CN207067805U - 自动引导运输车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动引导运输车，包括车体(1)、驱动轮(5)、随动轮(4)和设在车体(1)内的防倾翻机构，随动轮(4)在车体(1)的纵向上位于驱动轮(5)的外侧，防倾翻机构包括与随动轮(4)对应设置的驱动部件(7)和摆臂(2)，摆臂(2)与随动轮(4)连接，驱动部件(7)能够在自动引导运输车行驶于坡路时驱动摆臂(2)转动，以将高于驱动轮(5)的随动轮(4)抬高，从而通过改变车体(1)的重心位置防倾翻。此种自动引导运输车能够适应于带有坡道的路面，在坡度较大时可提高AGV行驶的安全性和行驶通过性，使AGV能够适应更复杂的路况。

Description

自动引导运输车

技术领域

本实用新型涉及无人车技术领域，尤其涉及一种自动引导运输车。

背景技术

自动引导运输车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，指装备有电磁或光学等自动导引装置，且能沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。AGV在工业应用中不需驾驶员操控，一般采用可充电的蓄电池为其动力来源。

AGV可以采用计算机控制系统来控制其行进路线，或利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道设置于地板上，AGV则依靠电磁轨道所提供的信息进行移动与动作。

现有的AGV大多只需要在平坦的路面上行驶，很少面临爬坡工况，因而大部分的AGV在设计时都没有考虑爬坡工况，尤其是在大坡度的路面上行驶时，很容易由于重心不稳而发生倾翻。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种自动引导运输车，能够防止AGV在坡路上行驶时发生倾翻。

为实现上述目的，本实用新型的实施例提供了一种自动引导运输车，包括车体、控制部件、驱动轮、随动轮和设在所述车体内的防倾翻机构，所述随动轮在所述车体的纵向上位于所述驱动轮的外侧，所述防倾翻机构包括与所述随动轮对应设置的驱动部件和摆臂，所述摆臂与所述随动轮连接，所述控制部件能够在所述自动引导运输车行驶于坡路时控制所述驱动部件带动摆臂转动，以将高于所述驱动轮的随动轮抬高，从而通过改变所述车体的重心位置防倾翻。

进一步地，所述驱动轮沿车体纵向的两侧设有两组所述随动轮，每组所述随动轮均对应设有所述驱动部件和摆臂。

进一步地，所述摆臂朝向所述车体纵向的外侧摆动以抬高所述随动轮。

进一步地，所述摆臂向外侧转动至极限角度时，所述随动轮位于所述车体自身纵向端面的外侧。

进一步地，所述驱动部件为直线驱动机构，所述直线驱动机构的输出端与所述摆臂铰接，以通过输出端的直线运动驱动所述摆臂转动。

进一步地，所述摆臂的一端在所述车体的纵切面内可转动地设在车体上，另一端与所述随动轮连接，所述直线驱动机构的输出端与所述摆臂的中间长度段可转动地连接。

进一步地，所述直线驱动机构的主体部在所述车体的纵切面内可转动地设在车体上。

进一步地，两个所述随动轮对应的驱动部件和摆臂相对于所述驱动轮对称设置。

进一步地，位于所述车体纵向同一位置的左右随动轮之间通过轴连接，所述摆臂通过所述轴与随动轮连接。

进一步地，所述驱动部件能够在所述自动引导运输车上坡时将前部的随动轮抬起，并在下坡时将后部的随动轮抬起。

进一步地，所述自动引导运输车还包括：惯性导航传感器，用于实时检测所述车体的姿态信息，以使所述控制部件判断所述自动引导运输车是否行驶于坡路；或者

所述自动引导运输车还包括场景地图背景数据库，用于供所述控制部件对车体的姿态进行预判断，以使所述控制部件判断所述自动引导运输车是否行驶于坡路。

进一步地，所述自动引导运输车采用差动轮系。

基于上述技术方案，本实用新型一个实施例的自动引导运输车，在车体内设有防倾翻机构，防倾翻机构包括与随动轮对应设置的驱动部件和摆臂，摆臂与随动轮连接，驱动部件能够在自动引导运输车行驶于坡路时驱动摆臂转动，将高于驱动轮的随动轮抬高，从而通过改变车体的重心位置防止车体倾翻，可使AGV适应于带有坡道的路面，在坡度较大时提高AGV行驶的安全性和行驶通过性，使AGV能够适应更复杂的路况。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型自动引导运输车的一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型自动引导运输车的一个实施例即将爬坡时未调整随动轮高度时的状态示意图；

图3为本实用新型自动引导运输车的一个实施例处于坡路形式状态的示意图。

附图标记说明

1、车体；2、摆臂；3、第一铰点；4、随动轮；5、驱动轮；6、第二铰点；7、驱动部件；8、第三铰点。

具体实施方式

以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本实用新型的描述中，采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本文中“纵向”是指AGV的长度方向，“横向”是指AGV的宽度方向。

为了解决AGV在行驶于坡路上时容易倾翻的问题，本实用新型提供了一种改进的自动引导运输车，在一个示意性的实施例中，参考图1和图3，AGV包括车体1、驱动轮5、随动轮4和设在车体1内的防倾翻机构。其中，驱动轮5和随动轮4设在车体1底部，驱动轮5接受AGV的动力驱动以实现行驶，随动轮4在车体1的纵向上位于驱动轮5的外侧，能够在AGV行驶时跟随驱动轮5转动，与驱动轮5一起支撑车体1。

防倾翻机构包括与随动轮4对应设置的驱动部件7和摆臂2，摆臂2与随动轮4连接，驱动部件7能够在AGV行驶于坡路时驱动摆臂2转动，以将轮底高于驱动轮5的随动轮4抬高。与未抬起随动轮4的状态相比，随动轮4抬高后能够使车体1产生角度变化，以使车体1较高的一端下移，减小车体1自身的倾斜角，这样可调节车体1的重心位置防止发生倾翻，随动轮4抬高后车体1的重心向下并朝向靠近坡路较高位置的一端移动。特别是AGV在行驶时，通过携带有集装箱等重量较大的物体，使车体1高度增加，更进一步增加了坡路行驶时发生倾翻的可能性，因而本实用新型的防倾翻机构尤其重要。

而且，在坡路上行驶时可使驱动轮5与路面可靠接触，不会脱离地面，可适应于带有坡道的路面，在坡度较大时提高AGV行驶的安全性和行驶通过性，使AGV能够适应更复杂的路况。

随动轮4可在AGV驶入坡路的过程中逐渐抬高，以保证整车行驶过程中的平稳性，并且可在行驶于坡路的过程中不断地调整随动轮4的高度以适应坡路的变化。在AGV驶离坡路时，再使抬起的随动轮4恢复至初始高度位置。

通常地，为了提高AGV行驶的稳定性，驱动轮5沿车体1纵向的两侧设有两组随动轮4，每组随动轮4均对应设有一组驱动部件7和摆臂2，两组随动轮4对应的驱动部件7和摆臂2相互独立，因而两组随动轮4的高度可独立进行控制。

此种设置形式的优点在于，AGV以沿纵向的任一端作为车头在坡路上行驶时，都能将高于驱动轮5的随动轮4抬起以调整车体1的重心，从而防止AGV发生倾翻，能够提高AGV在使用过程中的灵活性和通用性。如果只对一组随动轮4设置驱动部件7和摆臂2，在控制AGV上坡之前，需要将AGV上随动轮4高度可变的一端调整为车头；在控制AGV下坡之前，需要将AGV上随动轮4高度可变的一端调整为车尾。

优选地，两个随动轮4对应的驱动部件7和摆臂2相对于驱动轮5对称设置。此种结构能够使AGV自身的重量布局更均匀，使重心位置更靠近车体中间位置，这样AGV在行驶于坡路时，无论以车体1沿纵向的任一端作为车头在坡路上行驶，均可保证车体倾斜程度接近，这样在坡度相同的坡路上行驶时，对于两端作为车头的情况可将随动轮4的抬起高度设置为一致，以降低控制难度。

位于车体1纵向同一位置的左右随动轮4之间通过轴连接，摆臂2通过轴与随动轮4连接，摆臂2通过带动轴运动可直接调整两侧随动轮4的高度。

AGV在坡路上行驶包括两种状态：当AGV上坡时，驱动部件7能够将驱动轮5前部的随动轮4抬起，以使车体1的重心位置向下向前移动，当AGV下坡时，驱动部件7能够将驱动轮5后部的随动轮4抬起，以使得车体1的重心位置向下向后移动。通过对随动轮4的高度进行调整，能够降低AGV发生倾翻的可能性，可使AGV同时适应于上坡和下坡工况，尤其在坡度较大时可提高AGV行驶的安全性和行驶通过性，使AGV能够适应更复杂的路况，并提高AGV在坡路上行驶时允许的载重量。

进一步地，为了能够判断出AGV是否行驶于坡路上，此种AGV还可包括：惯性导航传感器，用于实时检测车体1的姿态信息，以使控制部件判断AGV是否行驶于坡路，此种方式能够实时地获得随动轮4抬起或放下的时机，使车体状态与行驶路况很好地匹配。

或者此种AGV还可包括场景地图背景数据库，用于供控制部件根据场景地图背景数据库中的数据预先获得AGV的行驶路况，以对车体1的姿态进行预判断，从而使控制部件判断AGV是否行驶于坡路。此种方式能够预判AGV的行驶路况，以便控制部件能够及时地调整AGV的状态以改变重心位置，消除随动轮4响应过程带来的延迟，可进一步提高AGV即将进入坡路行驶或在坡路行驶过程中的安全性。

上面两种方式中提到的姿态信息可以是车体1相对于水平面的倾斜角度，即车体1的俯仰角。进一步地，控制部件还能够根据获取的车体1姿态信息，在判断出AGV的重心位置超出预设的安全范围时，控制驱动部件7带动摆臂2转动以抬起随动轮4，以调整AGV的重心位置。优选地，通过抬高随动轮5将重心位置移动至驱动轮4和被调整的随动轮5之间，以使AGV在坡路行驶时重心位置处于预设的安全范围内。

如图3所示，摆臂2朝向车体1纵向的外侧摆动以抬高随动轮4。随动轮4的外侧具有充裕的空间，可使摆臂2获得较大的调整角度以增大随动轮4的调整高度，在坡度较大时能够增加随动轮4的抬起高度，以尽量降低车体1的重心，保证AGV可靠通过坡路，提高AGV对于各种坡路的适应性。

优选地，仍参考图3，摆臂2向外侧转动至极限角度时，随动轮4位于车体1自身纵向端面的外侧，以较大限度地增加随动轮4的抬起高度，从而降低车体1的重心。可替代地，摆臂2向外侧转动至极限角度时，随动轮4不超过车体1自身的纵向端面。

在此基础上，在图1所示的结构中，驱动部件7为直线驱动机构，直线驱动机构优选地为伺服直线电机或步进直线电机，能够灵活地将随动轮4调整至任意需要的位置，以实现AGV重心位置的平稳调整。另外，直线驱动机构选择电动推杆、气缸或液压缸也在本实用新型的保护范围之列。直线驱动机构的输出端与摆臂2在第一铰点3处铰接，以通过输出端的直线运动驱动摆臂2转动。另外，本领域技术人员也可选用旋转驱动机构，以直接驱动摆臂2转动。

进一步地，摆臂2可采用杆状结构，摆臂2的一端在车体1的纵切面内可转动地设在车体1上，形成第二铰点6，另一端与随动轮4连接，直线驱动机构的输出端与摆臂2的中间长度段可转动地连接，即第一铰点3位于摆臂2的中间长度段上。其中，第二铰点6和第三铰点8处于固定状态。

直线驱动机构的主体部在车体1的纵切面内可转动地设在车体1上。具体地可在直线驱动机构主体部远离输出端的一端设置连接杆，连接杆可转动地设在车体1的中间位置，形成第三铰点8。两个随动轮4对应的直线驱动机构可共用第三铰点8。将直线驱动机构可转动地设置，能够灵活地适应摆臂2的位置变化，以进一步增大摆臂2转动的极限角度。

下面以图1所示的具体实施例对AGV的工作原理进行说明。

在AGV行驶于平坦的路面时，如图1所示，两侧的随动轮4对应的直线驱动机构处于水平状态，均通过第三铰点8与车体1铰接，第三铰点8位于驱动轮5的正上方。摆臂2处于竖直状态，摆臂2的上端通过第二铰点6与车体1铰接，下端通过轴与随动轮4连接，直线驱动机构的输出端与摆臂2的中间长度段在第一铰点3处铰接。

在AGV处于上坡状态时，如图3所示，车体1会向后倾斜，这时需要控制部件控制直线驱动机构的输出端伸出，以在第一铰点3的位置推动摆臂2绕第二铰点6向车体1的前端摆动，使前方随动轮4摆动至车体1前端的外侧，此时直线驱动机构也会绕第三铰点8转动，以灵活地适应摆臂2的位置变化。这时车体1前部的随动轮4抬高并重新接触路面，车体1前端下移使得车体1自身旋转一定的角度，从而使车体1的重心向前向下调整，防止AGV在上坡过程中发生倾翻。车体1后部的随动轮4无需进行调整，并在上坡过程中离开路面。

在AGV以图3所示状态下坡时，车体1会向前倾斜，这时需要将车体1后部的随动轮4抬高并重新接路面，车体1后端下移使得车体1自身旋转一定的角度，从而使车体1的重心向后向下调整，防止AGV在下坡过程中发生倾翻。车体1前部的随动轮4无需进行调整，并在上坡过程中离开路面。

根据轮系结构和驱动形式的不同，AGV可以是差动AGV或舵动AGV。如图2所示，差动轮系的AGV在即将行驶于坡路上时，前端的随动轮4先接触坡路，后端的随动轮4仍处于平路上，这时中间的驱动轮5在平路与坡路的转折处容易发生架空现象，在驱动轮5不着地时，可能导致AGV停在原地无法继续行驶。而且，车体1向后倾斜在上坡过程中也容易发生倾翻。

针对此种问题，在差动轮系的AGV上坡时，可逐渐将前端的随动轮4抬高，以使驱动轮5在上坡过程一直与地面可靠地接触，从而保证AGV在坡路上的通过性，还能防止车体1发生倾翻现象，提高安全性。此种差动轮系AGV的应用工况更加广泛，在对于地面平整度有要求或者带有坡道的路径也可以引入差动轮系AGV。

基于上述各实施例的AGV，下面给出AGV的控制方法，在一个示意性的实施例中，包括如下步骤：

步骤101、控制部件判断自动引导运输车是否行驶于坡路；

步骤102、在自动引导运输车行驶于坡路时，控制部件控制驱动部件7带动摆臂2转动，以将高于驱动轮5的随动轮4抬高，从而通过改变车体1的重心位置防倾翻。

在步骤102中，自动引导运输车行驶于坡路包括以下两种情况：AGV整体处于坡路上；或者处于即将上下坡状态，即位于AGV行进前方的随动轮4或连同驱动轮5已经处于坡路上，但位于后方的随动轮4仍处于平坦路面上。在这两种情况下车体1均会发生倾斜从而导致AGV的重心发生变化。

进一步地，在步骤101之前，此种控制方法还可包括：

步骤100、控制部件获取车体1的姿态信息，以根据车体1的姿态信息判断自动引导运输车是否行驶于坡路。其中，车体1的姿态信息可以是车体1相对于水平面的倾斜角度参数，即车体1的俯仰角。此种判断车体姿态的方式能够直接准确地反映出AGV当前的行驶路况。

具体地，步骤100可至少通过两种方式实现，下面将分别给出。

在一种实现方式中，步骤100具体包括：

步骤100A、惯性导航传感器实时检测车体1的姿态信息；

步骤100B、控制部件接收惯性导航传感器的检测值。

在另一种实现方式中，步骤100具体包括：控制部件通过场景地图背景数据库对车体1的姿态进行预判断。

当自动引导运输车行驶于坡路时，在步骤102中控制部件控制驱动部件7带动摆臂2转动的步骤之前，还包括：

步骤103、控制部件根据获取的车体1姿态信息，判断AGV的重心位置是否超出预设的安全范围，如果超出则控制驱动部件7带动摆臂2转动以抬起随动轮4，否则不调整随动轮4的位置。

假设AGV装载的货物为均匀承载，能够通过车体1姿态信息获得车体1的几何重心，从而得出车体1的实际重心位置。其中，预设的安全范围是指驱动轮5和随动轮4能够对车体1实现稳定支撑的重心位置范围，在实际行驶时如果超出该预设的安全范围AGV就会发生倾翻或者存在倾翻危险，预设的安全范围可通过试验获得并存储于控制部件中。

该实施例只有在AGV行驶于坡路上时车体倾斜较为严重时才对随动轮4的位置进行调整，能够减少对AGV的调整次数，使AGV的行驶过程更加平稳。

当AGV行驶于平坦路面上时，重心位于驱动轮5的正上方区域。当AGV行驶于坡路时，如果重心位置超出预设的安全范围，优选地通过抬高随动轮5将重心位置移动至驱动轮4和被调整的随动轮5之间，以使AGV的重心位置移动至预设的安全范围内。

更进一步地，随动轮4在坡路上行进时相对于在平路上行进时的抬起高度以及随动轮4在改变抬起高度时的调整速度根据当前车体1的姿态、重心位置和行进速度实时确定，控制部件需要实时计算出随动轮4的动作参数，下面将进行具体说明。

随动轮4在坡路上行进时的抬起高度以在平路上行进时随动轮4的位置为基准定义。当AGV通过倾角较大的坡路时，AGV倾斜角度较大，重心偏移量也较大，可以增加随动轮4的抬起高度。另外，车体1的自身高度也会影响随动轮4的抬起高度，因为随动轮4抬起的过程中车体1会发生转动，车体1较高时重心位置也相应地增高，随动轮4抬起预设高度时车体1重心的移动量较大，因而将随动轮4抬起较小的高度就能使AGV在坡路上安全行驶。

随动轮4在改变抬起高度时的调整速度体现在将随动轮4的抬起高度调整至目标值的速度，包括上下坡过程中增加或减小抬起高度时的速度。在车体1行进速度较快的工况下，为了应对重心的快速变化，相应地随动轮4也需要快速调整至预设的抬起高度，以快速调整车体1的重心位置。在车体1行进速度较慢的工况下，可以缓慢地逐渐将随动轮4调整至预设的抬起高度，以减小随动轮4高度变化对车体1带来的抖动，从而提高AGV行驶的平稳性。

当AGV行驶于倾角变化的坡路时，控制部件需要实时地根据车体1当前的状态确定随动轮4的动作参数，以使AGV的行驶能够适应坡路的变化。

以上对本实用新型所提供的一种自动引导运输车进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种自动引导运输车，其特征在于，包括车体(1)、控制部件、驱动轮(5)、随动轮(4)和设在所述车体(1)内的防倾翻机构，所述随动轮(4)在所述车体(1)的纵向上位于所述驱动轮(5)的外侧，所述防倾翻机构包括与所述随动轮(4)对应设置的驱动部件(7)和摆臂(2)，所述摆臂(2)与所述随动轮(4)连接，所述控制部件能够在所述自动引导运输车行驶于坡路时控制所述驱动部件(7)带动摆臂(2)转动，以将高于所述驱动轮(5)的随动轮(4)抬高，从而通过改变所述车体(1)的重心位置防倾翻。

2.根据权利要求1所述的自动引导运输车，其特征在于，所述驱动轮(5)沿车体(1)纵向的两侧设有两组所述随动轮(4)，每组所述随动轮(4)均对应设有所述驱动部件(7)和摆臂(2)。

3.根据权利要求1所述的自动引导运输车，其特征在于，所述摆臂(2)朝向所述车体(1)纵向的外侧摆动以抬高所述随动轮(4)。

4.根据权利要求3所述的自动引导运输车，其特征在于，所述摆臂(2)向外侧转动至极限角度时，所述随动轮(4)位于所述车体(1)自身纵向端面的外侧。

5.根据权利要求1所述的自动引导运输车，其特征在于，所述驱动部件(7)为直线驱动机构，所述直线驱动机构的输出端与所述摆臂(2)铰接，以通过输出端的直线运动驱动所述摆臂(2)转动。

6.根据权利要求5所述的自动引导运输车，其特征在于，所述摆臂(2)的一端在所述车体(1)的纵切面内可转动地设在车体(1)上，另一端与所述随动轮(4)连接，所述直线驱动机构的输出端与所述摆臂(2)的中间长度段可转动地连接。

7.根据权利要求5所述的自动引导运输车，其特征在于，所述直线驱动机构的主体部在所述车体(1)的纵切面内可转动地设在车体(1)上。

8.根据权利要求2所述的自动引导运输车，其特征在于，两个所述随动轮(4)对应的驱动部件(7)和摆臂(2)相对于所述驱动轮(5)对称设置。

9.根据权利要求1所述的自动引导运输车，其特征在于，位于所述车体(1)纵向同一位置的左右随动轮(4)之间通过轴连接，所述摆臂(2)通过所述轴与随动轮(4)连接。

10.根据权利要求1所述的自动引导运输车，其特征在于，所述驱动部件(7)能够在所述自动引导运输车上坡时将前部的随动轮(4)抬起，并在下坡时将后部的随动轮(4)抬起。

11.根据权利要求1所述的自动引导运输车，其特征在于，还包括：惯性导航传感器，用于实时检测所述车体(1)的姿态信息，以使所述控制部件判断所述自动引导运输车是否行驶于坡路；或者

所述自动引导运输车还包括场景地图背景数据库，用于供所述控制部件对车体(1)的姿态进行预判断，以使所述控制部件判断所述自动引导运输车是否行驶于坡路。

12.根据权利要求1所述的自动引导运输车，其特征在于，所述自动引导运输车采用差动轮系。