CN111169560B - 双轮自动导引车辆 - Google Patents

Abstract

一种自动导引车辆(AGV)，可以包括：电动机、轮子、电动机控制器和连接到细长框架的电池。两个轮子可以安装在细长框架的相对侧。轮子可以耦接到电动机，电动机可以由电动机控制器控制。电动机和电动机控制器可以连接到框架上。重心可以低于轮子的旋转轴线，这样AGV就可以被动地旋转到竖直的位置。连接器法兰可以安装在有效载荷固持柱的顶部上，有效载荷固持柱安装在AGV框架的中心部分。物体可以安装在连接器法兰上或由其牵引。

Description

双轮自动导引车辆

技术领域

本发明的领域是机器人化制造中工艺流程、产品设计和装配优化的物理操作。

背景技术

在机器人化制造中，系统的配置必须考虑与工艺流程、产品设计和装配优化相关的物理操作。机器人化制造可以包括自动导引车辆(AGV)，它是一种便携式机器人，可以跟踪地面上的标记或电线，或者使用视觉、磁体或激光导航。AGV常常用于工业应用中，用于在制造设施或仓库周围移动材料。AGV系统可以包括多个电池驱动的AGV车辆，它们沿着预先定义的引导路径导航。AGV车辆可以在设施内使用多种导引技术进行导航，包括地面安装的磁带或磁条、激光、光学传感器和基于磁体/陀螺仪的惯性引导。这些导引技术使得易于改变AGV车辆的路线，并响应于灵活的和可扩展的材料处理方案的设施变化而扩展AGV系统。机器人化制造需要高度自动化和灵活的制造系统，对车间内的自动化物流和配送方法提出了许多要求：低成本、高可靠性、灵活性的AGV系统。所需要的是可以独立地工作并彼此相互协作的改进的AGV。

发明内容

AGV包括耦接至左电动机的左轮和耦接至右电动机的右轮。左轮的旋转轴线可以与右轮的旋转轴线对齐。电动机可以是无刷直流电动机，其可以通过行星齿轮连接到轮子上。电动机控制单元可以进行无线射频通信。AGV可以包括耦接到电动机控制器的射频收发器。电动机控制单元可以控制左、右电动机。左电动机、右电动机安装在框架上。可充电电池耦接到框架，用于为电动机控制器、左电动机和右电动机供电。连接器可以安装在AGV框架上的中心表面上。有效载荷固持柱可以安装在框架的中心部分，并且连接器接头可以安装在有效载荷固持柱的顶部。框架和电池可以在轮子的旋转轴线的下方，因此这些部件的重量导致AGV保持直立。更具体地说，AGV的重心可以在旋转轴线的下方，因此AGV通常会旋转到直立位置。任选地，在一些实施例中，只有AGV的左轮和右轮接触地面。

在平衡AGV之外或作为平衡AGV的替代机制，倾斜传感器和/或陀螺仪传感器可用于检测AGV的角度和旋转运动。倾斜和陀螺仪传感器可以与处理器通信，该处理器可以控制电动机，电动机转动轮子，轮子根据需要被向前或向后驱动以使AGV的俯仰回到直立位置。在一些实施例中，AGV可以使用刷直流电动机，其耦接到每个轮子并由锂离子或其他可充电电池供电。

AGV可以检测AGV的竖直或直立角度。如果AGV的竖直角度不在预定的角度范围内，电动机控制器可以调整轮子的运动来校正AGV的竖直角度，以防止AGV主体翻转。例如，在一个实施例中，控制器可以要求AGV在90度竖直的10度范围内。加速度计可在竖直和水平方向上配置，竖直和水平加速度计的输出可用于确定AGV的竖直角度。如果在AGV移动时AGV向后倾斜太远，则电动机控制器可使电动机和车轮减速，从而减速力使AGV绕轮子轴线旋转到更竖直的位置，以回到预定的竖直角度范围内。

在一个实施例中，AGV可以耦接到另一个装置，例如拖车或额外的AGV。在这些实施例中，AGV可以具有挂接机构，其可释放地耦接到具有连接器的牵引杆或牵引机构。连接器可以具有向下延伸的圆柱轴，并接挂接机构可以是在AGV的顶面上竖直定向的圆柱孔。圆柱孔的内径可以略大于连接器的外径。

在一个实施例中，集成到AGV中的挂接机构可以与环绕圆柱轴上端的圆形垫片相同或相似。圆形垫片的下表面可以具有凸圆形表面，并且在圆形垫片的凸表面和轴之间存在凹陷的环形部分。连接器接头可以位于具有内圆柱面的头管(head tube)内。头管可以包围上部旋转构件和下部旋转构件。上部旋转构件和下部旋转构件内设有固持杯，并且固持杯可在头管内转动。在不同的实施例中，上部旋转构件和下部旋转构件可以是衬套、轴承(滚柱或滚珠)或可以允许固持杯在头管内以较低的摩擦方式旋转的任何结构。在一个实施例中，上部旋转构件可以是径向轴承，下部旋转构件可以是可提供径向支撑和轴向支撑的止推轴承，轴向支撑可以抵抗连接器的向下的力。

弹性体固持件被放置在固持杯的内中心圆柱部分内，并且半圆柱壳被放置在弹性体固持件的中心孔内。弹性体固持件的外表面和下表面可以被固持杯包围。弹性体固持件可以包围所述连接器接头的中心孔，并且弹性体固持件的上表面可以具有凸截面，使得所述上表面可以是圆环的上半部分的形状。当连接器放置在连接器接头中时，圆形垫片的下凸面压缩抵靠弹性体固持件的上表面。圆形垫片的下顶点直径可以与弹性体固持件的上顶点直径基本相同。圆形垫片对弹性体固持件的这种压缩会导致弹性体固持件向内延伸，从而使壳体向内靠着轴的外圆柱表面移动。壳体对轴的压缩有助于将连接器中的轴固定到连接器接头。

连接器可连接至拖车或移动装置(例如AGV)，其跟随可为AGV的牵引装置。轴可以竖直定向，当放置在连接器接头中时，轴的定向可以使连接器接头保持竖直定向。连接器接头可安装在AGV上。如果AGV是两轮设计，即使在连接器轴上施加了很大的牵引力，轴的竖直方向也可以使AGV保持在竖直位置。在一些实施例中，多个AGV可以与用通过细长构件彼此连接的多个连接器耦接，以便AGV可以组合使用。

附图说明

图1示出AGV实施例的前视图。

图2示出AGV实施例的俯视图。

图3示出AGV实施例的透视图。

图4示出了带有覆盖物的AGV的实施例的透视图。

图5示出了具有吸盘固持机构的AGV的实施例的透视图。

图6示出了具有夹紧机构的AGV的实施例的透视图。

图7示出了挂接机构的实施例的横截面图。

图8示出了挂接机构的实施例的分解图。

图9和10示出了环形弹性体固持件、壳体和圆形垫片的横截面图。

图11-13示出了使用本发明挂接装置的AGV的实施例。

具体实施方式

图1示出了自动导引车辆(AGV)10的实施例的前视图，图2示出了俯视图，图3示出了透视图，AGV 10可以有两个轮子63，每个轮子63都由电动机53驱动。在一个实施例中，电动机53可以是无刷直流(BLDC)电动机。电动机53由可充电电池57供电并由电动机控制器55控制。电动机控制器55可以包括主控制器电路和电源切换机构。例如，电动机控制器55可以包括通用中央处理单元(CPU)，例如Arduino控制器和安装在通用输入/输出(GPIO)上的驱动器。CPU还可以作为附加装置的控制单元，例如安装在AGV 10上的机器人设备、主动夹持器、固持器、摄像头、传感器等。

CPU可以作为AGV定位和导航算法的计算资源。AGV 10还可以包括具有无线网络的通信手段。AGV可以包括耦合到电动机控制器的射频收发器。例如，通信机构可以是诸如Wi-Fi机制的射频(RF)设备或任何其它RF通信收发器系统。在一个实施例中，系统控制器可以将导航控制发送到多个AGV，并且AGV 10中的每一个可以将位置信息发送回系统控制器以反馈多个AGV的位置。

AGV 10还可包括电池57和电池监测系统。因为电池57可以具有高的重量，所以它们可以安装在框架67下方并低于轮子63的旋转中心或旋转轴线。电池57的重量有助于被动地将AGV 10保持在直立位置。电池57可以充电，AGV 10可以工作。根据使用情况，当电池57完全放电或耗尽时，可以更换电池57。或者，可以通过将AGV10移动到充电站来对电池57充电，以便对电池57进行充电。

在图示的实施例中，电动机53和电动机控制器55可以安装在矩形框架67的上平面上，矩形框架67可以低于轮子63的旋转轴线。在一个实施例中，保护材料可以安置在框架67的周界周围。保护材料可防止碰撞时损坏AGV 10。

有效载荷固持柱69可以安装在矩形框架67的上表面的中心。旋转分解器71的下部可以连接到有效载荷固持柱69的上端或上部，并且连接法兰73可以连接到旋转分解器71的上部，其可以旋转耦接。因此，连接凸缘73可以相对于有效载荷固持柱69和框架67自由地围绕竖直的Z轴线自由旋转。连接法兰73可以连接到其他物体上，并用作AGV 10的牵引连接。

电动机53可以耦接到冷却板65，冷却板65可以是散热片，其可以将电动机53和其他AGV 10部件保持在最佳工作温度范围内。冷却板65可以包括多个散热片，其提供用于从固体金属表面到环境空气的对流传热的更大的暴露区域。冷却板65用作被动热交换器。在其他实施例中，AGV 10部件的冷却可以通过主动冷却系统来改进，主动冷却系统可以包括在冷却板65的散热片上循环冷却空气的风扇。

电动机53可以直接连接到轮子上，也可以连接到连接至轮子63的行星齿轮总成上。在一个实施例中，行星齿轮总成可以由太阳齿轮和行星齿轮组成，它们被安装成使得行星齿轮的中心围绕太阳齿轮的中心旋转。行星齿轮和太阳齿轮啮合，使它们的节圆能滚动而不打滑。行星轮系可以组装成使得行星齿轮在固定的外齿圈或齿圈(有时称为环形齿轮)的节圆内滚动。在这种情况下，行星节圆上的一个点所描绘的曲线是一个内摆线。行星齿轮可以降低传送到轮子63的电动机53的转速。在一个实施例中，AGV 10可以具有制动系统，制动系统可具有各种不同的实施例。例如，在一个实施例中，AGV 10可以具有集成的视觉机制或物体检测机制。当检测到迫近的碰撞时，AGV 10可以启动制动机构以立即停止AGV 10的移动。

当建议的双轮AGV机器人平台作为一个单元使用时，必须保证竖直位置。使用两种类型的稳定：被动和主动。当机器人的质心低于轮子的轴线时，被动稳定是由装置组成来保证的，轮子允许携带负载以相对较小的加速度(数值取决于特定的实施方式)移动，这不会导致重心(数据值取决于实施方式，应该不大于轴线下的重量)的显著偏移，不会使机器人翻倒。为了保证被动稳定，机器人的转动惯量必须大于驱动轮上的转动惯量，从而使机器人成为一个摆，其静止状态由质心的位置决定。

当有效载荷将系统的重心移到驱动轮的轴线上方时，主动稳定是必要的，从而产生倒立摆。该系统通过驱动轮电动机的脉冲控制来实现平衡，并通过惯性测量单元(IMU)来确定机器人在空间的位置数据。在一些实施例中，陀螺仪模块可用于此目的。在更便宜的实施例中，通过平衡驱动轮的加速度来控制扭矩。

在一个实施例中，AGV 10可以具有可作为电动机控制器55的一部分的稳定系统。稳定系统可以包括加速度计，用于检测AGV 10的方向。例如，加速度计可以安装在X和Z方向，以检测AGV 10的竖直或直立角度。如果AGV 10的竖直角度不在预定的角度范围内，则电动机控制器55可以调整轮子63的运动以校正AGV 10的竖直直立角度并防止AGV车身翻转。例如，控制器可以要求AGV在90度直立的10度或更小度数以内。如果AGV 10在AGV移动时绕Y轴线向后或向前旋转太远，则电动机控制器55可以调节电动机53和轮子63的旋转速度，使得AGV 10返回到直立位置，此时框架67处于预定角度范围内的水平位置。

建议的AGV机器人可能是陀螺仪稳定的(gyrostabilized)。在参考图1的实施例中，AGV 10可以是陀螺仪稳定的并且具有陀螺仪，该陀螺仪可以是耦接到陀螺仪电动机79的旋转盘77。陀螺仪可以由任何质量组成，通常是旋转盘77或耦接到电动机79的轮子。陀螺仪可以围绕框架67的下部安装。旋转盘77可以保持其朝向，并且能够自动抵消框架67和AGV10关于竖直Z轴线的不必要的旋转运动。在其他实施例中，陀螺仪可以安装在框架67内或框架67下。

在平衡AGV 10之外或作为其替代机构，倾斜传感器81和/或陀螺仪传感器83还可以被用来检测AGV 10的角度和旋转运动。倾斜传感器81和陀螺仪传感器83可以与处理器控制器55通信，处理器控制器55可以控制电动机53，电动机53转动轮子63，轮子63根据需要被向前或向后驱动以使AGV 10的俯仰回到竖直位置。在一些实施例中，AGV 10可以使用耦接到由锂离子或其他可充电电池供电的每个轮子的无刷直流电动机。AGV 10可以检测AGV 10的竖直或直立角度。如果AGV 10的竖直角度不在预定的角度范围内，则电动机控制器可以调整轮子的运动以校正AGV 10的竖直角度，并防止AGV主体或框架67翻转。例如，在一个实施例中，控制器55可以要求AGV 10在90度竖直的10度范围内。加速计传感器81可配置在竖直和水平方向，并且竖直和水平的加速计传感器81的输出可用于确定AGV 10的竖直角度。如果在AGV10移动时AGV 10向后倾斜太远，则电动机控制器55可以使电动机53和轮子63减速，从而减速力使得AGV 10绕轮子63的轴线旋转到更竖直的位置，以回到预定的竖直角度范围内。

参照图4，在一个实施例中，保护移动部件免受环境条件(例如灰尘、尘土、水、雪等)的影响是十分重要的。将AGV部件遮蔽于在AGV附近的人和物体也是重要的。在一些实施例中，AGV可以具有刚性覆盖物75。在所示的实施例中，覆盖物75可以是光滑的圆柱形结构，其可以完全覆盖AGV 10的上表面和轮子63的侧面。连接法兰73从覆盖物75的上中心表面的孔中伸出。连接凸缘73可以绕竖直轴线旋转。刚性覆盖物75的下部可以打开，并且轮子63的下部延伸到刚性覆盖层75的下边缘以下，以使其不干扰轮子63的滚动运动。当与AGV 10发生碰撞或接触时，刚性覆盖物75可以保护AGV 10的内部部件，从而保护AGV不受损坏。此外，覆盖物75的更光滑的外表面可以防止任何尖锐的物体接触AGV 10路径中的人或障碍物。

存在一些限制，这些限制仅使单轴平台的使用范围变窄。a)被运载物体的质量和形状不应移动。AGV的质心可以位于空载AGV的框架67的几何中心。数值取决于AGV的实施方式。质心应该在轮子的旋转轴线的下方。b)运载物体的AGV的质心位置应高于空载AGV的质心。这将确保摆的自校正和进一步的平衡。c)在一个实施例中，承载物体的最大质量受AGV的实施方式的限制。AGV的稳定性可以通过主动稳定系统和应用的电动机控制算法来补偿。被承载物体的质心不一定低于轮子的旋转轴线(轴线Z和X)，在这种情况下，AGV通过在向前和向后移动或旋转时、或停留在现场时以不同的加速度移动轮子，从而来平衡货物。这将保证质量高于空载AGV质心的条件。在这个实施例中，被运载物体的最大质量被限制在500公斤。表1包括AGV实施例的物理特征和数值的列表。

AGV机器人的实施方式可以是一种由多种材料、尺寸以及内部部件的组成和布局做成的双轮AGV。此外，安装的设备，如机器人夹持器、搬运器、摄像头、传感器、托盘也被认为是特定实施方式的一部分。AGV机器人在实际应用中有着多种多样的应用案例。它可以执行的功能有运送部件和零件、机器人工具、检查和控制工厂、成为移动监控系统(如果配备摄像头)、充当WiFi中继器或充当移动电池充电点。AGV可用于危险场所、化学或放射性中毒场所。如果以小尺寸实现，它可以检查/修复人类无法到达的目的地，如通风或排水系统。AGV可以作为通道中的电缆牵引器而用于布线。

参考图5，示出了AGV 10的一个实施例，其包括耦接到连接法兰73的吸盘固持器86。吸盘固持器86可以包括可以耦接到真空器的多个弹性圆柱端85。空气通过多个弹性圆柱端85向内吸入。当物体靠着弹性圆柱端85放置时，真空器可以施加真空力，该真空力可以将物体固定到弹性圆柱端85上。因此，吸盘固持器86可以与连接法兰73一起旋转。

在其他实施例中，任何其他类型的机构都可以耦合到连接法兰上。参考图5，示出了AGV 10的一个实施例，其包括耦接到连接法兰73的吸盘固持器86。当物体的平坦表面被放置在吸盘固持器86上时，可以应用真空器将该物体保持在吸盘固持器86上。当AGV 10和物体被移动到目的地位置时，可以从吸盘座86移除或停止真空器。然后，机器人臂可以从吸盘固持器86和AGV 10上拆下零件。

参考图6，示出了AGV 10的一个实施例，该AGV 10包括可以耦接到连接法兰73的三指夹持器85。夹持器85可以具有致动机构，该致动机构可以将夹持器85闭合在物体87上，并且夹持器85可以打开以释放物体87。AGV 10可以被配置为移动到特定位置，打开夹持器85，接收物体87并夹持器闭合在物体87上。一旦物体87牢固地连接到夹持器85和AGV 10上，然后AGV 10可以与物体87一起移动到预定位置，物体87可以由夹持器85释放，物体87可以由另一机器接收。

在一个实施例中，AGV可以包括自动挂接装置，其允许AGV能够自动连接到拖车或允许多个AGV的安装和分离。AGV的耦接器用于控制AGV机器人与工具、索具和其他AGV机器人或牵引小车的连接、保持和断开。虽然附图说明了创造性的与AGV一起使用的挂接机构，但在其他实施例中，本发明的挂接机构可与任何其他类型的动力机器人运输机构或任何其他类型的牵引系统一起使用。此外，本发明的挂接系统结构可以用作将机器人工具、夹具、搬运平台、托盘或其他设备连接到AGV用途的连接器。本发明还适用于各种用例。

图7示出了连接配置中的挂接装置实施例的横截面图，图8示出了挂接装置实施例的分解图。AGV可以耦接到连接器，并且安装在有效载荷固持柱69上的连接器可以相对于AGV自由旋转。挂接装置可以包括连接器和连接器接头。在所示的实施例中，连接器包括连接轴117，其可以是具有圆柱形外表面的圆柱形结构。连接轴117可以从法兰121向下延伸，法兰121可以是平面结构。圆形垫片115可以放置在法兰121下的连接轴117周围。垫片115可以具有向下延伸的凸面。

在所示示例中，连接器接头包括头管103，其耦接到AGV的有效载荷固持柱。在所示的实施例中，头管103可以粘合到AGV的固持柱上。头管103的内表面可以包括上圆柱面和同心的下圆柱面，并且在上圆柱面和下圆柱面之间存在水平平面台阶。轴承安装在头管103中。在一个实施例中，上部径向轴承107安装在头管103的上圆柱面内，并且下部止推轴承105安装在头管103的下部圆柱面内。上径向轴承107的外径可以与头管103的上圆柱面内径基本相同，并且下部止推轴承105的外径可以与头管103的下圆柱面内径基本相同。

固持杯113安装在上部径向轴承107和下部止推轴承105内。固持杯113可以具有上圆柱面和下圆柱面。固持杯113的上圆柱面的外径可以与上部径向轴承107的内径基本相同，并且固持杯113的下圆柱面的外径可以与下部止推轴承105的内径基本相同。锁环109可以被压缩并放置在上部径向轴承107上方的头管103的内径内。然后，可以将锁环109放置在头管103的内径中形成的凹槽中，以将上部径向轴承107、固持杯113和下部止推轴承105固定在头管103中。在一个实施例中，防尘盖131可以设置在上部径向轴承107的上方，以防止来自环境颗粒的污染物。防尘盖131可以放置在上部径向轴承107上方的头管内径内，抵靠固持杯113的上部。在一个实施例中，固持杯113具有从固持杯113的上部外圆柱面径向向外延伸的突出物。上部径向轴承的内径的下表面可以与突出部分相邻，以在锁环109被安装在头管103中之后防止固持杯113被向上拉出头管103。

尽管已经用上部径向轴承107和下部止推轴承105作为滚珠轴承来说明和描述了挂接装置，但是在其他实施例中，可以使用其他旋转机构，例如衬套、滚针轴承、滚柱轴承、滚柱止推轴承，或允许固持杯113在头管103内自由旋转且在轴向和径向载荷下具有低摩擦的任何其他机构。

环形弹性体固持件111保持在固持杯113内，固持杯113可紧密地与弹性体固持件111的外表面和下表面配合。固持杯113和头管103可以由非弹性材料(例如金属)、强塑料、强复合材料(例如碳纤维)或其他合适的非弹性材料制成。环形弹性体固持件111可以具有高于连接器接头的所有其他组件的上表面。弹性体固持件111可以具有圆柱形外表面和圆柱形内表面。弹性体固持件111的外径可以与固持杯113的上部内径基本相同或略小。第一壳体119和第二壳体119可以靠着环形弹性体固持件111的圆柱形内表面放置。第一壳体119和第二壳体119的凹面内表面可以各自为半圆柱面。在一个实施例中，第一壳体119和第二壳体119可以各自具有从凸出的半圆柱形外表面向外延伸的平面法兰。平面法兰可以放置在固持杯113的平面和环形弹性体固持件111的下边缘之间。平面法兰可以防止第一壳体119和第二壳体119从连接器接头中脱落。第一壳体119和第二壳体119的凹面内表面可以提供滑动面，当挂接装置被连接和断开时，连接轴117可以抵靠滑动面滑动。

尽管本发明的挂接系统包括两个半圆柱壳119，但在其他实施例中，两个壳119可以替换为具有穿过圆柱长度的单个槽的单件圆柱壳。如上所述，当上表面被圆形垫片115压缩时，弹性体固持件111的圆柱表面的内径可以收缩。在本实施例中，单件圆柱壳可以收缩，使得内径减小，从而使其被压在连接轴117上。

参考图9和10，图示了弹性体固持件111、圆形垫片115、第一壳体119和第二壳体119的实施例的更详细的横截面。弹性体固持件111的上表面和圆形垫片115的下表面都可以是凸面。当弹性体固持件111的上表面被圆形垫片115的下凸面向下压缩时，弹性体固持件111可向内膨胀以抵靠第一壳体119和第二壳体119。图9示出了处于未压缩状态的弹性体固持件111，其中圆形垫片115与弹性体固持件111接触，但不会使上表面变形。弹性体固持件111未被压缩，并且不会对第一壳体119和第二壳体119施用向内的力。因此，第一壳体119和第二壳体119之间存在间隙。

参照图10，向下的力施加到圆形垫片115，圆形垫片115压在弹性体固持件111的上表面上。弹性体固持件111的弹性材料被压缩，弹性体保固持件11的内径向内收缩，导致第一壳体119和第二壳体119朝向彼此移动。当连接轴(未示出)完全插入第一壳体119和第二壳体119之间的弹性体固持件111中时，圆形垫片115被压在弹性体固持件111的上表面上。因此，第一壳体119和第二壳体119将被压缩到连接轴上。在图中，由于压缩的弹性体固持件111的向内的力，第一壳体119和第二壳体119彼此移动得非常近，因为连接轴不在第一壳体119和第二壳体119之间。

当向压缩弹性体固持件111顶部的圆形垫片115施加向下的力时，壳体119被向内压缩以紧靠图3所示的连接轴。这种压缩倾向于将壳体119、弹性体固持件111、固持杯113、上部径向轴承107的内座圈和下止推轴承105的内座圈固定到连接轴117上。上部径向轴承107和下部止推轴承105允许连接轴117、壳体119、弹性体固持件111和固持杯113全部围绕与连接器接头中心对齐的竖直轴线旋转。上部径向轴承107和下部止推轴承105将AGV产生的水平力传递给耦接到连接轴117的结构。通常，会存在施加在连接轴117和下部止推轴承105上的向下力，其可以将竖直力从连接轴117传递到AGV。

在不同的实施例中，弹性体固持件111可以由各种弹性材料制成。在一个实施例中，弹性体固持件111可以由诸如聚氨酯的强弹性材料制成。然而，在其它实施例中，其它适宜材料可包括橡胶材料，例如：天然橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、丁基橡胶、苯乙烯、丁腈橡胶、乙烯、丙烯、聚丙烯、硅、氟弹性体、乙烯基乙烯等。弹性体固持件111的材料的硬度可提供工业强度和硬度，以防止暴露于与连接轴117的硬接触时损坏。

在所示实施例中，弹性体固持件111的外表面和下表面与固持杯113的内上表面直接接触，并且弹性体固持件111的内圆柱面与壳体119的外圆柱面直接接触。弹性体固持件111的上凸面可以是暴露的并且是连接器接头的最高部分。弹性体固持件111的上凸面的顶点可以定义具有直径的圆，该直径可以位于弹性体固持件111的内外圆柱直径之间的中间点。圆形垫片115可具有向下延伸的凸面。圆形垫片115的下表面可以具有与弹性体固持件111的顶点基本相同的直径。当圆形垫片115被压入弹性体固持件111的上表面时，弹性材料可以符合圆形垫片115的凸面。由于弹性体固持件111的上、下和外表面紧靠固体表面，弹性体固持件111只能向内移动，如图10所示。

在不同的实施例中，AGV 101可用于拖曳各种物体。参照图11，AGV 101可用于拖曳连接至牵引杆203的线轴201。线轴201连接到牵引杆203的一端，另一端连接到竖直的连接轴117。连接接头位于AGV 101的上中心部分。当连接轴放置在连接接头中时，挂接装置被耦接，并且AGV 101可以将线轴201拉到任何位置。连接轴117的竖直方向允许AGV 101相对于牵引杆203旋转，以便可以将线轴201拖到任何所需位置。可使用机构将牵引杆203和连接轴117向上拉出接头。然后，AGV 101可用于移动其他物体。

参照图12，在一个实施例中，AGV 101可以是能够牵引诸如公共汽车之类的大型车辆221的大型装置。在所示的实施例中，车辆221的前部可以耦接到连接轴117，连接轴117可以插入AGV 101上的连接器接头中。当AGV 101牵引车辆221时，可以将车辆221的前轮抬离地面，并且后轮可以在路面上滚动。参照图13，AGV 101可用于拉动较小的结构，例如独轮推车231。在本实施例中，竖直的连接轴117可以耦接到独轮推车231的把手部分。在其他实施例中，本发明的挂接装置可与任何可移动结构一起使用。

本发明是通用平台、构造器、标准容易耦接的机械、电子和软件部件，用于构建可扩展的物流解决方案和任何复杂的移动运输机器人。本发明是一种全方向可移动的自动导引车辆。提出的AGV平台的路径不一定要预先定义，它可以实时动态变化。本发明水平和竖直地伸缩。本发明不需要设计/购买运输负载的专用机构(AGV)。利用本文提出的方法可以实现多个已知形状和功能的AGV。本发明可以优化装配厂的物流。

AGV可以单独使用，也可以与其他AGV结合使用，可以用于各种领域，以支持整个设施或设施外部的加工和处理。在装配实施例中，AGV可用于在生产过程中移动产品。在配套实施例中，AGV可以收集交付给机器或工人装配的零件。在一个实施例中，AGV可用于零件运输。机器人可以把零件放在随AGV移动的托盘上。AGV还可以用来移动松动的部件。AGV可以通过为生产过程运送零件托盘来进行分段运输。AGV可以用于仓库应用，在那里它们可以用于移动产品。例如，成品可以用保护性拉伸包装带包装，并且AGV可以将包装好的货物从拉伸包装带处转移到码头或仓库。AGV可用于拣选订单，AGV将订购的产品移动到拖车装载区进行分配，并运输供拣选者放置所选物品的平台。AGV可用于装配，其中零件交付到装配准时(JIT)交付。AGV可用于将装有零件/材料的拖车拖至可用于装配的消耗点。AGV还可用于在交通繁忙的过道上转移到穿梭车或转移货物。在一个实施例中，AGV可以通过为AGV配备摄像头和传感器来用于监视，摄像头和传感器可以通过射频发射器与计算设备通信。AGV平台可有效应用于汽车、饮料、化工、商业印刷、食品、医院、制造、报纸、纸业、医药、塑料、仓储、配送等行业。AGV也可用于危险的人类空间的操作。

在各种实施例中，本公开包括基本上如本文所描述和描述的部件、方法、过程、系统和/或设备，包括各种实施例、子组合及其子集。本领域技术人员在理解本公开之后，将理解如何制作和使用本公开。在各种实施例中，本公开包括在缺乏没有在本文中描绘或描述事项的情况下或其各种实施例中提供设备和过程，包括在不存在可能在先前的设备或过程中使用的项目的情况下，以例如用于提高实施方式的性能、实现易用性和/或降低成本。相反，如权利要求所反映的，创造性方面存在于任何前述公开实施例的非所有的特征中。

Claims (11)

1.一种自动导引车辆(AGV)(10)，其特征在于，包括：

框架(67)；

与安装在所述框架上的左电动机(53)耦接的左轮(63)；

与安装在所述框架上的右电动机(53)耦接的右轮(63)；

控制所述左电动机和所述右电动机的电动机控制器(55)；

耦接到所述电动机控制器的射频收发器；

耦接到所述框架的可充电电池(57)，用于为所述电动机控制器、左电动机和右电动机供电；

所述AGV还包括：

有效载荷固持柱(69)，所述有效载荷固持柱安装在所述AGV的框架的上表面的中心；和

连接器接头，所述连接器接头耦接到所述有效载荷固持柱，所述连接器接头包括：

头管(103)；

位于所述头管的下部内的下部旋转构件(105)；

位于所述头管的上部内的上部旋转构件(107)；

固持杯(113)，所述固持杯具有位于所述上部旋转构件内的上圆柱形部分和位于所述下部旋转构件内的下圆柱形部分，用于在所述头管内旋转；

环形弹性体固持件(111)，位于所述固持杯的上圆柱形部分内；和

第一壳体(119)，所述第一壳体抵靠在所述环形弹性体固持件的圆柱形内表面；

其中，所述上部旋转构件的外径与所述头管上部的上圆柱面的内径基本相同，并且所述下部旋转构件的外径与所述头管下部的下圆柱面的内径基本相同；

其中，所述固持杯的上圆柱形部分的外径与所述上部旋转构件的内径基本相同，并且所述固持杯的下圆柱形部分的外径与下部旋转构件的内径基本相同；

其中，所述下部旋转构件的内径小于所述上部旋转构件的内径。

2.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，所述左轮和所述右轮具有旋转轴线，并且所述AGV的重心低于所述旋转轴线。

3.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，所述可充电电池安装在所述框架的下表面。

4.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，所述AGV还包括与所述电动机控制器耦接以检测所述AGV的俯仰角的加速度计，其中所述电动机控制器调节所述左电动机和所述右电动机的旋转速度，以防止所述AGV的俯仰角超过预定的最大俯仰角。

5.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，所述AGV还包括：

覆盖物(75)，所述覆盖物具有覆盖所述AGV的左侧、右侧、前侧、后侧和顶侧的柱形表面。

6.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，所述AGV还包括：

陀螺仪，所述陀螺仪耦接至所述框架，用于稳定所述AGV的竖直朝向。

7.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，所述AGV还包括：

加速度计或者用于测量竖直方向的陀螺仪，其被耦接至所述电动机控制器。

8.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，所述AGV还包括：

耦接至所述有效载荷固持柱的旋转分解器。

9.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，所述下部旋转构件是止推轴承，其支撑来自连接器的轴向负载。

10.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，所述上部旋转构件是径向轴承。

11.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于，当连接器放置在所述连接器接头中时，所述上部旋转构件和所述下部旋转构件允许所述固持杯、所述环形弹性体固持件和所述第一壳体在所述头管内与所述连接器一起轴向旋转。

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