CN116714403B - 底盘可自收缩的agv避障保护方法 - Google Patents

底盘可自收缩的agv避障保护方法 Download PDF

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Abstract

本申请提出一种新型AGV避障保护方法，AGV配备有可自动收缩的底盘系统和采取触边开关叠加线性编码器测量行程的监控组件，从而实现在AGV碰触人员或设备的第一时间主动地抬升底盘以收缩碰触部而脱离被撞物，达到保证人员或设备安全、避免二次伤害发生的设计目的。当AGV碰触人员或设备时，AGV停止运行，当触边开关组件继续挤压被撞物或人员时，触边开关组件带动检测导向杆沿直线轴承线性方向滑动，第一线性编码器将检测导向杆的位移信号上传给控制器，控制器通过液压站控制油缸的收缩量，油缸收缩时带动第一转接轴整体地沿车体底盘的卡槽水平地滑动，相互铰接的后桥架与前桥架沿垂向上升，前桥架带动防撞机构整体地收缩，防撞机构与被撞物或人员脱离。

Description

底盘可自收缩的AGV避障保护方法
技术领域
本发明涉及一种实现遇障可自收缩底盘的AGV避障保护方法，属于物流仓储自动化控制领域。
背景技术
目前在物流仓储中转场和自动化生产现场，已普遍地使用各类AGV(AutomatedGuided Vehicle，简称AGV)小车。AGV具有全向行驶的功能特点，在物料周转与运输中发挥着越来越重要的作用。由于AGV应用于现场工况较为复杂的场所，作业人员与货物输送存在交叉重叠的管理区域。为解决现场安全问题，现有AGV通常配置有避障装置或自适应控制方法，以避让人员或设备，如借助触边开关和/或避障雷达等保护手段。
现有技术采取的安全避障方式，无法保证AGV不碰触周边人员或设备就自动停止；而且，当室内外作业场地较湿滑时，即使驱动轮停止转动、车体仍无法马上停止，碰触到人员或设备是较大概率的事件。特别是AGV意外触碰到人员时无法自动回退，从而对人员造成二次伤害。
有鉴于此，特提出本专利申请。
发明内容
本发明所述底盘可自收缩的AGV避障保护方法，在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种新型AGV，该AGV配备有可自动收缩的底盘系统和采取触边开关叠加线性编码器测量行程的监控组件，从而实现在AGV碰触人员或设备的第一时间主动地抬升底盘以收缩碰触部而脱离被撞物，达到保证人员或设备安全、避免二次伤害发生的设计目的。
为实现上述设计目的，本申请所述底盘可自收缩的AGV避障保护方法，是在AGV的底盘组件前端安装有防撞机构；所述的底盘组件包括车体底盘，在车体底盘两侧分别铰接有一组后桥架和前桥架；后桥架与前桥架的重叠部分通过转接销进行铰接，后桥架、前桥架均可绕转接销定轴地转动；后桥架的一端铰接于第一转接轴，其另一端固定连接于后驱组件；前桥架一端铰接于第二转接轴，其另一端固定连接于前驱组件；第一转接轴贯穿连接于车体底盘，在车体底盘侧部设置有卡槽，第一转接轴贯穿嵌入卡槽中且可沿卡槽线性方向往复滑动；第二转接轴贯穿并轴向地固定连接于车体底盘；油缸的一端固定连接于第一转接轴，其另一端固定连接于第二转接轴；
所述的防撞机构包括触边开关组件和至少一组检测导向杆，每组检测导向杆分别穿套直线轴承后贯穿前桥架，检测导向杆的一端固定连接触边开关组件，检测导向杆的另一端与固定连接于前桥架的第一线性编码器相对地设置；
当AGV碰触人员或设备时，触边开关组件受到外力而将外力传递给检测导向杆，触发信号通过第一线性编码器上传至电控组件，由控制器发送指令以控制驱动电机停止运转，AGV停止运行；当触边开关组件继续挤压被撞物或人员时，触边开关组件带动检测导向杆沿直线轴承线性方向滑动，第一线性编码器将检测导向杆的位移信号上传给控制器，控制器通过液压站控制油缸的收缩量，油缸收缩时带动第一转接轴整体地沿车体底盘的卡槽水平地滑动，相互铰接的后桥架与前桥架沿垂向上升，前桥架带动防撞机构整体地收缩，防撞机构与被撞物或人员脱离。
进一步地，所述的防撞机构包括在车体底盘侧部安装的检测板、以及在第一转接轴上连接的第二线性编码器，检测板与第二线性编码器相对地设置；由控制器进行触边开关组件相对于车体底盘位移量的计算与判断；根据触边开关组件的相对位移量，控制器发送指令给液压站，液压站控制油缸的收缩量，从而油缸传动第一转接轴整体沿车体底盘的卡槽水平地滑动相应的位移量，由第一转接轴带动第二线性编码器沿水平方向移动至与检测板相应的间距。
进一步地，检测导向杆上套设有弹簧，所述弹簧设置在触边开关组件与前桥架之间；当触边开关组件被挤压时，弹簧被持续压缩而蓄能，触边开关组件带动检测导向杆沿直线轴承线性方向滑动；当碰触问题解决后，油缸伸展时带动第一转接轴整体地沿车体底盘的卡槽水平地反向移动，相互铰接的后桥架与前桥架沿垂向下降；在弹簧弹性复位作用力的辅助下，前桥架带动防撞机构整体地向前伸出直至恢复防撞安全距离。
如上内容，本申请提出的底盘可自收缩的AGV避障保护方法具有以下优点：
本申请提出的AGV采取可自动收缩式的底盘结构设计，在碰触人员或设备的第一时间能够实现自动回位以使底盘收缩，从而减少人员及AGV自身的伤害，安全系数较高，能够适用于各种室内外无人驾驶场景。
本申请采取的剪刀叉式自动收缩式底盘，辅助有触边开关及线性编码器监测组件，由主控器控制油泵系统和执行机构，底盘收缩速度较快，能够使底盘瞬间脱离被撞物或人员，避免二次伤害的发生；
本申请能够根据线性编码器产生的相对位移测量数据，动态地调整防撞机构后移距离，安全系数较高，既有效地保证了人机安全，同时可避免因异常情形导致AGV现有制动模式失效情况的发生。
附图说明
现结合以下附图来进一步地说明本发明；
图1是本申请所述底盘可自收缩的AGV的结构示意图；
图2是底盘组件的结构示意图；
图3是前后驱动组件的结构示意图；
图4是防撞机构的结构示意图；
图5是电控组件的结构示意图；
图6是AGV 正常运行状态的示意图；
图7是AGV遇障时自收缩状态下的示意图；
具体实施方式
实施例1，如图1至图5所示，本申请提出如下底盘可自收缩的AGV改进方案：
AGV包括构成车体及承载货物的底盘组件1，在底盘组件1底部组装有后驱组件2、前驱组件3，在底盘组件1的前端安装有防撞机构4，在底盘组件1的顶部安装有电池组件5、导航组件6、以及控制后驱组件2、前驱组件3和防撞机构4运行的电控组件7。
具体地，所述的底盘组件1包括车体底盘101，在车体底盘101两侧分别铰接有一组后桥架102和前桥架103；
后桥架102与前桥架103的重叠部分通过转接销105进行铰接，后桥架102、前桥架103均可绕转接销105定轴地转动；
后桥架102的一端铰接于第一转接轴104，其另一端固定连接于后驱组件2；前桥架103一端铰接于第二转接轴107，其另一端固定连接于前驱组件3；
第一转接轴104贯穿连接于车体底盘101，在车体底盘101对称地设置有卡槽（图中未示出），第一转接轴104贯穿嵌入卡槽中且可沿卡槽线性方向往复滑动；
第二转接轴107贯穿并轴向地固定连接于车体底盘101；
油缸106的一端固定连接于第一转接轴104，其另一端固定连接于第二转接轴107；
所述的后驱组件2包括驱动一体桥202和安装在驱动一体桥202上的驱动电机201，在驱动一体桥202两端分别轴设有一组驱动轮203，驱动电机201同时传动两组驱动轮203绕驱动一体桥202的轴向中心线转动以驱动整体AGV行走；
所述的驱动一体桥202固定连接于两组后桥架102。
所述的前驱组件3包括转向桥302和轴设在转向桥302两端的转向轮301，在转向桥302内部设置有用于控制并传动转向轮301进行转向的线控转向组成303；
所述的转向桥302固定连接于两组前桥架103。
所述的防撞机构4包括触边开关组件401和两组检测导向杆404，两组检测导向杆404分别穿套直线轴承403后贯穿前桥架103，检测导向杆404的一端固定连接触边开关组件401，检测导向杆404的另一端与固定连接于前桥架103的第一线性编码器405相对地设置；当检测导向杆404线性移动时，第一线性编码器405能够检测出检测导向杆404整体的移动状态和位移量。
检测导向杆404上套设有弹簧402，所述弹簧402设置在触边开关组件401与前桥架103之间；
进一步地，在车体底盘101的侧部安装有检测板406，在第一转接轴104上连接有第二线性编码器407，检测板406与第二线性编码器407相对地设置。
所述的电控组件7由算法主控701、控制器702、端子排703、IO模块704、液压站705、开关电源706、路由器707和交换机708组成。
如图6和图7所示，应用上述底盘可自收缩的AGV结构设计，本申请提出一种新型的AGV避障保护方法：
在图6中的AGV正常运行状态下，防撞机构4的触边开关组件401维持水平且与后方的车体底盘101之间保持150mm的防撞安全距离。
当AGV碰触人员或设备时，触边开关组件401受到外力而将外力传递给检测导向杆404，通过挤压检测导向杆404而将触发信号通过第一线性编码器405上传至电控组件7的控制器702，从而由控制器702发送指令以控制驱动电机201停止运转，设置在驱动一体桥202内部的车轮轴停止转动，使得驱动轮203停止转动，AGV整体停止；
当车体速度过快或者地面打滑原因而导致触边开关组件401继续挤压被撞物或人员时，弹簧402被持续压缩而蓄能，触边开关组件401带动检测导向杆404沿直线轴承403线性方向滑动，第一线性编码器405持续地将检测导向杆404的位移信号上传给控制器702，由控制器702进行触边开关组件401相对于车体底盘101位移量的计算与判断；
控制器702通过液压站705控制油缸106的收缩量，油缸106收缩时带动第一转接轴104整体地沿车体底盘101的卡槽水平地滑动，相互铰接的后桥架102与前桥架103沿垂向上升，前桥架103带动防撞机构4整体地收缩，防撞机构4与被撞物或人员脱离；
当碰触问题解决后，控制器702通过液压站705控制油缸106伸展复位，油缸106伸展时带动第一转接轴104整体地沿车体底盘101的卡槽水平地反向移动，相互铰接的后桥架102与前桥架103沿垂向下降；在弹簧402弹性复位作用力的辅助下，前桥架103带动防撞机构4整体地向前伸出直至恢复150mm的防撞安全距离。
具体地，在触边开关组件401的相对位移量在30mm之内时，控制器702发送指令给液压站705，液压站705控制油缸106的收缩量，从而油缸106传动第一转接轴104整体沿车体底盘101的卡槽水平地滑动70mm，继而由第一转接轴104带动第二线性编码器407沿水平方向移动；当第二线性编码器407与检测板406之间的距离达到70mm时，
控制器702收到第二线性编码器407持续发送的位移信号而控制液压站705停止运转，相应地油缸106停止收缩，其结果就是第一转接轴104带动前桥架103的顶端沿水平方向向后移动70mm，转向轮301相对于驱动轮203而向车体底盘101的中心移动，最终导致防撞机构4的触边开关组件401向后收缩70mm，防撞机构4得以与被撞物或人员脱离，以减轻对被撞物或人员的伤害；
在触边开关组件401的相对位移量大于30mm时，控制器702发送指令给液压站705，液压站705控制油缸106的收缩量，从而油缸106传动第一转接轴104整体沿车体底盘101的卡槽水平地滑动140mm，继而由第一转接轴104带动第二线性编码器407沿水平方向移动；当第二线性编码器407与检测板406之间的距离达到140mm时，控制器702收到第二线性编码器407持续发送的位移信号而控制液压站705停止运转，相应地油缸106停止收缩，其结果就是第一转接轴104带动前桥架103的顶端沿水平方向向后移动140mm，转向轮301相对于驱动轮203而向车体底盘101的中心移动，最终导致防撞机构4的触边开关组件401向后收缩140mm，防撞机构4得以与被撞物或人员脱离，以减轻对被撞物或人员的伤害。
如上内容，结合附图中给出的实施例仅是实现本发明目的的优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构。由此得到的其他结构特征，也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (3)

1.一种底盘可自收缩的AGV避障保护方法，其特征在于：在AGV的底盘组件前端安装有防撞机构；所述的底盘组件包括车体底盘，在车体底盘两侧分别铰接有一组后桥架和前桥架；后桥架与前桥架的重叠部分通过转接销进行铰接，后桥架、前桥架均可绕转接销定轴地转动；后桥架的一端铰接于第一转接轴，其另一端固定连接于后驱组件；前桥架一端铰接于第二转接轴，其另一端固定连接于前驱组件；第一转接轴贯穿连接于车体底盘，在车体底盘侧部设置有卡槽，第一转接轴贯穿嵌入卡槽中且可沿卡槽线性方向往复滑动；第二转接轴贯穿并轴向地固定连接于车体底盘；油缸的一端固定连接于第一转接轴，其另一端固定连接于第二转接轴；
所述的防撞机构包括触边开关组件和至少一组检测导向杆，每组检测导向杆分别穿套直线轴承后贯穿前桥架，检测导向杆的一端固定连接触边开关组件，检测导向杆的另一端与固定连接于前桥架的第一线性编码器相对地设置；
当AGV碰触人员或设备时，触边开关组件受到外力而将外力传递给检测导向杆，触发信号通过第一线性编码器上传至电控组件，由控制器发送指令以控制驱动电机停止运转，AGV停止运行；
当触边开关组件继续挤压被撞物或人员时，触边开关组件带动检测导向杆沿直线轴承线性方向滑动，第一线性编码器将检测导向杆的位移信号上传给控制器，控制器通过液压站控制油缸的收缩量，油缸收缩时带动第一转接轴整体地沿车体底盘的卡槽水平地滑动，相互铰接的后桥架与前桥架沿垂向上升，前桥架带动防撞机构整体地收缩，防撞机构与被撞物或人员脱离。
2.根据权利要求1所述的底盘可自收缩的AGV避障保护方法，其特征在于：所述的防撞机构包括在车体底盘侧部安装的检测板、以及在第一转接轴上连接的第二线性编码器，检测板与第二线性编码器相对地设置；
由控制器进行触边开关组件相对于车体底盘位移量的计算与判断；
根据触边开关组件的相对位移量，控制器发送指令给液压站，液压站控制油缸的收缩量，从而油缸传动第一转接轴整体沿车体底盘的卡槽水平地滑动相应的位移量，由第一转接轴带动第二线性编码器沿水平方向移动至与检测板相应的间距。
3.根据权利要求1或2所述的底盘可自收缩的AGV避障保护方法，其特征在于：
检测导向杆上套设有弹簧，所述弹簧设置在触边开关组件与前桥架之间；
当触边开关组件被挤压时，弹簧被持续压缩而蓄能，触边开关组件带动检测导向杆沿直线轴承线性方向滑动；
当碰触问题解决后，油缸伸展时带动第一转接轴整体地沿车体底盘的卡槽水平地反向移动，相互铰接的后桥架与前桥架沿垂向下降；在弹簧弹性复位作用力的辅助下，前桥架带动防撞机构整体地向前伸出直至恢复防撞安全距离。
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