CN215867593U - 一种基于轮毂电机全向agv避障小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，包括移动小车框架、转向机构、稳定机构、载重机构、定位标签、底座和车架；移动小车框架底部连接底座，上方连接车架，稳定机构固定在车架四个角上，载重装置通过车架四角的稳定机构固定；底座连接转向机构；定位标签设在移动小车框架上；还包括与外部控制机构连接的控制器，控制器分别连接转向机构和定位标签，实现避障小车的避障行走。通过控制器控制实现移动机器人的零角度直角转弯和具有UWB厘米级高精度定位系统，可实现自主移动避障、轨迹规划，成本更低，载重大，且适用于多种场合。

Description

一种基于轮毂电机全向AGV避障小车

技术领域

本实用新型涉及智能移动机器人技术领域，特别是一种基于轮毂电机全向AGV避障小车。

背景技术

在现代化工业的发展中，提倡高效，快速，可靠，提倡将人从简单的工作中解放出来。机器人逐渐替代了人出现在各个工作岗位上。机器人具有可编程、可协调作业和基于传感器控制等特点，自动导向小车便是移动机器人的一种，是现代化工业物流系统中的重要设备。

传统磁导引的移动机器人，其移动路线固定难以实现自主路径规划和避障，当工作任务改变时，需要重新进行轨迹的规划，费时费力。由于麦克纳姆轮为主要轮系结构的移动机器人成本相对较高，对控制、制造、地面等的要求高不太适应与多地形作业。履带式机器人本身体积大，过于笨重。因此，现代化的工业生产以及服务对能够自主移动、轨迹规划的智能移动机器人提出了需求。因此，有必要提供一种全新基于轮毂电机全向AGV结构设计，解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，解决了传统以麦克纳姆轮为主要轮系结构的移动机器人难以实现多地形作业和载重较小的问题；以及传统AGV转向结构上无法在有限空间内全向转弯的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，包括移动小车框架、转向机构、稳定机构、载重机构、定位标签、底座和车架；移动小车框架底部连接底座，上方连接车架，稳定机构固定在车架四个角上，载重机构通过车架四角的稳定机构固定；底座连接转向机构；定位标签设在移动小车框架上；

还包括与外部控制机构连接的控制器，控制器分别连接转向机构和定位标签，实现避障小车的避障行走。

作为优选，转向机构包括轮毂电机、连轴、支撑轴和伸缩基座，伸缩基座通过支撑轴连接连轴，连轴两端部连接轮毂电机，轮毂电机上连接有转轮。

作为优选，伸缩基座包括短筒、支撑板、第一轴承、第二轴承、弹簧和第一滑槽，支撑板与底座底部连接，短筒固定在支撑板底部，短筒内设有第一滑槽，第一轴承、第二轴承内嵌于第一滑槽内，支撑轴与第一轴承内壁固定连接，支撑轴与第二轴承滑动连接；弹簧套在第二轴承和第一轴承之间。

作为优选，稳定机构包括箱体、承重块、滑片、旋转弹簧、第二滑槽、电机和齿轮，箱体下部滑动连接有穿入箱体内的承重块，旋转弹簧和滑片设在承重块顶部箱体内，滑片滑动连接于箱体内第二滑槽内，电机谷底在箱体外壁上，电机输出轴通过齿轮连接载重机构。

作为优选，载重机构包括主动轴、承重轴、滑条和环形输送带；主动轴支撑在环形输送带内部两侧，承重轴置于环形输送带中部，滑条转动连接于承重轴两端，滑条滑动连接在车架左右内侧的滑槽内。

作为优选，环形输送带用丁腈橡胶材质。

作为优选，定位标签采用UWB高精度定位系统标签。

作为优选，外部控制机构与控制器通过无线设备连接。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型通过单片机控制的轮毂电机来实现移动机器人的零角度直角转弯和具有UWB厘米级高精度定位系统，相比于传统磁引导的移动机器人可实现自主移动避障、轨迹规划，对于空间的要求更小，可在狭小的空间内实现转弯、掉头。相比于传统的红外避障更加准确，快捷。

2、本实用新型基于轮毂电机相互配合实现零角度转弯，相比于以麦克纳姆轮为主要轮系结构的移动机器人，成本更低，载重大，且适用于多种场合。对场地的要求低。该结构不但可实现大物品载重转移功能，还可实现短距离传输功能，多个装置可组成一条短距离传输线路。从而形成物品的短距离稳定安全传输。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的转向机构结构示意图；

图3为本实用新型的稳定机构示意图；

图4为本实用新型的载重机构示意图；

图5为本实用新型的车架内壁结构示意图。

图中：1、移动小车框架；2、转向机构；3、稳定机构；4、载重机构；5、定位标签；6、底座；7、车架；8、轮毂电机；9、连轴；10、支撑轴；11、短筒；12、第一轴承；13、第二轴承；14、支撑板；15、弹簧；16、第一滑槽；17、轴孔；18、螺孔；19、箱体；20、承重块；21、滑片；23、旋转弹簧；24、第二滑槽；25、电机；26、齿轮；27、主动轴；28、滑条；29、承重轴；30、环形输送带；32、前排左侧一对轮毂电机；33、前排右侧一对轮毂电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，包括移动小车框架1、转向机构2、稳定机构3、载重机构4、定位标签5、底座6和车架7；移动小车框架1底部连接底座6，上方连接车架7，稳定机构3固定在车架7四个角上，载重机构4通过车架7四角的稳定机构3固定；底座6连接转向机构2；定位标签5设在移动小车框架1上。移动小车框架1底部底座6和顶部车架7通过螺栓互锁固定。定位标签5采用UWB高精度定位系统标签，用于接收小车移动空间四周放置的基站所发出的信号，对周围障碍物进行传感检测，便于智能移动小车避开障碍物进行自主移动。

如图2所示，转向机构2包括轮毂电机8、连轴9、支撑轴10、第一轴承12、第二轴承13、短筒11、支撑板14、弹簧15和第一滑槽16，支撑板14与底座6底部通过螺栓锁固，支撑板14板面四角分别钻有螺孔18，4个转向机构2分别固定于底座6底部的四个角上。支撑板14底部固定连接有短筒11，短筒11内设有第一滑槽16，第一轴承12、第二轴承13均内嵌于短筒11内壁的第一滑槽16内，第一轴承12、第二轴承13内连接有支撑轴10，支撑轴10与第一轴承12内壁固定连接，支撑轴10与第二轴承13滑动连接；第二轴承13外壁与第一滑槽16固定连接；在第二轴承13和第一轴承12之间套有弹簧15；支撑轴10的底部设有轴孔17，连轴9穿过轴孔17，连轴9两端部连接轮毂电机8，轮毂电机8上连接有转轮。连轴9采用不锈钢材质，硬度高，且不易生锈。

如图3所示，稳定机构3包括箱体19、承重块20、滑片21、旋转弹簧23、第二滑槽24、电机25和齿轮26，箱体19下部滑动连接有穿入箱体内的承重块20，承重块20顶部依次设有滑片21和旋转弹簧23，旋转弹簧23顶部固定在箱体19内壁上，旋转弹簧23两端分别与箱体19顶面和滑片21转动连接；滑片21滑动连接于箱体19内第二滑槽24内，箱体19外壁上固定有电机25，电机25输出轴通过齿轮26啮合载重机构4的主动轴27的齿轮上。电机25为载重机构4的主动轴27提供动力。

如图4所示，载重机构4包括主动轴27、承重轴29、滑条28和环形输送带30；环形输送带30内部由两侧的主动轴27支撑，并提供转动动力，承重轴29置于环形输送带30的中部，起到承载重物的作用。承重轴29采用滚轴结构，滑条28转动连接于承重轴29两端，承重轴29两端的滑条28将承重轴29固定在车架7左右内侧的滑槽31内，滑槽31结构见图5所示，滑槽31内壁呈光滑状，使承重轴29两端的滑块28沿滑槽31内壁进行上下滑动，对滑条28的移动轨迹进行限制。

环形输送带30用丁腈橡胶材质，耐挤压力度高，不易损坏。

本实用新型的工作原理如下：

在使用前，首先将移动小车框架内部无线设备与外部无线控制设备进行无线连接，通过外部无线控制设备对移动小车进行控制和监控。

该避障小车最突出的特点就是可实现车体零角度直角转弯：为了区分理解，先给该避障小车前排两组转向机构前排4个轮毂电机从左至右以此编号为32-35，当避障小车的避障标签5检测到障碍信息发给单片机处理，单片机先向避障小车前排两组转向机构发出转弯信号，以左转为例，前排左侧一对轮毂电机32顺时针转，前排右侧轮毂电机33逆时针转，由单片机控制时间，当两组转向机构同时转动到90°停止。由于两组轮毂转向机构同时同速转动，形成作用力与反作用力，加上后排两组转向机构制动而形成稳定，从而使该避障小车在执行转弯命令时不会发生侧移。前排两组转向机构完成作业后制动，为后排两组转向机构执行命令形成稳定机构。由单片机控制后排两组转向机构重复上述动作，当4组转弯装置完成作业后，单片机同时向4组转向机构发出前进命令，从而实现避障小车左转避障命令。当避障小车需右转时，4组转向机构重复上述左转动作，当4组转向机构转到90°时，单片机发出避障小车后退命令，实现避障小车右转避障。

该避障小车还集成了UWB高精度定位系统，在工作环境四周放有基站，避障小车上有定位标签与单片机相连，通过上位机开发界面可实现全程避障小车监控，使该避障小车实现厘米级高精度定位，更加准确的实现定位避障功能。

该避障小车不但可实现大物品载重转移，还可实现短距离传输，由稳定机构中的电机可控制载重机构中的主动轴27旋转，可带动环形输送带30转动，多个该避障小车组成一条短距离传输线路。从而形成物品的短距离稳定安全传输。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，其特征在于，包括移动小车框架、转向机构、稳定机构、载重机构、定位标签、底座和车架；移动小车框架底部连接底座，上方连接车架，稳定机构固定在车架四个角上，载重机构通过车架四角的稳定机构固定；底座连接转向机构；定位标签设在移动小车框架上；

还包括与外部控制机构连接的控制器，控制器分别连接转向机构和定位标签，实现避障小车的避障行走。

2.根据权利要求1所述的一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，其特征在于，转向机构包括轮毂电机、连轴、支撑轴和伸缩基座，伸缩基座通过支撑轴连接连轴，连轴两端部连接轮毂电机，轮毂电机上连接有转轮。

3.根据权利要求2所述的一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，其特征在于，伸缩基座包括短筒、支撑板、第一轴承、第二轴承、弹簧和第一滑槽，支撑板与底座底部连接，短筒固定在支撑板底部，短筒内设有第一滑槽，第一轴承、第二轴承内嵌于第一滑槽内，支撑轴与第一轴承内壁固定连接，支撑轴与第二轴承滑动连接；弹簧套在第二轴承和第一轴承之间。

4.根据权利要求1所述的一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，其特征在于，稳定机构包括箱体、承重块、滑片、旋转弹簧、第二滑槽、电机和齿轮，箱体下部滑动连接有穿入箱体内的承重块，旋转弹簧和滑片设在承重块顶部箱体内，滑片滑动连接于箱体内第二滑槽内，电机谷底在箱体外壁上，电机输出轴通过齿轮连接载重机构。

5.根据权利要求1所述的一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，其特征在于，载重机构包括主动轴、承重轴、滑条和环形输送带；主动轴支撑在环形输送带内部两侧，承重轴置于环形输送带中部，滑条转动连接于承重轴两端，滑条滑动连接在车架左右内侧的滑槽内。

6.根据权利要求5所述的一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，其特征在于，环形输送带用丁腈橡胶材质。

7.根据权利要求1所述的一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，其特征在于，定位标签采用UWB高精度定位系统标签。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于轮毂电机全向AGV避障小车，其特征在于，外部控制机构与控制器通过无线设备连接。

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