CN109774805A - 一种牵引式单驱双向agv及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种牵引式单驱双向AGV，包括底盘和驱动装置，在底盘的两端各设有一套牵引销装置；牵引销装置的缓冲由第一气弹簧提供；在底盘的两侧各设有一套驱动装置，驱动装置包括上避震座、下避震座、铰接座和第二气弹簧，铰接座设在底盘上，下避震座的一侧与铰接座铰接，下避震座的另一侧通过第二气弹簧与上避震座相连，以上设置，在底盘的两端各设有一套牵引销装置后，转弯时两个牵引销会对料车产生相反方向的作用力，即能侧向扭动料车，快速改变料车的行进方向，减小转弯半径，本发明还提供一种牵引式单驱双向AGV的控制方法，通过设置脱磁寻回程序，当AGV小车脱磁时能自动寻回，提升AGV小车的可靠性。

Description

一种牵引式单驱双向AGV及控制方法

技术领域

本发明涉及AGV技术领域，具体涉及一种牵引式单驱双向AGV及控制方法。

背景技术

AGV是(Automated Guided Vehicle)的缩写，即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它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。在生产中，常利用AGV车来进行零件、物料、货物等的运输。目前生产运输中使用到的AGV物料运输车，主要通过驱动装置驱动AGV在地面上移动，但是由于地面并不是理想的水平面，AGV小车体在运行时会出现振动，为了减小振动，一般会在驱动装置中设置减振弹簧，如在申请号为201520420666.2，授权公告日为2015.10.28的专利文件中公开了一种AGV运输装置，其在下避震座与上避震座之间设有避震弹簧，这种弹簧为螺旋弹簧，螺旋弹簧的回弹速度快、动态力变化大，且会反复来回回弹，在运输过程中不利于AGV小车的稳定；另外，AGV小车与需要驱动的运输车之间采用牵引销装置连接，且一般采用一套牵引销装置，然而采用一套牵引销装置会出现转弯半径大的问题，在面积小的车间，AGV小车的应用会受到限制；另外AGV小车在运行时有可能出现意外情况而完全脱磁偏离设定的路径，比如别的物体的撞击，而现在的AGV小车在完全脱磁偏离设定的路径后无法自行寻回。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种牵引式单驱双向AGV，提升AGV小车运行时的平稳性和牵引销移动时的精确性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种牵引式单驱双向AGV，包括底盘、牵引销装置和驱动装置，在底盘的上表面沿AGV的行进方向的两端各设置一套牵引销装置；牵引销装置包括设在底盘上的牵引销支架，在牵引销支架的侧壁设有牵引销电机，牵引销电机的输出轴伸入到牵引销支架内部，牵引销电机的输出轴上设有驱动盘，在驱动盘偏离驱动盘中心的位置设有驱动辊，在牵引销支架的顶部竖直设有牵引销套，在牵引销套内滑动地设有牵引销，在牵引销的底部设有驱动板，驱动板设在驱动辊的下方，在牵引销与底盘之间设有第一气弹簧；在牵引销支架位于设置了牵引销电机相对的一侧上设有竖直方向的腰型槽；在驱动板上设有穿过腰型槽的拨杆，在拨杆上设有轴承；在腰型槽的两侧各设有一个限位开关，两个限位开关在竖直方向上有高度差；在底盘上垂直于AGV行进方向的左右两侧各设有一套驱动装置，驱动装置包括上避震座、下避震座、铰接座和第二气弹簧，铰接座设在底盘上，下避震座的一侧与铰接座铰接，下避震座的另一侧通过第二气弹簧与上避震座相连。

以上设置，在底盘的上表面沿AGV的行进方向的两端各设有一套牵引销装置，在设置一套牵引销装置时，被牵引的料车只有一个动力来源，料车只能被拖着走，而设置了两套牵引销装置后，转弯时两个牵引销会对料车产生相反方向的作用力，即能侧向扭动料车，快速改变料车的行进方向，减小转弯半径；设置拨杆、轴承和限位开关，轴承能将拨杆与限位开关之间的滑动摩擦转变成滚动摩擦，提高拨杆和限位开关的使用寿命；具有高度差的两个限位开关可以控制牵引销提升的高度，防止牵引销电机在发生故障时驱动牵引销将料车顶起，损坏料车和AGV小车；气弹簧的特点是阻力随着运动速度的变化而变化，速度相对缓慢、气弹簧具有近乎线性的弹性曲线，动态力变化不大、容易控制，应用到AGV小车上时优点明显显现，即在AGV小车出现颠簸振动时，气弹簧能根据车轮传递的振动大小作出适当的反应，克服普通螺旋弹簧非线性的弹性变化特性，减小来回振动，搭配两套牵引销装置后，根据需要设置驱动轮的差速比，可缩小AGV小车的转弯半径，能有效提升AGV小车的稳定性；另外由于气弹簧的运动速度平缓，驱动电机和牵引销电机的受力均匀，能有效保持驱动电机和牵引销电机的精度、延长驱动电机和牵引销电机的使用寿命。

进一步的，在牵引销支架的底部设有底板，在底板上设有底座，在底座上设有安装孔，在安装孔的底部设有与牵引销同轴的内螺纹孔，所述第一气弹簧的缸体底部设有螺杆，第一气弹簧的缸体插入固定孔内，螺拧入内螺纹孔中，以上设置，第一气弹簧能可靠地固定在牵引销支架上，固定孔与牵引销同轴设置，第一气弹簧安装在固定孔中后，第一气弹簧与牵引销同轴度高，则牵引销在上下运动时与牵引销套之间的摩擦小，能有效延长牵引销、牵引销套和第一气弹簧的使用寿命。

进一步的，在底盘上设有外壳，在外壳上设有自动充电接头装置，自动充电接头装置包括绝缘板和电极板，绝缘板设在外壳上并贯穿外壳，电极板设在绝缘板上穿出外壳一侧，设置自动充电接头装置，在AGV小车电量不足时，通过PLC控制器的控制，AGV小车自动行进至充电桩处，充电桩的充电头与自动充电接头装置对接，对AGV小车进行充电，提高AGV小车的自动化程度。

进一步的，在外壳上设有控制面板，控制面板上设有无线通信模块、电源按钮、启动按钮、急停按钮和声光报警器，通过控制面板上的无线通信模块、电源按钮、启动按钮、急停按钮和声光报警器可以实现AGV小车自身各种状态的控制和指示，以及本台AGV小车同别的AGV小车之间的通讯。

进一步的，在底盘的底面设一个以上的电池盒，电池盒内设置电池；在底盘底面的两端各设有两个万向轮；在底盘底面且位于行进方向的两端各设有一个寻磁传感器；在底盘底面的中心设有RFID传感器；在底盘的顶面设有PLC控制器，以上传感器的设置可以实现AGV小车在车间里的准确定位；PLC控制器与牵引销装置、驱动装置、电池、自动充电接头装置及所有的传感器电连接，实现对AGV小车的控制。

进一步的，在外壳上位于行进方向的两端各设有一个避障传感器，避障传感器能检测AGV小车行进时前方的障碍物，防止碰撞，保护AGV小车。

进一步的，在外壳的顶部设有盖板，在盖板上设有一个以上的拉手孔，在盖板的底面设有在盖板上的投影面积大于拉手孔截面积的壳体，拉手孔的截面位于壳体在盖板上的投影面内，以上设置，盖板起到保护AGV小车内部零部件的作用，拉手孔的设置可以方便安装和拆卸盖板，以及手动移动AGV小车，壳体的设置可以防止手在伸入AGV小车内部时碰触内部的零部件，以免造成安全事故和损坏AGV小车，且可以防止杂物从拉手孔处落入AGV小车内。

进一步的，在盖板的底面设有纵横交错的加强筋，加强筋能增强盖板的强度，更好地保护AGV小车。

进一步的，所述驱动装置还包括驱动电机、减速机和驱动轮，驱动电机的输出轴与减速机的输入轴相连，驱动轮安装在减速机的输出轴上，减速机与下避震座的侧面相连，驱动轮设在下避震座内，以上结构构成了驱动装置的基本结构，通过PLC控制器的控制，两个驱动电机同向旋转可实现AGV小车的前进和后退，两个驱动电机差速旋转可实现AGV小车的转向。

本发明提供的一种牵引式单驱双向AGV的控制方法，包括以下步骤：

S1、启动AGV；

S2、传感器数据处理，具体为在寻磁传感器反馈信息时，如果寻磁传感器检测到磁场信息，同时RFID传感器获取RFID信息，同时避障传感器反馈信息，如果避障传感器未触发避障，则PLC控制器处理信息，识别AGV状态，此时如果AGV无偏离，则驱动电机驱动驱动轮加速/减速前进，如果AGV有偏离，则PLC控制器设置左右驱动轮速度差，驱动电机驱动驱动轮加速/减速前进；如果寻磁传感器没有检测到磁场信息，表示AGV已脱磁，则PLC控制器查询是否有脱磁前的磁场信息记录，如果有磁场信息记录，则PLC控制器根据上一次磁场信息记录，设置左右驱动轮速度差，进行脱磁寻回，脱磁寻回后，驱动电机驱动驱动轮加速/减速前进，如果寻磁传感器没有检测到磁场信息记录，则直接减速停车，触发声光报警器；避障传感器反馈信息时，如果检测到障碍物则触发避障，紧急停车，触发声光报警器；

S3、驱动电机驱动驱动轮加速/减速前进，AGV运行到料车的下方，定点停车，此时PLC控制器发出升降牵引销的命令，牵引销电机启动，解除对驱动板的压制，驱动板带动牵引销上移，当拨杆运动到较高处的限位开关处时，牵引销电机停止运行，AGV牵引料车继续前进，完成当前任务，前往执行下一命令。此步骤中AGV也可执行充电等别的命令。

以上控制方法，寻磁传感器、RFID传感器和避障传感器采集到相应的信息，PLC控制器根据采集到的信息发出适当的指令，控制AGV小车的运行，其中如果寻磁传感器反馈没有检测到磁条的信号，PLC控制器将检测是否有脱磁前的磁场信息记录，如果有磁场信息记录，则根据上一次记录，设置左右驱动轮速度差，进行脱磁寻回，驱动电机驱动驱动轮加速/减速前进，如果寻磁传感器没有检测到信号，则减速停车，触发声光报警器，这一设置可以在AGV小车脱磁偏离设定的路径时自动寻回，增强AGV小车的可靠性；牵引销上升时，当拨杆运动到较高处的限位开关处时，牵引销电机停止运行，能精确控制牵引销上升的高度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明另一个视角的结构示意图；

图3为本发明的结构分解示意图；

图4为本发明中牵引销装置的结构示意图；

图5为本发明中牵引销装置的俯视图；

图6为图5中A-A面剖视图；

图7为本发明中驱动装置的结构示意图；

图8为图3中B处放大图；

图9为本发明中盖板的结构示意图；

图10为本发明中AGV控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1至图9所示，一种牵引式单驱双向AGV，包括底盘1，在底盘1的上表面沿AGV的行进方向的两端各设有一套牵引销装置2，牵引销装置2包括设在底盘1上的牵引销支架21，在牵引销支架21的侧壁设有牵引销电机22，牵引销电机22的输出轴伸入到牵引销支架21内部，牵引销电机22的输出轴上设有驱动盘23，在驱动盘23偏离驱动盘23中心的位置设有驱动辊24，在牵引销支架21的顶部竖直设有牵引销套25，在牵引销套25内滑动地设有牵引销26，在牵引销26的底面设有向顶部延伸的沉孔，在牵引销26的底部设有驱动板27，驱动板27设在驱动辊24的下方，在牵引销支架21的底部设有底板210，在底板210上设有底座211，在底座211上设有安装孔2110，在安装孔2110的底部设有与牵引销26同轴的内螺纹孔，在安装孔2110内设有第一气弹簧28，在第一气弹簧28的缸体底部设有螺杆，螺杆拧入内螺纹孔中，第一气弹簧28的推杆伸入牵引销26底部的沉孔内。

在牵引销支架21位于设置了牵引销电机22相对的一侧上设有竖直方向的腰型槽29；在驱动板27上设有穿过腰型槽29的拨杆210，在拨杆210上设有轴承211；在腰型槽29的两侧各设有一个限位开关212，两个限位开关212在竖直方向上有高度差，由于第一气弹簧28的运动速度平缓，牵引销电机22的受力均匀，能有效保持牵引销电机22的精度、延长牵引销电机22的使用寿命。

在底盘1上垂直于AGV行进方向的两侧各设有一套驱动装置3，驱动装置3包括上避震座31、下避震座32、铰接座33和第二气弹簧34，铰接座33设在底盘上，下避震座32的一侧与铰接座33铰接，下避震座32的另一侧通过第二气弹簧34与上避震座31相连，驱动装置还包括驱动电机35、减速机36和驱动轮37，驱动电机35的输出轴与减速机36的输入轴相连，驱动轮37安装在减速机36的输出轴上，减速机36与下避震座32的侧面相连，驱动轮37设在下避震座32内。

设置两套牵引销装置2，转弯时两个牵引销26会对料车产生相反方向的作用力，即能侧向扭动料车，改变料车的行进方向；第一气弹簧28和第二气弹簧34能在AGV小车出现颠簸振动时，根据车轮传递的振动大小作出适当的反应，克服普通螺旋弹簧非线性的弹性变化特性，减小来回振动，搭配两套牵引销装置2后，根据需要设置驱动电机35的差速比，可缩小AGV小车的转弯半径，能有效提升AGV小车的稳定性；另外由于气弹簧的运动速度平缓，驱动电机35和牵引销电机22的受力均匀，能有效保持驱动电机35和牵引销电机22的精度、延长驱动电机35和牵引销电机22的使用寿命。

在底盘1上设有外壳4，在外壳4上设有自动充电接头装置，自动充电接头装置包括绝缘板511和正负两块电极板512，绝缘板511设在外壳4上并贯穿外壳4，电极板512设在绝缘板511上穿出外壳4一侧，当AGV小车电量不足时，通过PLC控制器的控制，AGV小车自动行进至充电桩处，充电桩的充电头与自动充电接头装置对接，对AGV小车进行充电，提高AGV小车的自动化程度。

在外壳4上设有控制面板6，控制面板6上设有无线通信模块61、电源按钮62、急停按钮63、声光报警器64和启动按钮65，通过控制面板6上的无线通信模块61、电源按钮62、急停按钮63、声光报警器64和启动按钮65可以实现AGV小车自身各种状态的控制和指示，以及本台AGV小车同别的AGV小车之间的通讯。

在底盘1的顶面设有PLC控制器12；在底盘1的底面设有两个电池盒7；在底盘1底面的两端各设有两个万向轮8；在底盘1底面且位于行进方向的两端各设有一个寻磁传感器9；在底盘1底面的中心设有RFID传感器10，电池盒7内放置电池，为AGV小车提供动力，寻磁传感器9和RFID传感器10的设置可以实现AGV小车在车间里的准确定位。

在外壳4上位于行进方向的两端各设有一个避障传感器11，避障传感器11能检测AGV小车行进时前方的障碍物，防止碰撞，保护AGV小车。

在外壳4的顶部设有盖板13，在盖板的底面设有纵横交错的加强筋131，在盖板13上设有两个拉手孔130，在盖板13的底面设有在盖板13上的投影面积大于拉手孔130截面积的壳体132，拉手孔130的截面位于壳体132在盖板13上的投影面内，盖板13起到保护AGV小车内部零部件的作用，拉手孔130的设置可以方便安装和拆卸盖板13，以及手动移动AGV小车，壳体132的设置可以防止手在伸入AGV小车内部时碰触内部的零部件，以免造成安全事故和损坏AGV小车，且可以防止杂物从拉手孔130处落入AGV小车内。

如图10所示，本发明提供的一种牵引式单驱双向AGV的控制方法，包括以下步骤：

S1、将AGV小车放置到起始位置，启动AGV，按下电源按钮62，AGV小车通电，AGV小车接收到调度指令或手动按下启动按钮65，AGV小车准备就绪。

S2、传感器数据处理，具体为在寻磁传感器9反馈信息时，如果寻磁传感器9检测到磁条的磁场信息，同时RFID传感器10获取RFID标签信息，同时避障传感器11反馈扫描后的障碍物信息，如果避障传感器11未扫描到障碍物，不会触发避障程序，则PLC控制器12处理接收到的磁场信息和RFID标签信息，识别AGV小车状态，此时如果AGV小车没有偏离磁条，则驱动电机35驱动驱动轮37加速/减速前进，如果AGV小车有偏离，则PLC控制器12设置左右驱动轮速度差，纠正偏差，驱动电机35驱动驱动轮37加速/减速前进；

如果寻磁传感器9没有检测到磁场信息，表示AGV小车已完全脱磁，则PLC控制器12查询是否有脱磁前的磁场信息记录，如果有磁场信息记录，则PLC控制器12根据上一次磁场信息记录，PLC控制器12设置左右驱动轮速度差，进行脱磁寻回，例如如果AGV小车前进时往右冲出脱离了磁条，寻磁传感器9检测不到磁条的磁场信息，则PLC控制器12会自动查询AGV小车脱离磁条前的五秒内的磁场信息记录，由PLC控制器12控制AGV小车往左行驶，直至寻磁传感器9检测到磁条的磁场信息，之后驱动电机35驱动驱动轮37加速/减速前进，这一设置可以在AGV小车脱磁偏离设定的路径时自动寻回，增强AGV小车的可靠性；如果寻磁传感器9没有检测到五秒内的磁场信息记录，则直接减速停车，触发声光报警器64；避障传感器11反馈信息时，如果检测到障碍物则触发避障，紧急停车，触发声光报警器64；

S3、驱动电机35驱动驱动轮37加速/减速前进，AGV运行到料车的下方，定点停车，此时PLC控制器发出升降牵引销26的命令，牵引销电机22启动，解除对驱动板27的压制，驱动板27带动牵引销26上移，当拨杆210运动到较高处的限位开关212处时，牵引销电机22停止运行，AGV牵引料车继续前进，完成当前任务，前往执行下一命令。此步骤中AGV也可执行充电等别的命令。

Claims (10)

1.一种牵引式单驱双向AGV，包括底盘、牵引销装置和驱动装置，其特征在于：在底盘的上表面沿AGV的行进方向的两端各设置一套牵引销装置；牵引销装置包括设在底盘上的牵引销支架，在牵引销支架的侧壁设有牵引销电机，牵引销电机的输出轴伸入到牵引销支架内部，牵引销电机的输出轴上设有驱动盘，在驱动盘偏离驱动盘中心的位置设有驱动辊，在牵引销支架的顶部竖直设有牵引销套，在牵引销套内滑动地设有牵引销，在牵引销的底部设有驱动板，驱动板设在驱动辊的下方，在牵引销与底盘之间设有第一气弹簧，在牵引销支架位于设置了牵引销电机相对的一侧上设有竖直方向的腰型槽；在驱动板上设有穿过腰型槽的拨杆，在拨杆上设有轴承；在腰型槽的两侧各设有一个限位开关，两个限位开关在竖直方向上有高度差；在底盘上垂直于AGV行进方向的左右两侧各设有一套驱动装置，驱动装置包括上避震座、下避震座、铰接座和第二气弹簧，铰接座设在底盘上，下避震座的一侧与铰接座铰接，下避震座的另一侧通过第二气弹簧与上避震座相连。

2.根据权利要求1所述的一种牵引式单驱双向AGV，其特征在于：在牵引销支架的底部设有底板，在底板上设有底座，在底座上设有安装孔，在安装孔的底部设有与牵引销同轴的内螺纹孔，所述第一气弹簧的缸体底部设有螺杆，第一气弹簧的缸体插入固定孔内，螺拧入内螺纹孔中。

3.根据权利要求1所述的一种牵引式单驱双向AGV，其特征在于：在底盘上设有外壳，在外壳上设有自动充电接头装置，自动充电接头装置包括绝缘板和电极板，绝缘板设在外壳上并贯穿外壳，电极板设在绝缘板上穿出外壳一侧。

4.根据权利要求3所述的一种牵引式单驱双向AGV，其特征在于：在外壳上设有控制面板，控制面板上设有无线通信模块、电源按钮、启动按钮、急停按钮和声光报警器。

5.根据权利要求1所述的一种牵引式单驱双向AGV，其特征在于：在底盘的底面设一个以上的电池盒，电池盒内设置电池；在底盘底面的两端各设有两个万向轮；在底盘底面且位于行进方向的两端各设有一个寻磁传感器；在底盘底面的中心设有RFID传感器；在底盘的顶面设有PLC控制器。

6.根据权利要求3所述的一种牵引式单驱双向AGV，其特征在于：在外壳上位于行进方向的两端各设有一个避障传感器。

7.根据权利要求1所述的一种牵引式单驱双向AGV，其特征在于：在外壳的顶部设有盖板，在盖板上设有一个以上的拉手孔，在盖板的底面设有在盖板上的投影面积大于拉手孔截面积的壳体，拉手孔的截面位于壳体在盖板上的投影面内。

8.根据权利要求7所述的一种牵引式单驱双向AGV，其特征在于：在盖板的底面设有纵横交错的加强筋。

9.根据权利要求1所述的一种牵引式单驱双向AGV，其特征在于：所述驱动装置还包括驱动电机、减速机和驱动轮，驱动电机的输出轴与减速机的输入轴相连，驱动轮安装在减速机的输出轴上，减速机与下避震座的侧面相连，驱动轮设在下避震座内。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的一种牵引式单驱双向AGV的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、启动AGV；

S2、传感器数据处理，具体为在寻磁传感器反馈信息时，如果寻磁传感器检测到磁场信息，同时RFID传感器获取RFID信息，同时避障传感器反馈信息，如果避障传感器未触发避障，则PLC控制器处理信息，识别AGV状态，此时如果AGV无偏离，则驱动电机驱动驱动轮加速/减速前进，如果AGV有偏离，则PLC控制器设置左右驱动轮速度差，驱动电机驱动驱动轮加速/减速前进；如果寻磁传感器没有检测到磁场信息，表示AGV已脱磁，则PLC控制器查询是否有脱磁前的磁场信息记录，如果有磁场信息记录，则PLC控制器根据上一次磁场信息记录，设置左右驱动轮速度差，进行脱磁寻回，脱磁寻回后，驱动电机驱动驱动轮加速/减速前进，如果寻磁传感器没有检测到磁场信息记录，则直接减速停车，触发声光报警器；避障传感器反馈信息时，如果检测到障碍物则触发避障，紧急停车，触发声光报警器；

S3、驱动电机驱动驱动轮加速/减速前进，AGV运行到料车的下方，定点停车，此时PLC控制器发出升降牵引销的命令，牵引销电机启动，解除对驱动板的压制，驱动板带动牵引销上移，当拨杆运动到较高处的限位开关处时，牵引销电机停止运行，AGV牵引料车继续前进，完成当前任务，前往执行下一命令。此步骤中AGV也可执行充电等别的命令。