CN214451297U - 一种agv底盘及agv小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种AGV底盘及AGV小车，AGV底盘包括：底盘本体；位于所述底盘本体下方的至少三个行走轮，包括前端的定向轮及后端的驱动轮；控制模块，用于控制驱动轮及定向轮实现转向。本实用新型通过添加定向轮，在转向过程中主动控制定向轮的转向，这样可以精准控制AGV底盘的转向姿态，同时在AGV底盘受到侧向力时，由于定向轮被主动控制，此时AGV底盘及车体不容易旋转，增加了AGV底盘及车体的稳定性。

Description

一种AGV底盘及AGV小车

技术领域

本实用新型涉及AGV技术领域，尤其涉及一种AGV底盘及AGV小车。

背景技术

目前，AGV底盘是大部分机器人的重要组成部分，已广泛应用于各行各业，尤其是在巡检机器人和操作机器人方面更为显著。在巡检机器人和操作机器人领域，对AGV底盘的运动控制精度要求越来越高，但是现有的AGV底盘行驶方案，大部分采用两驱加两万向轮或者两驱加一万向轮的方案，其通过两驱动轮差速控制，引导万向轮被动进行方位调整，进而驱动AGV底盘进行转向或者姿态调整，这种方法控制虽然简单，但是由于万向轮的轮旋转中心和安装位置之间存在偏心距，导致AGV底盘转向的过程中，AGV底盘及车体实际转向路径与理想转向路径之间有偏移，不容易控制，同时在车体受到侧向力时，由于万向轮是被动的，很容易造成AGV底盘旋转。

发明内容

发明目的：本实用新型主要是针对机器人常用的AGV底盘车体实际转向路径与理想转向路径之间有偏移，不容易控制，同时在车体受到侧向力时，很容易造成AGV底盘旋转的缺陷，公开了一种带主动转向的定向轮的AGV底盘及 AGV小车，采用两驱动轮加至少一定向轮的方案，在转向过程中通过两驱动轮差速控制的同时主动控制定向轮的转向，这样可以精准控制AGV底盘的转向姿态。

技术方案：

一种AGV底盘，包括：

底盘本体；

位于所述底盘本体下方的至少三个行走轮，包括前端的定向轮及后端的驱动轮；

控制模块，用于控制所述驱动轮及所述定向轮实现转向。

所述定向轮为至少1个，所述驱动轮为2个，所述控制模块通过对所述驱动轮的差速控制及对所述定向轮的转向控制实现转向。

所述定向轮通过安装在所述底盘本体上的转向电机控制转向，所述定向轮安装在所述转向电机电机轴上。

在所述转向电机的电机轴上固定安装有磁钢，在所述磁钢侧固定安装有磁编码器；通过所述磁编码器识别所述磁钢旋转时其周围磁场变化，进而识别所述磁钢旋转角度，得到所述电机轴转动角度。

在所述转向电机与所述定向轮之间连接有谐波减速器，所述谐波减速器的柔轮与所述转向电机固定安装，其钢轮与所述定向轮固定连接，其波发生器与所述电机轴固定连接。

在所述转向电机与所述底盘之间还固定安装有定向轮支架，在所述定向轮支架侧安装有光电开关，在所述定向轮上与所述光电开关相对应的位置处安装有标定销，通过所述光电开关采集所述标定销的位置确定所述定向轮的初始位置。

在所述定向轮支架的外侧面上开设有线束孔，线束通过线束孔；在所述线束孔上设置有防尘塞进行密封。

所述防尘塞上开设有至少一个轴向的用于线束穿过的线束槽，在所述防尘塞的轴向上还设置有连通所述防尘塞外侧壁与所述线束槽的导向槽，所述导向槽从外至内宽度逐渐减小，其与所述线束槽连接处的宽度小于所述线束槽的直径大小。

所述驱动轮包括支架、驱动电机、减速器以及驱动轮本体；所述支架固定安装在所述底盘本体下方，在所述支架下端通过驱动轴承安装所述驱动轮本体，所述减速器的输出轴与所述驱动轮本体连接；所述驱动电机的电机轴与所述减速器连接。

一种采用前述AGV底盘的AGV小车。

有益效果：本实用新型提供了带主动转向的定向轮的AGV底盘，该AGV 底盘采用两驱动轮加至少一定向轮的方案，在转向过程中通过两驱动轮差速控制的同时主动控制定向轮的转向，这样可以精准控制AGV底盘的转向姿态，同时在AGV底盘及车体受到侧向力时，由于定向轮被主动控制，此时AGV底盘及车体不容易旋转，增加了AGV底盘及车体的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例中轮驱动组件结构示意图；其中，(a)表示左轮驱动组件的结构示意图；(b)表示左轮驱动组件的剖视图。

图3为本实用新型实施例中主动转向轮组件结构示意图；其中，(a)表示主动转向轮组件整体结构示意图；(b)表示主动转向轮组件的剖视图。

图4为本实用新型实施例中电源组件结构示意图；其中，(a)和(b)分别表示不同角度电源组件结构示意图。

图中包括：1、电子元器件安装板，2、底板，3、主动转向组件，4、左轮驱动组件，5、自动充电组件，6、右轮驱动组件，7、深度相机，8、支撑板，9、驱动轮，10、驱动轴承，11、第一轴承盖板，12、第二轴承盖板，13、驱动轴， 14、支架，15、驱动电机，16、减速器，17、防尘塞，18、电机壳体，19、光电开关，20、光电开关安装架，21、定向轮安装板，22、编码器，23、电机轴，24、磁钢，25、转向下轴承，26、谐波减速器，27、电池，28、电池安装架，29、电源，30、第一驱动端盖，31、第二驱动端盖，32、电源底板，33、驱动器，34、定向轮，35、定向轮驱动器，36、主动转向轮支架，37、标定销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

图1为本实用新型实施例中整体结构示意图，如图1所示，本实用新型带主动转向的定向轮的AGV底盘包括工控机、左轮驱动组件4、右轮驱动组件6、底盘以及主动转向轮组件3；工控机安装在底盘上，左轮驱动组件4和右轮驱动组件6分别安装在底盘后端下方两侧位置，主动转向轮组件3安装在底盘前端下方处。底盘包括底板2以及安装在底板2上的电子元器件安装板1，在电子元器件安装板1上固定安装有压铆螺柱，在压铆螺柱上固定安装有六角铜柱，工控机通过4个螺钉固定在六角铜柱上。

如图1所示，在底盘的后端面上固定安装有自动充电组件5，在底盘的后端面上位于自动充电组件5上方位置还安装有深度相机7。在底盘的底板2上还安装有用来支撑机器人以及其他组件的支撑板8。

图2为本实用新型实施例中轮驱动组件结构示意图；如图2所示，左轮驱动组件4和右轮驱动组件6结构一致，二者相互镜面对称安装在底盘下方。以左轮驱动组件4进行说明，左轮驱动组件4包括支架14、驱动电机15、减速器16 以及驱动轮9；在支架14上端设置有若干定位销，在底板2的下端面上设置有相应的定位孔，支架14上端与底板2之间通过定位销与定位孔相配合进行定位，并通过螺钉进行固定。在支架14下端开设有驱动轮孔，在驱动轮孔左右两侧均设置有沉孔；减速器16前端设置有与其沉孔相对应的凸台，并通过螺钉配合固定安装在相应沉孔内，保证减速器16和支架14之间的相对位置；驱动电机15 与减速器16之间通过螺钉连接固定，其电机轴与减速器16连接。在驱动轮孔内固定安装有驱动轴承10，在驱动轴承10内安装有驱动轴13，驱动轴13一端与驱动轮9通过螺钉固定连接，另一端设有传递孔；减速器16的输出轴伸入支架 14下端的驱动轮孔内，并插入驱动轴13的传递孔内，通过键与驱动轴13进行周向固定。通过驱动电机15驱动其电机轴转动，进而驱动减速器16转动，使得减速器16的输出轴带动驱动轴13转动，进而最终带动驱动轮9转动。

在本实用新型中，在驱动轴承10与驱动轴13之间设置有第一轴承盖板11，第一轴承盖板11压在驱动轴承10的内圈上，并通过螺钉固定在驱动轴13侧壁上开设的螺钉孔中，保证驱动轴13与第一轴承盖板11之间的轴向定位；在驱动轴承10与支架14之间设置有第二轴承盖板12，第二轴承盖板12压在驱动轴承 10的外圈上，同时第二轴承端盖12通过螺钉固定在支架14上，保证驱动轴承 10与支架14之间的轴向固定。

图3为本实用新型实施例中主动转向轮组件结构示意图，如图3所示，主动转向轮组件3包括主动转向轮支架36、编码器22、磁钢24、电机轴23、转向下轴承25、定向轮安装板21以及定向轮34，在主动转向轮支架36上端面上设置有若干定位销，在底板2的下端面上设置有相应的定位孔，主动转向轮支架36 与底板2之间通过定位销与定位孔相配合进行定位，并通过螺钉进行固定。在主动转向轮支架36的侧面上通过螺钉固定安装有光电开关安装架20，在光电开关安装架20上通过螺钉固定安装有光电开关19，在定向轮安装板21上与光电开光19相对应的位置处安装有标定销37，通过光电开关19采集定向轮安装板21 上的标定销37的位置确定定向轮34的初始位置。

在本实用新型中，在主动转向轮支架36的外侧面上开设有若干线束孔，线束通过线束孔后为光电开关19供电；在线束孔上设置有防尘塞17进行密封，以防止灰尘进入；防尘塞17如图3(a)所示，在其上开设有至少一个轴向的用于线束穿过的线束槽，线束槽直径大于其内穿过的线束的直径；在防尘塞17的轴向上还设置有连通防尘塞17外侧壁与线束槽的导向槽，导向槽从外至内宽度逐渐减小，其与线束槽连接处的宽度小于线束槽的直径大小，以防止线束设置在其内时从导向槽中滑出。

在主动转向轮支架36下方设置有电机壳体18，在电机壳体18的上部设置有第一电机端盖，主动转向轮支架36与第一电机端盖之间通过螺钉固定连接；进一步地，在第一电机端盖与主动转向轮支架36之间设置有定位销及定位孔进行配合定位。电机壳体18与第一电机端盖之间通过螺钉进行固定，在电机壳体18 与第一电机端盖之间设置有O型密封圈进行密封。进一步地，在电机壳体18与第一电机端盖之间设置有定位销和止口进行定位。

谐波减速器26的柔轮通过螺钉固定在电机壳体18上，在电机壳体18和谐波减速器26柔轮之间设置有O型密封圈进行密封。定向轮安装板21通过螺钉固定在谐波减速器26的钢轮上，定向轮34上部的安装板通过螺钉、弹簧垫片和垫片配合固定安装在定向轮安装板21下方。

在电机壳体18内设置有转向电机，转向电机的电机轴23通过螺钉和垫片与谐波减速器26的波发生器进行连接固定，同时电机轴23通过转向下轴承25与电机壳体18下端配合相连，电机轴23通过轴肩和轴用弹性挡圈与转向下轴承 25进行轴向固定，转向下轴承25通过轴用弹性挡圈和孔用弹性挡圈与电机壳体18一端进行轴向固定；电机轴23另一端通过转向上轴承和自身轴肩进行轴向固定，转向上轴承通过孔用弹性挡圈和第一电机端盖上的内孔凸起进行轴向固定；电机轴23的一端与磁钢24相连，电机轴23和磁钢24之间涂抹螺纹胶，保证磁钢24和电机轴23之间的固定；磁编码器22与第一电机端盖之间通过螺钉连接固定。通过磁编码器22识别磁钢24旋转时其周围磁场变化，进而识别磁钢24 的转动角度，进而得到电机轴23的转动角度。

图4为本实用新型实施例中电源组件结构示意图，如图4所示，所述电源组件安装在底板2下方，其内设置有电池27、电源29、驱动器33和定向轮驱动器 35，电池27通过电池安装架28固定安装在底板2下方，电源29与电池27电连接，电源29、电池27均分别与驱动器33和定向轮驱动器35电连接，可以通过电源29连接外部电源为电池充电，同时为驱动器33和定向轮驱动器35供电，也可以通过电池为驱动器33和定向轮驱动器35供电。

在电池组件下方设有电源底板32以支撑，其侧面设有第一驱动端盖30和第二驱动端盖31以支撑。

驱动器33和定向轮驱动器35均与工控机连接，并通过工控机控制，左轮驱动组件4和右轮驱动组件6之间的差速是由工控机33和及其驱动器33共同完成控制；驱动器33分别与左轮驱动组件4和右轮驱动组件6内的驱动电机15连接，并控制其启停；定向轮驱动器35与转向电机连接，并控制其启停。

以向右转动为例，控制流程如下：

工控机下发右转指令给驱动器33和定向轮驱动器35，根据右转角度和右转速度不同，驱动器33分别控制左驱动轮组件4的驱动电机15和右驱动轮组件6 的驱动电机15以不同的速度和转向转动，右驱动轮组件6的驱动电机15和左驱动轮组件4的驱动电机15的速度差取决于工控机下发指令右转速度大小和右转角度，与此同时定向轮驱动器35根据工控机下发右转指令控制转向电机向右转动，右转速度取决于工控机下发指令右转速度大小和右转角度，最终实现本实用新型的AGV底盘及车体的右转。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种AGV底盘，其特征在于：包括：

底盘本体；

位于所述底盘本体下方的至少三个行走轮，包括前端的定向轮及后端的驱动轮；

控制模块，用于控制所述驱动轮及所述定向轮实现转向；

所述定向轮为至少1个，所述驱动轮为2个，所述控制模块通过对所述驱动轮的差速控制及对所述定向轮的转向控制实现转向。

2.根据权利要求1所述的AGV底盘，其特征在于：所述定向轮通过安装在所述底盘本体上的转向电机控制转向，所述定向轮安装在所述转向电机电机轴上。

3.根据权利要求2所述的AGV底盘，其特征在于：在所述转向电机的电机轴上固定安装有磁钢，在所述磁钢侧固定安装有磁编码器；通过所述磁编码器识别所述磁钢旋转时其周围磁场变化，进而识别所述磁钢旋转角度，得到所述电机轴转动角度。

4.根据权利要求2所述的AGV底盘，其特征在于：在所述转向电机与所述定向轮之间连接有谐波减速器，所述谐波减速器的柔轮与所述转向电机固定安装，其钢轮与所述定向轮固定连接，其波发生器与所述电机轴固定连接。

5.根据权利要求2所述的AGV底盘，其特征在于：在所述转向电机与所述底盘之间还固定安装有定向轮支架，在所述定向轮支架侧安装有光电开关，在所述定向轮上与所述光电开关相对应的位置处安装有标定销，通过所述光电开关采集所述标定销的位置确定所述定向轮的初始位置。

6.根据权利要求5所述的AGV底盘，其特征在于：在所述定向轮支架的外侧面上开设有线束孔，线束通过线束孔；在所述线束孔上设置有防尘塞进行密封。

7.根据权利要求6所述的AGV底盘，其特征在于：所述防尘塞上开设有至少一个轴向的用于线束穿过的线束槽，在所述防尘塞的轴向上还设置有连通所述防尘塞外侧壁与所述线束槽的导向槽，所述导向槽从外至内宽度逐渐减小，其与所述线束槽连接处的宽度小于所述线束槽的直径大小。

8.根据权利要求1所述的AGV底盘，其特征在于：所述驱动轮包括支架、驱动电机、减速器以及驱动轮本体；所述支架固定安装在所述底盘本体下方，在所述支架下端通过驱动轴承安装所述驱动轮本体，所述减速器的输出轴与所述驱动轮本体连接；所述驱动电机的电机轴与所述减速器连接。

9.一种采用权利要求1～8任一所述AGV底盘的AGV小车。

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