CN110091869A - 一种agv防撞避障保护装置及其位置可自适应调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种AGV防撞避障保护装置，包括用于检测障碍物的防撞避障组件和自适应调整组件；自适应调整组件包括具有自锁功能的传动单元、探测单元以及调节单元；防撞避障组件包括非接触式避障传感器和接触式避障传感器；非接触式避障传感器设置在探测单元上，接触式避障传感器与调节单元铰接；传动单元安装于AGV设备上，调节单元一端与传动单元连接，另一端与探测单元铰接，实现控制传动单元驱动调节单元运动，以调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围。本发明可降低AGV设备以及工作环境四周相关工作人员发生事故的几率，以及延长AGV设备的使用寿命。本发明还提供一种快速和有效的装置位置可自适应调整的方法。
Description
技术领域
本发明涉及AGV防撞与避障安全保护技术领域，更具体地说，涉及一种AGV防撞避障保护装置及其位置可自适应调整方法。
背景技术
在制造业快速转型的过程中，智能装备的发展起着至关重要的作用。自动引导机器人(以下简称AGV)凭借其柔性好、自动化程度高和智能化水平高等特点，已在装备制造过程中得到广泛应用。尤其是在物流搬运以及产品生产线等领域，AGV的应用更加广泛。
为避免AGV在工作过程中与行驶环境周围的操作人员及设备产生碰撞干涉，产生额外的安全事故，一般在AGV上均安装有防撞避障保护装置，通常采用接触式防撞避障模块与非接触式防撞避障传感器相组合的安全保护模式。即使在非接触式防撞避障传感器失效的情况下，AGV设备可通过接触式防撞避障模块实现紧急制动刹车的实现保护。
然而在AGV运输铝型材等超长规格货物时，货物的最大尺寸延长出AGV车体外侧，导致非接触式防撞避障传感器失灵的情况下，接触式防撞避障模块无法发挥出应有的作用，容易出现相应的事故。因此对安装在AGV上实现位置可调整的安全避障装置进行研究十分必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种AGV防撞避障保护装置，该AGV防撞避障保护装置可根据物料外形自动调整位置，不仅可有效解决防撞和避障问题，而且可扩大防撞避障安全保护装置的保护范围，从而降低AGV设备以及工作环境四周相关工作人员发生事故的几率，以及延长AGV设备的使用寿命。本发明还提供一种AGV防撞避障保护装置的位置可自适应调整的方法，该方法可实现AGV防撞避障保护装置位置快速和有效的调整，以满足AGV设备运输不同尺寸规格货物的安全性要求。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种AGV防撞避障保护装置，安装于AGV设备上；其特征在于：包括用于检测障碍物的防撞避障组件和自适应调整组件；所述自适应调整组件包括具有自锁功能的传动单元、用于检测货物端面的探测单元以及用于调节防撞避障组件位置和检测范围的调节单元；所述防撞避障组件包括非接触式避障传感器和接触式避障传感器；
所述非接触式避障传感器设置在探测单元上，接触式避障传感器与调节单元铰接；所述传动单元安装于AGV设备上，调节单元一端与传动单元连接，另一端与探测单元铰接，实现控制传动单元驱动调节单元运动，以调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围，以及调节探测单元对货物端面的检测区域以作为传动单元的控制输入信号。
在上述方案中，本发明的AGV防撞避障保护装置可根据探测单元对物料外形进行探测，通过传动单元驱动调节单元运动以调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围，这样不仅可有效解决防撞和避障问题，而且可扩大防撞避障安全保护装置的保护范围，从而降低AGV设备以及工作环境四周相关工作人员发生事故的几率，以及延长AGV设备的使用寿命。
所述传动单元包括驱动电机、自锁机构蜗杆部件、自锁机构蜗轮部件和电位计一；所述驱动电机安装于AGV设备的后端；所述自锁机构蜗杆部件与电机连接，并与自锁机构蜗轮部件啮合连接；所述电位计一与自锁机构蜗杆部件相连。电位计一主要用于反馈自锁机构蜗轮部转过的角度。
所述调节单元包括转轴和转向机构；所述转轴与自锁机构蜗轮部件相连并与转向机构的一端连接，实现驱动电机驱动自锁机构蜗杆部件和自锁机构蜗轮部件，来带动转向机构垂直方向摆动，以调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围。
所述转向机构最大的摆动位置为其与地面相互平行。
所述探测单元包括固定转轴、电位计二和红外线监视器；所述红外线监视器通过固定转轴与转向机构的另一端铰接，并与货物端面相对设置；所述电位计二与固定转轴连接。电位计二主要用于反馈固定转轴转过的角度。
所述非接触式避障传感器设置在红外线监视器侧部，并与地面平行设置。
所述接触式避障传感器与转向机构铰接，并与地面平行设置。
一种AGV防撞避障保护装置的位置可自适应调整的方法，其特征在于：根据探测单元对货物端面的检测信号来控制传动单元驱动电机的转动或停止，实现对调节单元进行调节运动，以自适应调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围，同时以调节探测单元对货物端面的检测区域作为传动单元的控制输入信号。
在上述方案中，本发明的AGV防撞避障保护装置的位置可自适应调整的方法可实现AGV防撞避障保护装置位置快速和有效的调整，以满足AGV设备运输不同尺寸规格货物的安全性要求。
所述传动单元还包括与驱动电机连接的自锁机构蜗杆部件和与自锁机构蜗杆部件啮合连接的自锁机构蜗轮部件；所述调节单元包括与自锁机构蜗轮部件同轴连接的转向机构；所述探测单元包括与转向机构铰接的红外线监视器；所述非接触式避障传感器设置在红外线监视器上；所述接触式避障传感器与转向机构铰接；
所述根据探测单元对货物端面的检测信号来控制传动单元驱动电机的转动或停止，实现对调节单元进行调节运动，以自适应调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围，同时以调节探测单元对货物端面的检测区域作为传动单元的控制输入信号是指：包括以下步骤：
第一步，接收到红外线监视器对货物端面的检测信号，则控制驱动电机转动；通过与驱动电机连接的自锁机构蜗杆部件和自锁机构蜗轮部件传动下，带动转向机构的转动，以实现红外线监视器、非接触式避障传感器和接触式避障传感器位置的自适应调整；
第二步，对是否接收到红外线监视器对货物端面的检测信号进行判断：若是，则进行第一步；否则进行第三步；
第三步，控制驱动电机停止，非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置调整结束；此时，自锁机构蜗杆部件和自锁机构蜗轮部件处于自锁状态，并确定非接触式避障传感器和接触式避障传感器的当前位置为自适应调整好的位置。
第一步中，在红外线监视器、非接触式避障传感器和接触式避障传感器位置的自适应调整过程中，红外线监视器与货物端面保持相对，非接触式避障传感器和接触式避障传感器均与地面保持平行。
本发明原理：防撞避障组件的非接触式避障传感器和接触式避障传感器安装在自适应调整组件上，自适应调整组件上用于检测货物端面的探测单元可随调节单元的转动来探测不同超长货物的端面位置，通过自锁机构蜗杆部件和自锁机构蜗轮部件实现自适应调整组件位置的自锁，依靠转向机构端部的非接触式避障传感器和接触式避障传感器实现AGV的安全避障双层保护。
在AGV设备运送超长货物时，通过红外线监视器探测超长货物的端面位置，以控制驱动电机带动转向机构转动。当红外线监视器无法接收到来自超长货物的反射信号时，则控制驱动电机停止转动，进而AGV防撞避障保护装置的位置调整环节结束，利用蜗轮蜗杆自锁原理将转向机构锁紧，保证转向机构上的接触式避障保护装置和红外线监视器等在工作过程中的稳定性。当运输不同尺寸规格货物、即货物尺寸发生变化时，自锁机构蜗杆部件和自锁机构蜗轮部件可通过驱动电机轴顺时针或者逆时针转动自行调整转向机构的转动方向和转动角度，使得接触式避障传感器和非接触式防撞避障传感器可以发挥作用，以满足AGV设备运输不同尺寸规格货物的安全性要求，降低AGV设备以及工作环境四周相关工作人员发生事故的几率，延长AGV设备的使用寿命。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：
1、本发明的AGV防撞避障保护装置可根据物料外形自动调整位置，不仅可有效解决防撞和避障问题，而且可扩大防撞避障安全保护装置的保护范围，从而降低AGV设备以及工作环境四周相关工作人员发生事故的几率，以及延长AGV设备的使用寿命，可达到当AGV运送较长尺寸货物以及超长尺寸货物时安全和高效的目标。
2、本发明一种AGV防撞避障保护装置的位置可自适应调整的方法可实现AGV防撞避障保护装置位置快速和有效的调整，以满足AGV设备运输不同尺寸规格货物的安全性要求。
附图说明
图1是实施例一中当AGV设备运送超长/较长尺寸货物时，本发明AGV防撞避障保护装置的状态示意图；
图2是本发明传动单元的示意图；
其中，1、超长/较长货物，2、AGV车体，3、驱动电机，4、自锁机构蜗轮部分，5、自锁机构蜗杆部分，6、电位计一，7、电机固定装置，8、转向机构，9、接触式避障传感器，10、电位计二，11、红外线监视器，12、非接触式避障传感器。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例
本实施例以AGV设备为AGV车体为例对下面进行说明。
如图1和图2所示，本发明AGV防撞避障保护装置是安装于AGV车体2上，包括用于检测障碍物的防撞避障组件和自适应调整组件，该自适应调整组件包括具有自锁功能的传动单元、用于检测超长/较长货物1端面的探测单元以及用于调节防撞避障组件位置和检测范围的调节单元，其中，防撞避障组件包括非接触式避障传感器10和接触式避障传感器8。
该非接触式避障传感器10设置在探测单元上，接触式避障传感器8与调节单元铰接，而传动单元安装于AGV车体2上，调节单元一端与传动单元连接，另一端与探测单元铰接，实现控制传动单元驱动调节单元运动，以调整非接触式避障传感器10和接触式避障传感器8的位置和检测范围，以及调节探测单元对超长/较长货物1端面的检测区域以作为传动单元的控制输入信号。
本发明的传动单元包括驱动电机3、自锁机构蜗杆部件5、自锁机构蜗轮部件4和电位计一6，其中，驱动电机3通过电机固定装置6安装于AGV车体2的后端，自锁机构蜗杆部件5与驱动电机3连接，并与自锁机构蜗轮部件4啮合连接。而电位计一6与自锁机构蜗杆部件5连接。
调节单元包括转轴和转向机构7，该转轴与自锁机构蜗轮部件4相连并与转向机构7的一端连接，实现驱动电机3驱动自锁机构蜗杆部件5和自锁机构蜗轮部件4，来带动转向机构7垂直方向摆动，以调整非接触式避障传感器10和接触式避障传感器8的位置和检测范围。该转向机构7最大的摆动位置为其与地面相互平行。
探测单元包括固定转轴、电位计二10和红外线监视器9，该红外线监视器9通过固定转轴与转向机构7的另一端铰接，并与超长/较长货物1端面相对设置。该电位计二10与固定转轴相连。
本发明的非接触式避障传感器10设置在红外线监视器9侧部，并与地面平行设置。接触式避障传感器8与转向机构7铰接，并与地面平行设置。
本发明一种AGV防撞避障保护装置的位置可自适应调整的方法是这样的：根据探测单元对超长/较长货物1端面的检测信号来控制传动单元驱动电机3的转动或停止，实现对调节单元进行调节运动，以自适应调整非接触式避障传感器10和接触式避障传感器8的位置和检测范围，同时以调节探测单元对超长/较长货物1端面的检测区域作为传动单元的控制输入信号。
具体包括以下步骤：
第一步，接收到红外线监视器9对超长/较长货物1端面的检测信号，则控制驱动电机3转动；通过与驱动电机3连接的自锁机构蜗杆部件5和自锁机构蜗轮部件4传动下，带动转向机构7的转动，以实现红外线监视器9、非接触式避障传感器10和接触式避障传感器8位置的自适应调整；
第二步，对是否接收到红外线监视器9对超长/较长货物1端面的检测信号进行判断：若是，则进行第一步；否则进行第三步；
第三步，控制驱动电机3停止，非接触式避障传感器10和接触式避障传感器8的位置调整结束；此时，自锁机构蜗杆部件5和自锁机构蜗轮部件4处于自锁状态，并确定非接触式避障传感器10和接触式避障传感器8的当前位置为自适应调整好的位置。
第一步中，在红外线监视器9、非接触式避障传感器10和接触式避障传感器8位置的自适应调整过程中，红外线监视器9与超长/较长货物1端面保持相对，非接触式避障传感器10和接触式避障传感器8均与地面保持平行。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种AGV防撞避障保护装置，安装于AGV设备上；其特征在于：包括用于检测障碍物的防撞避障组件和自适应调整组件；所述自适应调整组件包括具有自锁功能的传动单元、用于检测货物端面的探测单元以及用于调节防撞避障组件位置和检测范围的调节单元；所述防撞避障组件包括非接触式避障传感器和接触式避障传感器；
所述非接触式避障传感器设置在探测单元上，接触式避障传感器与调节单元铰接；所述传动单元安装于AGV设备上，调节单元一端与传动单元连接，另一端与探测单元铰接，实现控制传动单元驱动调节单元运动，以调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围，以及调节探测单元对货物端面的检测区域以作为传动单元的控制输入信号。
2.根据权利要求1所述的AGV防撞避障保护装置，其特征在于：所述传动单元包括驱动电机、自锁机构蜗杆部件、自锁机构蜗轮部件和电位计一；所述驱动电机安装于AGV设备的后端；所述自锁机构蜗杆部件与电机连接，并与自锁机构蜗轮部件啮合连接；所述电位计一与自锁机构蜗杆部件连接。
3.根据权利要求2所述的AGV防撞避障保护装置，其特征在于：所述调节单元包括转轴和转向机构；所述转轴与自锁机构蜗轮部件相连并与转向机构的一端连接，实现驱动电机驱动自锁机构蜗杆部件和自锁机构蜗轮部件，来带动转向机构垂直方向摆动，以调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围。
4.根据权利要求3所述的AGV防撞避障保护装置，其特征在于：所述转向机构最大的摆动位置为其与地面相互平行。
5.根据权利要求3所述的AGV防撞避障保护装置，其特征在于：所述探测单元包括固定转轴、电位计二和红外线监视器；所述红外线监视器通过固定转轴与转向机构的另一端铰接，并与货物端面相对设置；所述电位计二与固定转轴相连。
6.根据权利要求4所述的AGV防撞避障保护装置，其特征在于：所述非接触式避障传感器设置在红外线监视器侧部，并与地面平行设置。
7.根据权利要求3所述的AGV防撞避障保护装置，其特征在于：所述接触式避障传感器与转向机构铰接，并与地面平行设置。
8.一种AGV防撞避障保护装置的位置可自适应调整的方法，其特征在于：根据探测单元对货物端面的检测信号来控制传动单元驱动电机的转动或停止，实现对调节单元进行调节运动，以自适应调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围，同时以调节探测单元对货物端面的检测区域作为传动单元的控制输入信号。
9.根据权利要求8所述的AGV防撞避障保护装置的位置可自适应调整的方法，其特征在于：所述传动单元还包括与驱动电机连接的自锁机构蜗杆部件和与自锁机构蜗杆部件啮合连接的自锁机构蜗轮部件；所述调节单元包括与自锁机构蜗轮部件同轴连接的转向机构；所述探测单元包括与转向机构铰接的红外线监视器；所述非接触式避障传感器设置在红外线监视器上；所述接触式避障传感器与转向机构铰接；
所述根据探测单元对货物端面的检测信号来控制传动单元驱动电机的转动或停止，实现对调节单元进行调节运动，以自适应调整非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置和检测范围，同时以调节探测单元对货物端面的检测区域作为传动单元的控制输入信号是指：包括以下步骤：
第一步，接收到红外线监视器对货物端面的检测信号，则控制驱动电机转动；通过与驱动电机连接的自锁机构蜗杆部件和自锁机构蜗轮部件传动下，带动转向机构的转动，以实现红外线监视器、非接触式避障传感器和接触式避障传感器位置的自适应调整；
第二步，对是否接收到红外线监视器对货物端面的检测信号进行判断：若是，则进行第一步；否则进行第三步；
第三步，控制驱动电机停止，非接触式避障传感器和接触式避障传感器的位置调整结束；此时，自锁机构蜗杆部件和自锁机构蜗轮部件处于自锁状态，并确定非接触式避障传感器和接触式避障传感器的当前位置为自适应调整好的位置。
10.根据权利要求9所述的AGV防撞避障保护装置的位置可自适应调整的方法，其特征在于：第一步中，在红外线监视器、非接触式避障传感器和接触式避障传感器位置的自适应调整过程中，红外线监视器与货物端面保持相对，非接触式避障传感器和接触式避障传感器均与地面保持平行。
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