CN115231173B - 一种动车组agv齿轮箱及车轴智能接驳系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统及方法，包括总控系统、与总控系统相连的物料调度控制柜、与物料调度控制柜相连的物料存取架、设于物料存取架上的料架电控柜、位置传感机构、与物料调度控制柜通讯连接的AGV、设于AGV上的物料叉取及升降托举机构；位置传感机构与料架电控柜通信连接；物料存取架物料调度控制柜电连；AGV与物料调度控制柜通讯连接；AGV采用舵轮+多个辅助轮结构，通过复合制导方式实现驮着工件在狭窄的道路上过沟和爬坡；通过物料调度控制柜的控制AGV走行，实现在不在人员参与的情况下多个齿轮箱及车轴工件的识别、运输、取放和数据存储的数字化、智能化、无人化以及自动化。

Description

一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统及方法

技术领域

本发明属于动车组检修设备技术领域，更具体地，涉及一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统及方法。

背景技术

随着我国高铁的普及，动车组检修作业的自动化也在逐步推进，伴随着精细化进程管理，以往许多粗犷的运输模式逐渐被淘汰，自动化运输、自动化取料和放料成为时代发展的主流，其中AGV的应用是重要的内容之一。

在动车组齿轮箱及车轴检修作业中，当前主要由以下两种方式：一是，无人化电动叉车自由送料；该种模式可以满足齿轮箱及车轴的取料和放料要求，但是由于叉车叉子结构，需要设计专用的托盘或料架，由于叉车本身的体积以及叉起带托盘托架的体积后会变得非常大，在一些狭小的作业空间不能进行灵活转向，更不能保证通过；因此其只适合空间较大的车间作业，对于空间受限的道路或门洞不适用；二是，采用麦克阿姆轮AGV+背负式料架方案；这种模式下，麦轮可以灵活移动或转向，但是不能过沟和爬坡；背负式料架虽然可以满足使用要求，但是在多工位多工序环境下，当作业节拍较快，作业集中时会造成AGV料架堆积，从而降低物料的转运效率，进而占用现场过多的作业空间。

因此，急需一种能够在狭小空间作业、能够实现过沟和爬坡、能够有效避免物料堆积占用现场过多作业空间以及能够有效提高工件取放作业效率的数字化、智能化物料接驳系统。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统及方法，AGV采用舵轮+辅助轮组合结构，通过在AGV上设置物料叉取及升降托举机构，将物料存取架按工位做成固定式，并与AGV融合设计，在物料存取架上设位置传感机构，通过AGV物料调度控制柜的控制，实现在不在人员参与的情况下多个齿轮箱及车轴工件的识别、运输、取放和数据存储的数字化、智能化、无人化以及自动化；本发明适用范围广，结构简单，作业效率高，能够解决现有的动车组齿轮箱及车轴检修作业中齿轮箱及车轴工件的取料和放料装置在狭小作业空间不能进行灵活转向、不能实现过沟和爬坡、常有物料堆积占用现场过多作业空间、工件取放作业效率低下，不能实现工件取放料的数字化、智能化问题。

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，包括总控系统、与所述总控系统相连的物料调度控制柜、与所述物料调度控制柜相连的至少1个物料存取架、设于所述物料存取架上的料架电控柜、位置传感机构、与所述物料调度控制柜通讯连接的AGV以及设于所述AGV上的物料叉取及升降托举机构；其中，

所述物料存取架为开放式、固定式；其整体形成三面封闭一面开口的U形架；所述AGV能够进入所述物料存取架的开放空间内；

所述位置传感机构与所述料架电控柜通信连接；所述物料存取架通过电源线和网线连接到所述物料调度控制柜内；所述AGV与所述物料调度控制柜通讯连接；所述AGV上设有动力舵轮和多个辅助轮结构；所述AGV的运行路线上预埋有磁钉；在需要过沟或过岗的路段采用惯性制导通过；所述AGV周围有障碍物时通过雷达制导方式自动避障；通过复合制导方式实现驮着工件在狭窄的道路上过沟、过岗和爬坡；所述AGV的车身上设有液压顶升机构；所述物料叉取及升降托举机构设于所述液压顶升机构上；通过所述物料叉取及升降托举机构叉取和托举齿轮箱及车轴工件；所述物料叉取及升降托举机构与所述AGV采用接驳融合设置，在所述物料存取架上设位置传感机构，通过所述物料调度控制柜的控制AGV走行，实现在不在人员参与的情况下多个齿轮箱及车轴工件的识别、运输、取放和数据存储的数字化、智能化、无人化以及自动化。

进一步地，所述物料存取架包括第一架体、分别垂直相接设于所述第一架体两端形状结构均一样的第二架体和第三架体；

所述料架电控柜上有24V直流电源、PLC以及多个IO模块触点，用于接入所述物料存取架上的所述位置传感机构的信号；多个所述物料存取架排成一排时共用一个所述料架电控柜；

所述第一架体上还设有齿轮箱托举支撑工装；所述齿轮箱托举支撑工装的中间设有第一开口，用于和所述物料叉取及升降托举机构上的支臂配合；

所述第二架体和所述第三架体上分别设有一个横向固位支架；所述横向固位支架上设有V形承重架；

所述位置传感机构设于所述V形承重架的下方所述横向固位支架内部。

进一步地，所述齿轮箱托举支撑工装和所述物料叉取及升降托举机构上的支臂的中心连线与所述第二架体或第三架体的纵向中心轴线平行，且在所述齿轮箱托举支撑工装和所述物料叉取及升降托举机构上的支臂的中心连线的正下方地面上设有第一地面导航线；

所述物料叉取及升降托举机构的纵向中心轴线和所述齿轮箱及车轴工件的纵向中心轴线共线，且在所述物料叉取及升降托举机构的纵向中心轴线的下方地面上设有第二地面导航线；

所述第一地面导航线和所述第二地面导航线互相垂直。

进一步地，所述位置传感机构包括尼龙顶板，设于所述尼龙顶板底部的主板，平行间隔设于所述主板底部的开关固位杆和弹簧座桶，设于所述开关固位杆上的接触式开关，贯穿设于所述尼龙顶板、所述主板以及所述弹簧座桶内的伸缩杆，设于所述伸缩杆顶部的尼龙头，设于所述弹簧座桶内壁与所述伸缩杆外壁之间的压缩弹簧，以及设于所述接触式开关上的接触式触发传感器；

所述伸缩杆上设有卡凸；所述伸缩杆未被压缩时，所述弹簧座桶的内顶部下表面与所述卡凸的上表面贴合；所述压缩弹簧的顶部与所述卡凸的下表面连接；

所述弹簧座桶的底部设有弹簧封板；所述压缩弹簧的底部与所述弹簧封板的上表面连接；

所述伸缩杆的顶端高于所述尼龙顶板的上表面，底端伸出所述弹簧座桶的下表面；

所述伸缩杆的底端设有与所述接触式触发传感器相贴合的斜面触块。

进一步地，所述第一架体包括第一横梁、分别垂直向下相接设于所述第一横梁两端的第一竖杆和第二竖杆、设于所述第一竖杆和第二竖杆之间的第二横梁以及垂直于所述第一横梁和所述第二横梁且平行间隔设于二者之间的至少2个第一固位连接杆；

所述第二架体和所述第三架体均包括第三竖杆、垂直相接设于所述第三竖杆顶部的第三横梁、垂直相接设于所述第三竖杆侧面的第四横梁以及垂直设于所述第三横梁和所述第四横梁之间的第二固位连接杆；

所述第二架体上的所述第三横梁和所述第四横梁二者远离所述第三竖杆的一端均与所述第一竖杆固定连接；

所述第三架体上的所述第三横梁和所述第四横梁二者远离所述第三竖杆的一端均与所述第二竖杆固定连接。

进一步地，所述齿轮箱托举支撑工装设于所述第一固位连接杆上；

所述横向固位支架在所述第二架体的所述第二固位连接杆与所述第三横梁的交接处和所述第三架体的所述第二固位连接杆与所述第三横梁的交接处分别设置；

所述横向固位支架包括贴合固定于所述第二固位连接杆上的固位板、垂直设于所述第三横梁侧面和所述固位板顶部的固位横梁以及设于所述固位横梁两侧的侧板；

所述固位横梁上设有空腔；所述位置传感机构设于所述空腔内；

所述V形承重架包括设于所述固位横梁上表面的底板、成角度设于所述底板两侧的斜板以及设于所述斜板远离所述底板一侧与所述侧板之间的至少2个三角卡板；

所述底板上设有第二开口和固位孔；所述斜板上亦设有多个固位孔；

所述底板设于所述尼龙顶板的上方；所述第二开口与所述伸缩杆的顶部相配套，所述伸缩杆未被压缩时，其顶部伸出所述第二开口外。

进一步地，所述料架电控柜设于所述第一架体和所述第二架体的夹角处；

所述第二横梁设于所述第一横梁的下方，且与所述第一竖杆和所述第二竖杆的底部留有间距；

第二架体和第三架体均设于所述第一架体的同一侧；所述第一架体、所述第二架体、所述第三架体共同形成水平放置的U形结构；

所述第一竖杆和所述第二竖杆均为空心的杆体结构，其底部侧面设有开口向下的U形口；所述第一竖杆和所述第二竖杆的底部设有脚垫。

本发明的另一个方面提供一种动车组AGV齿轮箱及车轴接驳方法，包括如下步骤：

S1：总控系统开机，AGV开机并回到原始点，自我检查电量，确保物料叉取及升降托举机构回零位；物料调度控制柜开机，检测物料存放区各个物料存取架的物料信息，检测AGV的位置和状态；

S2：物料调度控制柜自动接收生产调度室发送过来的当天的作业任务，根据地面导航路径发送信号给AGV，使AGV从物料存放区物料存取架上取料后并送到齿轮箱组装区，并将信号传回给物料调度控制柜；

S3：作业人员进行齿轮箱的组装作业，将齿轮箱及车轴工件从AGV上调离后，AGV离开并回到起始点位置；

S4：物料调度控制柜根据当天的作业任务，将任务发送给AGV，AGV将已经组装好的齿轮箱及车轴工件驮负到成品库区；

S5：AGV水平退出成品库区物料存取架，并自动返回起始点；如此反复。

进一步地，步骤S2还包括：

S21：AGV接收信号后自动行驶到物料存放区对应的开放式物料存取架前，根据程序设定进行姿态校正和状态确认；

S22：AGV开到物料存取架的U形空间内部，到达齿轮箱及车轴工件下方；

S23：通过控制AGV上的液压托举机构上升带动物料叉取及升降托举机构上升，将齿轮箱及车轴工件举起；

S24：AGV保持物料叉取及升降托举机构姿态不变，并沿着第一地面导航线直线退出物料存放区的开放式物料存取架；

S25：控制AGV上物料叉取及升降托举机构下方的液压托举机构下降，将齿轮箱及车轴工件降到最低位置；

S26：AGV驮负着齿轮箱及车轴工件沿着设定的路径到达齿轮箱组装区，并将信号传回给物料调度控制柜。

进一步地，步骤S4还包括：

S41：AGV接到信号后，从原点出发，自动行驶到齿轮箱组装区的物料存取架处；

S42：AGV重复步骤S21～S25，将齿轮箱组装区的齿轮箱及车轴工件叉起，并沿着第一地面导航线直线退出齿轮箱组装区的开放式物料存取架；

S43：AGV驮负着组装好的齿轮箱及车轴工件沿着规划路径运输到成品库区的物料存取架处并停止，根据程序设定进行姿态校正和状态确认；

S44：控制AGV上的液压托举机构上升将齿轮箱及车轴工件举起到高过物料存取架上的V形承重架顶端位置；

S45：AGV驮负着齿轮箱及车轴工件根据平行于物料存取架的第二架体和第三架体的第一地面导航线移动到成品库区的物料存取架内部，在齿轮箱及车轴工件轴线与物料存取架的V形承重架的上表面中心线重合处停止；

S46：控制AGV上的液压托举机构下降并到达最低位置，使齿轮箱及车轴工件顺利放到物料存取架的V形承重架上。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，根据作业工件体积和现场的作业空间，对AGV本体进行特殊设计；在AGV上设有动力舵轮和多个辅助轮结构，在AGV的运行路线上预埋磁钉进行长距离制导，在需要过沟或过岗的路段采用惯性制导通过，在AGV周围有障碍物时通过雷达制导方式自动避障，采用复合制导方式，与麦轮结构相比，能够实现中心转弯、偏心转弯等多个功能，可以驮着工件在狭窄的道路上行驶和转向，还可以在一定范围内完成过沟、过岗和爬坡功能，适应范围广。

(2)本发明的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，AGV车身中央设有两组液压顶升机构，液压顶升机构顶部安装物料叉取及升降托举机构，可以满足多个不同型号的齿轮箱及车轴的叉取及顶升作业；通过在AGV本体设计物料叉取及升降托举机构，使AGV直接驮着工件走，与背负式物料架模式相比，减少了AGV的负载和体积，同时有效避免了在多工位多工序环境下，当作业节拍较快，作业集中时会造成AGV料架堆积，从而降低物料的转运效率，进而占用现场过多的作业空间的问题；本发明降低了现场工装的数量和机构的复杂程度，提高了工作效率。

(3)本发明的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，物料存取架设计为开放、固定式，通过在AGV上设用于叉取车轴和托举齿轮箱的物料叉取及升降托举机构，在现场各个工位设计开放、固定式物料存取架，在物料存取架上设与物料叉取及升降托举机构的支臂想配合的齿轮箱托举支撑工装，通过固定式物料存取架、齿轮箱托举支撑工装以及物料叉取及升降托举机构与齿轮箱及车轴的接驳融合，大大方便了AGV的放料和取料。

(4)本发明的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，通过在物料存取架上设既可用于车轴的取用和存放也可用于齿轮箱的取用和存放的横向固位支架和V形承重架，将物料叉取及升降托举机构的两端设为一端能够托举车轴另一端能够托举齿轮箱的结构，在物料存取架上设能够与物料叉取及升降托举机构托举齿轮箱的一端配合作业的齿轮箱托举支撑工装，通过对物料存取架1和物料叉取及升降托举机构5进行复合工装设置，既可以适用于车轴的取用和存放，又能够适用于齿轮箱的取用和存放，还可以适应CR400、CRH3和CRH2等多种不同车型的工件，提高了工作的利用率，减少了现场的空间占用，适应范围广；本发明通过设计特殊工装，可适应多种工件多个类型的齿轮箱及车轴的存放要求；与背负式托架相比，减少了工件数量，提高了工件取放料的作业效率。

(5)本发明的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，通过在物料存取架上设位置传感机构，并与料架电控柜通信连接，并与物料调度控制柜联网，能够实时显示每个工位和物料存取架上的物料状态，并根据车间当天作业要求，为AGV进行程序设定，进而可以在不在人员参与的情况下实现工件的取料和放料，实现了AGV物料运输、取放和数据存储的数字化、智能化，为数字工厂提供了数据支撑。

附图说明

图1为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统的整体连接结构示意图；

图2为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统的结构示意图；

图3为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统的物料存取架的结构示意图；

图4为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统的横向固位支架和V形承重架的安装结构示意图；

图5为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统的位置传感机构的侧视结构示意图；

图6为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统的位置传感机构的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统的位置传感机构的剖视结构示意图；

图8为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴接驳方法的流程示意图；

图9为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴接驳方法的步骤2的流程示意图；

图10为本发明实施例一种动车组AGV齿轮箱及车轴接驳方法的步骤4的流程示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-物料存取架、11-第一架体、111-第一横梁、112-第一竖杆、113-第二竖杆、114-第二横梁、115-第一固位连接杆、116-齿轮箱托举支撑工装、117-脚垫、118-第一开口、12-第二架体、121-第三竖杆、122-第三横梁、123-第四横梁、124-第二固位连接杆、13-第三架体、14-横向固位支架、141-固位板、142-固位横梁、143-侧板、15-V形承重架、151-底板、152-斜板、153-三角卡板、154-第二开口、155-固位孔、2-料架电控柜、3-位置传感机构、31-尼龙顶板、32-主板、33-开关固位杆、34-弹簧座桶、341-弹簧封板、35-接触式开关、36-伸缩杆、361-卡凸、362-斜面触块、37-尼龙头、38-压缩弹簧、39-接触式触发传感器、4-AGV、5-物料叉取及升降托举机构、6-齿轮箱及车轴工件、7-物料调度控制柜、71-无线通讯线、72-光纤及电缆线、73-第一地面导航线、74-所述第二地面导航线

其中，AGV表示自动导引运输车。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，当元件被称为“固定于”、“设置于”或“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上；术语“安装”、“相连”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”......仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”......的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-图7所示，本发明的一个方面提供一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，包括总控系统、与所述总控系统相连的物料调度控制柜7、与所述物料调度控制柜7相连的至少1个物料存取架1、设于所述物料存取架1上的料架电控柜2、位置传感机构3、与所述物料调度控制柜7通讯连接的AGV4以及设于所述AGV4上的物料叉取及升降托举机构5；所述物料叉取及升降托举机构5用于叉取和托举齿轮箱及车轴工件6；所述AGV4能够进入所述物料存取架1的开放空间内；所述位置传感机构3与所述料架电控柜2通信连接；所述AGV4与所述物料调度控制柜7通讯连接；所述物料存取架1通过电源线和网线连接到所述物料调度控制柜7内；所述物料调度控制柜7与物料存取架1上的所述料架电控柜2通过光纤及电缆线连接；通过在AGV上设置物料叉取及升降托举机构5，将物料存取架1按工位做成固定式，并与AGV融合设计，在物料存取架上设位置传感机构3，通过AGV物料调度控制柜7的控制，实现在不在人员参与的情况下多个齿轮箱及车轴工件的识别、运输、取放和数据存储的数字化、智能化、无人化以及自动化；能够解决现有的动车组齿轮箱及车轴检修作业中齿轮箱及车轴工件的取料和放料装置在狭小作业空间不能进行灵活转向、不能实现过沟和爬坡、常有物料堆积占用现场过多作业空间、工件取放作业效率低下，不能实现工件取放料的数字化、智能化问题

进一步地，如图1-图7所示，所述物料存取架1在物料存放区、齿轮箱组装区、成品库区分别设置；每个区可设一个也可设多个；具体数量根据实际需要而定；所述位置传感机构3通过信号线从所述物料存取架1的内部走线并连接到所述料架电控柜2内的接线端子上；所述物料存取架1为2个或2个以上时彼此并联设置；所述AGV4与所述物料调度控制柜7通过无线WIFI通讯或无线电通讯进行数据互通；所述物料存取架1为开放式，用于存放待取物料，由金属管焊接而成，整体形成三面封闭一面开口的U形架；所述AGV4的总长度和所述物料存取架1的U形开口相配套；所述AGV4能够从侧面U形开口处进入其U形空间取料或存料。

进一步地，如图1-图7所示，所述物料存取架1包括第一架体11、分别垂直相接设于所述第一架体11两端形状结构均一样的第二架体12和第三架体13；第二架体12和第三架体13均设于所述第一架体11的同一侧；所述第一架体11、所述第二架体12、所述第三架体13共同形成水平放置的U形结构；所述第一架体11包括第一横梁111、分别垂直向下相接设于所述第一横梁111两端的第一竖杆112和第二竖杆113、设于所述第一竖杆112和第二竖杆113之间的第二横梁114以及垂直于所述第一横梁111和所述第二横梁114且平行间隔设于二者之间的至少2个第一固位连接杆115；所述第二横梁114设于所述第一横梁111的下方，且与所述第一竖杆112和所述第二竖杆113的底部留有间距；所述第二架体12和所述第三架体13均包括第三竖杆121、垂直相接设于所述第三竖杆121顶部的第三横梁122、垂直相接设于所述第三竖杆121侧面的第四横梁123以及垂直设于所述第三横梁122和所述第四横梁123之间的第二固位连接杆124；所述第二架体12上的所述第三横梁122和所述第四横梁123远离所述第三竖杆121的一端均与所述第一竖杆112固定连接；所述第三架体13上的所述第三横梁122和所述第四横梁123远离所述第三竖杆121的一端均与所述第二竖杆113固定连接；所述第一竖杆112和所述第二竖杆113均为空心的杆体结构，其底部侧面设有开口向下的U形口；所述第一竖杆112和所述第二竖杆113的底部设有脚垫117。

进一步地，如图1-图7所示，所述料架电控柜2设于所述第一架体11和所述第二架体12的夹角处；所述料架电控柜2上有24V直流电源、PLC以及多个IO模块触点，用于接入所述物料存取架1上的所述位置传感机构3的信号；多个所述物料存取架1排成一排时可以共用一个所述料架电控柜2，也可以各自设一个所述料架电控柜2。

进一步地，如图1-图3所示，所述第二架体12和所述第三架体13上分别设有一个横向固位支架14；所述横向固位支架14上设有V形承重架15；所述位置传感机构3设于所述V形承重架15的下方所述横向固位支架14内部；所述齿轮箱托举支撑工装116设于所述第一固位连接杆115上；所述横向固位支架14在所述第二架体12的所述第二固位连接杆124与所述第三横梁122的交接处和所述第三架体13的所述第二固位连接杆124与所述第三横梁122的交接处分别设置。

进一步地，如图1-图7所示，所述横向固位支架14包括贴合固定于所述第二固位连接杆124上的固位板141、垂直设于所述第三横梁122侧面和所述固位板141顶部的固位横梁142、设于所述固位横梁142两侧的侧板143；所述固位横梁142上设有空腔；所述位置传感机构3设于所述空腔内；所述横向固位支架14上设有V形承重架15；所述V形承重架15用于承载所述齿轮箱及车轴工件6，包括设于所述固位横梁142上表面的底板151、成角度设于所述底板151两侧的斜板152以及设于所述斜板152远离所述底板151一侧与所述侧板143之间的至少2个三角卡板153；所述底板151上设有第二开口154和固位孔155；所述斜板152上亦设有多个固位孔155。

进一步地，如图1-图7所示，所述第一架体11上还设有齿轮箱托举支撑工装116；所述齿轮箱托举支撑工装116的中间设有第一开口118，用于和所述物料叉取及升降托举机构5上的支臂配合，其尺寸和大小可以适应多种不同型号的齿轮箱及车轴的支撑作用；所述横向固位支架14和所述V形承重架15既可用于车轴的取用和存放也可用于齿轮箱的取用和存放；所述物料叉取及升降托举机构5的一端用于托举车轴，另一端用于托举齿轮箱；所述物料叉取及升降托举机构5的用于托举齿轮箱的一端在进入物料存取架1后与所述齿轮箱托举支撑工装116配合作业；本发明通过对物料存取架1和物料叉取及升降托举机构5进行复合工装设置，既可以适用于车轴的取用和存放，又能够适用于齿轮箱的取用和存放，还可以适应CR400、CRH3和CRH2等多种不同车型的工件，提高了工作的利用率，减少了现场的空间占用，适应范围广。

进一步地，如图1-图7所示，所述齿轮箱托举支撑工装116和所述物料叉取及升降托举机构5上的支臂的中心连线与所述第二架体或第三架体的纵向中心轴线平行，且在所述齿轮箱托举支撑工装116和所述物料叉取及升降托举机构5上的支臂的中心连线的正下方地面上设有第一地面导航线73；所述物料叉取及升降托举机构5的纵向中心轴线和所述齿轮箱及车轴工件6的纵向中心轴线共线，且在所述物料叉取及升降托举机构5的纵向中心轴线的下方地面上设有第二地面导航线74；所述第一地面导航线73和所述第二地面导航线74互相垂直。

进一步地，如图1-图7所示，所述位置传感机构3包括尼龙顶板31，设于所述尼龙顶板31底部的主板32，平行间隔设于所述主板32底部的开关固位杆33和弹簧座桶34，设于所述开关固位杆33上的接触式开关35，贯穿设于所述尼龙顶板31、所述主板32以及所述弹簧座桶34内的伸缩杆36，设于所述伸缩杆36顶部的尼龙头37，设于所述弹簧座桶34内壁与所述伸缩杆36外壁之间的压缩弹簧38，以及设于所述接触式开关35上的接触式触发传感器39；所述伸缩杆36上设有卡凸361；所述伸缩杆36未被压缩时，所述弹簧座桶34的内顶部下表面与所述卡凸361的上表面贴合；所述压缩弹簧38的顶部与所述卡凸361的下表面连接；所述弹簧座桶34的底部设有弹簧封板341；所述压缩弹簧38的底部与所述弹簧封板341的上表面连接；所述弹簧封板341与所述弹簧座桶34通过螺栓固定；所述伸缩杆36的顶端高于所述尼龙顶板31的上表面，底端伸出所述弹簧座桶34的下表面；所述伸缩杆36的底端设有与所述接触式触发传感器39相贴合的斜面触块362；所述底板151为与所述齿轮箱及车轴工件6接触的部位；当所述伸缩杆36被所述齿轮箱及车轴工件6压迫时，伸缩杆下移，与所述伸缩杆36底部的斜面触块362接触并压迫所述接触式触发传感器39的传感器滚轮臂，使所述接触式触发传感器39的传感器滚轮臂被下压触发所述接触式开关35连接产生所述齿轮箱及车轴工件6在位状态信号提示；当所述齿轮箱及车轴工件6被取走时，所述伸缩杆36在所述压缩弹簧38的作用下弹回，信号触发结束，所述齿轮箱及车轴工件6状态显示为无。

进一步地，如图1-图7所示，所述齿轮箱及车轴工件6包括很多车型的齿轮箱工件及车轴，最长的为380D车型，工件长度2250mm，重量约为800kg；所述AGV4的车身结构采用特殊设计，所述AGV4的车身中央设有两组液压顶升机构；所述物料叉取及升降托举机构5设于所述液压顶升机构上，能够满足多个不同型号的齿轮箱及车轴的叉取及顶升作业；所述物料叉取及升降托举机构5与所述AGV4上的升降液压机构通过紧固螺钉连接；所述AGV4根据需求定制，所述AGV4上设有动力舵轮和多个辅助轮结构；所述AGV4的运行路线上预埋有磁钉，用于长距离制导；在需要过沟或过岗的路段没法预埋磁钉时采用惯性制导通过；如果AGV4周围有人或其它障碍物时通过雷达制导方式自动避障，或停机等待，等障碍物移走后，AGV4继续自动行驶；本发明通过在运行路线上预埋磁钉+惯性制导+雷达制导的复合制导方式，使得所述所述AGV4能够完成中心转弯、偏心转弯等多个功能，可以驮着工件在狭窄的道路上行驶和转向，还可以在一定范围内完成过沟、过岗和爬坡功能，适应范围广。

进一步地，如图1-图7所示，所述物料叉取及升降托举机构5上与所述齿轮箱及车轴工件6接触的部位采用橡胶或尼龙材质，其余部位采用钢结构焊接而成；所述物料叉取及升降托举机构5与所述AGV4采用接驳融合设计，既能够满足所述AGV4在行走过程中的无缝对接，又能够满足并适应多个所述齿轮箱及车轴工件6的存放和运输作业。

如图8-图10所示，本发明的另一个方面提供一种动车组AGV齿轮箱及车轴接驳方法，包括如下步骤：

S1：总控系统开机，AGV开机并回到原始点，自我检查电量，确保物料叉取及升降托举机构回零位；物料调度控制柜开机，检测物料存放区各个物料存取架的物料信息，检测AGV的位置和状态；

S2：物料调度控制柜自动接收生产调度室发送过来的当天的作业任务，根据地面导航路径发送信号给AGV，使AGV从物料存放区物料存取架上取料后并送到齿轮箱组装区，并将信号传回给物料调度控制柜；具体包括，

S21：AGV接收信号后自动行驶到物料存放区对应的开放式物料存取架前，根据程序设定进行姿态校正和状态确认；

S22：AGV开到物料存取架的U形空间内部，到达齿轮箱及车轴工件下方；

S23：通过控制AGV上的液压托举机构上升带动物料叉取及升降托举机构上升，将齿轮箱及车轴工件举起；

S24：AGV保持物料叉取及升降托举机构姿态不变，沿着第一地面导航线直线退出开放式物料存取架；

S25：控制AGV上物料叉取及升降托举机构下方的液压托举机构下降，将齿轮箱及车轴工件降到最低位置；

S26：AGV驮负着齿轮箱及车轴工件沿着设定的路径到达齿轮箱组装区，并将信号传回给物料调度控制柜；

S3：作业人员进行齿轮箱的组装作业，将齿轮箱及车轴工件从AGV上调离后，AGV离开并回到起始点位置；

S4：物料调度控制柜根据当天的作业任务，将任务发送给AGV，AGV将已经组装好的齿轮箱及车轴工件驮负到成品库区；具体包括：

S41：AGV接到信号后，从原点出发，自动行驶到齿轮箱组装区的物料存取架处；

S42：AGV重复步骤S21～S25，将齿轮箱组装区的齿轮箱及车轴工件叉起，并沿着第一地面导航线直线退出齿轮箱组装区的开放式物料存取架；

S43：AGV驮负着组装好的齿轮箱及车轴工件沿着规划路径运输到成品库区的物料存取架处并停止，根据程序设定进行姿态校正和状态确认；

S44：控制AGV上的液压托举机构上升将齿轮箱及车轴工件举起到高过物料存取架上的V形承重架顶端位置；

S45：AGV驮负着齿轮箱及车轴工件根据平行于物料存取架的第二架体和第三架体的第一地面导航线移动到成品库区的物料存取架内部，在齿轮箱及车轴工件轴线与物料存取架的V形承重架的上表面中心线重合处停止；

S46：控制AGV上的液压托举机构下降并到达最低位置，使齿轮箱及车轴工件顺利放到物料存取架的V形承重架上；

S5：AGV水平退出成品库区物料存取架，并自动返回起始点；如此反复。

本发明提供的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统及方法的工作原理：物料存取架设计为开放、固定式，AGV采用舵轮+辅助轮组合结构，通过在AGV上设置物料叉取及升降托举机构，将物料存取架按工位做成固定式，并与AGV融合设计，在物料存取架上设位置传感机构，通过AGV物料调度控制柜的控制，实现在不在人员参与的情况下多个齿轮箱及车轴工件的识别、运输、取放和数据存储的数字化、智能化、无人化以及自动化；本发明适用范围广，结构简单，作业效率高，能够解决现有的动车组齿轮箱及车轴检修作业中齿轮箱及车轴工件的取料和放料装置在狭小作业空间不能进行灵活转向、不能实现过沟和爬坡、常有物料堆积占用现场过多作业空间、工件取放作业效率低下，不能实现工件取放料的数字化、智能化问题。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，其特征在于：包括总控系统、与所述总控系统相连的物料调度控制柜（7）、与所述物料调度控制柜（7）相连的至少1个物料存取架（1）、设于所述物料存取架（1）上的料架电控柜（2）、位置传感机构（3）、与所述物料调度控制柜（7）通讯连接的AGV（4）、设于所述AGV（4）上的物料叉取及升降托举机构（5）；其中，

所述物料存取架（1）为开放式、固定式；其整体形成三面封闭一面开口的U形架；所述物料存取架（1）包括第一架体（11）、分别垂直相接设于所述第一架体（11）两端形状结构均一样的第二架体（12）和第三架体（13）；

所述料架电控柜（2）上有24V直流电源、PLC以及多个IO模块触点，用于接入所述物料存取架（1）上的所述位置传感机构（3）的信号；多个所述物料存取架（1）排成一排时共用一个所述料架电控柜（2）；

所述第一架体（11）上还设有齿轮箱托举支撑工装（116）；所述齿轮箱托举支撑工装（116）的中间设有第一开口（118），用于和所述物料叉取及升降托举机构（5）上的支臂配合；

所述第二架体（12）和所述第三架体（13）上分别设有一个横向固位支架（14）；所述横向固位支架（14）上设有V形承重架（15）；

所述位置传感机构（3）设于所述V形承重架（15）的下方所述横向固位支架（14）内部；所述齿轮箱托举支撑工装（116）和所述物料叉取及升降托举机构（5）上的支臂的中心连线的正下方地面上设有第一地面导航线（73）；所述物料叉取及升降托举机构（5）的纵向中心轴线的下方地面上设有第二地面导航线（74）；所述第一地面导航线（73）和所述第二地面导航线（74）互相垂直；

所述位置传感机构（3）包括尼龙顶板（31），设于所述尼龙顶板（31）底部的主板（32），平行间隔设于所述主板（32）底部的开关固位杆（33）和弹簧座桶（34），设于所述开关固位杆（33）上的接触式开关（35），贯穿设于所述尼龙顶板（31）、所述主板（32）以及所述弹簧座桶（34）内的伸缩杆（36），设于所述伸缩杆（36）顶部的尼龙头（37），设于所述弹簧座桶（34）内壁与所述伸缩杆（36）外壁之间的压缩弹簧（38），以及设于所述接触式开关（35）上的接触式触发传感器（39）；

所述伸缩杆（36）上设有卡凸（361）；所述伸缩杆（36）未被压缩时，所述弹簧座桶（34）的内顶部下表面与所述卡凸（361）的上表面贴合；所述压缩弹簧（38）的顶部与所述卡凸（361）的下表面连接；

所述弹簧座桶（34）的底部设有弹簧封板（341）；所述压缩弹簧（38）的底部与所述弹簧封板（341）的上表面连接；

所述伸缩杆（36）的顶端高于所述尼龙顶板（31）的上表面，底端伸出所述弹簧座桶（34）的下表面；

所述伸缩杆（36）的底端设有与所述接触式触发传感器（39）相贴合的斜面触块（362）；

所述AGV（4）能够进入所述物料存取架（1）的开放空间内；所述位置传感机构（3）与所述料架电控柜（2）通信连接；所述物料存取架（1）通过电源线和网线连接到所述物料调度控制柜（7）内；所述AGV（4）与所述物料调度控制柜（7）通讯连接；所述AGV（4）上设有动力舵轮和多个辅助轮结构；所述AGV（4）的运行路线上预埋有磁钉；在需要过沟或过岗的路段采用惯性制导通过；所述AGV（4）周围有障碍物时通过雷达制导方式自动避障；通过复合制导方式实现驮着工件在狭窄的道路上过沟、过岗和爬坡；所述AGV（4）的车身上设有液压顶升机构；所述物料叉取及升降托举机构（5）设于所述液压顶升机构上；通过所述物料叉取及升降托举机构（5）叉取和托举齿轮箱及车轴工件（6）；所述物料叉取及升降托举机构（5）与所述AGV（4）采用接驳融合设置，在所述物料存取架（1）上设位置传感机构（3），通过所述物料调度控制柜（7）的控制AGV走行，实现在不在人员参与的情况下多个齿轮箱及车轴工件（6）的识别、运输、取放和数据存储的数字化、智能化、无人化以及自动化。

2.根据权利要求1所述的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，其特征在于：所述齿轮箱托举支撑工装（116）和所述物料叉取及升降托举机构（5）上的支臂的中心连线与所述第二架体或第三架体的纵向中心轴线平行；

所述物料叉取及升降托举机构（5）的纵向中心轴线和所述齿轮箱及车轴工件（6）的纵向中心轴线共线。

3.根据权利要求2所述的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，其特征在于：所述第一架体（11）包括第一横梁（111）、分别垂直向下相接设于所述第一横梁（111）两端的第一竖杆（112）和第二竖杆（113）、设于所述第一竖杆（112）和第二竖杆（113）之间的第二横梁（114）以及垂直于所述第一横梁（111）和所述第二横梁（114）且平行间隔设于二者之间的至少2个第一固位连接杆（115）；

所述第二架体（12）和所述第三架体（13）均包括第三竖杆（121）、垂直相接设于所述第三竖杆（121）顶部的第三横梁（122）、垂直相接设于所述第三竖杆（121）侧面的第四横梁（123）以及垂直设于所述第三横梁（122）和所述第四横梁（123）之间的第二固位连接杆（124）；

所述第二架体（12）上的所述第三横梁（122）和所述第四横梁（123）二者远离所述第三竖杆（121）的一端均与所述第一竖杆（112）固定连接；

所述第三架体（13）上的所述第三横梁（122）和所述第四横梁（123）二者远离所述第三竖杆（121）的一端均与所述第二竖杆（113）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，其特征在于：所述齿轮箱托举支撑工装（116）设于所述第一固位连接杆（115）上；

所述横向固位支架（14）在所述第二架体（12）的所述第二固位连接杆（124）与所述第三横梁（122）的交接处和所述第三架体（13）的所述第二固位连接杆（124）与所述第三横梁（122）的交接处分别设置；

所述横向固位支架（14）包括贴合固定于所述第二固位连接杆（124）上的固位板（141）、垂直设于所述第三横梁（122）侧面和所述固位板（141）顶部的固位横梁（142）以及设于所述固位横梁（142）两侧的侧板（143）；

所述固位横梁（142）上设有空腔；所述位置传感机构（3）设于所述空腔内；

所述V形承重架（15）包括设于所述固位横梁（142）上表面的底板（151）、成角度设于所述底板（151）两侧的斜板（152）以及设于所述斜板（152）远离所述底板（151）一侧与所述侧板（143）之间的至少2个三角卡板（153）；

所述底板（151）上设有第二开口（154）和固位孔（155）；所述斜板（152）上亦设有多个固位孔（155）；

所述底板（151）设于所述尼龙顶板（31）的上方；所述第二开口（154）与所述伸缩杆（36）的顶部相配套，所述伸缩杆（36）未被压缩时，其顶部伸出所述第二开口（154）外。

5.根据权利要求4所述的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统，其特征在于：所述料架电控柜（2）设于所述第一架体（11）和所述第二架体（12）的夹角处；

所述第二横梁（114）设于所述第一横梁（111）的下方，且与所述第一竖杆（112）和所述第二竖杆（113）的底部留有间距；

第二架体（12）和第三架体（13）均设于所述第一架体（11）的同一侧；所述第一架体（11）、所述第二架体（12）、所述第三架体（13）共同形成水平放置的U形结构；

所述第一竖杆（112）和所述第二竖杆（113）均为空心的杆体结构，其底部侧面设有开口向下的U形口；所述第一竖杆（112）和所述第二竖杆（113）的底部设有脚垫（117）。

6.一种动车组AGV齿轮箱及车轴接驳方法，其特征在于，应用如权利要求1-5中任一项所述的一种动车组AGV齿轮箱及车轴智能接驳系统实现，包括如下步骤：

S1：总控系统开机，AGV开机并回到原始点，自我检查电量，确保物料叉取及升降托举机构回零位；物料调度控制柜开机，检测物料存放区各个物料存取架的物料信息，检测AGV的位置和状态；

S2：物料调度控制柜自动接收生产调度室发送过来的当天的作业任务，根据地面导航路径发送信号给AGV，使AGV从物料存放区物料存取架上取料后并送到齿轮箱组装区，并将信号传回给物料调度控制柜；

S3：作业人员进行齿轮箱的组装作业，将齿轮箱及车轴工件从AGV上调离后，AGV离开并回到起始点位置；

S4：物料调度控制柜根据当天的作业任务，将任务发送给AGV，AGV将已经组装好的齿轮箱及车轴工件驮负到成品库区；

S5：AGV水平退出成品库区物料存取架，并自动返回起始点；如此反复。

7.根据权利要求6所述的一种动车组AGV齿轮箱及车轴接驳方法，其特征在于，步骤S2还包括：

S21：AGV接收信号后自动行驶到物料存放区对应的开放式物料存取架前，根据程序设定进行姿态校正和状态确认；

S22：AGV开到物料存取架的U形空间内部，到达齿轮箱及车轴工件下方；

S23：通过控制AGV上的液压托举机构上升带动物料叉取及升降托举机构上升，将齿轮箱及车轴工件举起；

S24：AGV保持物料叉取及升降托举机构姿态不变，并沿着第一地面导航线直线退出物料存放区的开放式物料存取架；

S25：控制AGV上物料叉取及升降托举机构下方的液压托举机构下降，将齿轮箱及车轴工件降到最低位置；

S26：AGV驮负着齿轮箱及车轴工件沿着设定的路径到达齿轮箱组装区，并将信号传回给物料调度控制柜。

8.根据权利要求7所述的一种动车组AGV齿轮箱及车轴接驳方法，其特征在于，步骤S4还包括：

S41：AGV接到信号后，从原点出发，自动行驶到齿轮箱组装区的物料存取架处；

S42：AGV重复步骤S21～S25，将齿轮箱组装区的齿轮箱及车轴工件叉起，并沿着第一地面导航线直线退出齿轮箱组装区的开放式物料存取架；

S43：AGV驮负着组装好的齿轮箱及车轴工件沿着规划路径运输到成品库区的物料存取架处并停止，根据程序设定进行姿态校正和状态确认；

S44：控制AGV上的液压托举机构上升将齿轮箱及车轴工件举起到高过物料存取架上的V形承重架顶端位置；

S45：AGV驮负着齿轮箱及车轴工件根据平行于物料存取架的第二架体和第三架体的第一地面导航线移动到成品库区的物料存取架内部，在齿轮箱及车轴工件轴线与物料存取架的V形承重架的上表面中心线重合处停止；

S46：控制AGV上的液压托举机构下降并到达最低位置，使齿轮箱及车轴工件顺利放到物料存取架的V形承重架上。