述升降定位机构包括导向机构24、升降棒8和复位弹簧23，所述导向机构24设置在车体1内，所述升降棒8设置在导向机构24中并竖直向上延伸至车体1上方，所述导向机构24中设置有与升降棒8对应的导向孔，所述复位弹簧23设置在导向孔中并对升降棒进行弹性支撑。升降棒8可以插入物料框底部的凹槽中进行定位，而且升降棒8可以伸缩以适应凹槽的深度，确保物料框底面与平板7的贴合，运输稳定性高。
所述自动充电装置3设置在车体1的尾端，尾端通常不会发生撞击，安全性高，当AGV搬运车的电量即将耗尽时，工业电脑系统发出充电指令，然后AGV搬运车自动运行到充电的地方。如图3所示，所述自动充电装置3包括推杆电机39、通电铜棒33、导向杆32、导向套35、顶板31、底板34、立架36和限位开关37，所述推杆电机39设置在底板34上，所述顶板31设置在推杆电机39的顶部，所述导向杆32分别设置在顶板31四个角的位置并指向下方，所述导向套35分别设置在底板34上并与导向杆32同心，所述顶板31上设置有绝缘固定块38，所述通电铜棒33顶部固定在绝缘固定块38上并竖直指向下方，随推杆电机39的伸缩进行上下移动，与地面上的插座配合，实现自动充电。
所述底板34上设置有与通电铜棒33对应的通孔，通孔中可以安装绝缘套，实现导向和提升绝缘效果。所述推杆电机39和限位开关37分别与工业电脑2线性连接，所述电源17为可充电电池，含有充放电管理电路，所述通电铜棒33与电源17上的充放电管理电路线性连接，实现稳定充电。
所述立架36位于顶板31一侧，所述限位开关37设置在立架36上且分别位于顶板31的上方和下方，对顶板31的升降高度进行限制，特别是位于顶板31下方的限位开关，当限位开关检测到工业电脑2没有发出充电指令而顶板31却下降时，工业电脑2根据限位开关的信号可以切断通电铜棒33与电源17的连接，确保安全性。
所述通电铜棒33的底部设置有锥形绝缘体，锥形绝缘体采用塑胶材料，具有良好的绝缘性和导向性，通电铜棒33下降时，利用锥形绝缘体推开插座上的防护结构而进入对应的插孔内，实现快速连接。通电铜棒33错误下降时，锥形绝缘体与地面接触而避免了通电铜棒33短路和磨损问题，使用安全性更高。
综上所述，本发明指出的一种自充电式激光导航防撞搬运车，特别采用了激光与视觉辅助导航，让AGV搬运车定位精确，而且地面无需其他定位设施，行驶路径可以灵活改变，可以设置不同路径，并按照预设路径轨迹运动，还能绕过障碍物运动达到目的地，实现了生产原材料的高精度和高灵活性的转运，并自动充电，实现无人化生产。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，包括：电源、车体、驱动模块、工业电脑、导航模块、撞击缓冲模块和自动充电装置，所述导航模块包括设置在车体前端的激光扫描器，所述驱动模块设置在车体正下方，所述电源和工业电脑设置在车体中，所述工业电脑分别与驱动模块、电源、自动充电装置和导航模块线性连接，所述撞击缓冲模块设置在车体的前端，所述自动充电装置设置在车体的尾端。
2.根据权利要求1所述的自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，所述驱动模块包括第一电机、第一驱动轮、第二电机和第二驱动轮，所述第一驱动轮和第二驱动轮对称设置在车体底部，所述第一电机与工业电脑线性连接并驱动第一驱动轮的旋转，所述第二电机与工业电脑线性连接并驱动第二驱动轮的旋转。
3.根据权利要求1所述的自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，所述导航模块还包括设置在车体前端的视觉检测摄像头。
4.根据权利要求1所述的自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，所述车体前端下方设置有万向轮，所述车体尾端下方设置有定向轮。
5.根据权利要求1所述的自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，所述车体顶面的中部和尾部设置有平板进行覆盖。
6.根据权利要求1所述的自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，所述车体上设置有升降定位机构，所述升降定位机构包括导向机构、升降棒和复位弹簧，所述导向机构设置在车体内，所述升降棒设置在导向机构中并竖直向上延伸至车体上方，所述导向机构中设置有与升降棒对应的导向孔，所述复位弹簧设置在导向孔中并对升降棒进行弹性支撑。
7.根据权利要求1所述的自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，所述自动充电装置包括推杆电机、通电铜棒、导向杆、导向套、顶板、底板、立架和限位开关，所述推杆电机设置在底板上，所述顶板设置在推杆电机的顶部，所述导向杆分别设置在顶板四个角的位置并指向下方，所述导向套分别设置在底板上并与导向杆同心，所述顶板上设置有绝缘固定块，所述通电铜棒顶部固定在绝缘固定块上并竖直指向下方，所述底板上设置有与通电铜棒对应的通孔，所述推杆电机和限位开关分别与工业电脑线性连接，所述电源为可充电电池，含有充放电管理电路，所述通电铜棒与电源上的充放电管理电路相连接，所述立架位于顶板一侧，所述限位开关设置在立架上且分别位于顶板的上方和下方。
8.根据权利要求7所述的自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，所述通电铜棒的底部设置有锥形绝缘体。
9.根据权利要求1所述的自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，所述撞击缓冲模块包括缓冲挡板、导向柱、导向板、缓冲弹簧和安装块，所述导向板和安装块设置在车体前端底部，所述导向板位于安装块的前方，所述导向柱设置在安装块上且贯穿导向板而延伸至车体前方，所述缓冲弹簧设置在导向柱上并位于导向板前方，所述安装块上设置有与导向柱对应的安装孔，所述导向柱尾端设置有位于安装块后方的限位柱，所述缓冲挡板包括横梁及设置在横梁前部的弧形橡胶板。
10.根据权利要求1所述的自充电式激光导航防撞搬运车，其特征在于，所述车体侧面设置有与工业电脑线性连接的距离传感器，所述车体顶面前端设置有与工业电脑线性连接的空气开关、启停按钮、急停按钮、指示灯以及触摸屏，所述车体尾部设置有与工业电脑线性连接的无线通信模块。
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