CN205121340U - 一种可全向移动的自动引导小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够进行全向移动的自动引导小车(简称AGV)，包括全向驱动模块和控制模块，同时包括RFID读写模块和导航传感器，其中，RFID读写模块安装在车架正下方，用于检测地面磁卡路标；导航传感器安装于车架前后左右的轴线上，用于读取地面磁条路径；RFID读写模块和导航传感器分别与控制模块连接；AGV四周装有安全防护装置。本实用新型通过RFID读写模块控制AGV转向和加减速，通过导航传感器控制AGV定向巡航及车身稳定，使AGV的运动更具灵活性、高效性，路线规划更加灵活，提高了AGV的自动化程度和工作效率，同时保证了AGV工作过程的安全性和可靠性。

Description

一种可全向移动的自动引导小车

技术领域

本实用新型涉及一种自动引导小车，尤其是一种可全向移动的自动引导小车。

背景技术

自动引导小车(简称AGV)是现代工业智能物流运输系统中的关键设备之一，与传送带、有轨小车、辊筒运输相比，AGV具有自动化程度高、空间利用率高、路线布置及修改方便、可控性好、便于与自动化系统集成等优点，因此已在装备制造、电子、港口运输等诸多行业内得到广泛应用。

目前的AGV底盘驱动绝大多数为轮式底盘，一般为两个驱动轮加两个万向轮构成四轮式单向行驶AGV，或为两个驱动轮加四个万向轮构成六轮式双向行驶AGV。不论是四轮式单向行驶AGV还是六轮式双向行驶AGV都是采用调整两个独立的驱动轮的速度差进行差速转向，这种驱动和转向虽然可以满足一般的作业要求，但不能使AGV同时具有X轴方向、Y轴方向、Z轴旋转三个自由度，即不能使AGV进行全向移动。随着近年来我国工业物流自动化、物流行业、生产装配流水线的蓬勃发展，人力成本起来越高，对AGV的需求日益增长，尤其是功能强大、运动灵活、路线布置更加柔性化的全向移动AGV。

中国专利号为201410396798.6的实用新型专利公开了一种可全向行驶的自动导航小车，包括车架、至少两个驱动舵轮、至少两个随动轮和车载控制模块，驱动舵轮成对角安装在车架底部，随动轮也成对角安装在车架底部，所述车载控制模块安装在所述的导航小车上，车载控制模块的控制输出与驱动舵轮连接；通过对每个驱动舵轮的独立控制，实现了对AGV运动姿态及运动速度的控制，AGV可实现全向行驶；该自动导航小车的定向巡航和转向均依靠导航传感器感应地面磁条来调整运动姿态，造成地面磁条布置复杂从而造成导航传感器容易误读信息而造成损失；另外，该自动导航小车能够通过导航传感器控制小车的速度保持平稳但不能根据地面状况自由的控制加减速。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种可全向移动的自动引导小车，具备转向灵活、速度控制方便，使得地面路线规划更加简单、合理；并且小车在运动过程中具有良好地安全可靠性。

本实用新型的技术方案为：

一种可全向移动的自动引导小车，包括全向驱动模块、控制模块、RFID读写模块以及导航传感器；上述全向驱动模块包括驱动电机、转向电机和驱动轮，驱动电机通过齿轮与驱动轮连接并控制驱动轮的前进、后退和加减速，转向电机通过齿轮与驱动轮连接并控制驱动轮的转向，同时工作可对驱动轮进行全向运动控制，全向驱动模块与控制模块连接，接收并根据控制模块发出的控制信号执行相应的动作，即全向驱动模块为AGV的主要执行机构；RFID读写模块安装在车架正下方并与控制模块连接，用于检测地面磁卡路标并将信号传递给控制模块，控制模块根据RFID所读磁卡路标的内容，发出相应的控制信号给全向驱动模块使AGV执行相对应的动作，如转向、加减速等；导航传感器安装于车架前后左右的轴线上并与控制模块连接，用于读取地面磁条信息并反馈给控制模块，控制模块根据反馈的信号发出相应的控制信号给全向驱动模块以使AGV沿地面磁条线行走；因此，根据上述RFID读写模块和导航传感器的作用，可以按照需要的运动路线在地面直线或弯道处预设磁条和磁卡路标，AGV即可根据预设的磁条和磁卡路标完成给定的任务。

具体地，可以在预设的磁卡路标上设定加减速、弯道转向等信息，当RFID读写模块读取到弯道磁卡路标时，控制模块根据接收到的即将通过弯道信息时，发出减速和过弯道的控制信号给全向驱动模块执行相对应的动作以使得AGV减速，以便小车顺利过弯道；在AGV过弯道后，控制模块发出加速的控制信号给全向驱动模块执行相对应的动作以使得AGV加速，快速地通过直线轨道地面；此过程中，导航传感器通过读取地面预设的磁条信息反馈给控制模块，由控制模块发出相对应的信号给全向驱动模块以保持AGV的平稳运动；RFID读写模块和导航传感器协同运用，相对于单独导航传感器，进一步提高了AGV运动过程的安全可靠性。

具体地，上述全向驱动模块包括驱动电机、第一输入轴、转向电机、第二输入轴、箱体、外轴、第一齿轮组、第二齿轮组、驱动轮轴和驱动轮；其中：驱动电机与第一输入轴连接，转向电机与第二输入轴连接，第一输入轴穿过箱体外壳进入箱体内与第一齿轮组连接，第二输入轴穿过箱体外壳进入箱体内与第二齿轮组连接；外轴为空心轴，安装在箱体下端，与箱体通过轴承连接，外轴上端穿过箱体外壳与第二齿轮组固定连接；第一齿轮组穿过箱体并进入外轴内部，驱动轮轴安装在外轴下端，其两端分别与外轴的同平面两侧通过轴承连接，并与第一齿轮组固定连接；驱动轮固定安装在驱动轮轴上，并部分穿出外轴底面。

具体地，驱动电机转动，通过第一输入轴带动第一齿轮组，进而带动驱动轮轴，驱动轮轴带动驱动轮转动，从而使得上述全向驱动模块可以前进或倒退；转向电机转动，通过第二输入轴带动第二齿轮组，进而带动外轴转动，使得驱动轮可以在原地自传，从而控制上述全向驱动模块的转向；转向电机和驱动电机可单独工作也协同工作，通过同时控制驱动电机和转向电机的工作，可对驱动轮转动和转向的同时进行控制，从而控制全向驱动模块不同方向的运动，即实现了AGV的全向移动控制。

优选地，上述全向驱动模块包括驱动电机、键、转向电机、第一输入轴、第二输入轴、第一中间轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、固定轴、第四齿轮、驱动轮轴、驱动轮、第五齿轮、外轴、第二中间轴、第六齿轮、箱体、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮和轴承组成；其中：驱动电机通过键与第一输入轴连接，第一输入轴穿过箱体外壳进入箱体内与第七齿轮固定连接，第七齿轮与第八齿轮传动连接，第八齿轮与中第一中间轴上端固定连接，第一中间轴穿过第六齿轮进入外轴内部，下端与第一齿轮固定连接；第一齿轮与第五齿轮传动连接，第五齿轮与第二齿轮同轴心安装于第二中间轴上，第二中间轴安装于外轴上端，其两端与外轴的同平面两侧分别通过轴承连接；第二齿轮与第三齿轮传动连接，第三齿轮安装于固定轴上，与固定轴通过轴承连接，固定轴安装于外轴的内侧面；第三齿轮与第四齿轮传动连接，第四齿轮与驱动轮轴固定连接，驱动轮轴安装在外轴下端，其两端分别与外轴的的同平面两侧分别通过轴承连接；驱动轮固定安装在驱动轮轴上，并部分穿出外轴底面；转向电机通过键与第二输入轴连接，第二输入轴穿过箱体外壳进入箱体内与第九齿轮固定连接，第九齿轮与第六齿轮传动连接，第六齿轮与外轴上端通过键连接或与外轴为做成一体齿轮轴；外轴为空心轴，安装在箱体下端，与箱体通过轴承连接。

优选地，所述的全向驱动模块包括电机驱动器。

优选地，所述的全向驱动模块至少为两个，对角安装在车架底部。

另外，在车架前部设置前面板，在车架后部设置后面板；前面板和后面板上都安装有安全防撞压条和红外避障传感器，红外避障传感器与控制模块连接；控制模块接收红外避障传感器发出的信号并根据信号指示发出控制信号给相应的执行机构执行相对应的动作以避免AGV发生碰撞事故；安全防撞压条可以在AGV发生前后方向的碰撞事故时起到一定的缓冲作用，降低碰撞损失

具体地，在上述的后面板上安装有无线通信模块并与控制模块连接，无线通信模块可以使AGV与其它行驶在同一区域或同一地面轨道上的AGV进行通讯，并把通讯信号传送给控制模块，通过控制模块的控制作用，一方面可以防止不同AGV之间的碰撞或碰擦事故，另外还可以使得不同AVG之间进行交流，方便交通管制和车辆调度。

优选地，在车架底部设置至少两个随动轮，并对角安装；更优地，所述随动轮为万向轮，且配有减震装置。

优选地，在全向驱动模块上安装角度传感器，所述角度传感器用于检测全向驱动模块与车架之角的角度并与控制模块连接；在AGV运动过程中，角度传感器实时地把信号传送给控制模块，控制模块根据接收到的信号发出控制信号给相应的执行机构执行动作以使得AGV完成目标运动任务。

优选地，在车架的外围设置一个中间外壳，在所述中间外壳的两侧分别安装3个红外避障传感器，并分别与控制模块连接；当发生侧面碰撞风险时，红外避障传感器把感应到的信号传送给控制模块，通过控制模块的控制可以避免AGV的侧面碰撞。

优选地，所述的RFID读写模块至少为1个，所述的导航传感器为4个

优选地，在AGV上设置有电池组，电池组安装在车架上，与所有用电设备和仪表直接或间接连接，提供电力来源。

本实用新型的有益效果是：用RFID读写模块读取磁卡路标实现运动指令的传递和AGV的定位，以导航传感器读取地面磁条信息实现自动循线和维持运动姿态稳定，以全向驱动模块为AGV提供加减速和转向驱动，实现对AGV的运动姿态控制，可使AGV在X轴方向、Y轴方向、Z轴旋转方向的独立运动的全向控制，同时也简化了地面磁条布置；通过无线通信模块可实现各AGV之间的通信，进行交通管制与车辆调度；配备的安全防撞压条以及全方位的红外避障传感器有效提高了AGV在工作中的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型的轴测图。

图3为全向移动自动引导小车沿X轴方向运动示意图。

图4为全向移动自动引导小车沿Y轴方向运动示意图。

图5为全向移动自动引导小车沿任意方向运动示意图。

图6为全向移动自动引导小车作任意曲线运动示意图。

图7为实施例3的全向驱动模块的结构示意图。

图8为实施例4的全向驱动模块的结构示意图。

图1、图2中，1车架，2导航传感器，3全向驱动模块，4控制模块，5随动轮，6前面板，7驱动电机，8角度传感器，9转向电机，10为RFID读写模块，11电池组，12中间外壳，13无线通信模块，14后面板，15安全防撞压条，16红外避障传感器，17红外避障传感器；

图7、图8中，键101、第一齿轮组102、转向电机103、第一中间轴104、第一齿轮105、第二齿轮106、第三齿轮107、固定轴108、第四齿轮109、驱动轮轴110、驱动轮111、第五齿轮112、外轴113、第二中间轴114、轴承115、第六齿轮116、驱动电机117、键118、箱体119、第一输入轴120、第七齿轮121、第八齿轮122、第九齿轮123、第二输入轴124、第二齿轮组125。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

实施例1:结合图1所示的一种可全向移动的自动引导小车，包括车架1、两个全向驱动模块3、两个随动轮5、控制模块4、一个RFID读写模块10、四个导航传感器2、两个电池组11以及两个角度传感器8；每个全向驱动模块3与控制模块4相连接，并包括与其连接的一个驱动电机7和一个转向电机9；两个全向驱动模块3对角安装在车架1底部，两个随动轮5也对角安装在车架1底部，控制模块4安装在车架上；四个导航传感器2分别安装在车架1的前后左右轴线上，并与控制模块连接，以读取地面磁条信息并反馈给控制模块4，控制模块4根据反馈的信号发出相应的控制信号给全向驱动模块4以使AGV沿地面磁条线行走并维持车身稳定；两个角度传感器8分别安装在两个全向驱动模块3上，并与控制模块连接，用于检测全向驱动模块3与车架1之角的角度；RFID读写模块10安装在车架正下方，并与控制模块4连接，用于检测地面磁卡路标并将信号传递给控制模块4，控制模块4根据RFID读写模块10所读磁卡路标的信息，发出相应的控制信号给全向驱动模块3以使AGV执行相应的动作，如转向、加减速等；两个电池组11安装在车架上分布在RFID读写模块10两侧，给AGV上的所有用电设备和仪表提供电力来源。

实施例2:结合图1和图2所示的一种可全向移动的自动引导小车，如实施例1所述的AGV还包括前面板6、后面板14、中间外壳12、无线通信模块13、安全防撞压条15、红外避障传感器16和红外避障传感器17；前面板6安装在车架1前部，后面板14安装在车架1后部，前后面板上均安装有一根安全防撞压条15和一个红外避障传感器16，红外避障传感器16与控制模块4连接；后面板14上安装有无线通信模块13，无线通信模块13与控制模块4连接；中间外壳12两侧分别安装有3个红外避障传感器17，每个红外避障传感器17均与控制模块4连接。

实施例3：结合图1、图2和图7所示的一种可全向移动的自动引导小车，如实施例2所述的AGV，其全向驱动模块3包括驱动电机117、第一输入轴120、转向电机103、第二输入轴124、箱体119、外轴113、第一齿轮组102、第二齿轮组125、驱动轮轴110和驱动轮111；其中：驱动电机117与第一输入轴120连接，转向电机103与第二输入轴124连接，第一输入轴120穿过箱体119外壳进入箱体内与第一齿轮组102连接，第二输入轴124穿过箱体119外壳进入箱体内与第二齿轮组125连接；外轴113为空心轴，安装在箱体119下端，与箱体119通过轴承115连接，外轴113上端穿过箱体外壳与第二齿轮组125固定连接；第一齿轮组102穿过箱体119并进入外轴113内部，驱动轮轴110安装在外轴113下端，其两端分别与外轴113的同平面两侧通过轴承连接，并与第一齿轮组102固定连接；驱动轮111固定安装在驱动轮轴110上，并部分穿出外轴113底面。

实施例4：结合图1、图2和图8所示的一种可全向移动的自动引导小车，如实施例2所述的AGV，其全向驱动模块3包括驱动电机117、键101、转向电机103、第一输入轴120、第二输入轴124、第一中间轴104、第一齿轮105、第二齿轮106、第三齿轮107、固定轴108、第四齿轮109、驱动轮轴110、驱动轮111、第五齿轮112、外轴113、第二中间轴114、第六齿轮116、箱体119、第七齿轮121、第八齿轮122、第九齿轮123和轴承115组成；其中：驱动电机117通过键101与第一输入轴120连接，第一输入轴120穿过箱体119外壳进入箱体内与第七齿轮121固定连接，第七齿轮121与第八齿轮122传动连接，第八齿轮122与中第一中间轴104上端固定连接，第一中间轴104穿过第六齿轮116进入外轴113内部，下端与第一齿轮105固定连接；第一齿轮105与第五齿轮112传动连接，第五齿轮112与第二齿轮106同轴心安装于第二中间轴114上，第二中间轴114安装于外轴113上端，其两端与外轴113的同平面两侧分别通过轴承连接；第二齿轮106与第三齿轮107传动连接，第三齿轮107安装于固定轴108上，与固定轴108通过轴承连接，固定轴108安装于外轴113的内侧面；第三齿轮107与第四齿轮109传动连接，第四齿轮109与驱动轮轴110固定连接，驱动轮轴110安装在外轴113下端，其两端分别与外轴113的同平面两侧分别通过轴承连接；驱动轮111固定安装在驱动轮轴110上，并部分穿出外轴113底面；转向电机103通过键118与第二输入轴124连接，第二输入轴124穿过箱体119外壳进入箱体内与第九齿轮123固定连接，第九齿轮123与第六齿轮116传动连接，第六齿轮116与外轴113上端通过键连接或与外轴113为做成一体齿轮轴；外轴113为空心轴，安装在箱体119下端，与箱体119通过轴承115连接。

实施例5:结合图3、图4和图5所示，当控制模块4通过导航传感器2、RFID读写器10接收到的信号是要求AGV沿某个方向行驶时，控制模块4将输出控制信号传递给全向驱动模块3，通过全向驱动模块3的动作将AGV调整到合适的姿态，同时将在全向驱动模块3的控制下实现AGV速度的变化。

实施例6:结合图6所示，控制模块4接收到使AGV沿曲线运动命令时，控制模块4分别给两个全向驱动模块3发送控制信号命令，如果两个全向驱动模块3上的驱动轮转速相同，转向相反刚可实现AGV的原地回转；如果两个全向驱动模块3上的驱动轮转速不同，转向根据实现情况相同或相反则可实现AGV沿任意曲线行驶；总之合理正确地控制两个全向驱动模块按照一定的规律转动，可使AGV在平面上以任意方式运动。

Claims (10)

1.一种可全向移动的自动引导小车，包括控制模块，其特征在于：所述的可全向移动的自动引导小车包括全向驱动模块、RFID读写模块和导航传感器；其中，全向驱动模块安装在车架底部，RFID读写模块安装在车架正下方，导航传感器安装于车架前后左右的轴线上，全向驱动模块、RFID读写模块和导航传感器分别与控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种可全向移动的自动引导小车，其特征在于：所述的全向驱动模块包括驱动电机、第一输入轴、转向电机、第二输入轴、箱体、外轴、第一齿轮组、第二齿轮组、驱动轮轴和驱动轮；其中：驱动电机与转向输入轴连接，转向电机与第二输入轴连接，第一输入轴穿过箱体外壳进入箱体内与第一齿轮组连接，第二输入轴穿过箱体外壳进入箱体内与第二齿轮组连接；外轴为空心轴，安装在箱体下端，与箱体通过轴承连接，外轴上端穿过箱体外壳与第二齿轮组固定连接；第一齿轮组穿过箱体并进入外轴内部，驱动轮轴安装在外轴下端，其两端分别与外轴的同平面两侧通过轴承连接，并与第一齿轮组固定连接；驱动轮固定安装在驱动轮轴上，并部分穿出外轴底面。

3.根据权利要求1所述的一种可全向移动的自动引导小车，其特征在于：所述的全向驱动模块包括驱动电机、键、转向电机、第一输入轴、第二输入轴、第一中间轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、固定轴、第四齿轮、驱动轮轴、驱动轮、第五齿轮、外轴、第二中间轴、第六齿轮、箱体、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮和轴承组成；其中：驱动电机通过键与第一输入轴连接，第一输入轴穿过箱体外壳进入箱体内与第七齿轮固定连接，第七齿轮与第八齿轮传动连接，第八齿轮与中第一中间轴上端固定连接，第一中间轴穿过第六齿轮进入外轴内部，下端与第一齿轮固定连接；第一齿轮与第五齿轮传动连接，第五齿轮与第二齿轮同轴心安装于第二中间轴上，第二中间轴安装于外轴上端，其两端与外轴的同平面两侧分别通过轴承连接；第二齿轮与第三齿轮传动连接，第三齿轮安装于固定轴上，与固定轴通过轴承连接，固定轴安装于外轴的内侧面；第三齿轮与第四齿轮传动连接，第四齿轮与驱动轮轴固定连接，驱动轮轴安装在外轴下端，其两端分别与外轴的的同平面两侧分别通过轴承连接；驱动轮固定安装在驱动轮轴上，并部分穿出外轴底面；转向电机通过键与第二输入轴连接，第二输入轴穿过箱体外壳进入箱体内与第九齿轮固定连接，第九齿轮与第六齿轮传动连接，第六齿轮与外轴上端通过键连接或与外轴为做成一体齿轮轴；外轴为空心轴，安装在箱体下端，与箱体通过轴承连接。

4.根据权利要求1-3之一所述的一种可全向移动的自动引导小车，其特征在于：所述的全向驱动模块至少为两个，并对角安装在车架底部；在全向驱动模块上设置有角度传感器，角度传感器与控制模块连接。

5.根据权利要求1-3之一所述的一种可全向移动的自动引导小车，其特征在于：所述的RFID读写模块至少为一个，所述的导航传感器为4个。

6.根据权利要求1-3之一所述的一种可全向移动的自动引导小车，其特征在于：车架前部设置有前面板，车架后部设置有后面板，在所述的前面板和后面板上各安装有红外避障传感器和安全防撞压条，红外避障传感器与控制模块连接。

7.根据权利要求6所述的一种可全向移动的自动引导小车，其特征在于：所述的后面板上设置有无线通信模块，无线通信模块与控制模块连接。

8.根据权利要求1-3之一所述的一种可全向移动的自动引导小车，其特征在于：车架外围设置有中间外壳，中间外壳两侧分别设置有3个红外避障传感器，并分别与控制模块连接。

9.根据权利要求1-3之一所述的一种可全向移动的自动引导小车，其特征在于：车架底部设置有至少两个随动轮，并对角安装；所述随动轮为万向轮，且配有减震装置。

10.根据权利要求1-3之一所述的一种可全向移动的自动引导小车，其特征在于：在所述的自动引导小车上设置有电池组，所述电池组安装在车架上，与所有用电设备和仪表直接或间接连接。