CN113002660A - 一种多轮系重载agv - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多轮系重载AGV，包括车架、转向驱动轮机构、转向支撑轮、悬挂装置、升降支承装置、伺服驱动模块、导航模块、通讯模块以及安全防护模块；转向驱动轮机构和转向支撑轮均安装于车架底部，二者相互配合用于驱动车辆的前、后移动和转向；悬挂装置安装于转向驱动轮机构和车架之间，用于悬挂转向驱动轮机构，使转向驱动轮机构的轮压及牵引力稳定不变，伺服驱动模块用于控制AGV的行驶和转向，导航模块用于引导AGV按设定的路径运行，通讯模块用于AGV和中央调度控制系统收发信息，安全防护模块负责AGV的故障诊断和安全避障。本发明可以在工作平面内以任意角度移动和转动，能够对大型超重物料和部件进行转移和搬运。

Description

一种多轮系重载AGV
技术领域
本发明涉及运输装备领域，具体涉及一种多轮系重载AGV。
背景技术
在很多工业领域，例如航空航天制造、轨道交通、重型工程机械、钢铁冶炼、船舶制造、港口码头的物流运输等，对重型、大尺寸物料的搬运非常普遍。传统重型、大尺寸物料的室内搬运通常采用行车或架车，室外则依赖重载运输车辆。行车或架车的工作节拍缓慢，效率低下，而且存在一定的危险性，而重载运输车辆运动灵活性差，难以适应狭小的工作场地，在通过路口或小角度拐弯时需要相关人员在现场指挥调控，其速度和效率都受到影响。
在信息化与工业化深度融合的背景下，智能化的高端运输装备成为现代装备的发展趋势，并成为自动化生产线中必不可少的重要组成部分。智能化重载全向移动平台与人工或半人工的物料输送方式相比减轻了人员的劳动强度，降低了危险性。在重载全向移动平台上可集成多种工业设备，实现功能扩展，形成具有全方位移动功能的智能自动化设备，在各行各业均可发挥重要的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多轮系重载AGV，该AGV运动灵活，实现工作平面内以任意角度移动和转动，且运动效率高，承载能力强，自动化程度高。
实现本发明目的的技术方案为：一种多轮系重载AGV，包括车架，车架上安装有转向驱动轮机构、转向支撑轮、悬挂装置、升降支承装置、伺服驱动模块、导航模块、通讯模块以及安全防护模块；其中：
转向驱动轮机构和转向支撑轮均安装于车架底部，二者相互配合用于驱动车辆的前、后移动和转向；
悬挂装置安装于转向驱动轮机构和车架之间，用于悬挂转向驱动轮机构，使转向驱动轮机构的轮压及牵引力稳定不变；
所述升降支承装置安装于车架上，用以对被搬运物料进行升降操作；
伺服驱动模块用于控制AGV的行驶和转向，通过控制转向驱动轮机构和转向支撑轮来完成AGV的驱动、转向动作，并配合导航模块实现AGV的自动导引功能；
导航模块用于引导AGV按设定的路径运行；
通讯模块用于AGV和中央调度控制系统收发信息；
安全防护模块负责AGV的故障诊断和安全避障，确保AGV工作时车体及周围的安全。
进一步的，所述车架采用纵横梁架式结构，包括主梁、副车架和端梁；主梁包括2个平行的纵梁和横梁，横梁位于2个平行纵梁之间，端梁采用螺栓连接结构安装于与主梁两端；转向驱动轮机构、转向支承轮通过副车架与主梁相连，端梁支承部位直接与车体主梁相连。
进一步的，所述主梁采用多层汽车大梁板冲压成型。
进一步的，所述纵梁和横梁之间采用冷铆联接结构连接。
进一步的，所述车架还设有加强梁，用于提高整个平台的强度和刚度。
进一步的，所述悬挂装置包括上支承体、下支承体、直线轴承导向组件和支承弹簧；悬挂装置通过上支撑体安装在副车架上，通过下支承体与舵轮连接，支承弹簧安装于上支撑体和下支承体之间，直线轴承导向组件上端穿过上支撑体中心，下端穿过下支承体中心，直线轴承导向组件用于轴向运动导向。
进一步的，所述悬挂装置还包括限位组件，限位组件下端与下支承体连接，其上端与上支撑体连接，限位组件用于悬挂装置周向限位。
进一步的，所述转向驱动轮机构采用多套全方位驱动舵轮方式。
进一步的，所述转向驱动轮机构为6组，转向支承轮为4组，转向驱动轮机构和转向支承轮交替安装，对称分布于车架两侧。
进一步的，所述车架上设有通用接口，用于装载上装部件。
本发明与现有技术相比，其显著效果为：本发明AGV整车采用具有减振装置的转向驱动轮机构和转向支承轮轮系布局，在完成AGV对大型超重物料和部件进行转移和搬运基本功能的同时，还实现工作平面内以任意角度移动和转动；本发明设有伺服驱动模块、通讯模块以及安全防护模块，因此具有自主导航能力，无需人工操控，且运动效率高，承载能力强，自动化程度高；AGV整车上部具有通用接口，可以装载任何专用上装部件成为专机，兼具通用化和系列化的特点。
附图说明
图1为本发明多轮系重载AGV示意图。
图2为本发明多轮系重载AGV水平方向剖视图。
图3为本发明中转向驱动轮机构和转向支承轮布局示意图。
图4为本发明中车架结构示意图。
图5为本发明中悬挂装置内部结构示意图。
图6为本发明中悬挂装置整体示意图。
图7为本发明中转向驱动轮机构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，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。
一种多轮系重载AGV，可以在工作平面内以任意角度移动和转动，能够对大型超重物料和部件进行转移和搬运，同时具有自主导航能力。多轮系重载AGV总体结构设计保证其运动性能和承载能力；大功率重载舵轮驱动系统设计，在保证运输基本功能的同时，提升移动平台的运动精度和负载能力；多舵轮协同控制设计控制车体按照期望的速度移动和转动，实现舵轮速度协调，保证运动平稳性和精度。
结合图1和图2，一种多轮系重载AGV，由车架1、转向驱动轮机构2、转向支撑轮3、悬挂装置4、升降支承装置5、伺服驱动模块、导航模块、通讯模块以及安全防护模块等组成。AGV整车采用具有减振装置的转向驱动轮机构2和转向支承轮3轮系方案，轮系布局如图3所示，整车采用6组转向驱动轮机构2和4组转向支撑轮3，对称分布于车体两侧；可实现全向移动。此外，平台上具有通用机械接口，可与多种上装或支撑装置对接。一种多轮系重载AGV可实现前进、后退、侧移、转弯及原地旋转等功能，用于转运重型物料至流程下工位。
结合图3和图4，车架主体采用纵横梁架式结构，由主梁11、副车架12、端梁13组成。主梁11采用多层高强度汽车大梁板冲压成型，主梁包括2个平行纵梁111和6个横梁112，横梁112位于2个平行纵梁111之间，二者之间连接采用冷铆联接结构，端梁13采用螺栓连接结构安装于与主梁11两端。转向驱动轮机构2、转向支承轮3通过副车架12与主梁11相连，并在承力较大部位布置加强梁来提高整个平台的强度和刚度。端梁13支承部位均直接与车体主梁11相连，使载荷直接作用在主梁11上或通过副车架12作用在主梁11上。
悬挂装置4结构如图5和图6所示，由上支承体41、下支承体42、限位组件43、直线轴承导向组件44、支承弹簧45等组成。悬挂装置4通过上支撑体41安装在副车架12上，通过下支承体42与舵轮46连接，限位组件43下端与下支承体42连接，上端与上支撑体41连接，支承弹簧45安装于上支撑体41和下支承体42之间为承力件，直线轴承导向组件44上端穿过上支撑体41中心，下端穿过下支承体42中心，轴向运动导向由直线轴承导向组件44实现，并通过限位组件43实现悬挂装置周向限位。
转向驱动轮机构采用现有的多套全方位驱动舵轮方式，舵轮46集成了行驶25与转向26两个单元，转向单元26使用一个独立的伺服电机装有旋转编码器及高精度位置检测电位计，转向单元26可在±90°的范围内转动，控制驱动电机的驱动轴向，配合舵轮25的正反转，可使车轮沿任意方向运动，如图7所示。驱动轮单独组成一套驱动体系，由直流伺服电机、同轴减速器、抱闸、旋转编码器及测速机等组成，具有转弯半径小、通过能力强、耐磨损和稳定性高的特点。每台驱动轮安装采用夹装压缩弹簧浮动结构方式，确保驱动轮轮压及牵引力始终稳定不变，确保重载智能全向移动平台整体性能稳定可靠。
伺服驱动模块用于控制AGV的行驶和转向，通过电机及其驱动器控制转向驱动轮机构2和转向支撑轮3来完成AGV的驱动、转向动作，并配合导航模块实现AGV的自动导引功能；导航模块用于引导AGV按设定的路径运行；通讯模块用于AGV和中央调度控制系统收发信息；安全防护模块负责AGV的故障诊断和安全避障，确保AGV工作时车体及周围的安全，提高系统的安全性。本发明中转向支撑轮、升降支承装置、伺服驱动模块、导航模块、通讯模块以及安全防护模块采用现有公开的技术，在此不再累述。
本发明相较于同类型、相近尺寸的AGV，具有高承载的特点，主要用于大型结构件、部件及整机的转载运输领域。同时，其上部具有通用接口，可以装载任何专用上装成为专机，兼具通用化和系列化的特点。

Claims (10)

1.一种多轮系重载AGV，包括车架(1)，其特征在于，车架(1)上安装有转向驱动轮机构(2)、转向支撑轮(3)、悬挂装置(4)、升降支承装置(5)、伺服驱动模块、导航模块、通讯模块以及安全防护模块；其中：
转向驱动轮机构(2)和转向支撑轮(3)均安装于车架(1)底部，用于驱动车辆的前、后移动和转向；
悬挂装置(4)安装于转向驱动轮机构(2)和车架(1)之间，用于悬挂转向驱动轮机构(2)，使转向驱动轮机构(2)的轮压及牵引力稳定不变；
所述升降支承装置(5)安装于车架上，用以对被搬运物料进行升降操作；
伺服驱动模块用于控制AGV的行驶和转向，通过控制转向驱动轮机构(2)和转向支撑轮(3)来完成AGV的驱动、转向动作，并配合导航模块实现AGV的自动导引功能；
导航模块用于引导AGV按设定的路径运行；
通讯模块用于AGV和中央调度控制系统收发信息；
安全防护模块负责AGV的故障诊断和安全避障，确保AGV工作时车体及周围的安全。
2.根据权利要求1所述的多轮系重载AGV，其特征在于，所述车架(1)采用纵横梁架式结构，包括主梁(11)、副车架(12)和端梁(13)；主梁包括2个平行的纵梁(111)和横梁(112)，横梁(112)位于2个平行纵梁(111)之间，端梁(13)采用螺栓连接结构安装于与主梁(11)两端；转向驱动轮机构(2)、转向支承轮(3)通过副车架(12)与主梁(11)相连，端梁(13)支承部位直接与车体主梁(11)相连。
3.根据权利要求2所述的多轮系重载AGV，其特征在于，所述主梁(11)采用多层汽车大梁板冲压成型。
4.根据权利要求2所述的多轮系重载AGV，其特征在于，所述纵梁(111)和横梁(112)之间采用冷铆联接结构连接。
5.根据权利要求2所述的多轮系重载AGV，其特征在于，所述车架(1)上还设有加强梁。
6.根据权利要求1所述的多轮系重载AGV，其特征在于，所述悬挂装置(4)包括上支承体(41)、下支承体(42)、直线轴承导向组件(44)和支承弹簧(45)；悬挂装置(4)通过上支撑体(41)安装在副车架(12)上，通过下支承体(42)与舵轮(46)连接，支承弹簧(45)安装于上支撑体(41)和下支承体(42)之间，直线轴承导向组件(44)上端穿过上支撑体(41)中心，下端穿过下支承体(42)中心，直线轴承导向组件(44)用于轴向运动导向。
7.根据权利要求6所述的多轮系重载AGV，其特征在于，所述悬挂装置(4)还包括限位组件(43)，限位组件(43)下端与下支承体(42)连接，其上端与上支撑体(41)连接，限位组件(43)用于悬挂装置周向限位。
8.根据权利要求1所述的多轮系重载AGV，其特征在于，所述转向驱动轮机构(2)采用多套全方位驱动舵轮方式。
9.根据权利要求1所述的多轮系重载AGV，其特征在于，所述转向驱动轮机构(2)为6组，转向支承轮(3)为4组，转向驱动轮机构(2)和转向支承轮(3)交替安装，对称分布于车架(1)两侧。
10.根据权利要求1所述的多轮系重载AGV，其特征在于，所述车架(1)上设有通用接口，用于装载上装部件。
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