CN114314433A - 一种具有多自由度调姿功能的agv小车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有多自由度调姿功能的AGV小车，包括调姿平台、调姿装置和导向支撑装置。其中，调姿装置设于底盘上，与调姿平台相连，调姿装置被配置为适于带动调姿平台进行载重姿态调节。导向支撑装置也设于底盘上，与调姿平台相连，用于对调姿平台的载重姿态调节进行导向，并对调姿平台进行支撑，增加调姿平台的承载强度。当AGV小车行驶于不同路面时，调姿装置可根据路面情况进行载重姿态调整，调整调姿平台的承载角度对重物进行完全承载，避免重物由于惯性对AGV小车的冲击损坏，提高AGV小车的使用寿命。

Description

一种具有多自由度调姿功能的AGV小车

技术领域

本发明涉及运输装置技术领域，尤其涉及一种具有多自由度调姿功能的AGV小车。

背景技术

无人搬运车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势，因此AGV小车在工业应用中可作为无人驾驶搬运车使用。

而现有的AGV小车只能进行高度调节，通过剪叉机构对车上载重进行举升或沉降，当AGV小车颠簸行驶于坑洼路面时无法进行载重姿态调节，重物由于惯性自由落体至小车的载物平台上对小车进行冲击，导致AGV小车冲击损坏，影响AGV小车的使用寿命及性能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种具有多自由度调姿功能的AGV小车，解决了现有技术中AGV小车无法进行载重姿态调节的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供了一种具有多自由度调姿功能的AGV小车，具体技术方案如下：

一种具有多自由度调姿功能的AGV小车，包括：

调姿平台；

调姿装置，设于底盘上，与调姿平台相连，调姿装置被配置为适于带动调姿平台进行载重姿态调节；

导向支撑装置，设于底盘上，与调姿平台相连，用于对调姿平台的载重姿态调节进行导向，并对调姿平台进行支撑。

进一步，调姿装置包括多个直线伸缩单元，多个直线伸缩单元沿调姿平台/底盘的周向均匀布置；

任一个直线伸缩单元一端与调姿平台底面铰接，另一端与底盘球铰接；

相邻两个直线伸缩单元成梯形布置。

进一步，直线伸缩单元包括调姿动力单元和驱动杆，调姿动力单元与驱动杆相连，调姿动力单元工作能够推动驱动杆的动力输出端伸缩；

驱动杆的固定端与底盘铰接，动力输出端与调姿平台球铰接。

进一步，驱动杆为液压缸、气缸、或伺服电缸的任意一种。

进一步，导向支撑装置包括：

上导向件，设于调姿平台的底部；

下导向件，设于底盘上，下导向件顶部与上导向件底部球面连接。

进一步，下导向件包括多个导向柱，多个导向柱成圆周阵列式分布；

多个导向柱垂直设于底盘上，上导向件的底部为球面，多个导向柱与上导向件底部球面滑动连接。

进一步，任一个导向柱顶部设置有轴孔，轴孔沿导向柱延伸，但不贯通导向柱；

轴孔内设置有弹簧，弹簧的上方放置有滚珠，滚珠至少部分位于轴孔外部。

进一步，任一个导向柱通过支柱与底盘相连；

支柱与底盘相垂直，顶端旋拧于导向柱的底部螺纹孔内，底端与底盘可拆卸连接。

进一步，底盘上设置有多个螺柱，多个螺柱的位置和数量与多个导向柱的位置和数量相对应；

支柱底部旋拧于螺柱的外周。

进一步，还包括采集装置和控制器，采集装置与控制器通讯连接；

采集装置用于采集行驶路面的实时路况信息，将所述路况信息转换为调姿信息，并将调姿信息传输给控制器；

控制器分别与底盘电机、转向系统和调姿装置通讯连接，控制器根据接收到的调姿信息控制底盘电机、转向系统和调姿装置动作。

本发明提供的具有多自由度调姿功能的AGV小车，通过设置调姿装置，调姿装置设于底盘上，与调姿平台相连，调姿装置被配置为适于带动调姿平台进行载重姿态调节。当行驶于不同路面时，调姿装置可根据路面情况进行载重姿态调整，以调整调姿平台的承载角度对重物进行完全承载，避免重物由于惯性对AGV小车的冲击损坏，提高AGV小车的使用寿命。进一步，底盘上还设置有导向支撑装置，导向支撑装置用于对调姿平台的姿态调整进行导向，并对调姿平台进行辅助支撑，增加调姿平台的承载强度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定，在附图中：

图1为具体实施方式中具有多自由度调姿功能的AGV小车的结构示意图；

图2为具体实施方式中具有多自由度调姿功能的AGV小车的结构简图；

图3为具体实施方式中具有多自由度调姿功能的AGV小车的正视图；

图4为图3中去除调姿平台、直线伸缩单元及上导向件的俯视图；

图5为具体实施方式中下导向件的结构示意图；

图6为具体实施方式中转向系统的结构简图。

【附图标记说明】

1、调姿平台；11、球铰接座；

2、调姿装置；21、调姿动力单元；22、驱动杆；

3、导向支撑装置；31、上导向件；

32、下导向件；321、滚珠；322、弹簧；323、导向柱；324、支柱；

4、底盘；41、螺柱；42、铰接座；

5、转向系统；51、转向电机；52、主动齿轮；53、从动齿轮；54、从动转轴；

6、车轮；

7、底盘电机；

8、采集装置；9、控制器；10、安装架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例保护范围的限制。

参见图1至图6，本实施例提供了一种具有多自由度调姿功能的AGV小车，包括底盘4、调姿平台1和调姿装置2。其中，调姿装置2设于底盘4上，与调姿平台1相连，调姿装置2被配置为适于带动调姿平台1进行载重姿态调整，调姿装置2可根据路面情况对调姿平台1的承载姿态进行对应调整。当AGV调姿小车行驶至坑洼路面时，调姿装置2调节调姿平台1的姿态对重物进行完全承载，防止AGV小车经过坑洼路面时重物由于惯性脱离调姿平台1落下后对AGV调姿小车的冲击损坏，进而提高了AGV小车的使用寿命。进一步，本实施例中的AGV调姿小车还包括导向支撑装置3，导向支撑装置3设于底盘4上，与调姿平台1相连，导向支撑装置3为调心球面副，用于对调姿平台1的承载姿态调节进行导向，并对调姿平台1进行支撑。本实施例的AGV调姿小车导向支撑装置3的球面副结构设计，具有良好的承载力，进而增加了调姿平台1的承载强度，减小作用于调姿装置2的支撑力，调姿装置2只需很小的力就可将调姿平台1进行锁固，可避免调姿装置2疲劳损坏，进而提高了AGV调姿小车的使用寿命。

具体地，参见图1、图2及图3，本实施例中的调姿装置2包括多个直线伸缩单元，多个直线伸缩单元沿底盘4或调姿平台1的周向均匀设置。直线伸缩单元一端与底盘4铰接，另一端与调姿平台1球铰接，相邻两个直线伸缩单元成梯形设置。对应地，底盘4上设置有多个铰接座42，,调姿平台1上设置有多个球铰接座100，铰接座42和球铰接座100的数量和位置与多个直线伸缩单元的数量和位置相对应，直线伸缩单元的两端分别与铰接座42和球铰接座100相连接。作为示例，本实施例中直线伸缩单元的数量为4个，4个直线伸缩单元的两端分别连接于底盘4或调姿平台1的4条边上。本实施例可通过控制直线伸缩单元的伸缩运动带动调姿平台1进行载重姿态调节，载重姿态调节包括举升高度调节、调姿平台1的旋转角度调节、以及调姿平台1的扭转角度调节等，当调姿平台1调整至适宜姿态时，控制直线伸缩单元停止运动，在导向支撑装置3的作用下对调姿平台1位置进行锁定。

在一些实施方式中，参见图2，直线伸缩单元包括调姿动力单元21和驱动杆22，调姿动力单元21与驱动杆22相连，用于控制驱动杆22的伸缩。驱动杆22的固定端与底盘4上的铰接座42相连接、动力输出端与调姿平台1上的球铰接座100相连接。本实施例中，驱动杆22可以为液压缸、气缸或伺服电缸的任意一种，调姿动力单元对应为液压站、气动站或伺服电机。作为示例，本实施例中的驱动杆22为伺服电缸，对应的调姿动力单元为伺服电机，伺服电缸应对复杂的路面变化更便于编程及控制。

具体地，参见图2，本实施例中导向支撑装置3包括上导向件31和下导向件32，上导向件31设于调姿平台1的底部，下导向件32设于底盘4上，上导向件31的底部与下导向件32的顶部球面接触。

更进一步的，参见图2、图3及图5，上导向件31的底部为球面，下导向件32包括多个导向柱323，多个导向柱323成圆周阵列式分布，导向柱323垂直设于底盘4上，顶端与上导向件31的底部球面滑动连接。当调姿装置2对调姿平台1进行姿态调节时，调姿装置2带动调姿平台1摆动，带动上导向件31相对于多个导向柱323滑动，对调姿平台1的姿态调整进行导向，上导向件31的球面设置使调姿平台1的姿态调整更为精确，调姿精度更高，可满足不同场景的使用需求。当调姿平台1调整至适宜姿态时，多个下导向柱323对上导向件31及调姿平台1进行支撑。本实施例中，多个导向柱323的阵列式分布对调姿平台1和重物进行多点支撑，增加了AGV调姿小车的承载能力。

在一些实施方式中，参见图5，导向柱323内设置有相互连通的轴孔和螺纹孔，轴孔和螺纹孔的延伸方向与导向柱323的延伸方向一致，轴孔位于导向柱323的顶部，螺纹孔位于导向柱323的底部，螺纹孔内旋拧有支柱324。轴孔内设置弹簧322，弹簧322底部与支柱324的上端面相抵接，顶部设置有滚珠321，滚珠321位于轴孔内，并至少部分位于于轴孔外部。导向柱323底端通过支柱324垂直设于底盘4上，顶端通过滚珠321与上导向件31的底部球面抵接。当调姿装置2对调姿平台1进行姿态调节时，滚珠321沿下导向件32底部球面滚动，对调姿平台1的姿态调整进行导向。本实施例可通过旋拧导向柱323，调节弹簧322的压缩量，使滚珠321与上导向件31底部球面充分接触，以对调姿平台1进行多点位支撑。本实施例中滚珠321与上导向件31的滚动接触，具有较小的摩擦力，可避免上导向件31的摩擦损坏。

在一些实施方式中，参见图4及图5，支柱324可以采用焊接的方式固定于底盘4上，也可以与底盘4可拆卸连接。当为可拆卸连接方式时，底盘4上设置有多个螺柱41，多个螺柱41的数量和位置与多个支柱324的数量和位置相对应，也成圆周阵列式分布，支柱324底部设置有螺纹孔，支柱324通过螺纹孔旋拧于螺柱41的外周，以实现支柱324与底盘4的可拆卸连接。

更为具体的是，参见图6，本实施例中底盘4的底部设置有底盘电机7、转向系统5和车轮6。车轮6设于安装架10上，安装架10通过转向系统5与底盘4相连，转向系统5工作能够带动安装架10及车轮6进行方向调节。底盘电机7设于安装架10上，底盘电机7的动力输出主轴与车轮6转轴相连，底盘电机7工作能够带动车轮6旋转，以实现AGV调姿小车的行进。本实施例中，转向系统5包括转向电机51、主动齿轮52、从动齿轮53和从动转轴54，主动齿轮52通过平键套设于转向电机51的动力输出轴上，从动齿轮53通过平键套设于从动转轴54的外周，从动转轴54一端与底盘4转动连接，另一端与安装架10固定连接，主动齿轮52与从动齿轮53相啮合，从动电机工作能够带动主动齿轮52旋转，主动齿轮52带动从动齿轮53啮合传动，从动齿轮53带动从动转轴54、安装架10和车轮6同步转动，以实现AGV调姿小车的行驶方向的调节。

更进一步的，参见图1，本实施例中的具有多自由度AGV调姿小车还包括采集装置8和控制器9，控制器9分别与调姿动力单元21、底盘电机7和转向系统5通讯连接，用于控制动力单元调姿动力单元21、底盘电机7和转向系统5的启停。采集装置8用于实时采集行驶路面的实时路况信息，并将采集的实时路况信息转换为调姿信息，然后将调姿信息传输给控制器9，控制器9根据接收的调姿信息控制调姿动力单元21、底盘电机7和转向系统5的动作，以实现调姿平台1的姿态调节、AGV调姿小车的行进和转向，以适于不同路面的使用需求。作为示例，本实施例中的采集装置8优选为陀螺仪传感器，陀螺仪传感器采集实时路况信息，并将实时路况信息转换为调姿信息。

上述为本发明的具有多自由度调姿功能的AGV小车的具体结构，当行驶于不同路面时，通过采集装置8实时采集路面的路况信息，控制器9根据路况信息控制调姿装置2调节调姿平台1的载重姿态，导向支撑装置3对重物进行完全承载，避免重物由于惯性对AGV调姿小车的冲击损坏，进而提高了AGV调姿小车的使用寿命。

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，包括：

调姿平台(1)；

调姿装置(2)，设于底盘(4)上，与所述调姿平台(1)相连，所述调姿装置(2)被配置为适于带动所述调姿平台(1)进行载重姿态调节；

导向支撑装置(3)，设于所述底盘(4)上，与所述调姿平台(1)相连，用于对所述调姿平台(1)的所述载重姿态调节进行导向，并对所述调姿平台(1)进行支撑。

2.根据权利要求1所述的具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，所述调姿装置(2)包括多个直线伸缩单元，多个所述直线伸缩单元沿所述调姿平台(2)/所述底盘(4)的周向均匀布置；

任一个所述直线伸缩单元一端与所述调姿平台(1)底面球铰接，另一端与所述底盘(4)铰接；

相邻两个所述直线伸缩单元成梯形布置。

3.根据权利要求2所述的具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，所述直线伸缩单元包括调姿动力单元(21)和驱动杆(22)，所述调姿动力单元(21)与所述驱动杆(22)相连，所述调姿动力单元(21)工作能够推动所述驱动杆(22)的动力输出端伸缩；

所述驱动杆(21)的固定端与所述底盘(4)铰接，动力输出端与所述调姿平台(1)球铰接。

4.根据权利要求3所述的具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，所述驱动杆(22)为液压缸、气缸、或伺服电缸的任意一种。

5.根据权利要求1所述的具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，所述导向支撑装置(3)包括：

上导向件(31)，设于所述调姿平台(1)的底部；

下导向件(32)，设于所述底盘(4)上，所述下导向件(32)顶部与所述上导向件(32)底部球面连接。

6.根据权利要求5所述的具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，所述下导向件(32)包括多个导向柱(323)，多个所述导向柱(323)成圆周阵列式分布；

多个所述导向柱(323)垂直设于所述底盘(4)上，所述上导向件(31)的底部为球面，多个所述导向柱(323)与所述上导向件(31)底部球面滑动连接。

7.根据权利要求6所述的具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，任一个所述导向柱(323)的顶部设置有轴孔；

所述轴孔沿所述导向柱(323)延伸，但不贯通所述导向柱(323)；

所述轴孔内设置有弹簧(322)，所述弹簧(322)的上方设置有滚珠(321)，所述滚珠(321)至少部分位于所述轴孔外部；

所述滚珠(321)与所述上导向件(31)的底部球面滚动连接。

8.根据权利要求7所述的具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，任一个所述导向柱(323)通过支柱(324)与所述底盘(4)相连；

所述支柱(324)与所述底盘(4)相垂直，顶端旋拧于所述导向柱(323)的底部螺纹孔内，底端与所述底盘(4)可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，所述底盘(4)上还设置有多个螺柱(41)，多个所述螺柱(41)的位置和数量与多个所述导向柱(323)的位置和数量相对应；

所述支柱(324)底部旋拧于所述螺柱(41)的外周。

10.根据权利要求1至9任一项所述的具有多自由度调姿功能的AGV小车，其特征在于，还包括采集装置(8)和控制器(9)，所述采集装置(8)与所述控制器(9)通讯连接；

所述采集装置(8)用于采集行驶路面的实时路况信息，将采集的所述实时路况信息转换为调姿信息，并将所述调姿信息传输给所述控制器(9)；

所述控制器(9)分别与所述底盘的底盘电机(7)、转向系统(5)和所述调姿装置(2)通讯连接，所述控制器(9)用于根据接收到的所述调姿信息控制所述底盘电机(7)、所述转向系统(5)和所述调姿装置(2)动作。

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