CN207875325U - 一种自动导引车尾端升降装置及自动导引车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动导引车尾端升降装置及自动导引车，属于机械制造技术领域。包括安装在车体底部一端的浮动万向轮；浮动万向轮安装在水平支撑板的外端，水平支撑板的内端铰装在车体底部，水平支撑板的中部与电动推杆的下端铰接，电动推杆上固连上端与车体铰接的压力传感器，压力传感器的信号输出端通过控制电路接电动推杆的受控端，控制电路用以根据压力传感值与上限阈值和下限阈值的比较，控制电动推杆，保持固定万向轮、驱动轮以及浮动万向轮的轮底处于同一水平线。采用本实用新型后，能适应大坡度或恶劣凹凸坑，有效抑制驱动轮的架空、打滑现象，使输出力平稳持续，且有效抑制万向轮的架空、车体的点头摆动，避免倾覆，具有理想的适应性。

Description

一种自动导引车尾端升降装置及自动导引车

技术领域

本实用新型涉及一种自动导引车尾端升降装置，同时涉及采用该装置的自动导引车，属于自动化输送装备技术领域。

背景技术

目前，柔性制造系统和自动化立体仓库越来越多应用于机械制造企业中。作为物流执行环节的自动化输送系统，因自动化程度高、安全、灵活，被作为搬运机器人广泛应用于物料的搬运及管理。其中自动导引车作为自动化输送系统的主要执行工具，以蓄电池为电源，用某种导航方式控制运行路线的自动化智能搬运工具。

现有技术中，自动导引车对地面平整度要求很高，通常驱动轮或万向轮增加弹性悬挂释放支撑轮的上下自由度，以解决地面凹凸不平或上下坡等工况的平整度问题。但实际运用中，申请人检索的数十件相关专利文献公开的现有技术只适用于小坡度或轻缓凹凸坑的路面条件，对大坡度或恶劣凹凸坑，由于弹性悬挂的刚度难以掌握，因此无法适应。当弹性悬挂增加在驱动轮上时，刚度过小会导致与地面的压力过小，容易打滑；刚度过大会使驱动轮上下浮动量小，万向轮容易架空。当弹性悬挂增加在万向轮上时，刚度过大会导致万向轮上下浮动量小，驱动轮容易架空；刚度过小会引起车体的点头或摇头摆动，导致车身不平稳，甚至倾覆。在负载变化的条件下更是如此，由于不存在适应各种负载的弹性刚度值，因而无法设计出通用型的弹性悬挂。

其中典型的现有技术为申请号201610805254.X、名称为《一种具有越障功能的AGV小车》尤其是申请号为201410267603.8、名称为《AGV小车尾部摆动机构及AGV小车》的中国专利所公开。深入研究分析可知，其技术方案存在如下缺陷：1）采用两个定向轮通过旋转支撑固定车体尾部，导致车体也可以相对旋转支撑进行转动，带来的问题是：即使在平地行走也会产生左右摇摆，不利于车体平稳行驶，甚至有倾覆的危险；2）采用前端至少两个万向驱动轮和后端至少两个定向轮的布置方式，导致AGV小车不能绕车辆中心自转，转弯半径变大，因此对线路曲线半径铺设要求高；3）由于通过旋转支撑被动适应地面，针对不同的地面凹凸度或坡度需对机构再设计，因此缺少通用性，与车体之间的空间难以保证，车体设备如导航装置和安全组件有可能误触；4）对旋转支撑两侧的定向轮安装要求和维护要求很高，当两轮安装有误差或使用一段时间后磨损程度不一样，均会导致旋转支撑在平地行驶也会偏离，此情况会加剧磨损，导致不对称越来越恶劣；5）车下安装空间有限，极可能在遇到恶劣凹凸坑，达到极限位也不满足，故存在一驱动轮架空的危险性。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对现有技术存在的问题，提供一种能够适应大坡度或恶劣凹凸坑，并且安全可靠的自动导引车尾端升降装置，同时给出采用该装置的自动导引车。

为了达到上述目的，本实用新型自动导引车尾端升降装置的基本技术方案为：包括组装后安装在车体底部一端的浮动万向轮；所述车体底部中间和另一端分别装有驱动轮和定位万向轮；所述浮动万向轮安装在水平支撑板的外端，所述水平支撑板的内端铰装在车体底部，所述水平支撑板的中部与电动推杆的下端铰接，所述电动推杆上固连上端与车体铰接的压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过控制电路接电动推杆的受控端，所述控制电路用以

当压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值时，控制锁定电动推杆，保持固定万向轮、驱动轮以及浮动万向轮的轮底处于同一水平线；

当压力传感值大于上限阈值时，控制电动推杆收缩，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值；

当压力传感值小于下限阈值时，控制锁定电动伸长，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值。

进一步，所述电动推杆上固连上端与车体通过安装座铰接的压力传感器。

再进一步，所述电动推杆安装座由两侧的门形框架结构以及将两侧门形框架固连在一起的顶板和底板构成。

具有本实用新型尾端升降装置的自动导引车包括包括车体和位于车体底部中间的驱动轮以及分别位于车体底部两端的定位万向轮和浮动万向轮；所述浮动万向轮安装在水平支撑板的外端，所述水平支撑板的内端铰装在车体底部，所述水平支撑板的中部与电动推杆的下端铰接，所述电动推杆上固连上端与车体铰接的压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过控制电路接电动推杆的受控端，所述控制电路用以

当压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值时，控制锁定电动推杆，保持固定万向轮、驱动轮以及浮动万向轮的轮底处于同一水平线；

当压力传感值大于上限阈值时，控制电动推杆收缩，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值；

当压力传感值小于下限阈值时，控制锁定电动伸长，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值。

采用本实用新型后，当地面基本平整、电动推杆反馈到压力传感器的浮动万向轮支撑作用对地面的压力介于设定的最小值和最大值之间时，可以控制电动推杆处于锁定状态，保持定位万向轮、驱动轮和浮动万向轮前、中、后三轮着地的稳定状态；当地面无论是上坡还是凹坑引起平整度发生变化时，无论是驱动轮还是浮动万向轮出现悬空趋势，引起对地面的压力不在设定的最小值和最大值之间时，可以酌情控制电动推杆缩短或伸长，直至压力值落入允许范围内，从而及时消除悬空趋势，保证前、中、后三轮着地。由此可见，本实用新型采用了与现有技术完全不同的保持平稳工作原理，因此不受弹性悬挂刚度的限制，适合各种负荷的输送，且能适应大坡度或恶劣凹凸坑，有效抑制驱动轮的架空、打滑现象，使输出力平稳持续，且有效抑制万向轮的架空、车体的点头摆动，避免倾覆，具有理想的适应性。

进一步，所述车体底部中间安装一对同轴的驱动轮、两端中间分别安装一个定位万向轮和浮动万向轮。

进一步，所述车体的重心位于两个驱动轮连线中点与定位万向轮安装中心的连线上。

进一步，所述电动推杆上固连上端与车体通过安装座铰接的压力传感器，所述电动推杆安装座由两侧的门形框架结构以及将两侧门形框架固连在一起的顶板和底板构成。

进一步，所述车体底部装有导航组件。

进一步，所述车体中部承载电控箱和电池。

进一步，所述车体前端装有避障组件。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面给出优选实施例的附图。

图1为本实用新型实施例一的自动导引车立体结构示意图。

图2为图1中尾端升降装置的立体结构示意图。

图3为图1实施例的控制电路框图。

图4为本实用新型实施例一的自动导引车上坡状态一示意图。

图5为本实用新型实施例一的自动导引车上坡状态二示意图。

图6为本实用新型实施例一的自动导引车通过凹坑状态一示意图。

图7为本实用新型实施例一的自动导引车通过凹状态二示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例具有尾端升降装置的自动导引车基本结构如图1所示，车体1底部中间安装一对驱动轮2、底部两端分别安装一个定位万向轮3和浮动万向轮11。车体1底部还装有导航组件4，中部承载电控箱5、电池6，前端装有避障组件7，整个小车结构紧凑，节省空间、方便使用。

如图2所示，浮动万向轮11安装在浮动支撑8的水平支撑板8-2外端，该水平支撑板8-2的内端直接铰装在车体1底部，水平支撑板8-2的中部与电动推杆10的下端铰接，电动推杆10上固连上端与车体1通过安装座8-1铰接的压力传感器9（具体为柱式称重传感器）。该结构由于水平支撑板8-2具有将电动推杆10的位移放大为浮动万向轮11升降距离的作用，因此比采用垂向移动副直接控制浮动万向轮升降的结构调控灵敏更高，响应更迅速。

电动推杆安装座8-1由两侧的门形框架结构以及将两侧门形框架固连在一起的顶板和底板构成。因此不仅连接稳固，而且安装调节方便。

如图3所示，压力传感器9的信号输出端通过AD转换模块（西门子8通道14位 型号为6ES7-331-7KF02-OABO）和PLC(西门子CPU314 型号为6ES7-314-1AG14-OABO)构成的控制电路接电动推杆10的受控端，该控制电路用以

当压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值时，控制锁定电动推杆，保持固定万向轮、驱动轮以及浮动万向轮的轮底处于同一水平线；

当压力传感值大于上限阈值时，控制电动推杆收缩，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值；

当压力传感值小于下限阈值时，控制锁定电动伸长，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值。

采用本实用新型后，浮动万向轮的支撑作用对地面的压力通过电动推杆反馈到压力传感器得到传感值。PLC在得到AD转换后的传感值将进行比较运算，再根据结果输出相应的控制信号控制电动推杆的动作，从而调适压力，形成闭环控制过程。具体而言，当介于设定的最小值和最大值之间时，说明地面基本平整，因此控制电动推杆不动作处于锁定状态，保持定位万向轮、驱动轮和浮动万向轮前、中、后三轮着地的稳定状态；当地面无论是上坡还是凹坑引起平整度发生变化时，不外乎以下两种情形：1）驱动轮出现悬空趋势，引起，此时控制电动推杆收缩，可以减小，直至其落入允许范围内，实现前、中、后三轮着地（参见图4、图5）；2）浮动万向轮出现悬空趋势，引起，此时控制电动推杆伸长，可以增大，直至其落入允许范围内，实现前、中、后三轮着地（参见图6、图7）。

本实施例的自动导引车采用两个驱动轮2和前、后万向轮组合的轮组结构，两个驱动轮同轴，定位万向轮3浮动万向轮11分别安装在车体1的前端与后端中间，车体重心位于两个驱动轮2连线中点与定位万向轮3安装中心的连线上，因此整车重量尽量由定位万向轮3和两个驱动轮2提供支撑，浮动万向轮11仅作为辅助支撑。驱动轮2轴线与定位万向轮3的轴线相对于车体1底板高度固定不变，浮动万向轮11由于自动导引车尾端自适应升降装置的存在，其轴线相对于车体底板高度可浮动变化，从而能保证所有轮子在地面有坡度或凹凸不平时均与地面附着。

试验证明，本实施例的自动导引车以简单可靠的结构，实现了拆卸安装方便，全面克服了现有技术存在的5点缺陷。尤其是，即使在地面有较大坡度或明显凹凸不平时，也能及时消除驱动轮的架空、避免驱动轮打滑现象，使其输出的驱动力平稳持续，并减少万向轮的架空和车体的点头摆动，避免车体倾覆，使其能够适应各种复杂的路况。总之，克服了现有1）采用两个定向轮通过旋转支撑固定车体尾部，导致车体也可以相对旋转支撑进行转动，带来的问题是：即使在平地行走也会产生左右摇摆，不利于车体平稳行驶，甚至有倾覆的危险；2）采用前端至少两个万向驱动轮和后端至少两个定向轮的布置方式，导致AGV小车不能绕车辆中心自转，转弯半径变大，因此对线路曲线半径铺设要求高；3）由于通过旋转支撑被动适应地面，针对不同的地面凹凸度或坡度需对机构再设计，因此缺少通用性，与车体之间的空间难以保证，车体设备如导航装置和安全组件有可能误触；4）对旋转支撑两侧的定向轮安装要求和维护要求很高，当两轮安装有误差或使用一段时间后磨损程度不一样，均会导致旋转支撑在平地行驶也会偏离，此情况会加剧磨损，导致不对称越来越恶劣；5）车下安装空间有限，极可能在遇到恶劣凹凸坑，达到极限位也不满足，故存在一驱动轮架空的危险性。

Claims (10)

1.一种自动导引车尾端升降装置，包括组装后安装在车体底部一端的浮动万向轮，所述车体底部中间和另一端分别装有驱动轮和定位万向轮；其特征在于：所述浮动万向轮安装在水平支撑板的外端，所述水平支撑板的内端铰装在车体底部，所述水平支撑板的中部与电动推杆的下端铰接，所述电动推杆上固连上端与车体铰接的压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过控制电路接电动推杆的受控端，所述控制电路用以

当压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值时，控制锁定电动推杆，保持固定万向轮、驱动轮以及浮动万向轮的轮底处于同一水平线；

当压力传感值大于上限阈值时，控制电动推杆收缩，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值；

当压力传感值小于下限阈值时，控制锁定电动伸长，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值。

2.根据权利要求1所述的自动导引车尾端升降装置，其特征在于：所述电动推杆上固连上端与车体通过安装座铰接的压力传感器。

3.根据权利要求2所述的自动导引车尾端升降装置，其特征在于：所述电动推杆安装座由两侧的门形框架结构以及将两侧门形框架固连在一起的顶板和底板构成。

4.一种具有尾端升降装置的自动导引车，包括车体和位于车体底部中间的驱动轮以及分别位于车体底部两端的定位万向轮和浮动万向轮；所述浮动万向轮安装在水平支撑板的外端，所述水平支撑板的内端铰装在车体底部，所述水平支撑板的中部与电动推杆的下端铰接，所述电动推杆上固连上端与车体铰接的压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过控制电路接电动推杆的受控端，所述控制电路用以

当压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值时，控制锁定电动推杆，保持固定万向轮、驱动轮以及浮动万向轮的轮底处于同一水平线；

当压力传感值大于上限阈值时，控制电动推杆收缩，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值；

当压力传感值小于下限阈值时，控制锁定电动伸长，直至压力传感值小于上限阈值且大于下限阈值。

5.根据权利要求4所述的自动导引车，其特征在于：所述车体底部中间安装一对同轴的驱动轮、两端中间分别安装一个定位万向轮和浮动万向轮。

6.根据权利要求5所述的自动导引车，其特征在于：所述车体的重心位于两个驱动轮连线中点与定位万向轮安装中心的连线上。

7.根据权利要求6所述的自动导引车，其特征在于：所述电动推杆上固连上端与车体通过安装座铰接的压力传感器，所述电动推杆安装座由两侧的门形框架结构以及将两侧门形框架固连在一起的顶板和底板构成。

8.根据权利要求7所述的自动导引车，其特征在于：所述车体底部装有导航组件。

9.根据权利要求8所述的自动导引车，其特征在于：所述车体中部承载电控箱和电池。

10.根据权利要求9所述的自动导引车，其特征在于：所述车体前端装有避障组件。