一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车制造技术

本发明专利技术公开了一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，属于机械技术领域，包括车身，车身顶端安装接收器，车身的侧壁安装货叉；车身的底端对称设置四个麦克纳姆轮，麦克纳姆轮侧壁嵌入连接杆；连接杆的顶面上连接弹簧，弹簧的顶端安装支架；连接杆的一端转动连接支撑杆，且支撑杆的顶端通过螺栓连接支架，支架的顶端安装车身；麦克纳姆轮一端连接直流伺服电机，且麦克纳姆轮的顶端安装光电编码器、驱动器；车身内部安装主控模块、电源模块，电源模块与主控模块连接；主控模块与无线通讯模块、安全避障模块、驱动模块、货物装卸模块、定位导航模块连接。本发明专利技术在不用转弯的情况下行驶于狭窄的巷道，且结构简单，成本低廉，系统稳定。

A AGV car with a mixed navigation of laser and magnetic tape

The invention discloses a laser and a mix tape navigation using AGV car, which belongs to the technical field of machinery, including the body, the body is fixed on the top of the receiver, the side wall of the car body fork; body symmetrically arranged at the bottom of the four Mecanum wheel, Mecanum wheel side wall embedded in the connecting rod; connecting spring on the top surface of the connecting rod the spring is mounted on the top bracket; one end of the connecting rod is rotatably connected with the supporting rod, and the top of the supporting rod connected by bolts support bracket is mounted on the top of the body; Mecanum wheel is connected with one end of the DC servo motor, and Mckenna's top round installation of photoelectric encoder, driver installation; the main control module, power supply module inside the body. Module and main control module is connected; the main control module and the wireless communication module, obstacle avoidance module, drive module, cargo handling module, positioning guide The navigation module is connected. The invention has the advantages of simple structure, low cost and stable system without turning.

【技术实现步骤摘要】
一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车
本专利技术涉及一种AGV小车，特别是涉及一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，属于机械

技术介绍
AGV属于移动机器人的一种，具备自主导航的智能小车。从专利技术至今，AGV在导航、控制、安全等关键技术方方面取得了重大的突破，在工业中扮演着越来越重要的角色。在制造业中，AGV不但可以作为自动搬运车辆使用，还可以用作可移动的装配、加工平台使用，是柔性制造系统的一个重要组成部分。在现代物流中，AGV凭借自主导航进行货物的自动盘点，承担堆垛搬运，将大大提高仓库运转的效率。凭借AGV性能的不断完善，在农业、工业、国防、服务等行业中得到已经得到广泛应用。随着科学技术的发展，导引方式也越来越多样，分为固定路径导引和自由路径导引。固定路径导引定位精度高，成本较低，但是小车必须沿着指定路径行驶，对环境要求也较高；自由路径导引对路径要求不是很高，可以在室外工作，但是其定位精度较低，成本较高。且转弯受限的狭窄仓库，小车无法进入，减小了AGV的使用范围。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为了提供一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，实现使AGV小车在不用转弯的情况下行驶于狭窄的巷道，且结构简单，成本低廉，系统稳定。本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，包括车身，所述车身的顶端安装接收器，所述车身的侧壁安装货叉；所述车身的底端对称设置四个麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮的侧壁嵌入连接杆；所述连接杆的顶面上连接弹簧，所述弹簧的顶端安装支架；所述连接杆的一端转动连接支撑杆，且所述支撑杆的顶端通过螺栓连接所述支架，所述支架的顶端安装所述车身；所述麦克纳姆轮的一端连接直流伺服电机，且所述麦克纳姆轮的顶端安装光电编码器、驱动器；所述车身内部安装主控模块、电源模块，所述电源模块与所述主控模块电性连接；所述主控模块与无线通讯模块、安全避障模块、驱动模块、货物装卸模块、定位导航模块连接；所述无线通讯模块与所述接收器连接；所述驱动模块与所述光电编码器、所述驱动器、所述直流伺服电机连接；所述货物装卸模块与所述货叉连接。优选的方案是，所述麦克纳姆轮内部设有多个轮轴，且所述轮轴在所述麦克纳姆轮中交错分布。优选的方案是，四个所述麦克纳姆轮中的其中两个所述麦克纳姆轮为一组，且一组中两个所述麦克纳姆轮侧壁上的所述连接杆安装方向相反。优选的方案是，所述支撑杆为凹形结构，所述支架的底端对称连接两个所述支撑杆，且两个所述支撑杆安装方向相反。优选的方案是，所述无线通讯模块、所述安全避障模块、所述驱动模块、所述货物装卸模块、所述定位导航模块位于所述车身的内部。优选的方案是，所述定位导航模块更新导航地图的步骤如下：小车从起点前往指定的终点；激光扫描头扫描周围构建导航地图；将二维地图导入AGV导航地图库。所述定位导航模块导航路径规划的步骤如下：小车主控模块根据终点位置和导航地图生成初步的规划路径；根据小车的位置信息获取规划路径上的采集点；构建采集点之间的小车的具体的行驶路径和行驶速度；构建小车最终的规划路径。优选的方案是，所述定位导航模块路径导航的步骤如下：小车加载二维地图，获取当前小车的位置信息；加载规划路径；激光扫描仪实时扫描周围，更新小车在二维地图的位置；根据小车的位置，获取规划路径可能形成的矢量差，主控模块根据矢量差，为四个驱动电机输出不同的PWM信号，从而促使小车在规划路径上行驶，AGV小车坐标系下X轴方向与Y轴方向的速度及Z轴旋转角速度。重复上述步骤，直到小车到达指定的地点。优选的方案是，所述定位导航模块路径更新的步骤如下：通过激光扫描仪扫描周围区域，将获取的数据与环境二维地图匹配，从而获取小车当前的位姿；以AGV小车当前位姿为圆心，以设定阈值为半径作圆，确定AGV小车在环境二维地图中所在区域的大概范围；用一定数量带概率表示AGV小车可能位姿的粒子，在AGV小车区域范围内搜索AGV小车的精确位姿；具体步骤为：将粒子随机分布在区域范围，用激光扫描数据在每个粒子位置与地图进行匹配，并设置一个函数进行评估匹配度；更新粒子携带的概率，将概率最小的粒子舍弃，在概率最大的粒子之间增加一个粒子；重复上述步骤迭代，直到所有粒子所在区域趋于稳定，即区域中心趋于稳定且区域半径小于等于设定误差值阈值，区域中心即为当前时刻AGV小车的精确位姿。优选的方案是，所述定位导航模块的磁带定位的具体实施步骤如下：在装卸区铺设磁带，磁带呈90°交叉形状，磁带上需要放置两个RFID卡片，其作用分别为AGV小车停下抓取货物与AGV小车在磁导航模式下前往的终点；AGV小车有两个磁导航传感器，分别用于读取横向和纵向的磁带，当一个对上磁带，另一个即停止工作，小车对接磁带的标准是小车前进方向与磁带平行，小车中轴线与磁带中心重合；当AGV小车的磁导航传感器对上磁带时，小车切换磁导航模式，小车沿着磁带低速行驶，在转弯处当小车另外一个磁导航传感器对上横向的磁带，小车停下并进行横向移动，直到货物地点，小车启动货叉，叉取货物。优选的方案是，所述电源模块自动充电的实施步骤如下：当小车电量不足时，BMS系统将电量不足的消息传给主控模块，主控模块根据小车所处的地点做出判断，如果小车在装卸区已经取得了货物，则主控模块会制定出前往充电区路径；如果小车在装卸区还未取得货物，主控模块会让小车先取得货物，再立刻前往充电区；在充电区小车使用磁导航通过感应RFID卡片精确定位至充电地点，打开充电闸，开始充电；当BMS感应到电池电量已经充满后，立刻将信息发送给主控模块，主控模块根据小车的具体状况前往货物装卸区或终点。本专利技术的有益技术效果：麦克纳姆轮的使用可以使AGV小车在不用转弯的情况下行驶于狭窄的巷道，若将该AGV小车应用于仓库，可以使货架之间的距离变得小一些，这样能存储更多的货物；在导航模式上AGV小车使用激光与磁带混合导航模式，小车在货物装卸区和充电区使用磁带导航，实现精确定位，在其他区域小车使用激光导航，进行粗定位，在激光导航模式下，小车的行驶速度较高，遇到障碍物可以通过转弯绕行的方式解决，从而获得较高的效率；无反光板激光导航具有对环境感知的能力，路径构建简单，无需其他设备，地面越平整，导航精度就越高。附图说明图1为本专利技术整体结构正视图；图2为本专利技术整体结构左视图；图3为本专利技术整体结构俯视图；图4为本专利技术支架结构示意图；图5为本专利技术支架结构俯视图；图6为本专利技术麦克纳姆轮结构示意图；图7为本专利技术整体结构原理图。图中：1-接收器，2-车身，3-麦克纳姆轮，31-轮轴，4-货叉，5-弹簧，6-支架，7-连接杆，8-支撑杆，9-光电编码器，10-驱动器，11-直流伺服电机，12-无线通讯模块，13-主控模块，14-安全避障模块，15-电源模块，16-驱动模块，17-货物装卸模块，18-定位导航模块。具体实施方式为使本领域技术人员更加清楚和明确本专利技术的技术方案，下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。请参阅图1-7，本实施例提供的一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，包括车身2，所述车身2的顶端安装接收器1，所述车身2的侧壁安装货叉4；所述车身2的底端对称设置四个麦克纳姆轮3，所述麦克纳姆轮3的侧壁嵌入连接杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，其特征在于：包括车身(2)，所述车身(2)的顶端安装接收器(1)，所述车身(2)的侧壁安装货叉(4)；所述车身(2)的底端对称设置四个麦克纳姆轮(3)，所述麦克纳姆轮(3)的侧壁嵌入连接杆(7)；所述连接杆(7)的顶面上连接弹簧(5)，所述弹簧(5)的顶端安装支架(6)；所述连接杆(7)的一端转动连接支撑杆(8)，且所述支撑杆(8)的顶端通过螺栓连接所述支架(6)，所述支架(6)的顶端安装所述车身(2)；所述麦克纳姆轮(3)的一端连接直流伺服电机(11)，且所述麦克纳姆轮(3)的顶端安装光电编码器(9)、驱动器(10)；所述车身(2)内部安装主控模块(13)、电源模块(15)，所述电源模块(15)与所述主控模块(13)电性连接；所述主控模块(13)与无线通讯模块(12)、安全避障模块(14)、驱动模块(16)、货物装卸模块(17)、定位导航模块(18)连接；所述无线通讯模块(12)与所述接收器(1)连接；所述驱动模块(16)与所述光电编码器(9)、所述驱动器(10)、所述直流伺服电机(11)连接；所述货物装卸模块(17)与所述货叉(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，其特征在于：包括车身(2)，所述车身(2)的顶端安装接收器(1)，所述车身(2)的侧壁安装货叉(4)；所述车身(2)的底端对称设置四个麦克纳姆轮(3)，所述麦克纳姆轮(3)的侧壁嵌入连接杆(7)；所述连接杆(7)的顶面上连接弹簧(5)，所述弹簧(5)的顶端安装支架(6)；所述连接杆(7)的一端转动连接支撑杆(8)，且所述支撑杆(8)的顶端通过螺栓连接所述支架(6)，所述支架(6)的顶端安装所述车身(2)；所述麦克纳姆轮(3)的一端连接直流伺服电机(11)，且所述麦克纳姆轮(3)的顶端安装光电编码器(9)、驱动器(10)；所述车身(2)内部安装主控模块(13)、电源模块(15)，所述电源模块(15)与所述主控模块(13)电性连接；所述主控模块(13)与无线通讯模块(12)、安全避障模块(14)、驱动模块(16)、货物装卸模块(17)、定位导航模块(18)连接；所述无线通讯模块(12)与所述接收器(1)连接；所述驱动模块(16)与所述光电编码器(9)、所述驱动器(10)、所述直流伺服电机(11)连接；所述货物装卸模块(17)与所述货叉(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，其特征在于：所述麦克纳姆轮(3)内部设有多个轮轴(31)，且所述轮轴(31)在所述麦克纳姆轮(3)中交错分布。3.根据权利要求1所述的一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，其特征在于：四个所述麦克纳姆轮(3)中的其中两个所述麦克纳姆轮(3)为一组，且一组中两个所述麦克纳姆轮(3)侧壁上的所述连接杆(7)安装方向相反。4.根据权利要求1所述的一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，其特征在于：所述支撑杆(8)为凹形结构，所述支架(6)的底端对称连接两个所述支撑杆(8)，且两个所述支撑杆(8)安装方向相反。5.根据权利要求1所述的一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，其特征在于：所述无线通讯模块(12)、所述安全避障模块(14)、所述驱动模块(16)、所述货物装卸模块(17)、所述定位导航模块(18)位于所述车身(2)的内部。6.根据权利要求1所述的一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，其特征在于：所述定位导航模块(18)更新导航地图的步骤如下：小车从起点前往指定的终点；激光扫描头扫描周围构建导航地图；将二维地图导入AGV导航地图库。所述定位导航模块(18)导航路径规划的步骤如下：小车主控模块根据终点位置和导航地图生成初步的规划路径；根据小车的位置信息获取规划路径上的采集点；构建采集点之间的小车的具体的行驶路径和行驶速度；构建小车最终的规划路径。7.根据权利要求1所述的一种采用激光和磁带混合导航的AGV小车，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大春，骆敏舟，方进，
申请(专利权)人：江苏集萃智能制造技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32