CN110282361A - 一种自动引导小车的可变式装夹装置及物品定位装夹方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动引导小车的可变式装夹装置，包括车架以及设置在车架上的驱动机构，所述车架安装有承载面板A，承载面板A的两侧车架上设置有固定座，固定座的顶部设置有承载面板B，两个固定座的相对面上设置有竖向的轨道槽，轨道槽的内顶部设置有舵机，舵机的输出轴上安装有嵌合轴，且承载面板A的两端分别设置有联合转轴和驱动转轴，且联合转轴和嵌合轴连接在一起，轨道槽中设置有液压活塞杆，两个液压活塞杆的顶端分别套装在联合转轴上，通过其角夹装置的变形，完成货物的装夹和其他货物的牵引，同时能够通过承载面板A形成短距传动带，若干个自动引导小车的组合可完成传送带的工作，从而极大的提高了智能仓储的调动效率。
Description
技术领域
本发明涉及智能仓储领域，具体为一种自动引导小车的可变式装夹装置及物品定位装夹方法。
背景技术
AGV是自动导引车的英文缩写，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。
现阶段的AGV自动导引车只能通过导航设备完成简单的直线运输工作，介于多AGV的限制，在单位面积中单个AGV的运行兼顾在运行的过程中对运输物品的保护，以及AGV在运输定位的准确性，现有的AGV自动导引小车存在以下缺点：
(1)自动引导小车的结构简单和对运输货物的安全保证，只能进行简单货物的慢速运输，其整体的运输效率受到一定的限制，同时对不同的货物规格缺乏一定的适应性；
(2)自动引导小车的货物装夹大多依赖外置机械手进行货物的位置放置，同时通过统一位置处的自动小车的装置，在同一智能仓储的过程中，不同形式结构的物品的运输需要在自动引导车上更换不同的装夹设备；
(3)自动引导小车本身对运输的物品没有位置变化的功能，而自动小车本身实现位置转动的结构较为复杂，无法满足在不同运输位置时，主动改变运输物品的适合位置，从而进行更有效的物品运输。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种自动引导小车的可变式装夹装置及物品定位装夹方法，自动引导小车的整体面板形态可变，不同货物以及运输状态的改变，同时能够完成对不同的货物结构尺寸进行适应，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：
一种自动引导小车的可变式装夹装置，包括车架以及设置在车架上的驱动机构，所述车架安装有承载面板A，所述承载面板A的两侧车架上设置有固定座，所述固定座的顶部设置有承载面板B，两个所述固定座的相对面上设置有竖向的轨道槽，所述轨道槽的内顶部设置有舵机，所述舵机的输出轴上安装有嵌合轴，且所述承载面板A的两端分别设置有联合转轴和驱动转轴，且所述联合转轴和嵌合轴连接在一起，所述轨道槽中设置有液压活塞杆，两个所述液压活塞杆的顶端分别套装在联合转轴上。
进一步地，两个所述承载面板B的表面嵌装有若干个角夹装置，所述角夹装置包括驱动电机和微型活塞杆，所述驱动电机输出轴键连接有驱动键套，所述驱动键套上套装有曲度臂，所述驱动键套的一端套装有蜗轮，所述驱动键套的一端活动连接在微型活塞杆，所述曲度臂的顶部安装有导向轮，且所述导向轮啮合有设置在曲度臂中的蜗杆，且所述蜗杆的一端延伸至驱动键套的一端。
进一步地，所述承载面板A的上表面设置有两组导向辊组，且所述两组导向辊组相互交叉排列，所述导向辊组通过齿轮组有驱动转轴，且所述驱动转轴连接有驱动电机，所述驱动电机通过支架固定连接在液压活塞杆上，且所述驱动电机位于在固定座内部，所述驱动转轴上套装有活动套，且所述活动套固定安装在承载面板A上。
进一步地，所述承载面板B的下表面设置有若干层的同心环座，且所述同心环座的中间设置有主动座，所述同心环座和主动座上等间距排列若干个由微型电机控制的麦克纳姆轮，所述主动座底部设置有转角电机，相对承载面板A的车架上设置有活动转盘，且所述活动转盘通过转轴活动安装在车架上，所述转轴的轴身上套装有刚性弹簧。
进一步地，两个所述承载面板B的外侧边角处竖直设置有伸缩杆，所述伸缩杆的顶部设置有边角框，所述伸缩杆中间通过铰套安装在车架上，所述伸缩杆底部铰接有水平角杆，所述水平角杆和伸缩杆的铰接轴上套装有扭力扣，所述扭力扣连接有刚绳，所述刚绳绕过铰套反向连接在边角框上。
进一步地，所述边角框通过阻尼球铰与伸缩杆的顶部连接在一起，所述边角框包括两片呈镜像关系的直角座，且两片所述直角座的一边铰接在一起，所述直角座的内侧底部设置有活动垫页，且所述活动垫页通过单向铰轴连接在直角座上，所述承载面板B的边缘设置有和边角框相配套的直角槽。
进一步地，所述齿轮组包括安装在导向辊组的每个导向辊一端的固定齿轮，相邻两个导向辊的固定齿轮之间啮合有传动齿轮，相邻的传动齿轮相互啮合，且末端的所述传动齿轮啮合有主动齿轮，且所述主动齿轮和驱动转轴固定连接在一起。
进一步地，两组所述导向辊组的交叉角度145～175°，且所述导向辊组高出承载面板A的表面1～2cm。
另外本发明还提供了一种自动引导小车的可变式装夹装置的物品定位装夹方法，包括如下步骤：
S100、自动引导小车的监控服务器接收设置仓储系统测距装置定位信号；
S200、监控服务器打开设置在其表面的四个红外激光发射器，红外激光发射器的每束激光形成具有平面约束方程的检测面，同时通过脉冲发射器进行测距脉冲的发射，并由两个光电接收器接收脉冲信号，形成两个平面约束方程的光电信号；
S300、自动引导小车中设置的集成芯片模块通过对检测面和光电信号进行数学模型的解算，活得货物在进入角夹装置之前的位置关系变化；
S400、进而集成芯片模块将数学模型的解算结果转化为水平角杆和伸缩杆的伸缩距离，同时水平角杆的伸缩距离将包含刚绳长度变化对边角框的扭矩变量。
进一步地，四个红外激光发射器分别设置在角夹装置设置在角夹装置和直角槽之间的承载面板B上，在形成检测面时，红外激光发射器产生的扇形激光平面刚好扫描到接收器的重心，且所述接收器设置在边角框上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过承载面板A和承载面板B的整体化，以及承载面板A的变形设计，使得自动引导小车的整体面板形态可变，不同货物以及运输状态的改变，同时能够完成对不同的货物结构尺寸进行适应；
(2)本发明的自动引导小车能够通过其角夹装置的变形，完成货物的装夹以及对其他货物结构的牵引，同时能够通过承载面板A形成短距传动带，若干个自动引导小车的组合可完成传送带的工作，从而极大的提高了智能仓储的调动效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的承载面板A结构示意图；
图3为本发明的边角框安装结构示意图；
图4为本发明的角夹装置结构示意图。
图5为本发明的导向辊组的传动齿轮组结构示意图。
图6为本发明的驱动键套纵截面结构示意图。
图中标号：
1-车架；2-驱动机构；3-角夹装置；4-承载面板A；5-固定座；6-承载面板B；7-轨道槽；8-舵机；9-嵌合轴；10-联合转轴；11-驱动转轴；12-液压活塞杆；13-直角槽；14-导向辊组；15-齿轮组；16-刚绳；17-驱动马达；18-活动套；19-同心环座；20-主动座；21-麦克纳姆轮；22-转轴；23-刚性弹簧；24-伸缩杆；25-边角框；26-铰套；27-水平角杆；28-扭力扣；29-活动转盘；
301-驱动电机；302-微型活塞杆；303-驱动键套；304-曲度臂；305-蜗轮；306-导向轮；307-蜗杆；
1501-固定齿轮；1502-传动齿轮；1503-主动齿轮；
2501-直角座；2502-活动垫页。
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-图6所示，本发明提供了一种自动引导小车的可变式装夹装置，包括车架1以及设置在车架上的驱动机构2，所述车架1安装有承载面板A4，所述承载面板A4的两侧车架1上设置有固定座5，所述固定座5的顶部设置有承载面板B6，两个所述固定座5的相对面上设置有竖向的轨道槽7，所述轨道槽7的内顶部设置有舵机8，所述舵机8的输出轴上安装有嵌合轴9，且所述承载面板A4的两端分别设置有联合转轴10和驱动转轴11，且所述联合转轴10和嵌合轴9连接在一起，所述轨道槽7中设置有液压活塞杆12，两个所述液压活塞杆12的顶端分别套装在联合转轴10上。
本发明中的承载面板A4在液压活塞杆12完全伸长时，保持和承载面板B6高度保持一致，其中承载面板A4的规格为30cm×30cm，承载面板B的规格为20cm×32cm，其中2cm的差距为承载面板A4侧挡板的后度，且所述挡板上设置有承载面板A4的竖槽，实现承载面板A4的限位，则使得承载面板A4的底部形成一个半开放的盒状空间，同时通过液压伸缩杆12，实现承载面板A4在盒状空间上下移动，同时在承载面板A4上升至轨道槽7的最高出时，联合转轴10和嵌合轴9榫接，通过舵机8的转动，实现承载面板A4的翻转，并在液压伸缩杆12下降时，联合转轴10和嵌合轴9脱离，承载面板A4保持翻转一侧的工作面，从而实现工作过程中，承载面板A4的功能转换。
本发明中的两个所述承载面板B6的表面嵌装有若干个角夹装置3，所述角夹装置3包括驱动电机301和微型活塞杆302，所述驱动电机301输出轴键连接有驱动键套303，所述驱动键套303上套装有曲度臂304，所述驱动键套303的一端套装有蜗轮305，所述驱动键套303的一端活动连接在微型活塞杆303，所述曲度臂304的顶部安装有导向轮306，且所述导向轮306啮合有设置在曲度臂304中的蜗杆307，且所述蜗杆307的一端延伸至驱动键套303的一端。
本发明中的角夹装置3的数量可以是4个，每个承载面板B6上设置有两个，且两个承载面板B6上的角夹装置3呈中心对称，也可以是6个，在两个角夹装置3之间再增设边侧夹持，且两个承载面板B6上的，在当需要进行快速的运输和运输物品的结构牵引时，驱动电机301接收引导小车内的PLC控制器的控制信号，驱动电机301驱使驱动键套303转动，此时蜗轮305和蜗杆307脱离，驱动键套303带动曲度臂304转动。
所述承载面板A4的上表面设置有两组导向辊组14，且所述两组导向辊组14相互交叉排列，所述导向辊组14通过齿轮组15有驱动转轴11，且所述驱动转轴11连接有驱动马达17，所述驱动马达17通过支架固定连接在液压活塞杆12上，且所述驱动马达17位于在固定座5内部，所述驱动转轴17上套装有活动套18，且所述活动套18固定安装在承载面板A4上。
所述承载面板B6的下表面设置有若干层的同心环座19，且所述同心环座19的中间设置有主动座20，所述同心环座19和主动座20上等间距排列若干个由微型电机控制的麦克纳姆轮21，所述主动座20底部设置有转角电机，相对承载面板A4的车架1上设置有活动转盘29，且所述活动转盘29通过转轴22活动安装在车架1上，所述转轴22的轴身上套装有刚性弹簧23。
两个所述承载面板B6的外侧边角处竖直设置有伸缩杆24，所述伸缩杆24的顶部设置有边角框25，所述伸缩杆24中间通过铰套26安装在车架1上，所述伸缩杆24底部铰接有水平角杆27，所述水平角杆27和伸缩杆24的铰接轴上套装有扭力扣28，所述扭力扣28连接有刚绳16，所述刚绳16绕过铰套26反向连接在边角框25上。
所述边角框25通过阻尼球铰与伸缩杆24的顶部连接在一起，所述边角框25包括两片呈镜像关系的直角座2501，且两片所述直角座2501的一边铰接在一起，所述直角座2501的内侧底部设置有活动垫页2502，且所述活动垫页2502通过单向铰轴连接在直角座2501上，所述承载面板B6的边缘设置有和边角框25相配套的直角槽13。
所述齿轮组15包括安装在导向辊组14的每个导向辊一端的固定齿轮1501，相邻两个导向辊的固定齿轮1501之间啮合有传动齿轮1502，相邻的传动齿轮1502相互啮合，且末端的所述传动齿轮啮合有主动齿轮1503，且所述主动齿轮1503和驱动转轴11固定连接在一起，。
两组所述导向辊组14的交叉角度145～175°，且所述导向辊组14高出承载面板A的表面1～2cm。
进一步说明的是，本发明中活动套上设置有用于电性连接PLC控制器和微型电机的电连器旋转滑套，从而驱动麦克纳姆轮的转动。
实施例2：
一种自动引导小车的可变式装夹装置的物品定位装夹方法，包括具体步骤：
S100、自动引导小车的监控服务器接收设置仓储系统测距装置定位信号；
S200、监控服务器打开设置在其表面的四个红外激光发射器，红外激光发射器的每束激光形成具有平面约束方程的检测面，同时通过脉冲发射器进行测距脉冲的发射，并由两个光电接收器接收脉冲信号，形成两个平面约束方程的光电信号；
S300、自动引导小车中设置的集成芯片模块通过对检测面和光电信号进行数学模型的解算，活得货物在进入角夹装置之前的位置关系变化；
S400、进而集成芯片模块将数学模型的解算结果转化为水平角杆和伸缩杆的伸缩距离，同时水平角杆的伸缩距离将包含刚绳长度变化对边角框的扭矩变量。
本发明中的四个红外激光发射器分别设置在角夹装置设置在角夹装置和直角槽之间的承载面板B上，在形成检测面时，红外激光发射器产生的扇形激光平面刚好扫描到接收器的重心，且所述接收器设置在边角框上。
在控制服务器中形成O-XYZ的空间测量基站坐标，脉冲发射器产生的测距脉冲可测得货物与空间测量基站坐标的距离，形成一个距离约束方程，脉冲接收器与超声接收器之间的位置可提前标定。限定测量物品靶标的空间姿态，使其近似于垂直方向，并采用空间角度交汇法求解得到测量靶标的近似解，再以此近似解为初值采用迭代法解算该非线性方程求得最优解，最后通过预先标定得到的靶标自身的几何约束关系得到靶标的空间坐标，实现空间快速定位的目的。
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 (10)
1.一种自动引导小车的可变式装夹装置，包括车架(1)以及设置在车架上的驱动机构(2)，其特征在于：所述车架(1)安装有承载面板A(4)，所述承载面板A(4)的两侧车架(1)上设置有固定座(5)，所述固定座(5)的顶部设置有承载面板B(6)，两个所述固定座(5)的相对面上设置有竖向的轨道槽(7)，所述轨道槽(7)的内顶部设置有舵机(8)，所述舵机(8)的输出轴上安装有嵌合轴(9)，且所述承载面板A(4)的两端分别设置有联合转轴(10)和驱动转轴(11)，所述联合转轴(10)和嵌合轴(9)连接在一起，所述轨道槽(7)中设置有液压活塞杆(12)，两个所述液压活塞杆(12)的顶端分别套装在联合转轴(10)上。
2.根据权利要求1所述的一种自动引导小车的可变式装夹装置，其特征在于：两个所述承载面板B(6)的表面嵌装有若干个角夹装置(3)，所述角夹装置(3)包括驱动电机(301)和微型活塞杆(302)，所述驱动电机(301)输出轴键连接有驱动键套(303)，所述驱动键套(303)上套装有曲度臂(304)，所述驱动键套(303)的一端套装有蜗轮(305)，所述驱动键套(303)的一端活动连接在微型活塞杆(303)，所述曲度臂(304)的顶部安装有导向轮(306)，且所述导向轮(306)啮合有设置在曲度臂(304)中的蜗杆(307)，且所述蜗杆(307)的一端延伸至驱动键套(303)的一端。
3.根据权利要求1所述的一种自动引导小车的可变式装夹装置，其特征在于：所述承载面板A(4)的上表面设置有两组导向辊组(14)，且所述两组导向辊组(14)相互交叉排列，所述导向辊组(14)通过齿轮组(15)有驱动转轴(11)，且所述驱动转轴(11)连接有驱动马达(17)，所述驱动马达(17)通过支架固定连接在液压活塞杆(12)上，且所述驱动马达(17)位于在固定座(5)内部，所述驱动转轴(17)上套装有活动套(18)，且所述活动套(18)固定安装在承载面板A(4)上。
4.根据权利要求1所述的一种自动引导小车的可变式装夹装置，其特征在于：所述承载面板B(6)的下表面设置有若干层的同心环座(19)，且所述同心环座(19)的中间设置有主动座(20)，所述同心环座(19)和主动座(20)上等间距排列若干个由微型电机控制的麦克纳姆轮(21)，所述主动座(20)底部设置有转角电机，相对承载面板A(4)的车架(1)上设置有活动转盘(29)，且所述活动转盘(29)通过转轴(22)活动安装在车架(1)上，所述转轴(22)的轴身上套装有刚性弹簧(23)。
5.根据权利要求1所述的一种自动引导小车的可变式装夹装置，其特征在于：两个所述承载面板B(6)的外侧边角处竖直设置有伸缩杆(24)，所述伸缩杆(24)的顶部设置有边角框(25)，所述伸缩杆(24)中间通过铰套(26)安装在车架(1)上，所述伸缩杆(24)底部铰接有水平角杆(27)，所述水平角杆(27)和伸缩杆(24)的铰接轴上套装有扭力扣(28)，所述扭力扣(28)连接有刚绳(16)，所述刚绳(16)绕过铰套(26)反向连接在边角框(25)上。
6.根据权利要求5所述的一种自动引导小车的可变式装夹装置，其特征在于：所述边角框(25)通过阻尼球铰与伸缩杆(24)的顶部连接在一起，所述边角框(25)包括两片呈镜像关系的直角座(2501)，且两片所述直角座(2501)的一边铰接在一起，所述直角座(2501)的内侧底部设置有活动垫页(2502)，且所述活动垫页(2502)通过单向铰轴连接在直角座(2501)上，所述承载面板B(6)的边缘设置有和边角框(25)相配套的直角槽(13)。
7.根据权利要求3所述的一种自动引导小车的可变式装夹装置，其特征在于：所述齿轮组(15)包括安装在导向辊组(14)的每个导向辊一端的固定齿轮(1501)，相邻两个导向辊的固定齿轮(1501)之间啮合有传动齿轮(1502)，相邻的传动齿轮(1502)相互啮合，且末端的所述传动齿轮啮合有主动齿轮(1503)，且所述主动齿轮(1503)和驱动转轴(11)固定连接在一起。
8.根据权利要求3所述的一种自动引导小车的可变式装夹装置，其特征在于：两组所述导向辊组(14)的交叉角度145～175°，且所述导向辊组(14)高出承载面板A的表面1～2cm。
9.一种自动引导小车的可变式装夹装置的物品定位装夹方法，其特征在于：
S100、自动引导小车的监控服务器接收设置仓储系统测距装置定位信号；
S200、监控服务器打开设置在其表面的四个红外激光发射器，红外激光发射器的每束激光形成具有平面约束方程的检测面，同时通过脉冲发射器进行测距脉冲的发射，并由两个光电接收器接收脉冲信号，形成两个平面约束方程的光电信号；
S300、自动引导小车中设置的集成芯片模块通过对检测面和光电信号进行数学模型的解算，活得货物在进入角夹装置之前的位置关系变化；
S400、进而集成芯片模块将数学模型的解算结果转化为水平角杆和伸缩杆的伸缩距离，同时水平角杆的伸缩距离将包含刚绳长度变化对边角框的扭矩变量。
10.根据权利要求9所述的一种自动引导小车的可变式装夹装置的物品定位装夹方法，其特征在于：四个红外激光发射器分别设置在角夹装置设置在角夹装置和直角槽之间的承载面板B上，在形成检测面时，红外激光发射器产生的扇形激光平面刚好扫描到接收器的重心，且所述接收器设置在边角框上。
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