CN111409738B - 引导车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种引导车，包括行驶系统、减震机构、感应系统和控制系统。减震机构安装于行驶系统；感应系统包括多个安装于行驶系统的感应元件，用于感应行驶信息和路况信息；控制系统包括信号连接的电磁制动机构和处理器，电磁制动机构与减震机构连接，用于调整减震机构的压缩量，处理器与感应系统信号连接，用于根据行驶信息和路况信息控制电磁制动机构。本发明提供的引导车，通过感应系统感应到的行驶信息和路况信息反馈给控制系统，并且通过处理器根据行驶信息和路况信息控制电磁制动机构调整减震机构的压缩量，实现了在不同行驶信息和路况信息下对减震机构的阻尼的调节，提升了引导车的适应各种不同的地形环境的能力。

Description

引导车

技术领域

本发明涉及建筑机器技术领域，具体而言，涉及一种引导车。

背景技术

移动AGV(Automatic Guided Vehicle，自动引导运输车)作为运输性工具被应用在各大领域。现有的移动AGV大多采用简单的弹簧减震器等被动悬挂系统，减振效果一般，一经设计加工，移动AGV的减振特性就固定了，难以进行改变。然而，移动AGV的减振特性可能与实际应用场景并不适配，减振系统达不到预定的效果。尤其是建筑工地上，一些不可预料的复杂地形，如：多障碍，多坑洼等，只有弹簧减振系统的移动AGV会出现较大晃动，甚至悬空和侧翻等状况，无法满足复杂地形对现有移动AGV的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种引导车，以解决上述问题。本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的。

本发明提供一种引导车，包括行驶系统、减震机构、感应系统和控制系统。减震机构安装于行驶系统；感应系统包括多个安装于行驶系统的感应元件，用于感应行驶信息和路况信息；控制系统包括信号连接的电磁制动机构和处理器，电磁制动机构与减震机构连接，用于调整减震机构的压缩量，处理器与感应系统信号连接，用于根据行驶信息和路况信息控制电磁制动机构。

相较于现有技术，本发明提供的引导车，通过感应系统感应到的行驶信息和路况信息反馈给控制系统，并且通过处理器根据行驶信息和路况信息控制电磁制动机构调整减震机构的压缩量，实现了在不同行驶信息和路况信息下对减震机构的阻尼的调节，提升了引导车的适应各种不同的地形环境的能力。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的引导车在一种视角下的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的引导车在另一种视角下的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的引导车在一种运动状态下的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的引导车在又一种视角下的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的引导车在再一种视角下(不包括安装板)的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的第一转向板、第二转向板、第一齿轮及第二齿轮之间的组装状态示意图。

图7是本发明实施例提供的引导车在另一种运动状态下的结构示意图。

图8是本发明实施例提供的引导车在又一种运动状态下的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

引导车1、行驶系统10、驱动轮组11、驱动机构110、车轮111、第一驱动轮1112、第二驱动轮1114、第三驱动轮1116、第四驱动轮1118、摆动架113、第一支架1132、第二支架1134、第三支架1136、驱动电机115、底盘12、固定架121、安装板1212、连接板1214、支架123、减震机构20、弹簧减震器21、阻尼器211、弹簧213、感应系统30、角度传感器31、加速度传感器33、视觉检测器35、控制系统40、电磁制动机构41、处理器43、联动组件50、第一联动杆52、第二联动杆54、转向机构80、转向电机81、第一转向板83、第二转向板85、第一齿轮87、第二齿轮89、连杆组件90、转向连杆91、第一连接段912、第二连接段914

具体实施方式

为了便于理解本实施例，下面将参照相关附图对本实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实施例中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，本发明提供一种引导车1，包括行驶系统10、减震机构20、感应系统30和控制系统40。减震机构20安装于行驶系统10；感应系统30包括多个安装于行驶系统10的感应元件，用于感应行驶信息和路况信息；控制系统40包括信号连接的电磁制动机构41和处理器43，电磁制动机构41与减震机构20连接，用于调整减震机构20的压缩量，处理器43与感应系统30信号连接，用于根据行驶信息和路况信息控制电磁制动机构41。

具体地，在本实施例中，行驶系统10包括驱动轮组11和底盘12，底盘12通过减震机构20安装于驱动轮组11。底盘12可以用于装载建筑材料，以实现建筑材料的自动运输。底盘12还可以用于安装机械臂。

请参阅图2，底盘12包括固定架121和支架123。在本实施例中，固定架121包括安装板1212和连接板1214，其中安装板1212可以用于安装感应系统30以及控制系统40等，连接板1214大致为U形，安装于安装板1212靠近地面的一侧。支架123铰接于固定架121，具体地，支架123大致为L型，其中L型支架123的水平部分可以与固定架121铰接，例如通过交叉滚子轴承铰接于固定架121，L型支架123的水平部分还可以通过减震机构20安装于驱动机构110，L型支架123的竖直部分可以铰接于驱动机构110。在本实施例中，L型支架123的数量为四个，每个支架123对应一个车轮111。在其他实施方式中，L型支架123还可以是三个、五个、六个或者更多个，具体可以根据实际情况设定。

请参阅图2和图3，驱动轮组11包括多个驱动机构110。在本实施例中，驱动轮组11包括四个驱动机构110。每个驱动机构110均包括车轮111、摆动架113和驱动电机115。摆动架113铰接于支架123和车轮111之间，可以用于车轮111的安装。摆动架113大致为U形结构，包括依次连接的第一支架1132、第二支架1134和第三支架1136，其中第一支架1132和第三支架1136相互平行，第二支架1134垂直连接于第一支架1132和第三支架1136之间，并且第二支架1134朝向引导车1的行进方向。第一支架1132可以用于安装减震机构20并且与支架123的竖直部分铰接。

在本实施例中，车轮111的数量为四个，分别为第一驱动轮1112、第二驱动轮1114、第三驱动轮1116和第四驱动轮1118。其中第一驱动轮1112和第二驱动轮1114为前轮，第三驱动轮1116和第四驱动轮1118为后轮。第一驱动轮1112和第三驱动轮1116位于一侧，第二驱动轮1114和第四驱动轮1118位于另外一侧。驱动电机115的数量也为四个，每个车轮111由一个驱动电机115驱动，驱动电机115可以控制车轮111的转速以及旋转方向，四个驱动电机115之间相互独立，可以实现引导车1的四差速驱动。

在本实施例中，减震机构20包括对应于多个驱动机构110的多个弹簧减震器21，每个弹簧减震器21均连接于支架123和对应的驱动机构110的摆动架113之间。在其他实施方式中，减震机构20还可以包括多个磁流变减震器、液压减震器或者其他类型的减震器。本实施例中，每个弹簧减震器21包括阻尼器211和弹簧213，弹簧213绕设于阻尼器211的外周。阻尼器211连接于第一支架1132和与支架123的水平部分之间。

阻尼器211和弹簧213均在受力后可伸缩并在作用力撤销后恢复原状。阻尼器211会产生一种使弹簧213的弹性力衰减的反作用力，称为减震阻尼力，其中减震阻尼力越大，阻尼器211对弹簧213的阻碍作用也大；减震阻尼力越小，阻尼器211对弹簧213的阻碍作用也小。通过设置阻尼器211，可以抑制弹簧213吸震后反弹时的震荡以及来自路面的冲击，可以让引导车1行驶得更加平稳。作为一种示例，在路面比较崎岖时，引导车1在受到来自路面的冲击力时，例如，受到来自大致垂直于路面方向的冲击力时，阻尼器211缩短，弹簧213受压提供缓冲力；当冲击力撤销时，阻尼器211和弹簧213恢复原状。

在本实施例中，减震机构20的数量也为四个，四个减震机构20的安装位置相同，每个减震机构20对应一个支架123。通过将四个减震机构20分别对应四个支架123，每一减震机构20可以单独地对每一支架123进行自动减震，从而可以通过减震机构20控制引导车1的每个车轮111的抬高、降低以及倾斜等动作，使得引导车1可以根据地面情况自主调整，实现底盘12的调平，从而提升了引导车1的负载能力和地形适应能力以及越障能力。即便其中一个或者两个减震机构20失效，其余的减震机构20也可以对引导车1继续减震。

电磁制动机构41安装于支架123，电磁制动机构41与摆动架113的第一支架1132传动连接，以改变摆动架113相对与车轮111的转动角度。在支架123铰接于固定架121且摆动架113相对车轮111转动的条件下，由于减震机构20连接于支架123和摆动架113之间，因此电磁制动机构41可以通过控制摆动架113的转动角度来控制减震机构20的压缩量，也就是控制减震机构20的阻尼，以适应不同的路况。

请继参阅图1和图2，在本实施例中，感应系统30可以用于感应路况信息，例如路面的坑洼或者平整情况等。感应系统30包括角度传感器31、加速度传感器33和视觉检测器35。角度传感器31、加速度传感器33和视觉检测器35分别设置于行驶系统10的不同位置，且均与处理器43电性连接。

加速度传感器33安装于驱动轮组11，具体地，加速度传感器33设置于摆动架113的第二支架1134。加速度传感器33用于感应驱动轮组11的加速度值。具体地，加速度传感器33用于将行驶信息发送给处理器43，其中行驶信息可以指行驶的加速度、行驶速度等。作为一种示例，引导车1在遇到坑洼等障碍时加速度传感器33会有明显的变化，通过检测引导车1的行驶速度和速度变化量来辅助判断引导车1的行驶信息和所在的路面状况。在本实施例中，加速度传感器33的数量为两个，两个加速度传感器33对应于位于前方的两个车轮111。加速度传感器33与处理器43信号连接，以使处理器43可以根据行驶加速度控制电磁制动机构41调整减震机构20的压缩量。

视觉检测器35可转动地安装于底盘12，用于将路况信息传输给处理器43.作为一种示例，路况信息可以包括引导车1所在路面的平整度、坡度、距离障碍物的距离、周围障碍物的数量、路坑大小、弯道坡度以及弯道半径等。视觉检测器35还可以用于检测引导车1所处的环境信息，其中，环境信息可以是天气状况，例如光照强度、湿度、温度以及风力、风向等。视觉检测器35可以与处理器43信号连接，以使处理器43根据路况信息控制电磁制动机构41调节减震机构20的压缩量。

请参阅图1和图4，角度传感器31安装于驱动轮组11，角度传感器31也可以将行驶信息发送给处理器43，具体地，角度传感器31用于检测减震机构20的实时压缩量，其中不同的压缩量代表不同的引导车1收到的来自地面不同的阻力，也可以反映引导车1的行驶信息，例如是行驶到坑洼路面或是平坦路面。具体地，引导车1还包括联动组件50，联动组件50包括相互铰接的第一联动杆52和第二联动杆54，电磁制动机构41与第一联动杆52连接，并压抵第一联动杆52，以调节第一联动杆52与第二联动杆54之间的夹角α，第二联动杆54铰接于第一支架1132。角度传感器31与第二联动杆54连接，并用于检测第一联动杆52与第二联动杆54之间的夹角α。

作为一种示例，在电磁制动机构41不作用的条件下，当车轮111受到地面沿垂直方向的作用力时，阻尼器211缩短，弹簧213受压并提供缓冲力，摆动架113作用于第二联动杆54，使第二联动杆54沿顺时针(图1视角)转动，使第一联动杆52和第二联动杆54之间的夹角α增加。当阻尼器211缩短时，可以带动第二联动杆54沿逆时针(图1视角)转动，使第一联动杆52和第二联动杆54之间的夹角α减小，而阻尼器211的长短对应不同大小的减震阻尼力，因此夹角α的大小也对应不同大小的减震阻尼力。在电磁制动机构41作用于第一联动杆52的条件下，夹角α增加或者减小的幅度会减小，也就是说，电磁制动机构41可以通过控制第一联动杆52和第二联动杆54之间的夹角α，来控制阻尼器211和弹簧213的压缩量。由于第一联动杆52和第二联动杆54之间的夹角α的大小对应不同大小的压缩量，因此通过角度传感器31检测第一联动杆52和第二联动杆54之间的夹角α，可以确定减震机构20的压缩量的大小，角度传感器31与电磁制动机构41配合，还用于反馈减震机构20的实时压缩量。

处理器43可以分析行驶信息和路况信息，并根据分析结果控制电磁制动机构41。在本实施例中，处理器43可以安装于底盘12。在其他实施方式中，处理器43还可以安装于驱动轮组11或者其他位置，满足与感应系统30的信号连接即可。

当处理器43根据分析结果判定路面不平坦时，处理器43实时调整电磁制动机构41的输入电流，电磁制动机构41根据输入电流实时调整减震机构20的压缩量。具体地，当实时压缩量大于预设压缩量时，处理器43实时降低电磁制动机构41的输入电流，从而减少减震机构20压缩量。当实时压缩量小于预设压缩量时，处理器43实时增加电磁制动机构41的输入电流，从而增加减震机构20的压缩量。

在本实施例中，电磁制动机构41还可以对减震机构20进行锁定。当处理器43根据分析结果判定路面平坦时，处理器43控制电磁制动机构41锁定减震机构20，减震机构20不工作。通过电磁制动机构41锁定减震机构20，可以在保证引导车1平稳行驶的同时，减少减震机构20的损耗，延长减震机构20的使用寿命。

请参阅图5和图6，引导车1还包括转向机构80和连杆组件90。转向机构80提供转向力，连杆组件90在转向力的作用下带动驱动机构110转动，从而实现引导车1不同的运动模式，例如横向移动、直行或者自旋转运动。

在本实施例中，转向机构80包括转向电机81、第一转向板83、第二转向板85、第一齿轮87和第二齿轮89。转向电机81固定安装于连接板1214，转向电机81与第一转向板83和第二转向板85传动连接，并带动第一转向板83和第二转向板85沿相反的方向转动。具体地，转向电机81与第一齿轮87传动连接，以带动第一齿轮87沿第一方向转动。第一齿轮87和第二齿轮89相互啮合，第一齿轮87和第二齿轮89位于同一平面，第一转向板83与第一齿轮87传动连接，第二转向板85与第二齿轮89传动连接，本领域技术人员可以理解，相互啮合的两个齿轮的转动方向相反，因此第二齿轮89沿与第一方向相反的第二方向转动，第一转向板83和第二转向板85的转动方向也相反。

连杆组件90包括多个转向连杆91，这本实施例中，多个转向连杆91的数量为四个，其中两个转向连杆91连接于第一转向板83的两端和两个驱动机构110之间，另外两个转向连杆91连接于第二转向板85的两端和两个驱动机构110之间，每个转向连杆91均连接于支架123和第一转向板83之间或者支架123和第二转向板85之间，以带动一个车轮111转向。

转向连杆91大致为弯钩状，转向连杆91包括呈钝角连接的第一连接段912和第二连接段914，其中，第一连接段912与第一转向板83机械连接，第二连接段914与支架123机械连接，且第二连接段914相对第一连接段912弯折。通过将转向连杆91设置为弯钩状，可以增加各车轮111之间的间距，提高引导车1行走时的稳定性。在在其他实施方式中，第一连接段912和第二连接段914之间的夹角还可以是锐角或者直角。

本实施例提供的引导车1在驱动机构110和连杆组件90的配合作用下，可以具有横向移动、直行或者原地旋转运动等多个运动模式，实现了引导车1的全向移动。

请参阅图3和图6，当第一转向板83转至与第二转向板85位于同一直线上时，第一驱动轮1112和第二驱动轮1114相互平行，第二驱动轮1114和第三驱动轮1116也相互平行，即四个车轮111大致围成一个矩形形状，如图3所示，当四个车轮111同向转动时，引导车1大致沿着直线方向行驶；由于第一转向板83转至与第二转向板85位于同一直线上，因此第一驱动轮1112和第三驱动轮1116(第二驱动轮1114和第四驱动轮1118)之间的间距最小，使引导车1能够适应比较狭窄和矮小的廊道等空间。如图7所示，当第一驱动轮1112和第三驱动轮1116的转速相同和旋转方向相同，第二驱动轮1114和第四驱动轮1118的转速相同和旋转方向相同，且第一驱动轮1112和第二驱动轮1114的旋转方向相反时，引导车1原地旋转。如图8所示，当第一驱动轮1112和第三驱动轮1116的转速相同和旋转方向相反，第二驱动轮1114和第四驱动轮1118的转速相同和旋转方向相反，且第一驱动轮1112和第二驱动轮1114的旋转方向也相反时，引导车1横向移动。可以理解，当各车轮111之间的转速不同时，还可以实现不同的运动模式。

如图5所示，当第一转向板83转至与第二转向板85之间具有其他夹角时，第一驱动轮1112和第三驱动轮1116(第二驱动轮1114和第四驱动轮1118)之间的间距增加，可以提升引导车1行走的稳定性，提升引导车1的抗倾覆性能。

本申请实施例采用的四差速驱动轮爬坡和越障的综合能力强，相比于现有的双驱动轮加万向轮的设计，单边越障不存在无法越过的问题。采用转向机构80和连杆组件90配合实现四个车轮111的全向移动，避免卡入障碍物失效，使得四个车轮111的耐磨能力强，且很好的适应建筑工地等实际复杂地形。并且转向机构80和连杆组件90的结构简单可靠，节省了空间，而且车身设计比较小巧，可适应比较狭窄和矮小的廊道等空间。

综上，本发明提供的引导车1，通过感应系统30感应到的行驶信息和路况信息反馈给控制系统40，并且通过处理器43根据行驶信息和路况信息控制电磁制动机构41调整减震机构20的压缩量，实现了在不同行驶信息和路况信息下对减震机构20的阻尼的调节，提升了引导车1的适应各种不同的地形环境的能力。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种引导车，其特征在于，包括：

行驶系统，包括底盘和驱动轮组，所述底盘包括固定架和支架，所述支架铰接于所述固定架，所述驱动轮组包括多个驱动机构，每个驱动机构均包括车轮和摆动架；

减震机构，安装于所述行驶系统，所述减震机构包括对应于所述多个驱动机构的多个弹簧减震器，每个所述弹簧减震器均连接于所述支架和对应的所述驱动机构的所述摆动架之间，所述摆动架铰接于所述支架和所述车轮之间；

感应系统，包括多个安装于所述行驶系统的感应元件，用于感应行驶信息和路况信息，所述感应系统包括角度传感器，所述角度传感器用于反馈所述减震机构的实时压缩量；及

控制系统，包括信号连接的电磁制动机构和处理器，所述电磁制动机构安装于所述支架，所述电磁制动机构与所述摆动架的第一支架传动连接，以通过改变所述摆动架相对所述车轮的转动角度来控制所述减震机构的压缩量，当所述实时压缩量大于预设压缩量时，所述处理器实时降低所述电磁制动机构的输入电流，从而减少所述减震机构的压缩量；当所述实时压缩量小于所述预设压缩量时，所述处理器实时增加所述电磁制动机构的输入电流，从而增加所述减震机构的压缩量，所述处理器与所述感应系统信号连接，用于根据所述行驶信息和所述路况信息控制所述电磁制动机构。

2.根据权利要求1所述的引导车，其特征在于，所述感应系统还包括视觉检测器和加速度传感器，所述视觉检测器、所述角度传感器和所述加速度传感器分别设置于所述行驶系统的不同位置，且均与所述处理器电性连接，所述视觉检测器用于将所述路况信息传输给所述处理器，所述角度传感器和所述加速度传感器用于将所述行驶信息传输给所述处理器，所述处理器分析所述行驶信息和所述路况信息，并根据分析结果控制所述电磁制动机构。

3.根据权利要求2所述的引导车，其特征在于，所述底盘通过所述减震机构安装于所述驱动轮组，所述视觉检测器可转动地安装于所述底盘，所述角度传感器和所述加速度传感器分别安装于所述驱动轮组。

4.根据权利要求2所述的引导车，其特征在于，当所述处理器根据所述分析结果判定路面平坦时，所述处理器控制所述电磁制动机构锁定所述减震机构，所述减震机构不工作；当所述处理器根据所述分析结果判定路面不平坦时，所述处理器实时调整所述电磁制动机构的输入电流，所述电磁制动机构根据所述输入电流实时调整所述减震机构的压缩量。

5.根据权利要求2所述的引导车，其特征在于，所述行驶系统还包括联动组件，所述联动组件包括相互铰接的第一联动杆和第二联动杆，所述电磁制动机构与所述第一联动杆连接，并压抵所述第一联动杆，以调节所述第一联动杆与所述第二联动杆之间的夹角，所述角度传感器与所述第二联动杆连接，并用于检测所述第一联动杆与所述第二联动杆之间的夹角。

6.根据权利要求1所述的引导车，其特征在于，所述驱动轮组包括四个驱动机构，所述引导车还包括转向机构和连杆组件，所述转向机构包括第一转向板和第二转向板，所述第一转向板和所述第二转向板的转动方向相反，所述连杆组件包括四个转向连杆，其中两个转向连杆连接在所述第一转向板的两端和两个所述驱动机构之间，另外两个转向连杆连接在所述第二转向板的两端和另外两个所述驱动机构之间。

7.根据权利要求6所述的引导车，其特征在于，所述转向机构还包括转向电机、第一齿轮和第二齿轮，所述转向电机与所述第一齿轮传动连接，以带动所述第一齿轮沿第一方向转动，所述第二齿轮与第一齿轮啮合并沿与所述第一方向相反的第二方向转动，所述第一齿轮与所述第一转向板传动连接，所述第二齿轮与所述第二转向板传动连接。

8.根据权利要求6所述的引导车，其特征在于，所述转向连杆包括呈钝角连接的第一连接段和第二连接段，所述第一连接段与所述第一转向板机械连接，所述第二连接段与所述支架机械连接。

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