CN215181584U

CN215181584U - 自主移动设备

Info

Publication number: CN215181584U
Application number: CN202121644762.7U
Authority: CN
Inventors: 王栋; 肖大伟
Original assignee: Lingdong Technology Beijing Co Ltd
Current assignee: Lingdong Technology Beijing Co Ltd
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2031-07-19
Also published as: WO2023000944A1

Abstract

本实用新型公开了一种自主移动设备。其中，该自主移动设备包括：设备体；多个行进轮，设置在设备体底部；多个行进轮包括两个驱动轮组件及两个万向轮，其中，两个驱动轮组件具有前进、后退及转向能力；两个万向轮跟随两个驱动轮组件前进、后退或转向，以使设备体以任意角度行走；设备体底部的行进轮相对设备体的一对称轴对称设置；其中，对称轴沿设备体前进或后退方向延伸；多个探测器，用于读取目标标识的目标信息；控制器，与多个探测器通信连接，用于根据目标标识的目标信息控制设备体执行相应的动作。

Description

自主移动设备

技术领域

本实用新型实施例涉及自主移动设备的技术领域，尤其涉及一种自主移动设备。

背景技术

随着科技的不断发展，自动化在3C行业(即Computer,Communication,ConsumerElectronic)进行广泛的运用，通过使用AMR(Automatic Mobile Robot)小车替代人工进行运输作业，大大提高了工作效率，降低成本。

现有的AMR小车只能实现简单前进、后退、原地旋转，但不能实现以任意角度行走。

实用新型内容

为解决或改善现有技术中存在的问题，本实用新型各实施例提供了一种自主移动设备。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种自主移动设备。该设备包括：

设备体；

多个行进轮，设置在设备体底部；多个行进轮包括两个驱动轮组件及两个万向轮，其中，两个驱动轮组件具有前进、后退及转向能力；两个万向轮跟随两个驱动轮组件前进、后退或转向，以使设备体以任意角度行走；设备体底部的行进轮相对设备体的一对称轴对称设置；其中，对称轴沿设备体前进或后退方向延伸；

多个探测器，用于读取目标标识的目标信息；

控制器，与多个探测器通信连接，用于根据目标标识的目标信息控制设备体执行相应的动作。

进一步地，设备体上具有两组对角位；

多个探测器包括：两个障碍物探测器，分别设置在设备体的第一组对角位；目标标识为第一探测环境中的第一环境标识；障碍物探测器用于探测环设备体一周的第一环境标识的第一环境信息；

控制器，与障碍物探测器通信连接，用于根据第一环境标识的第一环境信息控制设备体进行避障。

进一步地，设备体侧面的中部偏上位置处设有凹陷空间，凹陷空间环绕设备体一周；

两个障碍物探测器位于凹陷空间内。

进一步地，多个探测器还包括：两个导航探测器，分别设置在设备体的第二组对角位；目标标识为第二探测环境中的第二环境标识；导航探测器用于探测环设备体一周的第二环境标识的第二环境信息；

控制器，与导航探测器通信连接，用于根据第二环境标识的第二环境信息控制设备体执行相应的动作。

进一步地，在设备体的高度方向上，两个障碍物探测器位于设备体的中部偏上位置；两个导航探测器位于设备体的底部。

进一步地，多个探测器还包括：二维码探测器，设置在设备体底部；目标标识为二维码标识；二维码探测器用于探测地面上二维码标识的二维码信息；

控制器，与二维码探测器通信连接，用于根据二维码信息控制设备体执行相应的动作。

进一步地，多个探测器还包括：跟随探测器，设置在设备体右侧；目标标识为特定目标物体；跟随探测器用于探测特定目标物体的特定目标物体信息；

控制器，与跟随探测器通信连接，用于根据特定目标物体信息控制设备体执行相应的动作。

进一步地，多个探测器还包括：标记探测器，设置在设备体右侧；目标标识为标记标识；标记探测器用于探测标记标识的标记信息；

控制器，与标记探测器通信连接，用于根据标记信息控制设备体执行相应的动作。

进一步地，设备体底部的两个驱动轮组件与两个万向轮的连线，相交。

进一步地，两个驱动轮组件为舵轮组件或双差速组件。

本实用新型各实施例提供的技术方案，在设备体上设置多个行进轮，包括两个驱动轮组件及两个万向轮；其中，只需设置两个驱动轮组件，一方面，在增加万向轮行驶能力的同时，还能使驱动轮组件控制较为简单，并降低成本；另一方面，还可以使设备体实现以任意角度行走；其次，两个驱动轮组件配合两个万向轮，可以加大叉车与地面的摩擦力，在一定程度上缓解了叉车容易打滑的问题；设备体底部的行进轮相对设备体一对称轴设置，可以提高叉车的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的一种自主移动设备的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的一种万向轮的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的一种双差速轮模组的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的一种自主移动设备的局部结构示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的另一种自主移动设备的局部结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了如下各实施例以解决或部分解决上述各方案存在的问题。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。此外，下文描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型一实施例提供的一种自主移动设备的结构示意图；如图1所示，该自主移动设备包括：设备体1、多个行进轮11、多个探测器12及控制器13；其中，多个行进轮11，设置在设备体1底部；多个行进轮11包括两个驱动轮组件111及两个万向轮112，其中，两个驱动轮组件111具有前进、后退及转向能力；两个万向轮112跟随两个驱动轮组件111前进、后退或转向，以使设备体1以任意角度行走；设备体1底部的行进轮11相对设备体1的一对称轴对称设置；其中，对称轴沿设备体1前进或后退方向延伸；多个探测器12，用于读取目标标识的目标信息；控制器13，与多个探测器12通信连接，用于根据目标标识的目标信息控制设备体1执行相应的动作。

本实施例中的自主移动设备可以是任何能够在其作业环境中自主地进行空间移动的设备，例如，可以是无人车(物流配送车)、机器人(如搬运机器人、货物分拣机器人等)。当然，根据自主移动设备具体的工作任务、工作环境等，其设备体1的结构及外部轮廓会有所不同。本实施例对于自主移动设备的设备体1结构及外部轮廓等不作具体限定。

设备体1底部的两个驱动轮组件111与两个万向轮112的连线，相交。其中，只需设置两个驱动轮组件111，一方面，在增加万向轮112行驶能力的同时，还能使驱动轮组件111控制较为简单，并降低成本；另一方面，还可以使设备体1实现以任意角度行走；其次，两个驱动轮组件111配合两个万向轮112，可以加大叉车与地面的摩擦力，在一定程度上缓解了叉车容易打滑的问题；设备体1底部的行进轮11相对设备体1一对称轴设置，可以提高叉车的稳定性。

进一步地，两个驱动轮组件111为舵轮组件或双差速组件。

图2为舵轮组件的结构示意图。如图2所示，舵轮组件至少包括：驱动轮1121、转向电机1122及行走电机1123。其中，控制器13根据转向指令控制转向电机1122定向旋转，定向旋转的转向电机1122带动驱动轮1121定向转动；控制器13根据行走指令控制行走电机1123定向旋转，定向旋转的行走电机1123带动驱动轮1121定向移动。图3为双差速驱动模组的结构示意图。如图3所示，双差速驱动模组至少包括：连接座1111，旋转轴承1112，旋转座1113，连接架1114，左驱动机构(图中未示出)，右驱动机构(图中未示出)及左驱动轮1115和右驱动轮1116。其中，连接座1111上端连接设备体1，连接座1111底部安装旋转轴承1112。连接座1111将整个双差速驱动模组安装在设备体1上。旋转座1113的上端安装于旋转轴承1112内，旋转座1113的下端安装并固定于连接架1114的上端。这样旋转座1113可相对连接座1111在水平面内转动。连接架1114的两侧分别安装固定左驱动机构及右驱动机构。本实用新型的连接架1114为U形，将左驱动机构、右驱动机构及旋转座1113固定在一起。左驱动机构连接左驱动轮1115，右驱动机构连接右驱动轮1116。这样，左驱动机构驱动左驱动轮1115在地面上滚动，右驱动机构驱动右驱动轮1116在地面上滚动。左驱动机构与右驱动机构分别连接控制单元而单独受控制，当左驱动机构驱动左驱动轮1115的转速与右驱动机构驱动右驱动轮1116的转速不同时，两者实现差速，两者的速度差导致连接架1114两侧的受力不同而在水平面内发生旋转，连接架1114的旋转带动旋转座1113在旋转轴承1112内旋转，而连接座1111保持不动，从而实现了双差速驱动模组连接座1111以下的部件在水平面内旋转。

设备体1底部的行进轮11相对设备体1的一对称轴对称设置，两个驱动轮组件111可设置在设备体1的对角；相应的，两个万向轮112可设置在设备体1的另一组对角。或者，两个驱动轮组件111也可相对设备体1的一对称轴对称设置；相应的，两个万向轮112也相对设备体1的一对称轴对称设置。

进一步地，设备体1上具有两组对角位。如图所示1，多个探测器12包括：两个障碍物探测器121，分别设置在设备体1的第一组对角位，并且两个障碍物探测器121设置在设备体1底部；目标标识为第一探测环境中的第一环境标识；障碍物探测器121用于探测环设备体1一周的第一环境标识的第一环境信息；相应的，控制器13，与障碍物探测器121通信连接，用于根据第一环境标识的第一环境信息控制设备体1进行避障。

进一步地，设备体1侧面的中部偏上位置处设有凹陷空间，凹陷空间环绕设备体1一周；两个障碍物探测器121位于凹陷空间内。

进一步地，多个探测器12还包括：两个导航探测器122，分别设置在设备体1的第二组对角位；目标标识为第二探测环境中的第二环境标识；导航探测器122用于探测环设备体1一周的第二环境标识的第二环境信息；相应的，控制器13，与导航探测器122通信连接，用于根据第二环境标识的第二环境信息控制设备体1执行相应的动作。

进一步地，在设备体1的高度方向上，两个障碍物探测器121位于设备体1的中部偏上位置；两个导航探测器122位于设备体1的底部。

在一种可实现的方案中，以自主移动设备的设备体1外轮廓大体为矩形体为例，设备体1具有四个角，四个角中两相对的角为一组对角，设备体1的第一组对角位分别设有一个障碍物探测器121。障碍物探测器121的视角(FOV)为270度。两个障碍物探测器121便可实现在第一高度H处环设备体1一周(即360度)的环境参数探测。设备体1的第二组对角位分别设有一个导航探测器122。同样的，导航探测器122的视角为270度。两个导航探测器122可实现在第二高度h处环设备体1一周(即360度)的环境参数探测。最低障碍物扫描面离地高度30mm左右，可以检测超低障碍物，从而实现在自主移动设备任意角度行走的时候，保证安全。

本实施例中采用两组呈对角分布的前探测器和后探测器，确保自主移动设备能够安全可靠地实现前后双向运行，确保自主移动设备在运输过程中的灵活便捷性能。

在本实用新型实施例中，障碍物探测器121和导航探测器122是不同类型的探测器(如不同种类的雷达)。导航雷达主要用于SLAM建图、定位和导航，避障雷达主要用于检测障碍物，故导航雷达的功率(射程)、精度、分辨率等要求较高。

一具体实施例，在设备体1的高度方向上，两个障碍物探测器121位于设备体1的中部(即H高度处)；两个导航探测器122位于设备体1的底部(即h高度处)。

两个障碍物探测器121和两个导航探测器122因设置在不同高度，所以可探测到不同高度的物体。在自主移动设备行进过程中，导航探测器122可用于探测低矮障碍物，障碍物探测器121可用于检测高于导航探测器122探测面的障碍物。障碍物探测器121可探测的障碍物可以是置于地面上的物体，也可以是从上方向下伸出的悬置物体等。在自主移动设备执行对接任务时，可综合障碍物探测器121和导航探测器122探测到的环境参数来控制自主移动设备的设备体1完成对接动作。综合障碍物探测器121和导航探测器122探测到的环境参数，可获得不同高度、多角度、数据密度高的环境参数；相较于现有技术中存在的问题，本实施例提供的技术方案，降低了因探测到的环境参数包含的数据密度不均或出现探测死角等问题所导致的避障不及时或对接位置不合适的发生概率，提高了自主移动设备识别目标物体(如障碍物或对接装置等)的准确度，提升了自主移动设备的总体性能。

障碍物探测器121和导航探测器122设置的高度及位置不同，处于同一侧的障碍物探测器121和导航探测器122探测到的环境参数可能相同，也可能不同。比如，在前方存在低矮障碍物时，设置在设备体1的底部的导航探测器122可以探测到低矮障碍物的信息，而设置在设备体1中部的障碍物探测器121可能无法探测到该低矮障碍物的信息。在障碍物为高度较高的障碍物时，障碍物探测器121和导航探测器122可同时检测到该障碍物的信息。

上述障碍物探测器121和导航探测器122若设置在设备体1的外表面，容易因碰撞而损坏。为提高探测器的使用安全性，自主移动设备的设备体1侧面的中部位置处设有凹陷空间。凹陷空间环绕设备体1一周，两个障碍物探测器121位于凹陷空间内。即便是发生小概率的碰撞事件，因为两个障碍物探测器121位于凹陷空间内，碰到的也是设备体1的外壳，凹陷空间内的障碍物探测器121不会受到影响。具体实施时，可在设备体1的外壳上设置防撞装置，如具有弹性的防撞条等。

当然，上述凹陷空间也可不环设备体1一周，只要不妨碍到安装在其内的探测器的视角即可，本实施例对于凹陷空间的具体结构不作限定。

进一步地，多个探测器12还包括：二维码探测器123，设置在设备体1底部，该二维码探测器123可以为二维码相机；目标标识为二维码标识；二维码探测器123用于探测地面上二维码标识的二维码信息；相应的，控制器13，与二维码探测器123通信连接，用于根据二维码信息控制设备体1执行相应的动作。其中，二维码信息可以为导航信息，自主移动设备可以使用使用二维码导航的方式行驶。

进一步地，如图4所示，多个探测器12还包括：跟随探测器124，设置在设备体1前侧，该跟随探测器124可以为跟随相机相机；目标标识为特定目标物体(如处于运动状态的物体)；跟随探测器124用于探测特定目标物体的特定目标物体信息；相应的，控制器13，与跟随探测器124通信连接，用于根据特定目标物体信息控制设备体1执行相应的动作。其中，特定目标物体信息可以为处于运动状态的物体的行进路线，自主移动设备可以根据处于运动状态的物体的行进路线行进或避障。此处需要说明的是，跟随相机用于跟随特定目标(跟随模式)，所以跟随相机一般为普通摄像头。

进一步地，如图5所示，多个探测器12还包括：标记探测器125，设置在设备体1右侧，该标记探测器125可以为和二维码相机相同的相机；目标标识为标记标识；标记探测器125用于探测标记标识的标记信息；相应的，控制器13，与标记探测器125通信连接，用于根据标记信息控制设备体1执行相应的动作。具体的，标记探测器125可用于读取特定的标记；相应的，控制器13根据读取的标记信息以控制设备体1进行定位导航或执行特定操作。此处需要说明的是，用于读取标记标识的相机因通常是在行进中读取，故需要快门时间较短、能一次曝光所有图像(非逐行曝光)。

进一步地，设备体的右侧面还设置有急停按钮14；急停按钮14用于在紧急情况时紧急制动。

进一步地，设备体的右侧面还设置有灯带15；灯带用于根据设备体的行进情况进行闪光提示。

以某货仓环境为例对上述自主移动设备进行具体阐述。

自主移动设备在接收到货运任务后，在货运通道上行走，利用两个障碍物探测器121探测低矮障碍物的信息，与此同时利用两个导航探测器122探测高角度的环境信息；和/或利用设置在设备体1底部的二维码探测器123探测地面上二维码标识的二维码信息；和/或利用设置在设备体1右侧的跟随探测器124探测处于运动状态的物体的行进路线；和/或利用设置在设备体1右侧的标记探测器125读取特定的标记信息，上述探测器将探测到的上述信息发送至与其通信连接的控制器13，控制器13根据接收到的探测信息控制行进轮11的电机旋转，从而带动驱动轮转动，从而使自主移动设备前进、后退及转向，到达指定位置取放货物。

这里需要说明的是：本实施例中自主移动设备除具有上述描述的功能外，还可实现上文中提及的其他功能、方法步骤等，具体内容可参见上文各实施例中的相应内容，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种自主移动设备，其特征在于，包括：

设备体；

多个行进轮，设置在所述设备体底部；所述多个行进轮包括两个驱动轮组件及两个万向轮，其中，所述两个驱动轮组件具有前进、后退及转向能力；所述两个万向轮跟随所述两个驱动轮组件前进、后退或转向，以使所述设备体以任意角度行走；所述设备体底部的所述行进轮相对所述设备体的一对称轴对称设置；其中，所述对称轴沿所述设备体前进或后退方向延伸；

多个探测器，用于读取目标标识的目标信息；

控制器，与所述多个探测器通信连接，用于根据所述目标标识的所述目标信息控制所述设备体执行相应的动作。

2.根据权利要求1所述自主移动设备，其特征在于，所述设备体上具有两组对角位；

所述多个探测器包括：两个障碍物探测器，分别设置在所述设备体的第一组对角位；所述目标标识为第一探测环境中的第一环境标识；所述障碍物探测器用于探测环所述设备体一周的所述第一环境标识的第一环境信息；

所述控制器，与所述障碍物探测器通信连接，用于根据所述第一环境标识的所述第一环境信息控制所述设备体进行避障。

3.根据权利要求2所述自主移动设备，其特征在于，所述设备体侧面的中部偏上位置处设有凹陷空间，所述凹陷空间环绕所述设备体一周；

所述两个障碍物探测器位于所述凹陷空间内。

4.根据权利要求2所述自主移动设备，其特征在于，

所述多个探测器还包括：两个导航探测器，分别设置在所述设备体的第二组对角位；所述目标标识为第二探测环境中的第二环境标识；所述导航探测器用于探测环所述设备体一周的所述第二环境标识的第二环境信息；

所述控制器，与所述导航探测器通信连接，用于根据所述第二环境标识的所述第二环境信息控制所述设备体执行相应的动作。

5.根据权利要求4所述自主移动设备，其特征在于，在所述设备体的高度方向上，所述两个障碍物探测器位于所述设备体的中部偏上位置；所述两个导航探测器位于所述设备体的底部。

6.根据权利要求1所述自主移动设备，其特征在于，

所述多个探测器还包括：二维码探测器，设置在所述设备体底部；所述目标标识为二维码标识；所述二维码探测器用于探测地面上所述二维码标识的二维码信息；

所述控制器，与所述二维码探测器通信连接，用于根据所述二维码信息控制所述设备体执行相应的动作。

7.根据权利要求1所述自主移动设备，其特征在于，

所述多个探测器还包括：跟随探测器，设置在所述设备体右侧；所述目标标识为特定目标物体；所述跟随探测器用于探测所述特定目标物体的特定目标物体信息；

所述控制器，与所述跟随探测器通信连接，用于根据所述特定目标物体信息控制所述设备体执行相应的动作。

8.根据权利要求1所述自主移动设备，其特征在于，

所述多个探测器还包括：标记探测器，设置在所述设备体右侧；所述目标标识为标记标识；所述标记探测器用于探测所述标记标识的标记信息；

所述控制器，与所述标记探测器通信连接，用于根据所述标记信息控制所述设备体执行相应的动作。

9.根据权利要求1至8任一项所述自主移动设备，其特征在于，所述设备体底部的所述两个驱动轮组件与所述两个万向轮的连线，相交。

10.根据权利要求1至8任一项所述自主移动设备，其特征在于，所述两个驱动轮组件为舵轮组件或双差速组件。