CN111497727A - 升降式agv小车及其供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种升降式AGV小车及其供电系统，AGV小车包括AGV车体、提升组件、接触组件和控制模块，AGV车体包括分体式车架、两组舵轮组件、两组万向轮组件和摄像头，AGV车体能从四个方向进出托架，以提高搬运效率；提升组件包括由传动系统，与车架固连的安装垫板，及上下移动的升降架；控制模块安装于各AGV车体上，并与电机、驱动器、摄像头相连。供电系统包括配电柜、接触电网和布线槽，接触电网包括正压线和负压线，供电系统通过接触组件向各AGV小车供电，接触组件包括连接座、外空心筒、内空心筒、第一压盘、第二压盘和压簧。通过设置供电系统代替车载电池组，不仅成本低、重量轻、尺寸小，并能同时向各AGV小车持续24小时供电，系统运行效率更高。

Description

升降式AGV小车及其供电系统

技术领域

本发明涉及汽车搬运技术领域，特别涉及一种升降式AGV小车及其供电系统。

背景技术

AGV小车能承载货物进行位置转移，各AGV小车间也能进行配合协调作业，广泛应用于仓储、物流、港口和停车场等领域，比如应用于停车场后，能有效提高停车场容量、收益及系统的智能化程度。

现有的AGV小车大多都通过车载的电池组作为电力来源，不仅加大了车体的重量与尺寸，还存在成本较高、损耗快及电池续航能力不高的问题，同时还需额外配备多台充电桩。同时，由于AGV外形尺寸较长，只能沿汽车前后进出，无法由侧向进出，降低了运动效率。

发明内容

为解决以上难题，本发明提供一种升降式AGV小车及其供电系统，不仅能前后进出汽车，也能由侧向进出，提高了运行效率；同时，通过公共供电系统，既能节省车载电池组的成本、质量、空间，也能统一向各AGV小车持续供电，能使各AGV小车实现24小时无间断工作。

本发明的技术方案为：一种升降式AGV小车，其包括AGV车体、提升组件、接触组件和控制模块，所述AGV车体包括车架、舵轮组件、驱动器、万向轮组件、摄像头、位置码和安全触边，两组舵轮组件、两组万向轮组件分别对角设置，所述舵轮组件通过压簧连接在所述车架上，并通过所述驱动器供电及驱动，所述车架外设有所述摄像头与所述安全触边，所述摄像头通过设置于地面的所述位置码读取位置信息；所述提升组件包括电机、减速器、皮带、小皮带轮、大皮带轮、丝杠、丝母、升降架和安装垫板，所述电机、所述减速器与所述小皮带轮依次相连，所述小皮带轮通过所述皮带与所述大皮带轮相连，所述大皮带轮与所述丝杠同轴线相连，所述丝杠与所述丝母相配合，所述丝母与所述升降架固连，所述丝杠安装于所述安装垫板上，所述安装垫板与所述AGV车体固连，所述电机转动时，所述丝母能带动所述升降架进行上下移动；所述接触组件安装于所述提升组件中的桥板下方，所述接触组件包括连接座、外空心筒、内空心筒、第一压盘、第二压盘和压簧，所述外空心筒与所述内空心筒进行螺纹连接，螺接深度可调节，所述连接座与所述桥板相连，所述外空心筒与所述第一压盘相连，所述内空心筒与所述第二压盘相连；所述控制模块安装于各AGV车体上，并与所述电机、所述驱动器、所述摄像头相连，所述控制模块包括直流电池、降压电路和增压电路，所述直流电池将供电系统的电能传递给各电路，降压电路和增压电路能满足各类元器件的电压压降需求。

优选地，所述提升组件还包括基座、轴承固定座、轴承、导向组件和桥板，相对设置的提升组件间设有所述桥板，所述电机通过所述基座固定于所述桥板上，所述丝杠的上下两端通过所述轴承支撑，底部的轴承选用双列角接触球轴承，顶部的轴承选用深沟球轴承，所述轴承安装于所述轴承固定座中，所述轴承固定座固定于所述安装垫板上，所述升降架上下移动时通过所述导向组件进行导向，以保证运动方向的准确性。

优选地，所述小皮带轮与所述减速器的输出端相连，并通过套筒和轴用挡圈进行轴向定位，其数量与所述提升组件的数量相同。

优选地，所述AGV车体通过托架支撑汽车，所述托架的上表面设有防滑槽和侧方挡杆，下表面设有方框和网状防滑垫；所述AGV车体能从四个方向进出所述托架，以提高搬运效率。

优选地，所述外空心筒与所述内空心筒为塑料制品，所述第一压盘与所述第二压盘为耐摩擦碳板，所述第一压盘上设有导线，并与所述直流电池的正极相连，所述第二压盘上设有导线，并与所述直流电池的负极相连。

所述车架包括前车体、中车体和后车体，所述前车体与所述中车体间通过弹簧和铰链相连，所述中车体与所述后车体间也通过弹簧和铰链相连，所述中车体相对所述前车体、所述中车体相对所述后车体均能产生相对转动。

一种所述升降式AGV小车配套的供电系统，包括配电柜、接触电网和布线槽，所述布线槽的上表面与地面平齐，各所述布线槽相连组成网格状，所述接触电网设置于所述布线槽中，所述配电柜将工业用电转变为直流电后与所述接触电网相连，所述接触电网包括正压线和负压线，所述接触电网通过所述接触组件向各AGV车体同时持续供电，满足各AGV车体的用电需要，替代传统AGV所需的电池组；所述正压线、所述负压线均通过所述固定螺杆安装于所述布线槽的侧壁，所述正压线和所述负压线上下平行设置，所述正压线的上下表面与所述第一压盘相接触，所述负压线的上下表面与所述第二压盘相接触，所述第一压盘、所述第二压盘内均设有压簧，以保证压盘与所述正压线、所述负压线间接触的可靠性。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)无需车载电池组，节省了电池组的成本，减小了整车重量、整车尺寸及能耗；

(2)通过设置供电系统，统一直接向各AGV小车持续供电，能使各AGV小车实现24小时无间断工作，电能利用率高；

(3)采用皮带传动，提升组件的数量及跨距均可调整，能满足多种领域的应用需要；

(4)不仅能前后进出汽车下方，也能由侧向进出，增加了AGV小车路径规划的选择，提高了运行效率；

(5)车架一分为三，能进行相对转动，提高了车体运行的稳定性，减小了对接触组件与接触电网间接触稳定性的影响。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为AGV车体的整体结构示意图；

图3为提升组件的整体结构示意图；

图4为接触组件的结构示意图；

图5为提升装置处于下极限状态的示意图；

图6为提升装置处于上极限状态的示意图；

图7为车架的结构示意图。

附图标记：

1、供电系统；2、AGV车体；3、提升组件；4、托架；5、接触组件；6、控制模块；7、汽车；

11、配电柜；12、接触电网；121、正压线；122、负压线；13、布线槽；14、固定螺杆；

21、车架；22、舵轮组件；23、驱动器；24、万向轮组件；25、摄像头；26、位置码；27、安全触边；

211、前车体；212、中车体；213、后车体；214、弹簧；215、铰链；

301、基座；302、电机；303、减速器；304、皮带；305、小皮带轮；306、大皮带轮；307、丝杠；308、丝母；309、轴承固定座；310、轴承；311、升降架；312、导向组件；313、桥板；314、安装垫板；

51、连接座；52、外空心筒；53、内空心筒；54、第一压盘；55、第二压盘；56、压簧。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

图1～图7给出了一种升降式AGV小车及其供电系统，其中升降式AGV小车包括AGV车体2、提升组件3、接触组件5和控制模块6，AGV车体2中部放置提升组件3，两侧放置驱动器23，AGV车体2包括车架21、舵轮组件22、驱动器23、万向轮组件24、摄像头25、位置码26和安全触边27，车架21通过方钢焊接或铝型材螺接而成，舵轮组件22安装于车架21上，包括转向电机和移动电机，能实现转向和移动两个自由度，该结构包括两组对角设置的舵轮组件22，能使AGV车体2实现绕定点转向，也能沿横向、纵向平移，舵轮组件22的转向、移动均通过驱动器23控制，驱动器23也起到为舵轮组件22传递电能的作用，驱动器23安装于车架21上，舵轮组件22通过压簧固定在车架21上，以保证舵轮组件22与地面能充分接触；万向轮组件24直接与车架21相连，起到承载的作用，两组万向轮组件24也对角设置。车架21外侧顶部设有安全触边27，降低因系统故障时与其它设施碰撞造成的损失，车架21外侧底部安装有摄像头25，在底面设有一系列位置码26，摄像头25能将位置码26的位置信息传递至系统，接受并执行系统的反馈信号，进行位置移动、速度调整等，保证多台AGV小车的协调作业。控制模块6安装于各AGV车体2上，并与提升组件3中的电机302、驱动器23、摄像头25相连，以进行信号传输，控制模块6内包括直流电池、降压电路和增压电路，直流电池将供电系统的电能传递给各电路，由于供电系统压降恒定唯一，需要设置降压电路和增压电路，以满足不同元器件的电压需求，若需要安装使用交流电的元器件，可增设逆变器等，也可根据实际需要添加其它基础电气模块。各AGV车体2上均安装有控制模块6，各控制模块6统一通过网络连接到调度系统，进行统一管理。

优选地，如图7所示，车架21包括前车体211、中车体212和后车体213，前车体211与中车体212间通过弹簧214和铰链215相连，前车体211与中车体212能产生相对转动，中车体212与后车体213间也通过弹簧214和铰链215相连，中车体212与后车体213也能产生相对转动，在本实施例，弹簧214设置于车架21上侧，铰链215设置于车架21下侧。当前车体211处车轮移动至地面不平处或障碍物时，前车体211有所倾斜，而前车体211产生相对中车体212的转动后，则中车体212仍能保持原有运动状态，倾斜度或波动很小，并且前车轮越过或障碍物后，车体就能变回原有平稳状态，从而增加了车体运行过程的稳定性，尤其是连接有提升组件3的中车体212的稳定性，减小其因地面不平或障碍物所产生的波动，也有效降低对接触组件5与接触电网12的接触的影响。

如图3所示，提升组件3的数量可选为两组～四组，本实施例以两组为例进行说明，此时两组提升组件3相对设置，通过安装垫板314与车架21固连。提升组件3包括传动系统、升降架311和安装垫板314，传动系统包括电机302、减速器303、皮带304、小皮带轮305、大皮带轮306、丝杠307和丝母308，电机302、减速器303与小皮带轮305依次相连，多个小皮带轮305均与减速器303的输出端相连，小皮带轮305之间通过套筒和轴用挡圈进行轴向定位，其数量与提升组件3的数量相同。大皮带轮306与丝杠307同轴线相连，小皮带轮305通过皮带304与大皮带轮306相连，丝杠307与丝母308相配合，丝母308与升降架311固连，丝杠307通过轴承固定座309安装于安装垫板314上，电机302转动时，经过减速器303、皮带304、小皮带轮305、大皮带轮306、丝杠307传动，最终使丝母308带动升降架311进行上下移动。在本实施例中，升降架311选用的是双滑轨滑块设置，滑轨滑块的导向方式具有良好的抗冲击力性能，若为安装方便及节省成本，也可选作直线轴承与导向杆的配合。提升组件3还包括基座301、轴承固定座309、轴承310、导向组件312和桥板313，两个轴承固定座309间设有桥板313，电机302通过基座301固定于桥板313上，丝杠307的上下两端通过轴承310支撑，轴承310安装于轴承固定座309中，轴承固定座309固定于安装垫板314上，升降架311上下移动时通过导向组件312进行导向，以保证运动方向的准确性。

通过采用皮带传动，两组提升组件3间的跨距可调，比如，可加大跨距，从而提高提升汽车时的稳定性，此时，可将车体两端的舵轮组件22等设置于中间，不会增大车体整体尺寸；也可减小跨距，以进一步减小车体尺寸，应用于其它空间较小的物流运输领域。

当提升组件3中的电机302运动时，控制模块6控制供电系统1停止向AGV车体2中的舵轮组件22供电，并强制车体2制动，避免提升组件3举升汽车的过程，AGV车体2出现滑移现象。

优选地，负载通过丝母308、丝杠307将力传递至底部的轴承，底部轴承起到主要承载作用，选用双列角接触球轴承，双列角接触球轴承采用面对面安装形式，能有效承载提升车体时所产生的轴向载荷，顶部轴承起到辅助支撑作用，选用深沟球轴承，可承载轴向力和径向力。

传统AGV小车在车体安装多块电池，作为电力来源，不仅需要定时充电，到期更换新电池，而且放置电池组，还增加了车体重量及外形尺寸，同时优质电池组的成本可占到车体总成本的1/3。本发明在上述升降式AGV小车的基础上，提供了一套供电系统1，主要包括配电柜11、接触电网12、布线槽13和固定螺杆14，本实施例中，布线槽13、接触电网12设置于地面，适用于新建停车场或便于在地面增设沟槽的停车场，对于其它停车场，布线槽13、接触电网12也可设置于顶部。布线槽13的上表面与地面平齐，各布线槽13相连组成网格状，接触电网12设置于布线槽13中，固定螺杆14的第一端固定在布线槽13上，固定螺杆14的第二端与接触电网12相连，固定螺杆14的第二端设有螺纹孔，通过塑料制品的螺栓相连，实现对接触电网12的固定，配电柜11将工业用电转变为直流电后与接触电网12相连，接触电网12包括正压线121和负压线122，正压线121和负压线122上下平行设置，上层的正压线121间不能出现交叉，下层的负压线122间也不能出现交叉，从而接触组件5能沿接触电网12进行直线运动及左右转向，接触电网12通过接触组件5直接向各AGV车体2同时持续供电，满足各AGV车体2的用电需要，不仅替代传统AGV所需的电池组，节省整车重量、整车尺寸、整车成本，同时减少电池组所需的充电桩；同时，由于接触电网12直接向AGV车体2供电，系统的电能利用效率高，损耗少。当然，根据具体需要，可以在AGV车体2上增设电池组，即变为双电源系统。

如图4所示，接触组件5安装于提升组件3中的桥板313下方，接触组件5包括连接座51、外空心筒52、内空心筒53、第一压盘54、第二压盘55和压簧56，外空心筒52与内空心筒53进行螺纹连接，从而可以通过改变螺接深度调节整体长度，连接座51与桥板313相连，外空心筒52与第一压盘54相连，内空心筒53与第二压盘55相连。外空心筒52与内空心筒53为塑料制品，第一压盘54与第二压盘55均设有上下两个导电盘，导电盘材质为耐摩擦碳板，第一压盘54上设有导线，并与直流电池的正极相连，第二压盘55上设有导线，并与直流电池的负极相连。正压线121的上下表面与第一压盘54相接触，负压线122的上下表面与第二压盘55相接触，第一压盘54、第二压盘55内均设有压簧56，以保证压盘与正压线121、负压线122间接触的可靠性。

可设置非导电材料与正压线121、负压线122的侧面相连，进行辅助支撑，布线槽13包括U型外壳和可拆卸透明盖板，透明板可观察接触电网12、接触组件5的磨损情况。

AGV车体2通过托架4支撑汽车7，托架4的上表面设有防滑槽和侧方挡杆，下表面设有方框和网状防滑垫。传统的AGV小车多只能从前后进出托架4，在进行汽车搬运时，首先需要移动至汽车7的前方或后方，再进出搬运，路径规划受到限制，本发明的AGV车体2能从四个方向进出托架4，当侧方进出为最短路径时，则AGV车体2由侧方进入，不必绕路至汽车7前后方，搬运效率得到提高。

以上所述各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应该理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种升降式AGV小车，其包括AGV车体、提升组件、接触组件和控制模块，其特征在于：

所述AGV车体包括车架、舵轮组件、驱动器、万向轮组件、摄像头、位置码和安全触边，两组舵轮组件、两组万向轮组件分别对角设置，所述舵轮组件通过压簧连接在所述车架上，并通过所述驱动器供电及驱动，所述车架外设有所述摄像头与所述安全触边，所述摄像头通过设置于地面的所述位置码读取车体的位置信息；

所述提升组件包括电机、减速器、皮带、小皮带轮、大皮带轮、丝杠、丝母、升降架和安装垫板，所述电机、所述减速器、所述小皮带轮依次相连，所述小皮带轮通过所述皮带与所述大皮带轮相连，所述大皮带轮与所述丝杠同轴线相连，所述丝杠与所述丝母相配合，所述丝母与所述升降架固连，所述丝杠安装于所述安装垫板上，所述安装垫板与所述AGV车体固连，所述电机转动时，所述丝母能带动所述升降架进行上下移动；

所述接触组件安装于所述提升组件中的桥板下方，所述接触组件包括连接座、外空心筒、内空心筒、第一压盘、第二压盘和压簧，所述外空心筒与所述内空心筒进行螺纹连接，螺接深度可调节，所述连接座与所述桥板相连，所述外空心筒与所述第一压盘相连，所述内空心筒与所述第二压盘相连；以及

所述控制模块安装于各AGV车体上，并与所述电机、所述驱动器、所述摄像头相连，所述控制模块包括直流电池、降压电路和增压电路，所述直流电池将供电系统的电能传递给各电路，降压电路和增压电路能满足各类元器件的电压压降需求。

2.根据权利要求1所述的升降式AGV小车，其特征在于，所述提升组件还包括基座、轴承固定座、轴承、导向组件和桥板，相对设置的提升组件间设有所述桥板，所述电机通过所述基座固定于所述桥板上，所述丝杠的上下两端通过所述轴承支撑，底部的轴承选用双列角接触球轴承，顶部的轴承选用深沟球轴承，所述轴承安装于所述轴承固定座中，所述轴承固定座固定于所述安装垫板上，所述升降架上下移动时通过所述导向组件进行导向，以保证运动方向的准确性。

3.根据权利要求2所述的升降式AGV小车，其特征在于，所述小皮带轮与所述减速器的输出端相连，所述小皮带轮通过套筒和轴用挡圈进行轴向定位，其数量与所述提升组件的数量相同。

4.根据权利要求3所述的升降式AGV小车，其特征在于，所述AGV车体通过托架支撑汽车，所述托架的上表面设有防滑槽和侧方挡杆，下表面设有方框和网状防滑垫；所述AGV车体能从四个方向进出所述托架，以提高搬运效率。

5.根据权利要求4所述的升降式AGV小车，其特征在于，所述外空心筒与所述内空心筒为塑料制品，所述第一压盘与所述第二压盘为耐摩擦碳板，所述第一压盘上设有导线，并与所述直流电池的正极相连，所述第二压盘上设有导线，并与所述直流电池的负极相连。

6.根据权利要求4所述的升降式AGV小车，其特征在于，所述车架包括前车体、中车体和后车体，所述前车体与所述中车体间通过弹簧和铰链相连，所述中车体与所述后车体间也通过弹簧和铰链相连，所述中车体相对所述前车体、所述中车体相对所述后车体均能产生相对转动。

7.一种根据权利要求1～6所述升降式AGV小车的供电系统，包括配电柜、接触电网和布线槽，其特征在于，所述布线槽的上表面与地面平齐，各所述布线槽相连组成网格状，所述接触电网设置于所述布线槽中，所述配电柜将工业用电转变为直流电后与所述接触电网相连，所述接触电网包括正压线、负压线和固定螺杆，所述接触电网通过所述接触组件向各AGV车体同时持续供电，满足各AGV车体的用电需要，替代传统AGV所需的电池组；

所述正压线、所述负压线均通过所述固定螺杆安装于所述布线槽的侧壁，所述正压线的上下表面与所述第一压盘相接触，所述负压线的上下表面与所述第二压盘相接触，所述第一压盘、所述第二压盘内均设有压簧，以保证压盘与所述正压线、所述负压线间接触的可靠性。

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