CN116040527A - 一种激光导航车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及AGV，具体是一种激光导航车，包括车身，车身上安装激光引导机构、顶升机构和悬挂系统，与现有技术不同的是，悬挂系统包括设置在车身下方的三套独立的前悬挂、左悬挂和右悬挂，前悬挂在Y‑Z平面具有旋转自由度，左悬挂和右悬挂在X‑Z平面具有旋转自由度，左悬挂和右悬挂具有各自独立的驱动机构。与现有技术相比，本发明通过不同路况的路面时，车体可以自适应平衡，保证承载物不会滑落，有效的平衡载荷，提供精准转向。

Description

一种激光导航车
技术领域
本发明涉及AGV，具体是一种激光导航车。
背景技术
Automated Guided Vehicle，简称AGV，通常也称为AGV小车，指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。工业应用中不需要驾驶员的搬运车，以可充电的蓄电池为其动力来源。
公开号为CN112744747A的中国发明专利公开了一种自然导航AGV小车，并具体公开了舵轮驱动装置分别设置于所述底盘中部的左右两侧，并驱动从动轮运动。但由于2个舵轮驱动装置和4个从动轮均固定转设在底盘上，在平坦的地面上尚可，但在具有坡度的地面上行驶时，车体顶面将与具有坡度的地面平行，装载在车体顶面货物会有滑落的风险。
发明内容
为克服现有技术的缺陷或缺陷之一，本发明公开一种激光导航车，所采取的技术方案是：
一种激光导航车，包括车身，车身上安装激光引导机构、顶升机构和悬挂系统，与现有技术不同的是，悬挂系统包括设置在车身下方的三套独立的前悬挂、左悬挂和右悬挂，前悬挂在Y-Z平面具有旋转自由度，左悬挂和右悬挂在X-Z平面具有旋转自由度，左悬挂和右悬挂具有各自独立的驱动机构。
进一步地，悬挂系统安装在底盘上，其中前悬挂包括固设在底盘上轴向为X向的第一铰座，第一支臂的中部与第一铰座铰接，第一支臂的两端分别转设万向轮；左悬挂和右悬挂的结构相同，包括分别固设在底盘左右两侧、轴向为Y向的第二铰座，第二支臂的中部与第二铰座铰接，第二支臂的外端转设万向轮，第二支臂的内端转设驱动轮、固接驱动减速器，驱动轮的轮轴与驱动减速器的输出轴固接，驱动减速器的输入轴固接驱动电机的电机轴，固设在车身内的可充蓄电池为驱动电机提供电能。
进一步地，2个驱动轮位于车身前后方向的中间位置。
进一步地，第一支臂的两端分别与车身抵接时，其上任一万向轮的轮廓超出车身的下缘；第二支臂的外端分别与车身抵接时，其上任一万向轮的轮廓超出车身的下缘；任一驱动轮与车身抵接时，驱动轮的轮廓超出车身的下缘。
进一步地，激光引导机构包括能够旋转的激光扫描器和车载计算机。
进一步地，轮廓与车身轮廓一致的顶盘与顶升机构的顶升板固接，顶盘与车身的上端之间安装风琴罩。
进一步地，顶升机构包括底座和顶升板，底座的中部向上延伸形成筒体，筒体上转设传动齿轮；底座上固设顶升减速器，顶升减速器输入轴连接顶升电机的电机轴，顶升减速器输出轴固接驱动齿轮，驱动齿轮与传动齿轮啮合；底座的4个角处分别转设丝杆，每个丝杆上固设从动齿轮，每个从动齿轮分别与传动齿轮啮合；顶升板的4个角处分别固设套管，4个套管分别与4个丝杆螺接。
进一步地，底座上固设4个硬限位柱，当顶升板下降到极限位置时，硬限位柱的顶端与顶升板的下表面抵接。
进一步地，底座上固设软限位板，软限位板上安装2个槽形光电开关，顶升板上固设上位置挡片和下位置挡片，上位置挡片和下位置挡片能分别穿入2个槽形光电开关的缝隙中。
进一步地，每个丝杆的下段包括大径段、中径段和小径段，大径段上套设大径向滚珠轴承的内圈，中径段的颈肩处套设轴向推力轴承的内圈，小径段上套设小径向滚珠轴承的内圈；相应地，底座的4个角处开设与大径向滚珠轴承、轴向推力轴承和小径向滚珠轴承的外圈相应的阶梯孔；顶升板的4个角处开设螺孔，4个套管分别与4个螺孔螺接，每个螺孔的上端还螺接顶套，顶套的下端紧抵套管的上端，顶套与丝杆间隙配合。
与现有技术相比，本发明通过不同路况的路面时，车体可以自适应平衡，保证承载物不会滑落，有效的平衡载荷，提供精准转向。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的正视图。
图3是本发明隐藏顶盘后的结构示意图。
图4是本发明另一视角的结构示意图。
图5是图4中A处的局部放大图。
图6是图4中B处的局部放大图。
图7是本发明顶升机构的结构示意图。
图8是本发明丝杆的结构示意图。
图9是本发明丝杆与轴承的配合关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于对车辆的常规表述或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
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，术语“安装”、“相连”、“连通”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-图9所示，
一种激光导航车，包括车身100，车身100上安装激光引导机构200、顶升机构300和悬挂系统400，悬挂系统400包括设置在车身100下方的三套独立的前悬挂、左悬挂和右悬挂，前悬挂在Y-Z平面具有旋转自由度，左悬挂和右悬挂在X-Z平面具有旋转自由度，左悬挂和右悬挂具有各自独立的驱动机构。
具体地，悬挂系统400安装在底盘402上，其中前悬挂包括固设在底盘402上轴向为X向的第一铰座403，第一支臂404的中部与第一铰座403铰接，第一支臂404的两端分别转设万向轮405；左悬挂和右悬挂的结构相同，包括分别固设在底盘402左右两侧、轴向为Y向的第二铰座406，第二支臂407的中部与第二铰座406铰接，第二支臂407的外端转设万向轮405，第二支臂407的内端转设驱动轮409、固接驱动减速器410，驱动轮409的轮轴与驱动减速器410的输出轴固接，驱动减速器410的输入轴固接驱动电机408的电机轴，固设在车身100内的可充蓄电池401为驱动电机408提供电能。
理论上，在水平地面上，第一支臂404的两端的万向轮405同时着地；左悬挂和右悬挂的第二支臂407外端的万向轮405也同时着地。
在水平路面上行驶时，理论上2个驱动轮和4个万向轮同时着地，参与运动并承受载荷。
在上斜坡或下斜坡路面时，左右悬挂参与调整车体左右平衡，前悬挂负责保证车体的前后平衡；左、右悬挂各自的旋转自由度能够通过各自的摆动以确保两个驱动轮和至少一个万向轮着地，在提供驱动力的同时还可提供转向的功能。理论上6个轮可以同时着地参与运动并承受载荷。
在通过交叉轴路面时，左、右悬挂同样负责保证车体的左右平衡，前悬挂的旋转自由度调整前悬挂左右摆动，保证车体的前后平衡，理论上至少5个轮可以同时着地参与运动并承受载荷。
因此在通过不同路况的路面时，本实施例的车体可以自适应平衡，保证承载物不会滑落，有效的平衡载荷，提供精准转向。
在另一优选实施例中，2个驱动轮409位于车身前后方向的中间位置，因此具有几乎为零的转弯半径，能够实现原地旋转，故而本实施例摈弃了顶盘的旋转功能。
在另一优选实施例中，第一支臂404的两端分别与车身100抵接时，其上任一万向轮405的轮廓超出车身100的下缘；第二支臂407的外端分别与车身100抵接时，其上任一万向轮405的轮廓超出车身100的下缘；任一驱动轮409与车身100抵接时，驱动轮409的轮廓超出车身100的下缘。如此可实现永不趴窝。除非前轮陷入坑内，驱动轮才可与车身抵接，但抵接并不影响车辆驱动行走，在驱动轮旋转并爬出坑时，驱动轮自动与车身分离。
在另一优选实施例中，激光引导机构200包括能够旋转的激光扫描器201和车载计算机。旋转的激光扫描器，在运行路径沿途的墙壁或支柱上安装有高反光性反射板的激光定位标志，AGV依靠激光扫描器发射激光束，然后接受由四周定位标志反射回的激光束，车载计算机计算出车辆当前的位置以及运动的方向，通过和内置的数字地图进行对比来校正方位，从而实现自动搬运。此为本领域的常规技术手段，便不赘述。
在另一优选实施例中，轮廓与车身轮廓一致的顶盘500与顶升机构300的顶升板2固接，顶盘500与车身100的上端之间安装风琴罩600。顶盘500能够扩大载物面积，风琴罩能够防尘防污染。
在另一优选实施例中，顶升机构300包括底座1和顶升板2，底座1的中部向上延伸形成筒体11，筒体11上转设传动齿轮3；底座1上固设顶升减速器4，顶升减速器4输入轴连接顶升电机6的电机轴，顶升减速器4输出轴固接驱动齿轮5，驱动齿轮5与传动齿轮3啮合；底座1的4个角处分别转设丝杆7，每个丝杆7上固设从动齿轮8，每个从动齿轮8分别与传动齿轮3啮合；顶升板2的4个角处分别固设套管9，4个套管9分别与4个丝杆7螺接。底座1上固设4个硬限位柱10，当顶升板2下降到极限位置时，硬限位柱10的顶端与顶升板2的下表面抵接。底座1上固设软限位板12，软限位板12上安装2个槽形光电开关13，顶升板2上固设上位置挡片15和下位置挡片14，上位置挡片15和下位置挡片14能分别穿入2个槽形光电开关13的缝隙中。每个丝杆7的下段包括大径段71、中径段72和小径段73，大径段71上套设大径向滚珠轴承16的内圈，中径段72的颈肩处套设轴向推力轴承17的内圈，小径段73上套设小径向滚珠轴承18的内圈；相应地，底座1的4个角处开设与大径向滚珠轴承16、轴向推力轴承17和小径向滚珠轴承18的外圈相应的阶梯孔。顶升板2的4个角处开设螺孔，4个套管9分别与4个螺孔螺接，每个螺孔的上端还螺接顶套19，顶套19的下端紧抵套管9的上端，顶套19与丝杆7间隙配合。
顶升机构的工作过程：当顶升电机6转动时，带动减速器4上的驱动齿轮5旋转，驱动齿轮5带动传动齿轮3旋转，传动齿轮3带动4个从动齿轮8同步旋转，4个从动齿轮8分别带动4个丝杆7同步旋转，由于与丝杆7螺接的套管9与顶升板2固接，因此顶升板2将上升或下降，当下降到极限位置时，下位置挡片14挡住槽形光电开关13的发射端和接收端，槽形光电开关13发出信号给控制器，控制器控制顶升电机6停止转动，顶升板2停止下降；同理，当顶升板2上升到极限位置时，上位置挡片15挡住槽形光电开关13的发射端和接收端，槽形光电开关13发出信号给控制器，控制器控制顶升电机6停止转动，顶升板2停止上升；这是一种软限位。作为冗余设计，本发明还设置有硬限位，就是当顶升板2下降到极限位置而当软限位未及时发出信号时，硬限位柱10的顶端与顶升板2的下表面抵接，阻止顶升板2继续下降，从而实现双重保护。四个角处分别设置一个丝杆和套管，每个丝杆同步正转或反转从而实现顶升板的升降，具有顶升力量强劲均衡的优点，货物位于顶升板的任何位置都能顺利升降，不会发生卡死的情况。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。本发明未详尽描述之处为本领域的现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种激光导航车，包括车身（100），车身（100）上安装激光引导机构（200）、顶升机构（300）和悬挂系统（400），其特征在于，悬挂系统（400）包括设置在车身（100）下方的三套独立的前悬挂、左悬挂和右悬挂，前悬挂在Y-Z平面具有旋转自由度，左悬挂和右悬挂在X-Z平面具有旋转自由度，左悬挂和右悬挂具有各自独立的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种激光导航车，其特征在于，悬挂系统（400）安装在底盘（402）上，其中前悬挂包括固设在底盘（402）上轴向为X向的第一铰座（403），第一支臂（404）的中部与第一铰座（403）铰接，第一支臂（404）的两端分别转设万向轮（405）；左悬挂和右悬挂的结构相同，包括分别固设在底盘（402）左右两侧、轴向为Y向的第二铰座（406），第二支臂（407）的中部与第二铰座（406）铰接，第二支臂（407）的外端转设万向轮（405），第二支臂（407）的内端转设驱动轮（409）、固接驱动减速器（410），驱动轮（409）的轮轴与驱动减速器（410）的输出轴固接，驱动减速器（410）的输入轴固接驱动电机（408）的电机轴，固设在车身（100）内的可充蓄电池（401）为驱动电机（408）提供电能。
3.根据权利要求2所述的一种激光导航车，其特征在于，2个驱动轮（409）位于车身前后方向的中间位置。
4.根据权利要求2所述的一种激光导航车，其特征在于，第一支臂（404）的两端分别与车身（100）抵接时，其上任一万向轮（405）的轮廓超出车身（100）的下缘；第二支臂（407）的外端分别与车身（100）抵接时，其上任一万向轮（405）的轮廓超出车身（100）的下缘；任一驱动轮（409）与车身（100）抵接时，驱动轮（409）的轮廓超出车身（100）的下缘。
5.根据权利要求1所述的一种激光导航车，其特征在于，激光引导机构（200）包括能够旋转的激光扫描器（201）和车载计算机。
6.根据权利要求1所述的一种激光导航车，其特征在于，轮廓与车身轮廓一致的顶盘（500）与顶升机构（300）的顶升板（2）固接，顶盘（500）与车身（100）的上端之间安装风琴罩（600）。
7.根据权利要求1所述的一种激光导航车，其特征在于，顶升机构（300）包括底座（1）和顶升板（2），底座（1）的中部向上延伸形成筒体（11），筒体（11）上转设传动齿轮（3）；底座（1）上固设顶升减速器（4），顶升减速器（4）输入轴连接顶升电机（6）的电机轴，顶升减速器（4）输出轴固接驱动齿轮（5），驱动齿轮（5）与传动齿轮（3）啮合；底座（1）的4个角处分别转设丝杆（7），每个丝杆（7）上固设从动齿轮（8），每个从动齿轮（8）分别与传动齿轮（3）啮合；顶升板（2）的4个角处分别固设套管（9），4个套管（9）分别与4个丝杆（7）螺接。
8.根据权利要求7所述的一种激光导航车，其特征在于，底座（1）上固设4个硬限位柱（10），当顶升板（2）下降到极限位置时，硬限位柱（10）的顶端与顶升板（2）的下表面抵接。
9.根据权利要求7所述的一种激光导航车，其特征在于，底座（1）上固设软限位板（12），软限位板（12）上安装2个槽形光电开关（13），顶升板（2）上固设上位置挡片（15）和下位置挡片（14），上位置挡片（15）和下位置挡片（14）能分别穿入2个槽形光电开关（13）的缝隙中。
10.根据权利要求7所述的一种激光导航车，其特征在于，每个丝杆（7）的下段包括大径段（71）、中径段（72）和小径段（73），大径段（71）上套设大径向滚珠轴承（16）的内圈，中径段（72）的颈肩处套设轴向推力轴承（17）的内圈，小径段（73）上套设小径向滚珠轴承（18）的内圈；相应地，底座（1）的4个角处开设与大径向滚珠轴承（16）、轴向推力轴承（17）和小径向滚珠轴承（18）的外圈相应的阶梯孔；顶升板（2）的4个角处开设螺孔，4个套管（9）分别与4个螺孔螺接，每个螺孔的上端还螺接顶套（19），顶套（19）的下端紧抵套管（9）的上端，顶套（19）与丝杆（7）间隙配合。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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