CN1178176A - 磁力导引运载车 - Google Patents

Abstract

该运载车的所有车轮都是万向自位轮并且在该运载车底盘的下表面的前部和后部都可拆卸地装接有一个磁力导引型驱动装置。两个磁力导引型转向驱动装置中的每一个都包括设置在其前部和后部的传感器,以便检测磁带的路径。

Description

磁力导引运载车

本发明涉及一种无人驾驶磁力导引运载车，该车以全自动方式在工厂或仓库中沿着一条铺设在地面上的磁带的导引路径运送各种载荷。

在工厂、仓库和高尔夫球场中沿着预置的导引路径运送各种载荷的各种各样的无人驾驶磁力导引运载车在国内外都已研制成功并且付诸实施。例如转让给本专利申请的受让人的美国专利5525884中就公开了这样一种磁力导引运载车。

在上述美国专利中所公开的磁力导引运载车包括一个安装在轨道车7下面靠近前轮5处的磁力导引型转向驱动装置4(下文中称为转向驱动装置)，如图6中所示。该转向驱动装置4包括一个固定在该转向驱动装置的前部的磁传感器10，一个单个主动轮2，一个用于驱动该轮2的电机3和一个用于主动轮2的自动转向装置，磁传感器10通过该自动转向装置检测从沿一条导引路径上铺设的磁带上发射出的磁力(磁力线)。4个车轮设置在该轨道车下面的4个拐角上：前轮5为具有良好转向性能的万向自位轮，而后轮6则为固定型自位轮。

转向驱动装置4的主动轮2安装在一个高度转换机构16上，该机构可以使该主动轮2的位置在该轮2以一个足以使该运载器运动的压力与地面接触的第一位置和该轮2被悬挂离开地面一个距离的第二位置之间变换。操作手动操作的转换手柄20可以控制主动轮2的上下操作运动。当需要使磁力导引运载车1离开磁带17以便维修或检查时，可以使用该转换手柄20使主动轮2的位置升高，使得该运载车1能够容易地由人工推动。

下面进一步详述该转向驱动装置4。磁带传感器10通过一个支承装置9安装在主动轮2的支座8的前部。轴承座11安装有一根从主动轮2的支座8竖直地延伸出来的转向轴。转换机构16设置在该轴承座11与一个活动板12之间，该活动板通过连接件可拆卸地固定在轨道车7的车架上。转向电机13被悬挂在活动板12后部的下表面的下面。转向轴上的皮带轮与转向电机13的驱动皮带轮通过一条同步皮带相联接，使得主动轮2通过转向电机13能够自动转向。控制装置14安装在轨道车7后部的下表面上，而一个用于供电的电池15安装在轨道车7的后部的上表面上。

该磁力导引运载车的工作情况如下：

当操作人员按下起动按钮后该磁力导引运载车即被驱动。结合在控制装置14中的软件连续地控制着该运载车的自动运行，直到按下停止按钮为止，如下面所述。该磁力导引运载车1无需操作人员的帮助而受到自动控制，因为磁带传感器10检测出从沿导引路径上铺设的磁带上发射出的磁力线的强度和方向并且使转向电机13受到自动控制，使得磁带传感器10跟踪磁带的右边或左边。这样就完成了自动磁导引操作。当运动时由传感器之类的装置检测出一个装载位置(或停止位置)时，该运载车将迅速地减速。从磁传感器10来的检测信号被输入到控制装置14中以便进行处理。控制装置14根据该处理后的输出信号(即控制信号)控制转向电机13和驱动电机3。因此，该磁力导引运载车在一个无人驾驶的运行中就能够自动地沿着该磁带重复地运动和停下。

磁力导引运载车1可以被拆卸成是该运载车的主要部件的转向驱动装置4和轨道车7，从而使该轨道车可用于其原来的用途。

由于转动驱动装置4的主动轮2的位置可以使用转换手柄20来变换，使它能在接地位置和浮动位置之间运动，即使该驱动装置的阻力(特别是电机的磁阻)很大，但是在(1)该运载车移动到一个没有铺设磁带的区域的便对该车进行维修或检查或者对该导引路径进行改变，或(2)该运载车移动到一个没有导引路径的区域以便对蓄电池进行充电等的情况下，该磁力导引运载车仍然可以通过人工推动该运载车而方便地进行操纵。

只要上述常规运载车1沿着一条直线路径运动，使用该车来运送载荷不存在什么特别的问题。但是，当该车沿着一条弯曲路径运动时，例如沿图7中所示的拐角，问题就产生了。转向驱动装置4的主动轮2安装在轨道车7的前部靠近前轮(万向自位轮)5，5处，因而前轮方向能够被控制，而后轮(固定型自位轮)只能跟随着转向驱动装置4的运动方向运动，并且往往沿着最短的路径运动。因此，该车的前部沿着磁带17运动而后部往往在该拐角内侧沿着最短路径运动。这样就将引起一种危险的可能性，即该车将很贴近地通过位于该拐角内侧的一个结构物或其他类似物并且将可能撞着它。因此在该结构物的拐角与磁带17之间必须提供有足够大的距离以避免发生碰撞。这就需要加宽导引路径并且可能会产生场地方面的问题。这类问题对于大型的运载车尤为严重。

在沿弯曲路径移动通过拐角以后，该运载车还必须沿直线路径移动一定的距离才能再次完全与该导引路径相平行。因此，当设计整个输送系统时很难在拐角附近确定一个加载位置并且限制了设计的自由。

考虑到在前轮与后轮路径之间的不同，解决上述问题的方法之一是把导引带的路径在拐角附近向外侧转移，如图8中所示。这样，该运载车可防止与拐角处的结构物相撞，但是在技术上很难设计计算出这条路径与实际路径间的差别并且也很难把导引带铺设在地面上。此外，该方法也不能解决使导引路径加宽或不可能在拐角附近确定一个加载位置的问题。

通常磁力导引运载车只在一个方向沿环形路径运动。但是根据某些特珠情况，该车能在两个方向即向前和向后沿一个非环形导引路径运动可能是有用的。由于对于常规型式的磁力导引运载车而言，转向驱动装置4的主动轮2相对于质量中心(或图形中心)位于轨道车7的底盘的前部，实际上不可能以与轨道车7的前轮5的方向的相同方向或者相反方向来使轨道车7的后轮转向。因此，该运载车不可能仅仅通过变换开关连接来实现向前和向后两个方向的运动，从而这种运载车的应用受到限制。此外，该现有技术还具有一个缺点，即对于环形导引路径它需要更大的场地。

因此本发明的一个目的是提供一种经过改进的磁力导引运载车，该车能够平稳地沿一条弯曲路径动运并且能沿向前和向后两个方向运动。

根据本发明的一种磁力导引运载车，该运载车包括一个安装在轨道车的底盘的下面的转向驱动装置，该轨道车具有设置在其至少4个拐角上的车轮，该运载车被导引沿着一条铺设在地面上的磁带运动，其中该轨道车的所有车轮都是万向自位轮，两套磁力导引型转向驱动装置中的每一套被可拆卸地安装在该轨道车底盘的下表面的前部和后部上，用来检测该磁带的传感器设置在该磁力导引型转向驱动装置的前部和后部。

这两个磁力导引型转向驱动装置独立地检测该磁带并且操纵来同步地运动和停止。

这两个磁力导引型转向驱动装置至少在沿该路径的弯曲部分运动时是同步运行的。

本发明的磁力导引运载车通过使用前和后转向驱动装置沿着该磁带运动，每个转向装置都检测该磁带，使得该运载车沿着该磁带的弯曲部分运动，同步地运动和停止。因此，不需要考虑前轮和后轮的运动的差别，即使对于大型的运载车也是如此。本发明的运载车不但能在一个方向沿环形路径运动，而且也能沿向前和向后两个运动。因此，无需设计一个封闭的环形导引路径并且该运载车能够用于许多装载场合。

图1是本发明的磁力导引运载车的正视图；

图2是本发明的磁力导引运载车的平面图；

图3是用于说明本发明的磁力导引运载车在一段时间内的向前运动的平面图；

图4是用于说明本发明可能应用于其上的导引路径的另一实例的平面图；

图5是用于说明本发明可能应用于其上的导引路径的又一实例的平面图；

图6是现有技术的一个磁力导引运载车的正视图；

图7是用于说明现有技术的磁力导引运载车在一段时间内的向前运动的平面图；

图8是用于说明该常规运载车可能应用的导引路径的另一个实例。

下面详述本发明的较佳实施例。

如图1和2中所示，磁力导引型运载车21包括设置在轨道车23的底盘24的下表面的所有4个拐角上具有良好转向性能的万向自位轮5，5’。两个转向驱动装置4，4可拆卸地安装在底盘24的下表面上使得该两个转向驱动装置相对于底盘24的质量中心(图形的中心)对称地设置在底盘24的前部和后部处，该两个转向驱动装置中的一个靠近前轮5，5，而该另一个则靠近后轮5’，5’。转向驱动装置4的结构和功能与在上面提及的美国专利5525884说明书中的“详细说明部分”中所述的转向驱动装置相同。换句话说，每个换向驱动装置4包括一个主动轮2，一个用于驱动该轮2的电机3和一个用于控制该轮2的自动转向装置。但是，磁传感器10a通过支架19固定在该驱动电机3的支座18上，磁传感器10b通过支架9固定在主动轮2的支座8上，以便检测出从沿地面上的路径铺设的磁带上发射出的磁性(磁力线)。驱动电机3是一个可沿正反向转动的直流电机。转向驱动装置4的主动轮2被固定在一个上下转换机构16上，该机构的位置可以在该主动轮2处于和地面相接触从而施加一个移动该运载车所需的压力的状态与该主动轮2同地面完全脱离的浮置状态之间转换。转换手柄20与转换机构16相联接以便通过手动把主动轮2的位置降低和抬高。这样的控制也可以不用转换手柄20而通过使用一个摇控装置远距离进行。如果需要可以在磁力导引运载车21的前部和后部设置保险杠22，以便缓和当该车21撞在结构物上时可能发生的冲击。轨道车23的底盘24的尺寸约为800×2700毫米，并且在地面与底盘24之间应该留有约230毫米的距离。

图3示出了磁力导引运载车21的前和后转向驱动装置4，4是如何独立地检测磁带17的以及它们如何沿着该直线路径和曲线路径以同步方式向前移动和停止的。磁力导引运载车21随着操作人员按下起动按钮而起动，结合在控制装置14中的软件被编好程序使得在操作人员按下停止按钮以前该自动操作将重复进行(下面将对进行说明)。在两个转向驱动装置4，4中，位于主动轮2前面的磁带传感器10a，10a检测由铺设在导引路径上的磁带17发出的磁力线的强度和方向。转向电机13，13可自动地被驱动使得磁带传感器10a，10a的位置与磁带17的左(或右)边缘相对应。因此，通过驱动主动轮2，2，该磁力导引操作就可完成并且无需操作人员就能控制该磁力导引运载车。

当前、后转向驱动装置4，4被同步致动时，磁力导引运载车21以自动换向的方式运动，使得主动轮2，2沿着磁带17行进。因此该运载车21的前轮5，5和后轮5’，5’两者都可以转向，从而使该运载车21在磁带17的直线和曲线路径上都能够平稳地运动。这种操作防止了运载车21的后部(后轮5’，5’)同位于导引路径拐角部分内侧的结构物相撞。本发明不存在该运载车21的前轮和后轮之间的行走路径不同的问题。因此，导引路径可以通过把磁带铺设在该地面上并使用一个根据运载车21的转弯半径作出的曲率半径和运载车21沿磁带17行走所使用的路径宽度而形成的。

在磁力导引运载车21通过该路径的弯曲部分以后，该车将基本上与磁带17平行作快速的直线运动。因此，可以在拐角附近设一个加载位置从而可以更自由地设计导引路径。

由于当磁力导引运载车21沿该路径的弯曲部分以及该路线的笔直部分运动时，前和后转向转驱动装置4，4都是以同步方式驱动该轮2，2的，因而两个转向驱动装置的总驱动功率将能提供更大的输送能力。这也意味着每个转向驱动装置4的驱动功率可以减少并且这种转向驱动装置可以做成一个紧凑而重量轻的本体。此外，运载车21可以平缓地和稳定地移动而不会摆尾式摆动。在笔直路径和弯曲度较小的弯曲路径部分(此处前轮和后轮之间的运动之间的差别很小)可以只使用前转向驱动装置的主动轮。在这种情况下，可以使用转换手柄20将后转向驱动装置4的主动轮2抬高。

磁力导引运载车21可以容易地沿向前和向后两个方向运动，如图4和5中所示。轨道车23的所有车轮都是具有良好转向性能的万向自位轮。转向驱动装置4，4被安装在邻近前和后轮处，即它们被相对于底盘24的质量中心(图形的中心)对称地安装在前部和后部(参看图2)。两个磁传感器10a，10b被固定在每个转向驱动装置的前部和后部。因此，当运载车21到达终点装载位置A₁，A₂时，该运载车只要转换驱动电机3，3就能沿两个方向运动。在这种情况下，通过使用位于前部的适当的磁带传感器10a，10a或10b，10b，本系统就能检测从磁带17发射出的磁力线的强度和方向。在向前和向后运动时，两个转向驱动装置4，4的主动轮2，2都可以被同步地驱动。此外，当沿笔直路径和弯度较小的弯曲路径(此处运动不受前和后轮运动之前的差别的影响)，可以只单独驱动位于前部的单个转向驱动装置4的主动轮2。

Claims (3)

1.一种磁力导引运载车，它包括一个安装在轨道车的底盘下表面上的磁力导引型转向驱动装置，该轨道车具有设置在其至少4个拐角上的车轮，该运载车受到导引沿着由铺设在地面上的磁带所限定的该地面上的一条路径运动。

该磁力导引运载车的特征在于：该轨道车的所有所述车轮都是万向自位轮，两套所述磁力导引型转向驱动装置中的每一套被可拆卸地安装在所述轨道车的所述底盘的所述下表面的前部和后部上，用来检测该磁带的传感器设置在该磁力导引型转向驱动装置的前部和后部处。

2.如权利要求1中所述的磁力导引运载车，其特征在于：所述两个磁力导引型转向驱动装置独立地检测该磁带并且操纵来同步地运动和停止。

3.如权利要求1或2中所述的磁力导引运载车，其特征在于：所述两个磁力导引型转向驱动装置至少在该运载车沿着该磁带的一段弯曲部分运行期间同步地操作。

Images