CN209962134U - 一种双舵轮全向举升agv小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双舵轮全向举升AGV小车，涉及物料转运装置技术领域，包括车体，车体设有顶升机构、舵轮及从动轮，两个舵轮分别设为左舵轮、右舵轮，车体还设有全向控制装置，全向控制装置包括电源模块、控制模块、驱动模块和无线通信模块，驱动模块包括电机驱动器、顶升推杆、左旋转电机、右旋转电机、左行走电机和右行走电机，电机驱动器分别驱动左旋转电机、右旋转电机、左行走电机和右行走电机，控制模块分别与无线通信模块和电机驱动器电连接，控制模块通过无线通信模块与监控中心进行通信连接，实现操作人员对AGV小车的全向控制，使得车体可沿任意角度转弯及平移，使得AGV小车在狭小的空间内也能很方便地作业。

Description

一种双舵轮全向举升AGV小车

技术领域

本实用新型涉及物料转运装置技术领域，更具体地说，它涉及一种双舵轮全向举升AGV小车。

背景技术

目前为了能满足现代化物流的需求，业内已经大量使用了很多自动化仓储物流以及搬运的设备，诸如自动化立体仓库、堆垛机、抓取机械手臂、传输设备、AGV等等。

AGV小车是指装备有电磁或光学等自动导引装置、能够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，然而传统的四轮差速AGV结构在转弯时会有一个最小转弯半径，对应需要额外给AGV小车提供一个更大的工作空间，使得传统四轮差速AGV小车在空间相对比较狭小的情况下不便作业，因此，存在待改进之处。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的在于提出一种双舵轮全向举升AGV小车，通过设置全向控制装置，使得车体可沿任意角度转弯及平移，在狭小的空间内也能很方便地作业，具体方案如下：

一种双舵轮全向举升AGV小车，包括车体，所述车体设有顶升机构、两个舵轮以及四个从动轮，两个所述舵轮呈对角设置且均转动连接于所述车体，两个所述舵轮沿所述车体的运行方向分别设为左舵轮、右舵轮，四个所述从动轮分别转动安装在所述车体的四角处，所述车体还设有全向控制装置，所述全向控制装置包括电源模块、控制模块、驱动模块和无线通信模块，其中，

所述电源模块用于为所述控制模块、所述驱动模块、所述无线通信模块提供电源；

所述驱动模块包括电机驱动器、顶升推杆、左旋转电机、右旋转电机、左行走电机和右行走电机，所述电机驱动器分别驱动所述左旋转电机、右旋转电机、左行走电机和右行走电机，所述顶升推杆用于带动AGV小车的顶升机构升降，所述左行走电机用于驱动所述左舵轮的行走运动，所述右行走电机用于驱动所述右舵轮的行走运动，所述左旋转电机用于驱动所述左舵轮的旋转运动，所述右旋转电机用于驱动所述右舵轮的旋转运动；

所述控制模块分别与所述无线通信模块和所述电机驱动器电连接，所述控制模块通过所述无线通信模块与监控中心进行通信连接。

进一步的，所述左舵轮、右舵轮上均安装有用于检测角位移和直线位移的编码器。

进一步的，所述舵轮通过舵轮安装板与所述车体连接，所述舵轮上设有减震机构，所述减震机构包括减震安装板、压缩弹簧、导向柱和导向组件，所述减震安装板与所述车体固定连接，所述导向柱一端与所述减震安装板固定连接且另一端穿设所述舵轮安装板，所述压缩弹簧同轴设置在所述导向柱上；

所述舵轮安装板上开设有导滑孔，所述导向组件包括导向杆、减震套以及限位块，所述减震套套设在所述导向杆上，所述导向杆一端与所述减震安装板固定连接且另一端滑动穿设所述导滑孔后与所述限位块连接。

进一步的，所述全向控制装置还包括自检模块和报警模块，所述自检模块分别与所述电源模块、所述驱动模块、所述无线通信模块电连接以分别获取所述电源模块、所述驱动模块、所述无线通信模块的状态信息，并将获取的状态信息发送至所述控制模块，所述控制模块还通过所述无线通信模块向所述监控中心上报所述状态信息，所述控制模块还向所述报警模块发送报警信号。

进一步的，所述全向控制装置还包括光电检测模块，所述光电检测模块与所述控制模块电连接，所述光电检测模块用于在所述车体行进时进行障碍物检测，所述控制模块还通过所述无线通信模块向所述监控中心上报检测结果。

进一步的，所述全向控制装置还包括导航传感器，所述导航传感器与所述控制模块电连接。

进一步的所述无线通信模块包括无线路由器。

进一步的，所述顶升机构包括传动组件、顶升组件及升降板；

所述传动组件包括传动杆以及旋转轴，所述旋转轴转动连接在车体上，所述传动杆一端固定套设在所述旋转轴上，所述传动杆另一端与所述顶升推杆传动连接以带动所述传动杆与所述旋转轴连接的一端绕所述旋转轴中轴线转动；

所述顶升组件包括顶升杆以及滑动件，所述顶升杆固定套设在所述旋转轴上，所述滑动件与所述升降板滑动连接；

初始状态下，所述旋转轴的中轴线与所述旋转轴的中轴线所在平面设为第一平面，所述第一平面与竖直面相交，当所述顶升推杆驱动所述传动杆旋转时，所述第一平面逐渐与竖直面逐渐平行。

进一步的，所述顶升机构还包括导向组件，所述导向组件包括导向导轨、导向轮及导向轮安装板，所述导向导轨固定于所述升降板朝向所述顶升组件的侧面上，所述导向轮安装板固定安装在所述车体上，所述导向轮转动连接在所述导向轮安装板上且所述导向轮可沿所述导向导轨表面在所述导向导轨的升降方向上往复滑动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)通过设置全向控制装置，实现操作人员对AGV小车的全向控制，使得车体可沿任意角度转弯及平移，有效节省线边工位的空间，使得AGV小车在狭小的空间内也能很方便地作业，具有很强的空间适应能力，另外，还实现操作人员对顶升机构的控制，使得顶升机构完成在竖直方向上转运货物或者物料的作业；

(2)通过设置自检模块、报警模块自检模块实时检测各模块的状态，使得控制模块获知各模块的状态，通过无线通信模块传递给监控中心，使得监控中心也获知各模块的状态，若发生故障时，控制模块通过报警模块发出报警信号，方便操作人员及时发现故障，且监控中心也发出警报，方便监控人员发现故障；

(3)通过设置传动组件以及顶升组件等，顶升推杆带动传动杆运动时，传动杆远离顶升推杆的一端绕着旋转轴的中轴线转动，带动顶升杆转动，进而使得滑动件带动升降板运动，实现升降板在竖直方向上的往复运动，从而实现在竖直方向上转运货物或者物料的作业。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的整体示意图；

图2为本实用新型为展示顶升组件与传动组件连接关系的侧面剖视图；

图3为本实用新型为展示从动轮和舵轮位置的侧视图；

图4为展示导向轮与导向导轨之间连接关系的简化示意图；

图5为展示舵轮安装板、减震安装板、弹簧以及导向柱连接关系的结构示意图；

图6为全向控制装置各模块之间连接关系的简化示意图。

附图标记：1、车体；2、顶升推杆；3、传动组件；31、传动杆；32、旋转轴；4、顶升组件；41、顶升杆；42、滑动件；421、滑轮；422、销轴；5、升降板；51、滑行槽；6、安装座；7、左舵轮；8、右舵轮；9、从动轮；10、导向机构；101、导向导轨；102、导向轮；103、导向轮安装板；11、减震安装板；12、压缩弹簧；13、导向柱；14、导向组件；141、导向杆；142、减震套；143、限位块；15、舵轮安装板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

结合图1和图3，一种双舵轮全向举升AGV小车，包括车体1，车体1设有顶升机构、两个舵轮以及四个从动轮9，两个舵轮呈对角设置且均转动连接于车体1，两个舵轮沿车体1的运行方向分别设为左舵轮7、右舵轮8，四个从动轮9分别转动安装在车体1的四角处，车体1还设有全向控制装置，全向控制装置控制车体1沿任意角度转弯以及平移，使得AGV小车在狭小的空间可以作业，有效节省线边工位的空间。

如图6所示，全向控制装置包括电源模块、控制模块、驱动模块和无线通信模块，电源模块用于为控制模块、驱动模块、无线通信模块提供电源，电源模块优选锂电池，锂电池的输出电压为48V，采用48V直流的锂电可保证在最大负载时的供电需求，以及作业中的运行能量需要，还使结构更紧凑、自动充电更方便。

驱动模块包括电机驱动器、顶升推杆2、左旋转电机、右旋转电机、左行走电机和右行走电机，电机驱动器分别驱动左旋转电机、右旋转电机、左行走电机和右行走电机，顶升推杆2用于带动AGV小车的顶升机构升降，左行走电机用于驱动左舵轮7的行走运动，右行走电机用于驱动右舵轮8的行走运动，左旋转电机用于驱动左舵轮7的旋转运动，右旋转电机用于驱动右舵轮8的旋转运动。

如图2所示，具体的，顶升机构包括传动组件3、顶升组件4及升降板5。升降板5用于承载货物，设在小车本体的正上方，升降板5的长度方向与小车本体的运行方向平行设置。顶升推杆2设置有两个，且车体1上对应两个顶升推杆2设置有安装座6，安装座6固定于车体1的中部，顶升推杆2可设置为电动气缸，且两个电动气缸的固定端的端部均与安装座6铰接，顶升推杆2的长度方向沿升降板5的长度方向布设，且两个顶升推杆2沿升降板5的宽度方向对称设置在安装座6的两侧。电动气缸上伸缩杆固定安装有感应伸缩杆运动位置的感应器，感应器可采用施米斯品牌的D-Z系列的气缸磁性感应开关，电动气缸的伸缩杆外壁上对应固定有磁环，气缸磁性感应开关通过与磁环的配合感应伸缩杆的运动位置。

传动组件3、顶升组件4与顶升推杆2对应设置，传动组件3包括传动杆31以及旋转轴32,旋转轴32转动连接在车体1上，且旋转轴32的长度方向与升降板5的宽度方向平行设置。传动杆31设置为曲柄，传动杆31的一端固定套设在旋转轴32上，传动杆31的另一端通过穿设转轴与顶升推杆2中伸缩杆的端部转动连接，传动杆31与旋转轴32的连接处处于旋转轴32轴向上的中部位置，旋转轴32的两端均设置有顶升组件4，使得升降板5的四角处均设有顶升组件4。

顶升组件4包括顶升杆41以及滑动件42，顶升杆41固定套设在旋转轴32上，滑动件42包括滑轮421以及销轴422，滑轮421通过销轴422转动连接在顶升杆41远离旋转轴32的一端。升降板5朝向滑轮421的侧面上开设有滑行槽51，滑行槽51的指向沿垂直于旋转轴32轴向的方向设置，滑轮421滑行在滑行槽51中，实现滑轮421与升降板5的滑动连接。

结合图2和图4，顶升机构还包括导向机构10，导向机构10设置有四组，分别设在升降板5的四角处，导向机构10包括导向导轨101、导向轮102及导向轮安装板103，导向导轨101固定于升降板5朝向顶升组件4的侧面上，导向轮安装板103固定安装在车体1上。导向轮102对应导向导轨101的两相对侧壁设置有两个，两个导向轮102分别转动连接在导向轮安装板103上后导向轮102的轮面与导向导轨101的表面接触，当升降板5在竖直方向上往复运动时，导向轮102在导向导轨101表面上往复滑动，减小导向轮102与导向导轨101之间的摩擦力，进一步提高升降板5的升降稳定性。

本实施例中，控制模块可采用PLC控制单元，PLC控制单元可采用西门子S7300可编程控制器。前述的电动气缸中的感应器的输出端通过导线与PLC控制单元电连接，从而通过控制伸缩杆的行程。左舵轮7、右舵轮8上均安装有用于检测角位移和直线位移的编码器，编码器通过编码器线与PLC控制单元电连接。控制模块分别与无线通信模块和电机驱动器通过导线电连接，控制模块通过无线通信模块与监控中心进行通信连接。

初始状态下，销轴422的中轴线与旋转轴32的中轴线所在平面设为第一平面，第一平面与竖直面相交，即销轴422与旋转轴32在竖直方向上销轴422的中轴线的高度大于旋转轴32中轴线的高度，且电动气缸的伸缩杆处于电动气缸的内部。

需要转运物料时，操作人员通过控制模块控制驱动模块中的顶升推杆2，顶升推杆2工作带动伸缩杆从电动气缸中伸出，图2为本实用新型的侧视图，规定车体1的左侧与图2的左侧一致，车体1左侧的伸缩杆带动处于左侧的传动杆31绕着旋转轴32的中轴线顺时针转动，右侧的伸缩杆带动处于右侧的传动杆31绕着旋转轴32的中轴线逆时针转动，进而使得顶升杆41绕着旋转轴32的中轴线转动，带动滑轮421在滑行槽51中滑动，同时，第一平面逐渐与竖直面逐渐平行，当第一平面与竖直面平行时，第一平面投影于竖直面上的正投影在竖直方向上的高度最大，使得升降板5在竖直方向上升至最高；反之，伸缩杆回缩时，带动升降板5在竖直方向上下降至最低。

如图5所示，车体1上固定安装有舵轮安装板15，舵轮安装板15的数量对应舵轮的数量设置有两个，舵轮通过舵轮安装板15与车体1连接。舵轮上设有减震机构，减震机构包括减震安装板11、压缩弹簧12、导向柱13和导向组件14，减震安装板11与车体1固定连接，且减震安装板11与舵轮安装板15平行设置，导向柱13一端与减震安装板11固定连接且另一端穿设舵轮安装板15，压缩弹簧12同轴设置在导向柱13上，优化的，减震安装板11、舵轮安装板15的四角处均设置有压缩弹簧12、导向柱13以及导向组件14。舵轮安装板15的四角处均开设有导滑孔，导向组件14包括导向杆141、减震套142以及限位块143，减震套142由PU材质制成，减震套142固定套设在导向杆141上，导向杆141一端与减震安装板11固定连接且另一端滑动穿设导滑孔后与限位块143连接，限位块143的尺寸大于导滑孔，限位块143阻挡导向杆141从导滑孔中脱出。

车体1需要运行时，操作人员通过控制模块控制驱动模块，使得左旋转电机、右旋转电机、左行走电机和右行走电机相应控制左舵轮7、右舵轮8，从而实现对AGV小车的全向控制，比如行进方向、行进速度、转弯角度等。

无线通信模块优选无线路由器，这样用于AGV小车的全向控制装置与监控中心之间可组成传输稳定的无线局域网，确保大量的数据能通过Wi-Fi(无线局域网)进行可靠传输。

如图6所示，全向控制装置还包括自检模块和报警模块，自检模块分别与电源模块、驱动模块、无线通信模块电连接以分别获取电源模块、驱动模块、无线通信模块的状态信息，并将获取的状态信息发送至控制模块，控制模块还通过无线通信模块向监控中心上报状态信息，控制模块还向报警模块发送报警信号。通过自检模块实时检测各模块状态，使得控制模块获知各模块状态，并通过无线通信模块上报监控中心后，监控中心也能获知各模块状态，这时若存在故障，则控制模块可通过报警模块进行现场报警，方便了作业人员及时发现故障。另外，监控中心也可及时发出警报，以便监控人员也能及时发现故障情况。

全向控制装置还包括光电检测模块，光电检测模块与控制模块电连接，光电检测模块用于在车体1行进时进行障碍物检测，控制模块还通过无线通信模块向监控中心上报检测结果。电检测模块优选激光扫描仪

全向控制装置还包括导航传感器，导航传感器与控制模块电连接，导航传感器优选磁导航传感器，其中所述磁导航传感器安装于车体1的底部。

本实用新型的工作过程如下：

需要AGV向前方行驶时，控制模块通过电机驱动器驱动左旋转电机、右旋转电机工作，将左舵轮7、右舵轮8旋转至零位，即舵轮和从动轮9的轴线平行设置，编码器将两个舵轮的旋转角度信息反馈给控制模块后，电机驱动器驱动左行走电机、右行走电机正转，AGV小车向前方行驶；反之，电机驱动器驱动左行走电机、右行走电机反转，AGV向后方行驶；同理，控制模块通过电机驱动器驱动左旋转电机、右旋转电机工作，将两个舵轮旋转至90度，即舵轮的轴线与从动轮9的轴线垂直设置，编码器将两个舵轮的旋转角度信息反馈给控制模块后，电机驱动器驱动左行走电机、右行走电机正转，AGV小车实现左侧平移，反之，电机驱动器驱动左行走电机、右行走电机反转,AGV小车实现右侧平移。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种双舵轮全向举升AGV小车，包括车体(1)，其特征在于，所述车体(1)设有顶升机构、两个舵轮以及四个从动轮(9)，两个所述舵轮呈对角设置且均转动连接于所述车体(1)，两个所述舵轮沿所述车体(1)的运行方向分别设为左舵轮(7)、右舵轮(8)，四个所述从动轮(9)分别转动安装在所述车体(1)的四角处，所述车体(1)还设有全向控制装置，所述全向控制装置包括电源模块、控制模块、驱动模块和无线通信模块，其中，

所述电源模块用于为所述控制模块、所述驱动模块、所述无线通信模块提供电源；

所述驱动模块包括电机驱动器、顶升推杆(2)、左旋转电机、右旋转电机、左行走电机和右行走电机，所述电机驱动器分别驱动所述左旋转电机、右旋转电机、左行走电机和右行走电机，所述顶升推杆(2)用于带动AGV小车的顶升机构升降，所述左行走电机用于驱动所述左舵轮(7)的行走运动，所述右行走电机用于驱动所述右舵轮(8)的行走运动，所述左旋转电机用于驱动所述左舵轮(7)的旋转运动，所述右旋转电机用于驱动所述右舵轮(8)的旋转运动；

所述控制模块分别与所述无线通信模块和所述电机驱动器电连接，所述控制模块通过所述无线通信模块与监控中心进行通信连接。

2.根据权利要求1所述的双舵轮全向举升AGV小车，其特征在于，所述左舵轮(7)、右舵轮(8)上均安装有用于检测角位移和直线位移的编码器。

3.根据权利要求1所述的双舵轮全向举升AGV小车，其特征在于，所述舵轮通过舵轮安装板(15)与所述车体(1)连接，所述舵轮上设有减震机构，所述减震机构包括减震安装板(11)、压缩弹簧(12)、导向柱(13)和导向组件(14)，所述减震安装板(11)与所述车体(1)固定连接，所述导向柱(13)一端与所述减震安装板(11)固定连接且另一端穿设所述舵轮安装板(15)，所述压缩弹簧(12)同轴设置在所述导向柱(13)上；

所述舵轮安装板(15)上开设有导滑孔，所述导向组件(14)包括导向杆(141)、减震套(142)以及限位块(143)，所述减震套(142)套设在所述导向杆(141)上，所述导向杆(141)一端与所述减震安装板(11)固定连接且另一端滑动穿设所述导滑孔后与所述限位块(143)连接。

4.根据权利要求1所述的双舵轮全向举升AGV小车，其特征在于，所述全向控制装置还包括自检模块和报警模块，所述自检模块分别与所述电源模块、所述驱动模块、所述无线通信模块电连接以分别获取所述电源模块、所述驱动模块、所述无线通信模块的状态信息，并将获取的状态信息发送至所述控制模块，所述控制模块还通过所述无线通信模块向所述监控中心上报所述状态信息，所述控制模块还向所述报警模块发送报警信号。

5.根据权利要求1所述的双舵轮全向举升AGV小车，其特征在于，所述全向控制装置还包括光电检测模块，所述光电检测模块与所述控制模块电连接，所述光电检测模块用于在所述车体(1)行进时进行障碍物检测，所述控制模块还通过所述无线通信模块向所述监控中心上报检测结果。

6.根据权利要求1所述的双舵轮全向举升AGV小车，其特征在于，所述全向控制装置还包括导航传感器，所述导航传感器与所述控制模块电连接。

7.根据权利要求1所述的双舵轮全向举升AGV小车，其特征在于，所述无线通信模块包括无线路由器。

8.根据权利要求1所述的双舵轮全向举升AGV小车，其特征在于，所述顶升机构包括传动组件(3)、顶升组件(4)及升降板(5)；

所述传动组件(3)包括传动杆(31)以及旋转轴(32)，所述旋转轴(32)转动连接在车体(1)上，所述传动杆(31)一端固定套设在所述旋转轴(32)上，所述传动杆(31)另一端与所述顶升推杆(2)传动连接以带动所述传动杆(31)与所述旋转轴(32)连接的一端绕所述旋转轴(32)中轴线转动；

所述顶升组件(4)包括顶升杆(41)以及滑动件(42)，所述顶升杆(41)固定套设在所述旋转轴(32)上，所述滑动件(42)与所述升降板(5)滑动连接；

初始状态下，所述旋转轴(32)的中轴线与所述旋转轴(32)的中轴线所在平面设为第一平面，所述第一平面与竖直面相交，当所述顶升推杆(2)驱动所述传动杆(31)旋转时，所述第一平面逐渐与竖直面逐渐平行。

9.根据权利要求8所述的双舵轮全向举升AGV小车，其特征在于，所述顶升机构还包括导向组件(14)，所述导向组件(14)包括导向导轨(101)、导向轮(102)及导向轮安装板(103)，所述导向导轨(101)固定于所述升降板(5)朝向所述顶升组件(4)的侧面上，所述导向轮安装板(103)固定安装在所述车体(1)上，所述导向轮(102)转动连接在所述导向轮安装板(103)上且所述导向轮(102)可沿所述导向导轨(101)表面在所述导向导轨(101)的升降方向上往复滑动。

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