一种新型AGV小车系统技术方案

本发明专利技术具体涉及一种安全性高、有效提高工作效率的新型AGV小车系统；所述小车系统包括设置在移动平台上的物体运动信息采集组、物体图像体积信息采集组、碰撞信息采集组、安全防护组以及报警装置；每个AGV小车根据所探测到的障碍物的位置，能做到识别与控制的准确性和快速性，从而及时主动地避让障碍物；当ECU判断碰撞到的是人体时，还可以弹出安全气囊以更好的保护人体。

【技术实现步骤摘要】
一种新型AGV小车系统
本专利技术涉及仓储系统用AGV小车
，特别涉及一种新型AGV小车系统。
技术介绍
在自动化仓储系统中，AGV小车是该系统的关键设备。现有的AGV小车(AutomatedGuidedVehicle，简称AGV)，通常也称为无人搬运车，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，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagneticpath-followingsystem)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。现有的AGV小车，运行过程中与障碍物碰撞的事故或者小车之间的碰撞时常会发生，因此需要设计防碰撞措施，然而现有的防碰撞措施并不完善，例如安装了防碰撞缓冲装置的专利如CN201620658216，该装置包括安装座、防撞板、第一缓冲子机构和第二缓冲子机构，碰撞缓冲装置虽然可以减小撞击力，起到缓冲作用，但AGV小车与障碍物仍会相撞，无法提前主动避让，也无法减少撞击率。一旦发生碰撞，AGV小车无法根据自身速度、障碍物的速度做出相应的安全动作，危险性较高。目前的AGV小车的一个应用方向是仓储系统，例如超大型仓库、超大货架，或超大图书馆等，将自动驾驶技术增加到AGV小车中，实现取货、提货的全自动化流程，相比于传统的人工控制方式工作效率有较大提高，如专利CN20152028999所述的一种基于AGV的立体仓储系统，包括AGV小车导航磁条、读卡器、升降电梯、立体货架和料车，实现了仓库中货物高效的存取，使仓储更加智能化与自动化，但是现有的技术中，并未考虑到仓储系统使用过程中或进行维护时，仍然会有人进入的情况，例如当仓储系统自动运行时，有人突然闯入，这时AGV小车还在自动运行，会造成严重的安全事故；或者相关工作人员进入仓库中进行例行检查或维修等操作时，为了安全保障，往往需要将AGV小车全部停运，当工作人员撤离后，再启动小车，使仓储系统的工作效率难以进一步提高，同时如果工作人员还未撤离，小车突然因故障或误操作而重新启动，则会对停留在仓库中的工作人员形成极大的安全危害。全向轮能够实现全方位的移动，一种特殊的轮子是关键。我们称之为全向轮。常见的主要有麦克纳姆(Mecanum)轮和连续切换轮两种，对于麦克纳姆轮，麦克纳姆轮由轮辐和固定在外周的许多小滚子构成，轮子和滚子之间的夹角通常为45°。每个轮子具有三个自由度，一个是绕轮子轴心转动，第二个是绕滚子轴心转动，第三个是绕轮子和地面的接触点转动。轮子由电机驱动，其余两个自由度自由运动。由三个或以上的麦克纳姆轮可以构成全方位移动机器人平台。目前利用麦克纳姆轮实现移动平台的方法如图1所示，在平台下方布置4个麦克纳姆轮，其中位于对角线上的两个麦克纳姆轮的滚子角度一致，而相邻的两个麦克纳姆轮的滚子角度相反，即一个为45°，另一个为-45°；当平台需要向前或向后移动，则四个麦克纳姆轮同向旋转，当平台需要原地旋转，则左前、左后方的麦克纳姆轮同向旋转，右前、右后方的麦克纳姆轮同向旋转，且左前与右前的麦克纳姆轮旋向相反；当平台需要平移时，则左前、右后方的麦克纳姆轮同向旋转，右前、左后方的麦克纳姆轮同向旋转，且左前与右前的麦克纳姆轮旋向相反。为了实现四个麦克纳姆轮的旋转方向随时改变，现有技术均使用四个电机分别驱动四个麦克纳姆轮，即一个电机单独对应一个麦克纳姆轮，为了精确控制平台的移动，往往对电机的控制要求非常高，对四个电机的转速、输入功率的精度要求也非常高，使得全向轮行走系统的成本非常高，电机也占用了较大的空间，使系统体积过大。目前带有全向轮的AGV小车由于其转弯半径极小，行走灵活的特点，应用逐渐广泛，而带有全向轮的AVG小车可实现直行及横向行走，当横向行走时，其两侧即变为行驶方向的前方，而传统的碰撞缓冲机构只能实现一个方向上的保护，对于带有全向轮的AGV小车来说，无法满足其安全保护的要求，若想实现行走时四个方向的保护，则防护装置的体积、重量较大，且结构复杂，零件数量多，成本高，难以维护。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术目的是提供一种安全性高、有效提高工作效率的新型AGV小车系统。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种新型AGV小车系统，所述系统包括圆盘形状的移动平台，移动平台下部设置四个或六个全向轮，移动平台的外侧面上设置由多个弧形导轨相互拼接而成的环形导轨，环形导轨上设置至少六组可沿其运动的导轮组，导轮组包括两个导轮，两个导轮分别安装在圆弧形支架的两端，支架靠外侧的相应位置设置充气后呈月牙状的安全气囊；移动平台上设置ECU，多个移动平台的ECU与中央处理器通信连接；中央处理器设置在移动平台的工作环境附近的相应位置；移动平台上还设置有定位器，多个移动平台的定位器与定位接收机通信连接，定位接收机设置在移动平台的工作环境附近的相应位置，并且与中央处理器通信连接；移动平台上还安装有重量传感器，重量传感器与ECU通信连接；移动平台上还设置有数据存储器，数据存储器与ECU通信连接；移动平台下部相应位置安装四个全向轮，全向轮上设置盘式制动装置；移动平台底盘中央位置安装双轴输出式电机，双轴输出式电机的一个输出轴通过第一动力转换装置与第一主转轴的输入端连接，电机的另一个输出轴与第二主转轴的输入端连接，所述第一主转轴或第二主转轴的输出端外侧面上还套设可滑动的第一圆柱齿轮，第一圆柱齿轮可在换挡接合套的推动下分别和第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮啮合，第二圆柱齿轮套设在第一传动轴上，第三圆柱齿轮套设在第二传动轴上，第一传动轴的一端外侧面上套设第一主动锥齿轮或第二主动锥齿轮；第二传动轴的一端通过圆锥齿轮组与一个第一辅助转轴或一个第二辅助转轴连接；所述第一主动锥齿轮与第一从动锥齿轮啮合，第二主动锥齿轮与第二从动锥齿轮啮合，第一从动锥齿轮通过一个第二动力转换装置分别与一个第一辅助转轴的内端连接，两个第一辅助转轴的外端分别与左前全向轮、右前全向轮通过花键连接，第二从动锥齿轮通过一个第二动力转换装置分别与一个第二辅助转轴的内端连接，两个第二辅助转轴的外端分别与左后全向轮、右后全向轮通过花键连接；所述第一动力转换装置包括套设在双轴输出式电机输出轴外侧面外侧的第一旋转壳体，第一旋转壳体的轴线与电机同轴设置，第一旋转壳体的内侧面与电机的输出轴外侧面之间设置第一止推轴承，第一旋转壳体的外侧面与移动平台底盘之间设置第二止推轴承；第一旋转壳体中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第一十字轴的端头，使第一十字轴与第一旋转壳体共同旋转；第一十字轴的每个轴端内侧套设一个可旋转的第一圆锥小齿轮，第一圆锥小齿轮的两侧分别与一个第一圆锥大齿轮啮合，一个第一圆锥大齿轮通过花键套在电机的输出轴上，另一个第一圆锥大齿轮通过花键套在第一主转轴的输入端；两个第一圆锥大齿轮相对的端面之间设置可将两个第一圆锥大齿轮连接或分离的第一锁止离合器；所述第一旋转壳体的外侧面外侧设置第一电磁制动带，第一电磁制动带的内侧面可与第一旋转壳体的外侧面压紧或分离；所述第二动力转换装置包括与第一从动锥齿轮或第二从动锥齿轮连接且共同旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型AGV小车系统，其特征在于：所述系统包括圆盘形状的移动平台，移动平台下部设置四个或六个全向轮，移动平台的外侧面上设置由多个弧形导轨相互拼接而成的环形导轨(191)，环形导轨(191)上设置至少六组可沿其运动的导轮组，导轮组包括两个导轮(192)，两个导轮(192)分别安装在圆弧形支架(193)的两端，支架(193)靠外侧的相应位置设置充气后呈月牙状的安全气囊(194)；所述移动平台上设置ECU，多个移动平台的ECU与中央处理器通信连接；中央处理器设置在移动平台的工作环境附近的相应位置；移动平台上还设置有定位器，多个移动平台的定位器与定位接收机通信连接，定位接收机设置在移动平台的工作环境附近的相应位置，并且与中央处理器通信连接；移动平台上还安装有重量传感器，重量传感器与ECU通信连接；移动平台上还设置有数据存储器，数据存储器与ECU通信连接；移动平台下部相应位置安装四个全向轮，全向轮上设置盘式制动装置；移动平台底盘中央位置安装双轴输出式电机(001)，双轴输出式电机(001)的一个输出轴通过第一动力转换装置(002)与第一主转轴(1)的输入端连接，电机(001)的另一个输出轴与第二主转轴(2)的输入端连接，所述第一主转轴(1)或第二主转轴(2)的输出端外侧面上还套设可滑动的第一圆柱齿轮(81)，第一圆柱齿轮(81)可在换挡接合套的推动下分别和第二圆柱齿轮(82)、第三圆柱齿轮(83)啮合，第二圆柱齿轮(82)套设在第一传动轴(84)上，第三圆柱齿轮(83)套设在第二传动轴(85)上，第一传动轴(84)的一端外侧面上套设第一主动锥齿轮(11)或第二主动锥齿轮(21)；第二传动轴(85)的一端通过圆锥齿轮组与一个第一辅助转轴(3)或一个第二辅助转轴(5)连接；所述第一主动锥齿轮(11)与第一从动锥齿轮(12)啮合，第二主动锥齿轮(21)与第二从动锥齿轮(22)啮合，第一从动锥齿轮(12)通过一个第二动力转换装置(005)分别与一个第一辅助转轴(3)的内端连接，两个第一辅助转轴(3)的外端分别与左前全向轮(31)、右前全向轮(32)通过花键连接，第二从动锥齿轮(22)通过一个第二动力转换装置(005)分别与一个第二辅助转轴(5)的内端连接，两个第二辅助转轴(5)的外端分别与左后全向轮(51)、右后全向轮(52)通过花键连接；所述第一动力转换装置(002)包括套设在双轴输出式电机(001)输出轴外侧面外侧的第一旋转壳体(61)，第一旋转壳体(61)的轴线与电机(001)同轴设置，第一旋转壳体(61)的内侧面与电机(001)的输出轴外侧面之间设置第一止推轴承(003)，第一旋转壳体(61)的外侧面与移动平台底盘之间设置第二止推轴承(004)；第一旋转壳体(61)中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第一十字轴(62)的端头，使第一十字轴(62)与第一旋转壳体(61)共同旋转；第一十字轴(62)的每个轴端内侧套设一个可旋转的第一圆锥小齿轮(63)，第一圆锥小齿轮(63)的两侧分别与一个第一圆锥大齿轮(64)啮合，一个第一圆锥大齿轮(64)通过花键套在电机(001)的输出轴上，另一个第一圆锥大齿轮(64)通过花键套在第一主转轴(1)的输入端；两个第一圆锥大齿轮(64)相对的端面之间设置可将两个第一圆锥大齿轮(64)连接或分离的第一锁止离合器(65)；所述第一旋转壳体(61)的外侧面外侧设置第一电磁制动带(66)，第一电磁制动带(66)的内侧面可与第一旋转壳体(61)的外侧面压紧或分离；所述第二动力转换装置(005)包括与第一从动锥齿轮(12)或第二从动锥齿轮(22)连接且共同旋转的第二旋转壳体(41)，第二旋转壳体(41)的轴线与第一从动锥齿轮(12)或第二从动锥齿轮(22)同轴设置，第二旋转壳体(41)的内侧面与第一辅助转轴(3)或第二辅助转轴(5)之间设置第三止推轴承(006)，第二旋转壳体(41)的外侧面与移动平台底盘之间设置第四止推轴承(007)；所述第二旋转壳体(41)的中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第二十字轴(42)的端头，使第二十字轴(42)与第二旋转壳体(41)共同旋转，第二十字轴(42)的每个轴端内侧套设一个可旋转的第二圆锥小齿轮(43)，第二圆锥小齿轮(43)的两端分别与一个第二圆锥大齿轮(44)啮合，两个第二圆锥大齿轮(44)分别通过花键套在两个第一辅助转轴(3)或两个第二辅助转轴(5)的内端；两个第二圆锥大齿轮(44)相对的端面之间设置可将两个第二圆锥大齿轮(44)连接或分离的第二锁止离合器(45)；所述第二旋转壳体(41)的外侧面外侧设置第二电磁制动带(46)，第二电磁制动带(46)的内侧面可与第二旋转壳体(41)的外侧面压紧或分离；两个第一辅助转轴(3)的外端套设左前全向...

【技术特征摘要】
1.一种新型AGV小车系统，其特征在于：所述系统包括圆盘形状的移动平台，移动平台下部设置四个或六个全向轮，移动平台的外侧面上设置由多个弧形导轨相互拼接而成的环形导轨(191)，环形导轨(191)上设置至少六组可沿其运动的导轮组，导轮组包括两个导轮(192)，两个导轮(192)分别安装在圆弧形支架(193)的两端，支架(193)靠外侧的相应位置设置充气后呈月牙状的安全气囊(194)；所述移动平台上设置ECU，多个移动平台的ECU与中央处理器通信连接；中央处理器设置在移动平台的工作环境附近的相应位置；移动平台上还设置有定位器，多个移动平台的定位器与定位接收机通信连接，定位接收机设置在移动平台的工作环境附近的相应位置，并且与中央处理器通信连接；移动平台上还安装有重量传感器，重量传感器与ECU通信连接；移动平台上还设置有数据存储器，数据存储器与ECU通信连接；移动平台下部相应位置安装四个全向轮，全向轮上设置盘式制动装置；移动平台底盘中央位置安装双轴输出式电机(001)，双轴输出式电机(001)的一个输出轴通过第一动力转换装置(002)与第一主转轴(1)的输入端连接，电机(001)的另一个输出轴与第二主转轴(2)的输入端连接，所述第一主转轴(1)或第二主转轴(2)的输出端外侧面上还套设可滑动的第一圆柱齿轮(81)，第一圆柱齿轮(81)可在换挡接合套的推动下分别和第二圆柱齿轮(82)、第三圆柱齿轮(83)啮合，第二圆柱齿轮(82)套设在第一传动轴(84)上，第三圆柱齿轮(83)套设在第二传动轴(85)上，第一传动轴(84)的一端外侧面上套设第一主动锥齿轮(11)或第二主动锥齿轮(21)；第二传动轴(85)的一端通过圆锥齿轮组与一个第一辅助转轴(3)或一个第二辅助转轴(5)连接；所述第一主动锥齿轮(11)与第一从动锥齿轮(12)啮合，第二主动锥齿轮(21)与第二从动锥齿轮(22)啮合，第一从动锥齿轮(12)通过一个第二动力转换装置(005)分别与一个第一辅助转轴(3)的内端连接，两个第一辅助转轴(3)的外端分别与左前全向轮(31)、右前全向轮(32)通过花键连接，第二从动锥齿轮(22)通过一个第二动力转换装置(005)分别与一个第二辅助转轴(5)的内端连接，两个第二辅助转轴(5)的外端分别与左后全向轮(51)、右后全向轮(52)通过花键连接；所述第一动力转换装置(002)包括套设在双轴输出式电机(001)输出轴外侧面外侧的第一旋转壳体(61)，第一旋转壳体(61)的轴线与电机(001)同轴设置，第一旋转壳体(61)的内侧面与电机(001)的输出轴外侧面之间设置第一止推轴承(003)，第一旋转壳体(61)的外侧面与移动平台底盘之间设置第二止推轴承(004)；第一旋转壳体(61)中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第一十字轴(62)的端头，使第一十字轴(62)与第一旋转壳体(61)共同旋转；第一十字轴(62)的每个轴端内侧套设一个可旋转的第一圆锥小齿轮(63)，第一圆锥小齿轮(63)的两侧分别与一个第一圆锥大齿轮(64)啮合，一个第一圆锥大齿轮(64)通过花键套在电机(001)的输出轴上，另一个第一圆锥大齿轮(64)通过花键套在第一主转轴(1)的输入端；两个第一圆锥大齿轮(64)相对的端面之间设置可将两个第一圆锥大齿轮(64)连接或分离的第一锁止离合器(65)；所述第一旋转壳体(61)的外侧面外侧设置第一电磁制动带(66)，第一电磁制动带(66)的内侧面可与第一旋转壳体(61)的外侧面压紧或分离；所述第二动力转换装置(005)包括与第一从动锥齿轮(12)或第二从动锥齿轮(22)连接且共同旋转的第二旋转壳体(41)，第二旋转壳体(41)的轴线与第一从动锥齿轮(12)或第二从动锥齿轮(22)同轴设置，第二旋转壳体(41)的内侧面与第一辅助转轴(3)或第二辅助转轴(5)之间设置第三止推轴承(006)，第二旋转壳体(41)的外侧面与移动平台底盘之间设置第四止推轴承(007)；所述第二旋转壳体(41)的中部的侧壁上设置沿其径向方向贯通的通孔，通孔中插入第二十字轴(42)的端头，使第二十字轴(42)与第二旋转壳体(41)共同旋转，第二十字轴(42)的每个轴端内侧套设一个可旋转的第二圆锥小齿轮(43)，第二圆锥小齿轮(43)的两端分别与一个第二圆锥大齿轮(44)啮合，两个第二圆锥大齿轮(44)分别通过花键套在两个第一辅助转轴(3)或两个第二辅助转轴(5)的内端；两个第二圆锥大齿轮(44)相对的端面之间设置可将两个第二圆锥大齿轮(44)连接或分离的第二锁止离合器(45)；所述第二旋转壳体(41)的外侧面外侧设置第二电磁制动带(46)，第二电磁制动带(46)的内侧面可与第二旋转壳体(41)的外侧面压紧或分离；两个第一辅助转轴(3)的外端套设左前全向轮(31)或右前全向轮(32)，两个第二辅助转轴(5)的外端套设左后全向轮(51)或右后全向轮(52)；所述左前全向轮(31)、右前全向轮(32)、左后全向轮(51)、右后全向轮(52)上分别设置转速传感器(72)，所述移动平台底盘相应位置设置转角传感器(73)，所述移动平台的前部、后部、左边、右边相应位置分别设置路线侦测装置(74)；所述全向轮行走系统还包括驱动控制器(71)，驱动控制器(71)分别与电机(001)、第一动力转换装置(002)、第二动力转换装置(005)通信连接；所述驱动控制器(71)、转速传感器(72)、转角传感器(73)、路线侦测装置(74)分别与ECU通信连接。2.根据权利要求1所述的一种新型AGV小车系统，其特征在于：所述小车系统还包括设置在移动平台上的物体运动信息采集组、物体图像体积信息采集组、碰撞信息采集组、安全防护组以及报警装置；所述物体运动信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧；物体运动信息采集组包括一个第一红外线传感器和一个超声波传感器；物体运动信息采集组和ECU通信连接；所述物体图像体积信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧；图像体积信息采集组包括三个第一摄像头，三个第一摄像头在一个竖直平面内呈等边三角形或等腰三角形设置，位于底边的两个第一摄像头相互呈90°设置，位于底边的第一摄像头与顶角的第一摄像头之间呈45°设置；物体图像体积信息采集组和ECU通信连接；所述碰撞信息采集组分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧，碰撞信息采集组包括一个碰撞传感器和一个加速度传感器，碰撞信息采集组还包括一个安装在移动平台上的速度传感器；碰撞信息采集组和ECU通信连接；所述安全防护组包括分别安装在移动平台的前部、后部、左侧、右侧的四个安全气囊和电磁防撞装置，电磁防撞装置包括电磁铁块(91)、导电棒(92)；移动平台前部、后部、左侧、右侧分别设置四个凹槽，凹槽内安装竖直放置的电磁铁块(91)，电磁铁块(91)呈平板状，导电棒(92)从电磁铁块(91)的中间穿过，沿电磁铁块(91)长度方向设置；导电棒(92)两端电源线与移动平台的电源(93)连接；导电棒(92)一端的电源线上设置的电磁开关的控制线与ECU通信连接；安全防护组与ECU通信连接；所述报警装置包括安装在移动平台上的声光报警器、无线信号发射器；报警装置与ECU通信连接。所述第一锁止离合器(65)、第二锁止离合器(45)为多摩擦片式离合器，所述第一止推轴承(003)、第二止推轴承(004)、第三止推轴承(006)、第四止推轴承(007)为深沟球轴承或圆锥滚子轴承。3.根据权利要求1所述的一种新型AGV小车系统，其特征在于：所述的移动平台为AGV式移动平台或由非承载式汽车底盘构成的平台；所述路线侦测装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子龙，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51