CN204856210U - 一种潜伏式激光磁带混合导航agv小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，包括小车主体以及设置于小车主体上的控制模块、导航模块、驱动模块、蓄电池、自动充电装置、机械防障装置、电量显示装置、按钮开关以及语音提示装置；所述控制模块包括主控制器、从控制器及无线通信装置；所述导航模块包括RFID传感器、激光扫描头和磁带传感器；所述驱动模块包括AGV马达系统与自动升降装置。本实用新型针对于工厂内的中小固体性物料或有固体外壳的流体性物料的运输，可灵活的在工厂内部对物料进行运输，同时具备激光导航与磁带导航的优点，且对其结构、导航控制算法以及任务调度算法的复杂度要求降低。

Description

一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车

技术领域

本实用新型公开了一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，涉及AGV运输车技术领域。

背景技术

AGV是自动导引小车(AutomatedGuidedVehicle)的简称，是指装有电磁或光电等自动导引装置，能够沿规定地面路径自动导引行驶，具备人机交互、安全保护、移载功能以及以电池为动力的搬运机器人。AGV是一个典型的机电一体化多技术多学科的集成系统。其应用领域也在不断扩展，并且取得了很好的效果。一般来说，AGV的主要应用在物流搬运、柔性装配线，加工线以及特殊场合用。

然而传统的AGV是采用有轨导航方式，在AGV日常运行过程中容易把铺设在地面的导引线（如磁带，色带，电线等）损坏，或者是被其它运载工具（例如叉车）碾压，导致经常需要维修，以及对工厂的环境要求较高。

专利（CN103777637A）描述的是一种无反射激光自主导航AGV小车及其导航方法，无需在运行环境中安装反射板，便可实现激光导航AGV的定位和避障；其组成系统包括激光扫描仪、小车主体、上位机系统、下位机系统、执行机构和输入输出装置，激光扫描仪与上位机系统电连接，上位机系统与下位机系统电连接，输入输出装置与下位机系统连接，执行机构可转动地连接在小车主体的下方，执行机构用于驱动无反射板激光自动导航AGV小车运行。

专利（CN103048996A）描述的是一种基于激光扫描测距仪的自动引导车、系统及导航方法，包括驱动底盘、自动引导车主体及驱动装置；设置于自动导引车主体上的陀螺仪、位移编码器、驱动控制器、激光扫描测距仪、存储器和控制器分别用于获取航向角、位移、控制驱动装置、绘制环境地图、存储电子地图以及计算导引车的运行路径且校正。

专利（CN103412593A）描述的是一种潜伏式AGV移动搬运机器人，其导引方式为磁带导航。AGV车体包括AGV驱动总成、车体骨架、辅助轮、控制系统模块、后面板和操作面板；AGV驱动总成采用电机偏置加链传动的方式，驱动轮着地，并在两侧装有磁导航传感器，AGV车体的正下方设有用于检测地面磁卡路标的RFID读卡器，AGV车体的前方两底部均设有两个悬空的辅助轮、安全防撞条和红外避障检测模块，车体骨架上装有自动升降牵引机构和磁导航传感器。

专利（CN101936737A）描述的是一种一种惯性导航系统以及导航方法,其可根据导航地图修正导航定位信息的误差,该惯性导航系统包括：用于根据移动对象的运动信息计算移动对象的位置和方向的轨迹运算器；耦合于轨迹运算器的误差修正单元,可根据道路参考信息修正移动对象的位置和方向；耦合于误差修正单元的存储单元,用于存储道路网的地理信息,并根据道路网的地理信息提供道路参考信息。

然而，上述现有技术仍然有各自的不足之处。

对于专利（CN103777637A）描述的无反射激光自主导航AGV小车及其导航方法，虽其无需限定路径，可自主导航，但组成系统过于复杂，对导航及控制算法的要求更高，且制造成本较高。

对于专利（CN103048996A）描述的基于激光扫描测距仪的自动引导车、系统及导航方法，虽无需在路面上铺设任何器件，但其严重依赖于编码角及陀螺仪，进行导引控制，导航及控制算法也较为复杂，故AGV的制造成本较高。

对于专利（CN103412593A）描述的潜伏式AGV移动搬运机器人，采用磁带导航方式，虽使其稳定性及可靠性更好，然而它的导引路径被限制死，磁带容易被损坏，且对工厂环境的要求较高，对磁带周围的环境影响也比较大。

对于专利（CN101936737A）描述的惯性导航AGV，虽其可靠性及稳定性不错，对磁钉的保护也较好，抗干拢能力较强，但需对工厂的地面要进行导引路径的坑道处理，路径更改困难，不易实现复杂路径及进行维修。

国内目前已有的AGV型号无法满足成本低廉、控制稳定可靠、结构简单以及无全限定路径要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，结合现实中AGV的使用状况，以及半/全自动化工厂对AGV的要求，提供一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，成本相对低廉、控制稳定可靠、结构简单以及无全限定路径要求，且可灵活设置路径，扩展AGV的使用范围，使适应更复杂的环境。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，包括小车主体，还包括设置于小车主体上的控制模块、导航模块、驱动模块、蓄电池、自动充电装置、机械防障装置、电量显示装置、按钮开关以及语音提示装置，其中，所述控制模块包括主控制器、从控制器及无线通信装置；所述导航模块包括RFID传感器、激光扫描头和磁带传感器；所述驱动模块包括AGV马达系统与自动升降装置；所述主控制器分别与激光扫描头、语音提示装置、无线通信装置和从控制器相连接，所述从控制器分别与AGV马达系统、磁带传感器、RFID传感器、按钮开关、自动充电装置、机械防障装置、自动升降装置相连接。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述AGV马达系统包括四个马达、与马达相配套的减速齿轮箱以及四个驱动轮。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述机械防障装置设置于小车主体的前后两个端部。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述激光扫描头和磁带传感器均设置于小车主体的前后两端。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述马达分别与驱动轮和自动升降装置相连接。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述RFID传感器与自动充电装置均设置于所述蓄电池的下方。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述电量显示装置、按钮开关以及语音提示装置均设置于小车主体的外表面上。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：针对于工厂内的中小固体性物料或有固体外壳的流体性物料的运输，可灵活的在工厂内部对物料进行运输，同时具备激光导航与磁带导航的优点，且对其结构、导航控制算法以及任务调度算法的复杂度要求降低。

附图说明

图1是一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车的整体外观主视图；

图2是一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车的整体外观俯视图；

图3是一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车的整体外观前视图；

图4是一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车的整体外观左视图；

图5是小车主体的结构示意图；

图6是驱动模块的结构示意图；

图7是自动升降装置的结构示意图；

图8是一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车的结构模块连接关系示意图；

图9是一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车的模块布局示意图；

其中：1-小车主体，2-控制模块，3-导航模块，4-驱动模块，5-蓄电池，6-自动充电装置、7-机械防障装置、8-电量显示装置、9-按钮开关与10-语音提示装置，11-减速齿轮箱，12-驱动轮，13-自动升降装置。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

本实用新型涉及的一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，主要用于要求成本低廉、控制稳定可靠、对工作环境的要求不高以及无全限定路径的场所。本实用新型采用激光与磁带导航混合使用，相对激光导航而言，它大大降低了其制造成本与算法的复杂度，提高了定位精度；相对磁带导航而言，提高了其导引路径的灵活性。其包括导航模块、小车主体、控制模块以及驱动模块。

导航模块包括RFID传感器、激光扫描头与磁带传感器，属混合导航类型。其中RFID传感器用于确认AGV牵引物料车位置，其余主要用于进行导航路径的规划与执行。

小车主体包括自动充电装置、机械防障装置、电量显示装置、按钮开关与语音提示装置，用于放置导航模块、控制模块及驱动模块，还有对AGV的自身状况与路径周围状况进行反应与处理。

控制模块包括主控制器、从控制器及无线通信装置，用于对AGV感知的外界状况进行处理，对AGV进行任务调度，还有通过无线通信与上位机进行联系。

驱动模块包括AGV马达系统与自动升降装置，用于接收控制模块的信号，使AGV小车按照发送的指令进行运动，以及牵引杆的上升与下降。

所述潜伏式激光磁带混合导航AGV小车的三维结构示意图分别如图1至图4所示，包括小车主体、控制模块、导航模块以及驱动模块。工作时，小车主体中的蓄电池为AGV的所有用电设备提供电力来源，首先由上位机发送指令给控制模块，控制模块解说指令形成一系列的动作信息，发送给导航模块及驱动模块，促使小车按照上位机发送的指令要求，沿着导引路径行驶；同时小车主体感受周围环境信息，并反馈给控制模块，控制模块根据反馈的信息，做出下一步的决策。

小车主体的结构及布局如附图5所示，主要包括自动充电装置、机械防障装置、电量显示装置、按钮开关与语音提示装置。当AGV小车电量低到电量低限时，触发AGV自动充电命令，AGV将自动行驶到充电区，到充电位置点时，自动充电装置根据指令，将对AGV进行自行充电；充电完毕后，自动充电装置自动收起。按钮开关用于对AGV小车进行急停、电源开/关等手动操作。电量显示装置显示蓄电池当前的电量，语言提示装置用于播放音乐及发出警报语音等声音信息，机械防障装置位于小车主体前后方各一个，当一级防护激光防护失效时，且AGV小车碰上障碍物时，机械防障装置与障碍物碰撞接触，触发警报，促使AGV小车停止运行，为AGV提供二级防护，避免AGV小车发生损坏；当碰撞力消失后，AGV恢复运行。

驱动模块的结构及布局如附图6所示，主要包括四个马达及其配套的减速齿轮箱，还有四个驱动轮以及自动升降装置，属AGV动力执行装置。当驱动模块接受到控制模块发送的指令消息后，马达按照指令运转，经齿轮减速箱后，输出于驱动轮上，促使AGV小车沿着规划的导引路径前行。自动升降装置从控制模块2接受指令，执行对物料车的自动牵引及停放。

控制模块包括主控制器、从控制器及无线通信装置，主控制器可以选择一台工业电脑，主要作用是通过无线网络接收AGV中央调度系统与AGV客户端软件指令；接收激光扫描头数据做建图与导航算法相关处理；发送速度等指令给从控制器控制AGV运行，接收从控制器反馈数据；同时AGV运行过程中有语音提示。从控制器是一块单片机电路，主要作用有两个：1）与主控制器通信，接收主控制器控制指令，并反馈相关数据；2）接收与处理磁带传感器、RFID传感器、按钮开关与机械防障装置数据，控制AGV马达系统、自动升降装置，并反馈到AGV主控制器。无线通信装置接受上位机指令，并将指令发送给控制模块进行处理。

导航模块包括RFID传感器、激光扫描头与磁带传感器，其中磁带传感器作为AGV辅助定位装置，用于精确导向AGV运行到物料车位置；RFID传感器也作为AGV辅助定位装置，用于读取磁带上设置RFID卡片数据，定位AGV在磁带上停车位置；激光扫描头用于构建AGV导航地图及定位，运行途中返回路径周围环境信息给控制模块，进行避障。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，包括小车主体，其特征在于：还包括设置于小车主体上的控制模块、导航模块、驱动模块、蓄电池、自动充电装置、机械防障装置、电量显示装置、按钮开关以及语音提示装置，其中，

所述控制模块包括主控制器、从控制器及无线通信装置；

所述导航模块包括RFID传感器、激光扫描头和磁带传感器；

所述驱动模块包括AGV马达系统与自动升降装置；

所述主控制器分别与激光扫描头、语音提示装置、无线通信装置和从控制器相连接，所述从控制器分别与AGV马达系统、磁带传感器、RFID传感器、按钮开关、自动充电装置、机械防障装置、自动升降装置相连接。

2.如权利要求1所述的一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，其特征在于：所述AGV马达系统包括四个马达、与马达相配套的减速齿轮箱以及四个驱动轮。

3.如权利要求1或2所述的一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，其特征在于：所述机械防障装置设置于小车主体的前后两个端部。

4.如权利要求1或2所述的一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，其特征在于：所述激光扫描头和磁带传感器均设置于小车主体的前后两端。

5.如权利要求2所述的一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，其特征在于：所述马达分别与驱动轮和自动升降装置相连接。

6.如权利要求1或2所述的一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，其特征在于：所述RFID传感器与自动充电装置均设置于所述蓄电池的下方。

7.如权利要求1或2所述的一种潜伏式激光磁带混合导航AGV小车，其特征在于：所述电量显示装置、按钮开关以及语音提示装置均设置于小车主体的外表面上。