CN110642194A - 夹抱机构及其激光、磁钉复合导航agv和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种夹抱机构及其激光、磁钉复合导航AGV和控制方法。一种夹抱机构，包括安装板，滑动联接于安装板的至少二个夹抱臂，及设置在安装板的夹抱动力件；所述夹抱动力件与二个夹抱臂传动联接，以使二个夹抱臂相向或背向运动；所述安装板上设有载货检测开关；所述夹抱臂设有货位占位感应器。本发明在夹抱臂与安装板滑动联接，并且通过夹抱油缸驱动运动，以对货物进行夹抱。夹抱机构设置在AGV上，能牢固的对货物进行夹抱，并且AGV准确的进行定位，使得能准确的对货物进行叠放。本发明对货物夹抱牢固，定位、识别准确，叠放货物准确整齐，工作效率高。

Description

夹抱机构及其激光、磁钉复合导航AGV和控制方法
技术领域
本发明涉及AGV小车技术领域，更具体地说是一种夹抱机构及其激光、磁钉复合导航AGV和控制方法。
背景技术
目前国内很少厂商开发大负载能力且完全夹抱式AGV，在箱式货物搬运中，多是采用人工驾驶叉车夹抱搬运，效率低下，且夹抱力度无法很好的把握，常导致箱式货物被夹抱变形。而有些半自动运送，经常存在夹抱不稳、不牢靠现象，使得在搬运货物时，会存在定位、识别不够准确，货物叠放不整齐，导致重复工作，效率不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种夹抱机构及其激光、磁钉复合导航AGV和控制方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种夹抱机构，包括安装板，滑动联接于安装板的至少二个夹抱臂，及设置在安装板的夹抱动力件；所述夹抱动力件与二个夹抱臂传动联接，以使二个夹抱臂相向或背向运动；所述安装板上设有载货检测开关；所述夹抱臂设有货位占位感应器。
其进一步技术方案为：所述安装板设有用于对货物高度判定的高度开关，及用于对夹抱臂限位的接近开关。
其进一步技术方案为：所述夹抱动力件的执行件为夹抱油缸；所述夹抱油缸通过设有的换向阀控制。
其进一步技术方案为：所述夹抱臂末端设有急停开关。
其进一步技术方案为：所述夹抱臂与安装板滑动联接；所述夹抱臂一端设有滑块，且安装板设有滑槽；所述夹抱臂一端的滑块与安装板的滑槽滑动联接，并且夹抱臂均与夹抱油缸的动力输出端联接，以使夹抱油缸推动夹抱臂沿着滑槽横向运动；其中，二个所述夹抱臂相向或相背运动，以使夹抱臂夹持或松开货物。
其进一步技术方案为：还包括控制中心；所述载货检测开关、货位占位感应器、高度开关、接近开关均与控制中心电性连接。
一种带有夹抱机构的激光、磁钉复合导航AGV，包括AGV本体，上述的夹抱机构；所述AGV本体与夹抱机构设有升降机构，以使夹抱机构具有升降运动。
其进一步技术方案为：所述AGV本体为磁钉与激光混合导航。
其进一步技术方案为：所述AGV本体为单舵轮驱动；所述AGV本体前进方向端设有避障雷达，用于检测前进方向的障碍物；并且，所述AGV本体的升降机构的上端设有导航模块。
一种带有夹抱机构的激光、磁钉复合导航AGV，包括AGV本体，上述的夹抱机构；所述AGV本体与夹抱机构设有升降机构，以使夹抱机构具有升降运动。
一种激光、磁钉复合导航AGV的控制方法，
货物夹抱：AGV空车按照系统指令路径到达货物的前一身位，且到达前一身位前，AGV的夹抱臂张开至最大宽度及提升至与货物相应的高度；AGV行驶至夹抱位置时，货物触碰到检测开关后AGV停止，夹抱臂相向运动以将货物固定，并提升设定高度；
货物搬运：AGV按照系统设定的路线运动至货物放置区；
货物卸载：AGV夹抱货物运动至指定底层放置点前，AGV检测底层放置点是否有障碍；如无障碍物时，升降机构驱动夹抱机构及货物下降，并且下降至放置面时，夹抱臂张开，以将货物卸载；AGV驶离底层放置点。
其进一步技术方案为：还包括非底层放置点，用于叠放AGV搬运的货物；AGV搬运货物至非底层放置点前，AGV判断是否有障碍物；若无障碍物，AGV运动至非底层放置点；此时夹抱机构及货物在升降机构的作用下下降，夹抱臂展开，货物叠放于底层货物上，AGV驶离非底层放置点。
其进一步技术方案为：货物在夹抱机构的作用下运动至非底层放置点上方，夹抱机构带动货物横向移动，以使夹抱臂上设有的测距传感器检测出与底层货物之间的距离H1；夹抱机构夹抱货物再横向移动，以使夹抱臂上的测距传感器检测出与地面之间的距离H2，H1与H2的差值突变量大于设定值，以检测出测距传感器是否逾越过底层货物的边缘，并以此刻底层货物边缘为基准点；AGV依照基准点继续移动，以使AGV夹抱的货物与底层货物对齐。
其进一步技术方案为：AGV夹抱货物时，夹抱臂通过设有的夹抱油缸控制，且夹抱油缸通过设有的换向阀控制；夹抱臂逐渐夹紧货物，并通过设有的压力传感器的反馈；当夹抱油缸压力达到设定值后，换向阀关闭，夹抱油缸锁死，夹抱臂完成夹报动作；当夹抱油缸压力降低时，且压力下降值达到设定阀值时，换向阀继续工作加压。
其进一步技术方案为：在货物卸载时，夹抱机构及货物在升降机构的作用下下降，并且升降机构通过设有的液压油路控制；其中，升降机构的液压油路设有的压力传感器；当液压油路的压力发生突变时，并且结合设有的拉绳位移传感器的数值，若拉绳位移传感器反馈高度与参考值偏差较大，压力传感器未发生变化时，则停车报警；当液压油路的压力发生突变时，并且结合设有的拉绳位移传感器的数值，若拉绳位移传感器反馈高度与参考值偏差较小，表示货物已接触下层货箱，关闭升降阀，夹抱机构停止下降，并且AGV打开控制夹抱机构的换向阀，使夹抱臂张开，完成货物的卸载。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明在夹抱臂与安装板滑动联接，并且通过夹抱油缸驱动运动，以对货物进行夹抱。夹抱机构设置在AGV上，能牢固的对货物进行夹抱，并且AGV准确的进行定位，使得能准确的对货物进行叠放。本发明对货物夹抱牢固，定位、识别准确，叠放货物准确整齐，工作效率高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的一种夹抱机构立体结构图；
图2为本发明的一种夹抱机构立体前视图；
图3为本发明的一种夹抱机构立体后视图；
图4为本发明的一种带有夹抱机构的激光、磁钉复合导航AGV的夹抱货物状态的立体结构图；
图5为本发明的一种带有夹抱机构的激光、磁钉复合导航AGV的夹抱货物状态的侧视图；
图6为本发明的一种激光、磁钉复合导航AGV的控制方法的卸货流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
图纸1至6为本发明的图纸。
本实施提供了，请参阅图1至3，一种夹抱机构10，包括安装板11，滑动联接于安装板11的至少二个夹抱臂12，及设置在安装板11的夹抱动力件13。夹抱动力件13与二个夹抱臂12传动联接，以使二个夹抱臂12相向或背向运动。安装板11上设有载货检测开关14。夹抱臂12设有货位占位感应器15，用于检测货物放置点是否有货物或障碍物。
其中，夹抱臂12与安装板11滑动联接。具体的，夹抱臂12一端设有滑块121，安装板11设有滑槽111。夹抱臂12一端的滑块121与安装板11的滑槽111滑动联接，并且夹抱臂12均与夹抱油缸131的动力输出端联接，以使夹抱油缸131推动夹抱臂12沿着滑槽111横向运动。其中，二个夹抱臂12相向或相背运动，以使夹抱臂12夹持或松开货物。
夹抱臂12与安装板11之间设有用于对夹抱臂12定位的夹抱传感器16，以使对货物定位。
安装板11设有用于对货物高度判定的高度开关19，及用于对夹抱臂12限位的接近开关17。
夹抱动力件13的执行件为夹抱油缸131。夹抱油缸131通过设有的换向阀132控制。
优选的，夹抱臂12末端设有急停开关18。
优选的，夹抱臂12内侧设有防滑层，以便于牢固夹抱货物。
其中，还包括控制中心，上述的载货检测开关14、货位占位感应器15、高度开关19、接近开关17均与控制中心电性连接。
具体的，由于两个夹抱臂12与安装板12是滑动联接，并且各自都与相应的夹抱油缸131作用下滑动联接，所以夹抱臂12能自动滑动联接。由于两个夹抱臂12各自都有横向运动，以使在夹抱货物时，夹抱机构10可以夹紧货物做横向运动。
一种带有夹抱机构的激光、磁钉复合导航AGV，请参阅图4至6，包括AGV本体20，上述的夹抱机构10。AGV本体20与夹抱机构10设有升降机构21，以使夹抱机构10具有升降运动。
AGV本体20在行进过程中可以是磁钉与激光混合导航。在搬运货物行进的过程中利用激光导航，在需要夹抱货物或卸载货物时，利用磁钉导航。在AGV本体20靠近卸货区或装货区时，激光导航关闭，磁钉导航开启，AGV本体20离开卸货区或装货区时，磁钉导航关闭，激光导航开启，使得导航准确性提高。
AGV本体20为单舵轮驱动22，便于控制方向。AGV本体20前进方向设有避障雷达23，用于检测前进方向的障碍物。并且，在AGV本体20的升降机构21的上端设有导航模块24。
其中，升降机构21包括升降油缸211，控制升降油缸211的升降阀212及升降架213。升降架与AGV本体20固定联接，并且升降油缸211固定在升价架213上。夹抱机构10固定在升降油缸211的动力输出端。
其中，升降机构21设有拉绳位移传感器，用于检测上升或下降高度。
一种激光、磁钉复合导航AGV的控制方法，具体的如下：
货物夹抱：AGV空车按照系统指令路径到达货物的前一身位，且到达前一身位前，AGV的夹抱臂12张开至最大宽度及提升至与货物相应的高度；AGV行驶至夹抱位置时，货物触碰到载货检测开关14后AGV停止，夹抱臂12相向运动以将货物固定，并提升设定高度。
具体的，夹抱臂12张开至最大宽度并提升到货物对应高度这个过程可以在行驶过程中完成。然后AGV继续后退，当货物触碰到安装板前端的载货检测开关14后，AGV立即停止。AGV控制夹抱臂12的换向阀132工作，夹抱机构10开始夹紧货物，通过压力传感器的反馈，当夹抱油缸131压力达到设定值后换向阀132停止动作，油路关闭，并且夹抱臂12锁死，完成夹抱动作。当夹抱油缸131压力有降低，且下降值达到设定阀值时，换向阀132继续工作加压，以使夹抱油缸131的油压继续上升到设定值。在确保夹抱机构10夹持住货物后，接下来AGV的夹抱机构10将货物提升，达到一定提升行程后，举升油缸121停止动作，完成夹抱货物的动作。
货物搬运：AGV按照系统设定的路线运动至货物放置区。在此过程中，AGV根据激光导航，按照设定路线行驶至货物放置区。
在卸货的过程中可以分为两种情况，有些货物是直接放置在放置点的地面，有些是堆叠在其他货物上面。这两种情况的具体过程是不同的。
货物卸载：请参阅图6，AGV夹抱货物运动至指定底层放置点前，AGV检测底层放置点是否有障碍；如无障碍物时，升降机构21驱动夹抱机构10及货物下降，并且下降至放置面时，夹抱臂12张开，以将货物卸载；AGV驶离底层放置点。
具体的，AGV夹抱货物按系统指令到达放置点前一身位时，夹抱机构10中间下方朝后安装的避障雷达23开始工作，判断目标存放点是否有货物，若有AGV报警，若无障碍物，AGV继续后退至目标放置点，控制AGV夹抱机构10下降的升降阀212开始工作。
夹抱机构10开始下降，AGV监控举升油路或升降油缸211外接的压力传感器，当举升油路或升降油缸211压力发生突变时，并且此时，还需要结合拉绳位移传感器的数值参考，若拉绳位移传感器反馈高度与参考值偏差较大，而压力传感器未变化时，则停车报警；如举升油路或升降油缸211压力发生突变时，并且拉绳位移传感器反馈高度与参考值偏差较小，表示货物已接触地面。夹抱机构10无法下降，此时关闭控制下降的升降阀212，AGV打开控制夹抱臂12的换向阀132，使夹抱臂12张开直至极限，然后切断所有换向阀132，完成货物的卸载，AGV前进驶离放置点，并返回待命点。
其中，还包括非底层放置点，用于叠放AGV搬运的货物；AGV搬运货物至非底层放置点前，AGV判断是否有障碍物；若无障碍物，AGV运动至非底层放置点。此时，夹抱机构10货物横向移动，以使夹抱臂12上设有的测距传感器检测出与底层货物之间的距离H1；夹抱机构10夹抱货物再横向移动，以使夹抱臂上的测距传感器检测出与地面之间的距离H2；然后AGV继续移动，以使AGV夹抱的货物与底层货物对齐，此时夹抱机构10及货物在升降机构21的作用下下降，夹抱臂12展开，货物叠放于底层货物上，AGV驶离非底层放置点。
具体的，AGV夹抱货物按系统指令到达存放点前一身位时，夹抱机构10中间下方朝后安装的避障雷达23开始工作，判断目标放置点是否有货物，若有AGV报警，若无货物，AGV继续后退至目标放置点。然后夹抱机构10夹抱货物整体往右侧横移，横移到位后，换向阀切换，使夹抱机构10夹抱货物整体往右侧移动，此时夹抱机构10右侧夹臂上安装的朝下的测距传感器一直照在底层货物上，检测出一个测量值H1，然后夹抱机构10继续右横移，当测距传感器测量点由货箱变到地面时，测量值H1突变成H2，H1与H2的差值突变量大于一个设定值，则表明测距传感器刚刚逾越过底层货物的边缘，以底层货物的边缘为基准点；再横移固定距离(激光测距传感器与底层货物边缘的距离)来补偿，从而保证叠放的货物与底层货物中对中对齐。即AGV以该基准点为参考点，继续横移设定距离X，判定夹抱货物与底层货物居中对齐，然后夹抱机构10开始下降。
夹抱机构10开始下降，AGV监控举升油路或升降油缸211外接的压力传感器，当举升油路或升降油缸211压力发生突变时，并且此时，还需要结合拉绳位移传感器的数值参考，若拉绳位移传感器反馈高度与参考值偏差较大，而压力传感器未变化时，则停车报警；如举升油路或升降油缸211压力发生突变时，并且拉绳位移传感器反馈高度与参考值偏差较小，表示货物已接触地面。夹抱机构10无法下降，此时关闭控制下降的升降阀212，AGV打开控制夹抱臂12的换向阀132，使夹抱臂12张开直至极限，然后切断所有换向阀132，完成货物的卸载，AGV前进驶离放置点，并返回待命点。
与现有技术相比，本发明在夹抱臂与安装板滑动联接，并且通过夹抱油缸驱动运动，以对货物进行夹抱。夹抱机构设置在AGV上，能牢固的对货物进行夹抱，并且AGV准确的进行定位，使得能准确的对货物进行叠放。本发明对货物夹抱牢固，定位、识别准确，叠放货物准确整齐，工作效率高。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种夹抱机构，其特征在于，包括安装板，滑动联接于安装板的至少二个夹抱臂，及设置在安装板的夹抱动力件；所述夹抱动力件与二个夹抱臂传动联接，以使二个夹抱臂相向或背向运动；所述安装板上设有载货检测开关；所述夹抱臂设有货位占位感应器。
2.根据权利要求1所述的一种夹抱机构，其特征在于，所述安装板设有用于对货物高度判定的高度开关，及用于对夹抱臂限位的接近开关。
3.根据权利要求2所述的一种夹抱机构，其特征在于，所述夹抱动力件的执行件为夹抱油缸；所述夹抱油缸通过设有的换向阀控制。
4.根据权利要求3所述的一种夹抱机构，其特征在于，所述夹抱臂末端设有急停开关。
5.一种带有夹抱机构的激光、磁钉复合导航AGV，其特征在于，包括AGV本体，权利要求1至4任一项所述的夹抱机构；所述AGV本体与夹抱机构设有升降机构，以使夹抱机构具有升降运动；所述AGV本体的导航方式为磁钉与激光混合导航。
6.一种激光、磁钉复合导航AGV的控制方法，其特征在于，
货物夹抱：AGV空车按照系统指令路径到达货物的前一身位，且到达前一身位前，AGV的夹抱臂张开至最大宽度及提升至与货物相应的高度；AGV行驶至夹抱位置时，货物触碰到载货检测开关后AGV停止，夹抱臂相向运动以将货物固定，并提升设定高度；
货物搬运：AGV按照系统设定的路线运动至货物放置区；
货物卸载：AGV夹抱货物运动至指定底层放置点前，AGV检测底层放置点是否有障碍；如无障碍物时，升降机构驱动夹抱机构及货物下降，并且下降至放置面时，夹抱臂张开，以将货物卸载；AGV驶离底层放置点。
7.根据权利要求6所述的一种激光、磁钉复合导航AGV的控制方法，其特征在于，还包括非底层放置点，用于叠放AGV搬运的货物；AGV搬运货物至非底层放置点前，AGV判断是否有障碍物；若无障碍物，AGV运动至非底层放置点；此时夹抱机构及货物在升降机构的作用下下降，夹抱臂展开，货物叠放于底层货物上，AGV驶离非底层放置点。
8.根据权利要求7所述的一种激光、磁钉复合导航AGV的控制方法，其特征在于，货物在夹抱机构的作用下运动至非底层放置点上方，夹抱机构带动货物横向移动，以使夹抱臂上设有的测距传感器检测出与底层货物之间的距离H1；夹抱机构夹抱货物再横向移动，以使夹抱臂上的测距传感器检测出与地面之间的距离H2，H 1与H2的差值突变量大于设定值，以检测出测距传感器是否逾越过底层货物的边缘，并以此刻底层货物边缘为基准点；AGV依照基准点继续移动，以使AGV夹抱的货物与底层货物对齐。
9.根据权利要求7所述的一种激光、磁钉复合导航AGV的控制方法，其特征在于，AGV夹抱货物时，夹抱臂通过设有的夹抱油缸控制，且夹抱油缸通过设有的换向阀控制；夹抱臂逐渐夹紧货物，并通过设有的压力传感器的反馈；当夹抱油缸压力达到设定值后，换向阀关闭，夹抱油缸锁死，夹抱臂完成夹报动作；当夹抱油缸压力降低时，且压力下降值达到设定阀值时，换向阀继续工作加压。
10.根据权利要求9所述的一种激光、磁钉复合导航AGV的控制方法，其特征在于，在货物卸载时，夹抱机构及货物在升降机构的作用下下降，并且升降机构通过设有的液压油路控制；其中，升降机构的液压油路设有的压力传感器；当液压油路的压力发生突变时，并且结合设有的拉绳位移传感器的数值，若拉绳位移传感器反馈高度与参考值偏差较大，压力传感器未发生变化时，则停车报警；当液压油路的压力发生突变时，并且结合设有的拉绳位移传感器的数值，若拉绳位移传感器反馈高度与参考值偏差较小，表示箱式容器已接触下层货箱；此时，关闭升降机构的升降阀，夹抱机构停止下降，并且AGV打开控制夹抱机构的换向阀，使夹抱臂张开，完成箱式容器的卸载。
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