CN205121331U - 一种潜伏多导航模式agv小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种潜伏多导航模式AGV小车，属于自动导航AGV小车技术领域。目的在于寻求一种成本相对低廉、控制稳定可靠、结构简单以及无固定路径要求，且可灵活设置路径，适应各种环境，扩展AGV的使用范围，使适应更复杂的环境的多导航模式AGV小车，包括小车主体、导航模块、控制模块以及驱动模块，所述小车主体包括小车支架、自动充电模块、防碰撞模块、前控制面板组件、后控制面板组件、上盖板组件、外调试接口组件及2D相机支架组件，所述导航模块包括RFID传感器组件、导航与防撞激光头、后防撞激光传感器、磁带传感器、声纳防碰撞传感器、2D相机、3D相机。可以用于工厂、码头，商场等场所。

Description

一种潜伏多导航模式AGV小车

技术领域

本实用新型具体涉及一种潜伏多导航模式AGV小车，属于自动导航AGV小车技术领域。

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。

激光自主导航AGV小车，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。

如果采用磁带导航方式，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。

采用半视觉导航，虽其灵活性较好，但其安全性、工作效率、运行的稳定性与可靠性较低，且需人工进行操作，无完全自动化，人力成本没得到有效的降低。

实用新型内容

因此，本实用新型目的在于结合现实中AGV的使用状况，以及半/全自动化工厂对AGV的要求，寻求一种多导航模式AGV小车，成本相对低廉、控制稳定可靠、结构简单以及无固定路径要求，且可灵活设置路径，适应各种环境，扩展AGV的使用范围，使适应更复杂的环境。一种潜伏多导航模式AGV小车，包括小车主体、导航模块、控制模块以及驱动模块，所述小车主体包括小车支架、自动充电模块、防碰撞模块、前控制面板组件、后控制面板组件、上盖板组件、外调试接口组件及2D相机支架组件，所述导航模块包括RFID传感器组件、导航与防撞激光头、后防撞激光传感器、磁带传感器、声纳防碰撞传感器、2D相机、3D相机。

进一步的，所述防碰撞模块包括激光防撞头、机械防碰撞组件及声纳防碰撞传感器。

进一步的，所述自动充电模块包括可充电式蓄电池及自动充电装置。

进一步的，所述外调试接口组件包括外接充电接口、信号传输外接口、网口。

进一步的，所述驱动模块包括驱动轮模块及升降杆模块，驱动模块包括马达、减速齿轮箱、驱动轮，升降杆模块包括驱动马达、减速齿轮箱、行程开关、凸轮机构、升降支架。

进一步的，所述控制模块包括工控机组件、控制电路板箱及无线传输器。

进一步的，所述前控制面板组件包括音箱组件。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种潜伏多导航模式AGV小车结构简单，通过对AGV小车结构的改进使得操控更加稳定可靠，且同时装有激光扫描头、磁带传感器、2D相机及3D相机，在需精确定位时用磁带或者磁钉及二维码识别，可提高其定位精度，而其他地方则采用激光、二维码及3D地图导航，提高其路径的灵活性。本实用新型的设备应用范围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、2D视觉导航与3D视觉导航的优点，可灵活切换，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，适用的工厂环境更加广泛。不仅可以用于工厂中的中小件固体性物料或有固体外壳的流体性物料的运输，还可以用于对其他应用场合，如码头，商场等。

附图说明

图1为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的整体外观示意图；

图2为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的整体外观俯视图；

图3为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的整体外观前视图；

图4为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的整体外观左视图；

图5为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的整体外观右视图；

图6为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的小车支架主视图；

图7为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的小车支架俯视图；

图8、图9为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的拆分示意图；

图10为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的传感器布局示意图；

图11为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的后控制面板的结构及组成器件布局示意图；

图12为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的前控制面板的结构及组成器件布局示意图；

图13为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的整体外观仰视图；

图14为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的驱动轮模块结构示意图；

图15为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车的升降杆模块结构示意图；

图16为本实用新型一种潜伏多导航模式AGV小车内各个模块之间的控制逻辑关系示意图。

附图标记如下：

1、机械防撞装置；2、驱动轮模块；3、小车支架；4、后控制面板组件；5、上盖板组件；6、前控制面板组件；7、升降杆模块；8、外调试接口组件；9、可充电式蓄电池；10、控制电路箱；11、2D相机支架组件；12、工控机组件；13、导航与防撞激光头；14、磁带传感器；15、2D相机；16、防撞传感器；17、防撞激光头；18、无线传输器；19、机械安全锁；20、声纳传感器组件；21、3D相机组件；22、音箱组件23、自动充电装置；24、RFID传感器组件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明：

本实用新型涉及的一种潜伏多导航模式AGV小车，其三维结构整体、俯视、前视及左右视效果如附图1-5所示。本潜伏多导航模式AGV小车主要由小车主体、控制模块、导航模块以及驱动模块构成的。

小车主体的结构及布局如附图6-10所示，主要包括小车支架3、自动充电模块、防碰撞模块、前控制面板组件6、后控制面板组件4、上盖板组件5、外调试接口组件8及2D相机支架组件11。其中防碰撞模块包括机械防碰撞组件1与声纳防碰撞传感器19，自动充电模块包括可充电式蓄电池9与自动充电装置23。

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23凭借自身内部的弹簧提供的弹性力与地面充电装置完全接合，对AGV进行自行充电；充电完毕后，可充电式蓄电池9发出已充满电量的信号给AGV小车控制模块，AGV小车将继续未完成的任务或返回停车点，此时自动充电装置23恢复正常。

如图11、图12所示，前控制面板组件6及后控制面板组件4上的开关按钮用于对AGV小车进行急停、电源开/关等手动操作，且其上有声纳防碰撞传感器19用于对AGV小车两侧进行防碰撞预警。前控制面板组件6的音箱组件21用于播放音乐及发出警报语音等声音信息，机械防碰撞装置1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，机械防碰撞装置1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。

上盖板组件5用于盖住AGV小车的上方，且安装有机械安全锁20，用于保护车体内部；外调试接口组件8包括外接充电接口、信号传输外接口及网口，用于AGV小车控制、充电及信号传输调试；2D相机支架组件11用于放置2D相机15；小车支架3用于支撑AGV小车所有的组成模块。

驱动模块主要包括驱动轮模块2与升降杆模块7的结构及布局如图14、图15所示，其中驱动轮模块2主要包括马达及其配套的减速齿轮箱以及驱动轮，属AGV动力执行装置；升降杆模块7主要由驱动马达及其配套的减速齿轮箱、行程开关、凸轮机构及升降支架，属AGV自动装卸货动力执行装置。当驱动轮模块2接受到工控机组件12发送的指令消息后，马达按照指令运转，促使AGV小车沿着规划的导引路径前行。升降杆模块7从工控机组件12接受指令，运行驱动马达执行对物料车的自动牵引及停放。

控制模块包括工控机组件12、控制电路板箱10及无线传输器18，如图9、图11所示。工控机组件包括工控机、散热风扇及支撑架，其中工控机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；接收导航与防撞激光头13或2D相机15或3D相机22数据进行地图构建与导航算法相关处理；发送速度等指令给控制电路板箱10，控制AGV运行，接收从控制电路板箱10反馈数据；同时AGV运行过程中有语音提示。控制电路板箱10是多块单片机电路组件，主要作用有两个：1与工控机通信，接收工控机发出的指令，并反馈相关数据；2接收与处理磁带传感器14、RFID传感器24、前后控制面板4、6中按钮开关与声纳数据、机械防碰撞装置1中的防撞传感器17数据以及后防撞激光传感器16数据，控制驱动轮模块2、升降杆模块7，并反馈到工控机中。无线传输器18接受上位机指令，并将指令发送给工控机进行处理。

导航模块包括RFID传感器组件24、导航与防撞激光头13、后防撞激光传感器16、磁带传感器14、声纳防碰撞传感器19、2D相机15及3D相机22，其布置方式如附图10-13所示。其中磁带传感器14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传感器组件24也作为AGV辅助定位装置，用于RFID卡片数据，定位AGV的停车位置；2D相机可用于进行二维码精确辅助定位，也可根据内部存储的数据，进行二维码地图导航；3D相机可用于在AGV小车前部形成智能避障，并且根据反馈的数据以及设计的导航算法，可构建工厂环境的三维地图，用于AGV小车的导航；导航与防撞激光头13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工控机组件12中的工控机，进行避障，且具有一级防激光防护范围；后防撞激光传感器16仅用于AGV小车后部防碰撞防护，其数据直接反馈给控制电路板箱10，处理后反馈给工控机。使AGV小车具有三种导航模式：激光导航为主，磁钉或二维码为辅的导航方式、二维导航方式以及3D地图导航方式，且AGV小车可在这三者之间根据环境灵活变换导航方式，这大大的增加了AGV小车的运行范围，使之可适应更复杂的环境，以及对环境的要求大为降低。

AGV小车内各个模块之间的控制逻辑关系如图16所示，当AGV小车工作时，小车主体中的可充电蓄电池9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，控制模块解说指令后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，沿着规划的导引路径行驶；同时小车主体中的传感器感受周围环境信息，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。

AGV小车同时具有三种导航模式：激光导航为主，磁带或二维码为辅的导航方式、二维导航方式以及3D地图导航方式，且AGV小车可在这三者之间根据环境灵活变换导航方式，这大大的增加了AGV小车的运行范围，使之可适应更复杂的环境，以及对环境的要求大为降低。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种潜伏多导航模式AGV小车，包括小车主体、导航模块、控制模块以及驱动模块，其特征在于，所述小车主体包括小车支架、自动充电模块、防碰撞模块、前控制面板组件、后控制面板组件、上盖板组件、外调试接口组件及2D相机支架组件，所述导航模块包括RFID传感器组件、导航与防撞激光头、后防撞激光传感器、磁带传感器、声纳防碰撞传感器、2D相机、3D相机。

2.如权利要求1所述的潜伏多导航模式AGV小车，其特征在于，所述防碰撞模块包括激光防撞传感器、机械防碰撞组件及声纳防碰撞传感器。

3.如权利要求1所述的潜伏多导航模式AGV小车，其特征在于，所述自动充电模块包括可充电式蓄电池及自动充电装置。

4.如权利要求1所述的潜伏多导航模式AGV小车，其特征在于，所述外调试接口组件包括外接充电接口、信号传输外接口、网口。

5.如权利要求1所述的潜伏多导航模式AGV小车，其特征在于，所述驱动模块包括驱动轮模块及升降杆模块，驱动模块包括马达、减速齿轮箱、驱动轮，升降杆模块包括驱动马达、减速齿轮箱、行程开关、凸轮机构、升降支架。

6.如权利要求1所述的潜伏多导航模式AGV小车，其特征在于，所述控制模块包括工控机组件、控制电路板箱及无线传输器。

7.如权利要求1所述的潜伏多导航模式AGV小车，其特征在于，所述前控制面板组件包括音箱组件。