一种机械结构辅助的AGV路径导航方法及AGV底盘结构技术

本发明专利技术涉及一种机械结构辅助的AGV路径导航方法及AGV底盘结构，其包括底盘，底盘两侧设置有实心橡胶轮，底盘上部两端设置有用于控制实心橡胶轮转速的减速箱；底盘中部设置有电磁码盘，电磁码盘上方设置有保护壳体，保护壳体内设置有用于确保电磁码盘不打滑的第一压簧；位于车头方向的底盘下部设置有第一组限位开关和第二组限位开关，第一组限位开关和第二组限位开关分别设置为两排；具有该底盘结构的AGV在预先设置好的路径上行驶，且该路径地面上设置有沟槽和用于表征站点的站点地标槽，AGV行驶时第一组限位开关落入沟槽内，第二组限位开关落入站点地标槽内，输出信号至AGV的控制器，该控制器根据得到的信息判断是否全向移动或者差速转向。

A Mechanical Structure Aided AGV Path Navigation Method and AGV Chassis Structure

The invention relates to an AGV path navigation method assisted by mechanical structure and an AGV chassis structure, which comprises a chassis with solid rubber wheels on both sides of the chassis, a reduction box for controlling the rotation speed of solid rubber wheels at both ends of the chassis, an electromagnetic code plate in the middle of the chassis, a protective shell above the electromagnetic code plate, and a protective shell in the protective shell for ensuring that the electromagnetic code plate does not hit. The first pressure spring is sliding; the lower part of the chassis located in the headway is provided with the first set of limit switches and the second set of limit switches, the first set of limit switches and the second set of limit switches are set in two rows respectively; the AGV with the chassis structure runs on the pre-set path, and there are grooves on the ground of the path and landmarks used to represent the station, and the first set of limit when the AGV runs. Bit switches fall into the groove, the second group of limit switches fall into the landmark groove of the site, and output signals to the AGV controller, which judges whether the controller moves omni-directionally or steers differently according to the information obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种机械结构辅助的AGV路径导航方法及AGV底盘结构
本专利技术涉及一种AGV路径导航方法及底盘结构，特别是关于一种在物流领域中仓库配货用的机械结构辅助的AGV路径导航方法及AGV底盘结构。
技术介绍
自动导向小车(AGV)被作为搬运机器人广泛使用，应用于自动化仓储系统、柔性搬运系统和柔性装配系统等物流系统。小车是以蓄电池作为电源，用某种导航方式控制其运行路线的自动化智能搬运设备。系统主要是由小车、导引系统、管理系统、通信系统、停靠工位以及充电工位等组成的自动化系统。上位机管理系统通过通信系统与系统内的小车通信，优化作业过程、控制小车的运行路线、制定小车的搬运计划和监控小车的运行状态。而导引系统分为电磁导引(WireGuidance)、磁带导引(MagneticTapeGuidance)、光学导引(OpticalGuidance)和激光导引(LaserGuidance)等。其中，电磁导引是在AGV的形式路径上埋设金属线，并在金属线加载导引频率，通过对导引频率的识别来实现AGV的导引；其缺点是路径难以更改扩展对复杂的路径局限性大。磁带导引是用在路面上贴磁带替代在地面下理设金属线，通过磁感应信号实现导引，其灵活性比较好；其缺点是此导引方式易受环路周围金属物质的干扰，磁带易受机械损伤，因此导引的可靠性受外界影响较大。光学导引是在AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带，通过对摄像机采入的色带图象信号进行简单处理而实现导引，其灵活性比较好，地面路线设置简单易行；其缺点是对色带的污染和机械磨损十分敏感，对环境要求过高，导引可靠性较差，精度较低。激光导引是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,AGV通过激光扫描器发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和航向，并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导引；其缺点是制造成本高，对环境要求较相对苛刻对外界光线，地面要求，能见度要求等，不适合室外(尤其是易受雨、雪、雾的影响)。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种机械结构辅助的AGV路径导航方法及AGV底盘结构，其能实现既降低传统仓库改造的成本，又能很好实现AGV的导引。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种AGV底盘结构，其包括底盘、实心橡胶轮、减速箱、电磁码盘、第一压簧、第一组限位开关和第二组限位开关；所述底盘两侧分别设置有两对所述实心橡胶轮，位于所述底盘上部两端与所述实心橡胶轮对应设置有所述减速箱，用于控制所述实心橡胶轮的转速；所述底盘中部设置有所述电磁码盘，并在所述电磁码盘上方设置有保护壳体，所述保护壳体设置在所述底盘上部，所述保护壳体内设置有用于确保所述电磁码盘不打滑的所述第一压簧；位于车头方向的所述底盘下部设置有所述第一组限位开关和第二组限位开关，所述第一组限位开关和第二组限位开关分别设置为两排；具有该底盘结构的AGV在预先设置好的路径上行驶，且该路径地面上设置有沟槽和用于表征站点的站点地标槽，所述AGV行驶时所述第一组限位开关落入所述沟槽内，所述第二组限位开关落入所述站点地标槽内，输出信号至所述AGV的控制器，该控制器根据得到的信息判断是否全向移动或者差速转向。进一步，两排所述第一组限位开关平行交错设置在底盘中部，两排所述第二组限位开关分别设置在靠近车头处的底盘左右两侧。进一步，所述沟槽沿路径方向设置，所述站点地标槽与所述沟槽呈垂直设置。进一步，所述第一组限位开关中限位开关的数量大于所述第二组限位开关中限位开关的数量。进一步，每一所述限位开关都包括第二压簧和按钮；所述第二压簧一端与所述底盘连接，另一端与所述按钮连接，所述按钮的端部与地面接触。进一步，所述按钮的端面设置为半球面结构。进一步，所述沟槽和站点地标槽都采用普通便携式瓷片切割机在地面上进行切割出沟槽。一种基于上述AGV底盘结构的机械结构辅助的AGV路径导航方法，其包括以下步骤：1)将预先规划好的路径传输至AGV内的控制器，各个限位开关将采集到的信号也传输至控制器内；2)控制器依据各限位开关所检测的沟槽和站点地标槽的数据和实际道路信息，结合AGV驱动轮速差对轨道路径的跟踪比较，判断AGV是否在路径中央，进行路径的校正与调整；若AGV在路径中央，则进入步骤3)，反之进入步骤4)；3)继续按当前路径行驶，并由各个限位开关持续采集信号传输至控制器；4)进行路径的校正与调整，并发送信号给实心橡胶轮的驱动器，由实心橡胶轮的电机带动实心橡胶轮全向或差速转向；然后继续由各个限位开关持续采集信号传输至控制器。进一步，所述步骤1)中，利用限位开关采样点，检测出沟槽和站点地标槽所在的位置，每一个采样点都有一路信号对应输出，当采样点采集到沟槽位置时，该路信号就会输出低电平，而没有采集到沟槽的信号输出则为高电平。进一步，所述步骤4)中，路径的校正与调整方法包括以下步骤：4.1)纠偏：由两组限位开关持续采集信号，作为路径控制的输入，小车运行中，其中一组限位开关中的一个限位开关会落入沟槽内，从而输出低电平信号；另一组限位开关同理，控制器判断两低电平信号位于排式限位开关中线位置的哪侧，进而做出转向或直行的判断：偏移同在左或右侧，若最大偏移大于1，则向右或左纠偏，否则直行；偏移在不同侧，若第一排偏右或左，则向左或右纠偏；4.2)转向：在底盘下部安装较短的排式第二组限位开关，用于检测弯道线，若左侧或右侧短排式限位开关中有一个被松开，检测被松开时长，若短于站点地标槽造成的时长，则执行右转或左转；4.3)实时位置反馈：在地面切割站点地标槽，控制器通过判断经过的站点数和每次转弯的转向，来粗略判断AGV实时位置，仅能判断在某两站点之间；实时的精确位置由电磁码盘测量，电磁码盘跟随车体向前转动，计算车体位于两站点之间的精确位置；由粗略位置与精确位置构成实时位置，根据该AGV实时位置进行路径规划，完成导航。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术利用地面上不会对AGV正常行走产生影响的浅凹槽，改变整排限位开关中某位置上的限位开关的状态，来判断导向是否偏离，相对于埋设导线和磁条较易实现。2、本专利技术是在原仓库基础上不用整体改造即可实现的，并能降低AGV机器人成本的导航方法，采用整排密集排列的限位开关来检测地面导引沟槽的方式来实现路径导引，采用了简单可靠的限位开关来代替传感器、利用较浅沟槽减少对仓库地面的改造，从而实现既降低传统仓库改造的成本，又能很好实现AGV的导引。3、本专利技术使用简单可靠的限位开关，与昂贵的传感器相比优点易见。4、本专利技术针对我国众多的中小仓机械化改造，市场广阔，相对于现有导航方式更廉价，可靠性高，在现有基础上改造，可行度高。附图说明图1是本专利技术的底盘侧视图；图2是本专利技术的底盘仰视图；图3是本专利技术的沟槽/限位开关实际工作状态示意图；图4是本专利技术的导航方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1、图2所示，本专利技术的目的是提供一种AGV底盘结构，该AGV底盘利用现有的基于模糊控制的磁引导AGV相同的导引策略，针对磁导引的弊端进行改进，进而实现中小仓库廉价可靠的自动化改造。AGV底盘结构包括底盘、实心橡胶轮1、减速箱2、电磁码盘3、第一压簧4、第一组限位开关5和第二组限位开关6。底盘两侧分别设置有两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AGV底盘结构，其特征在于：包括底盘、实心橡胶轮、减速箱、电磁码盘、第一压簧、第一组限位开关和第二组限位开关；所述底盘两侧分别设置有两对所述实心橡胶轮，位于所述底盘上部两端与所述实心橡胶轮对应设置有所述减速箱，用于控制所述实心橡胶轮的转速；所述底盘中部设置有所述电磁码盘，并在所述电磁码盘上方设置有保护壳体，所述保护壳体设置在所述底盘上部，所述保护壳体内设置有用于确保所述电磁码盘不打滑的所述第一压簧；位于车头方向的所述底盘下部设置有所述第一组限位开关和第二组限位开关，所述第一组限位开关和第二组限位开关分别设置为两排；具有该底盘结构的AGV在预先设置好的路径上行驶，且该路径地面上设置有沟槽和用于表征站点的站点地标槽，所述AGV行驶时所述第一组限位开关落入所述沟槽内，所述第二组限位开关落入所述站点地标槽内，输出信号至所述AGV的控制器，该控制器根据得到的信息判断是否全向移动或者差速转向。

【技术特征摘要】
1.一种AGV底盘结构，其特征在于：包括底盘、实心橡胶轮、减速箱、电磁码盘、第一压簧、第一组限位开关和第二组限位开关；所述底盘两侧分别设置有两对所述实心橡胶轮，位于所述底盘上部两端与所述实心橡胶轮对应设置有所述减速箱，用于控制所述实心橡胶轮的转速；所述底盘中部设置有所述电磁码盘，并在所述电磁码盘上方设置有保护壳体，所述保护壳体设置在所述底盘上部，所述保护壳体内设置有用于确保所述电磁码盘不打滑的所述第一压簧；位于车头方向的所述底盘下部设置有所述第一组限位开关和第二组限位开关，所述第一组限位开关和第二组限位开关分别设置为两排；具有该底盘结构的AGV在预先设置好的路径上行驶，且该路径地面上设置有沟槽和用于表征站点的站点地标槽，所述AGV行驶时所述第一组限位开关落入所述沟槽内，所述第二组限位开关落入所述站点地标槽内，输出信号至所述AGV的控制器，该控制器根据得到的信息判断是否全向移动或者差速转向。2.如权利要求1所述AGV底盘结构，其特征在于：两排所述第一组限位开关平行交错设置在底盘中部，两排所述第二组限位开关分别设置在靠近车头处的底盘左右两侧。3.如权利要求1所述AGV底盘结构，其特征在于：所述沟槽沿路径方向设置，所述站点地标槽与所述沟槽呈垂直设置。4.如权利要求1所述AGV底盘结构，其特征在于：所述第一组限位开关中限位开关的数量大于所述第二组限位开关中限位开关的数量。5.如权利要求1或4所述AGV底盘结构，其特征在于：每一所述限位开关都包括第二压簧和按钮；所述第二压簧一端与所述底盘连接，另一端与所述按钮连接，所述按钮的端部与地面接触。6.如权利要求5所述AGV底盘结构，其特征在于：所述按钮的端面设置为半球面结构。7.如权利要求1所述AGV底盘结构，其特征在于：所述沟槽和站点地标槽都采用普通便携式瓷片切割机在地面上进行切割出沟槽。8.一种基于如权利要求1至7任一项所述AGV底盘结构的机械结构辅助的AGV路径导航方法，其特征在于包括以下步骤：1)将预先规...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂国权，任彬，焦永刚，高淦，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13