CN106774352A - 自动导引运输车的机器人控制***及单驱双向自动导引运输车 - Google Patents

自动导引运输车的机器人控制***及单驱双向自动导引运输车 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种自动导引运输车的机器人控制***，包括核心板和***模块及其子板。其中，核心板通过WIFI连接服务器实现两个基于TCP/IP协议的应用程序之间相互通信，通过串口连接显示屏，核心板usb接口连接CAN总线，CAN总线分别连接运动控制模块、射频识别传感器模块、磁条传感器模块、IO模块和远程扩展模块。目前自动导引运输车基本采用双驱模式，成本较高，改为单驱之后，对于生产商成本会节省大约10％，提高市场竞争力。

Description

自动导引运输车的机器人控制***及单驱双向自动导引运 输车
技术领域
本发明涉及自动导引运输车，特别涉及一种自动导引运输车的机器人控制***及单驱双向自动导引运输车。
背景技术
随着工业自动化水平的逐步发展与推广应用，AGV移动机器人在生产应用中越来越广泛，实现无人驾驶的物流搬运工作。
现有的机器人技术大多是PLC及ARM单片机控制，但就***的扩展性而言，单片机和PLC开发的***常因设计考虑的接口不足，及***架构搭建花费大量时间和精力等因素，无法满足二次开发的要求需要更换硬件，尤其是与其他客户***或设备对接时显得尤为明显。
为解决AGV(自动导引运输车)***扩展的及时性，满足AGV应用的二次开发需求，本发明基于工控机(ROS(机器人控制***))开发的单驱双向AGV。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种自动导引运输车的机器人控制***。自动导引运输车基于工控机(ROS***)实现的单驱双向移动，该小车行驶平稳，具有丰富的扩展接口。
为解决现有技术的上述缺陷，本发明提供的技术方案是：一种自动导引运输车的机器人控制***，包括核心板，所述核心板通过WIFI连接服务器，所述核心板通过网络连接两个基于TCP/IP协议的应用程序之间相互通信，所述核心板通过串口连接显示屏，所述核心板连接CAN总线，所述CAN总线分别连接运动控制模块、射频识别传感器模块、磁条传感器模块、IO模块和远程扩展模块。
作为本发明自动导引运输车的机器人控制***的一种改进，所述运动控制模块控制电机驱动，所述射频识别传感模块具有射频识别传感器，所述磁条传感器模块具有磁条、IO模块连接红外传感器避障和灯，所述远程扩展模块具有无线接收功能。
作为本发明自动导引运输车的机器人控制***的一种改进，所述核心板为X86核心板，基于机器人控制***搭建,使用ubuntu***安装配置机器人控制***框架，主程序由多个机器人控制***功能模块组成。
作为本发明自动导引运输车的机器人控制***的一种改进，多个所述机器人控制***功能模块包括agv_bringup、agv_canopen、agv_diagnostic、agv_hmi、agv_magnav、agv_msgs，agv_bringup实现***的自启动功能，agv_canopen是协调上层逻辑控制和底层控制板及各个传感器之间通讯的处理模块、agv_diagnostic为自诊断模块、agv_hmi是触摸屏与上层逻辑的控制与信息反馈模块、agv_magnav为磁导航模块、agv_msgs是机器人控制***语言话题的信息格式，包括其中传输的内容结构。
作为本发明自动导引运输车的机器人控制***的一种改进，还包括车架单元，所述车架单元上设有驱动单元、导向轮切换单元、电池单元和车载***。车载***由工控机、运动控制板、IO板，磁条与RFID传感器组成，使用CAN总线，基于CANOPEN协议栈，并配置无线模块。
本发明的优点是：基于机器人控制系***搭建的平台，agv_bringup实现***的自启动功能，agv_canopen是上层逻辑控制与底层控制板和各个传感器之间处理模块、agv_diagnostic为自诊断模块、agv_hmi是触摸屏与上层逻辑的控制与信息反馈模块、agv_magnav为磁导航模块、agv_msgs是ros topic话题的信息格式，包括其中传输的内容结构。平台具有丰富的接口，对于客户而言，使用起来方便。
目前自动导引运输车基本采用双驱模式，成本较高，改为单驱之后，对于生产商成本会节省大约10％，提高市场竞争力。
本发明的另一目的是提供一种单驱双向自动导引运输车，包括车架，所述车架的中部设有驱动单元，所述驱动单元与所述车架柔性连接，可相对转动，所述驱动单元的前端安装有前磁条传感器，驱动单元的后端安装一个后磁条传感器，当车架向前行驶时，前端磁条传感器工作，完成导航行走；当小车反向行驶时，后端磁条传感器工作；所述驱动单元的中心还设有射频识别传感器，射频识别传感器实现小车实时定位功能，所述车架上还设有电源安装仓和电器控制仓，所述电源安装仓位于所述驱动单元的前侧，电器控制仓位于所述驱动单元的后侧，所述车架的前侧设有前导向轮组和用于控制所述前导向轮组上升或下降的前导向轮组切换装置，所述车架的后侧设有后导向轮组和用于控制所述后导向轮组上升或下降的后导向轮组切换装置。
作为本发明单驱双向自动导引运输车的一种改进，所述前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置通过切换导向轮组实现双向移动，前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置结构相同，均包括有升降机构，升降机构控制导向轮组的升降。
作为本发明单驱双向自动导引运输车的一种改进，所述电源安装仓内设有电池，电器控制仓内安装驱动器、电路板，电池提供驱动单元运行的能量。
作为本发明单驱双向自动导引运输车的一种改进，所述前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置以驱动单元为中心两侧对称安装，可实现行走换向的功能，当自动导引运输车正向行走时，前导向轮组切换装置切换，前导向轮组升起，后导向轮组降落着地；当自动导引运输车反向行走时，前导向轮组降落着地，后导向轮组升起，从而保证小车平稳行驶。
作为本发明单驱双向自动导引运输车的一种改进，所述前导向轮组和后导向轮组均包括万向轮和定向轮，万向轮作为支撑轮分别安装在两个前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置的外侧，车架的前后两端分别安装一套安全防护装置，安全防护装置包括机械防撞装置和红外传感器，保证小车行走过程的安全；
车架的中部设有中间轮组，作差速驱动，驱动单元与车体柔性连接。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明的驱动单元位于车体的中间位置，驱动单元与车架之间采用柔性连接，可相对转动。驱动单元的前后两端各安装一个磁条传感器，当小车向前行驶时，前端磁条传感器工作，完成导航行走；当小车反向行驶时，后端磁条传感器工作。RFID传感器(射频识别传感器)安装在驱动单元中心位置，实现小车实时定位功能。目前自动导引运输车基本采用双驱模式，成本较高，改为单驱之后，对于生产商成本会节省大约10％，提高市场竞争力。
附图说明
下面就根据附图和具体实施方式对本发明及其有益的技术效果作进一步详细的描述，其中：
图1是本发明自动导引运输车的机器人控制***模块控制结构图。
图2是本发明单驱双向自动导引运输车结构示意图。
附图标记名称：1、车架 2、驱动单元 3、前磁条传感器 4、后磁条传感器 5、射频识别传感器 6、电源安装仓 7、电器控制仓 8、前导向轮组 9、后导向轮组 10、万向轮 11、定向轮 12、安全防护装置 13、中间轮组。
具体实施方式
下面就根据附图和具体实施例对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不局限于此。
如图1所示，一种自动导引运输车的机器人控制***，包括核心板，核心板通过WIFI连接服务器，核心板通过网络连接两个基于TCP/IP协议的应用程序(socket)之间相互通信，核心板通过串口连接显示屏，核心板1连接CAN总线，CAN总线分别连接运动控制模块、射频识别传感器模块、磁条传感器模块、IO模块和远程扩展模块。
优选的，运动控制模块控制电机驱动，射频识别传感模块具有射频识别传感器，磁条传感器模块具有磁条、IO模块连接红外传感器避障和灯，远程扩展模块具有无线接收功能。
优选的，核心板为X86核心板，基于机器人控制***搭建,使用ubuntu(友帮拓)***安装配置机器人控制***框架，主程序由多个机器人控制***功能模块组成。
优选的，多个机器人控制***功能模块包括agv_bringup、agv_canopen、agv_diagnostic、agv_hmi、agv_magnav、agv_msgs，agv_bringup实现***的自启动功能，agv_canopen是协调上层逻辑控制和底层控制板及各个传感器之间通讯的处理模块、agv_diagnostic为自诊断模块、agv_hmi是触摸屏与上层逻辑的控制与信息反馈模块、agv_magnav为磁导航模块、agv_msgs是机器人控制***语言话题的信息格式，包括其中传输的内容结构。
优选的，还包括车架单元，车架单元上设有驱动单元、导向轮切换单元、电池单元和车载***。车载***由工控机、运动控制板、IO板，磁条与RFID传感器组成，使用CAN总线，基于CANOPEN协议栈，并配置无线模块。
本发明的优点是：基于机器人控制系***搭建的平台，agv_bringup实现***的自启动功能，agv_canopen是上层逻辑控制与底层控制板和各个传感器之间处理模块、agv_diagnostic为自诊断模块、agv_hmi是触摸屏与上层逻辑的控制与信息反馈模块、agv_magnav为磁导航模块、agv_msgs是ros topic话题的信息格式，包括其中传输的内容结构。平台具有丰富的接口，对于客户而言，使用起来方便。
目前自动导引运输车基本采用双驱模式，成本较高，改为单驱之后，对于生产商成本会节省大约10％，提高市场竞争力。
如图2所示，一种单驱双向自动导引运输车，包括车架1，车架1的中部设有驱动单元2，驱动单元2与车架柔性连接，可相对转动，驱动单元2的前端安装有前磁条传感器3，驱动单元2的后端安装一个后磁条传感器4，当车架1向前行驶时，前端磁条传感器2工作，完成导航行走；当小车反向行驶时，后端磁条传感器4工作；驱动单元2的中心还设有射频识别传感器5，射频识别传感器5实现小车实时定位功能，车架1上还设有电源安装仓6和电器控制仓7，电源安装仓6位于驱动单元2的前侧，电器控制仓7位于驱动单元2的后侧，车架1的前侧设有前导向轮组8和用于控制前导向轮组8上升或下降的前导向轮组切换装置，车架1的后侧设有后导向轮组9和用于控制后导向轮组9上升或下降的后导向轮组切换装置。
优选的，前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置通过切换导向轮组实现双向移动，前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置结构相同，均包括有升降机构，升降机构控制导向轮组的升降。
优选的，电源安装仓6内设有电池，电器控制仓7内安装驱动器、电路板，电池提供驱动单元2运行的能量。
优选的，前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置以驱动单元为中心两侧对称安装，可实现行走换向的功能，当自动导引运输车正向行走时，前导向轮组切换装置切换，前导向轮组8升起，后导向轮组9降落着地；当自动导引运输车反向行走时，前导向轮组8降落着地，后导向轮组9升起，从而保证小车平稳行驶。
优选的，前导向轮组8和后导向轮组9均包括万向轮10和定向轮11，万向轮10作为支撑轮分别安装在两个前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置的外侧，车架1的前后两端分别安装一套安全防护装置12，安全防护装置12包括机械防撞装置和红外传感器，保证小车行走过程的安全；
车架1的中部设有中间轮组13，中间轮组13作万向轮10和定向轮11作差速驱动，驱动单元2与车体1柔性连接。
本发明的优点是：本发明的驱动单元位于车体的中间位置，驱动单元与车架之间采用柔性连接，可相对转动。驱动单元的前后两端各安装一个磁条传感器，当小车向前行驶时，前端磁条传感器工作，完成导航行走；当小车反向行驶时，后端磁条传感器工作。RFID传感器(射频识别传感器)安装在驱动单元中心位置，实现小车实时定位功能。
目前自动导引运输车基本采用双驱模式，成本较高，改为单驱之后，对于生产商成本会节省大约10％，提高市场竞争力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种自动导引运输车的机器人控制***，包括核心板，其特征在于，所述核心板通过WIFI连接服务器，所述核心板通过网络连接两个基于TCP/IP协议的应用程序之间相互通信，所述核心板通过串口连接显示屏，所述核心板连接CAN总线，所述CAN总线分别连接运动控制模块、射频识别传感器模块、磁条传感器模块、IO模块和远程扩展模块。
2.根据权利要求1所述的自动导引运输车的机器人控制***，其特征在于，所述运动控制模块控制电机驱动，所述射频识别传感模块具有射频识别传感器，所述磁条传感器模块具有磁条、IO模块连接红外传感器避障和灯，所述远程扩展模块具有无线接收功能。
3.根据权利要求2所述的自动导引运输车的机器人控制***，其特征在于，所述核心板为X86核心板，基于机器人控制***搭建,使用ubuntu***安装配置机器人控制***框架，主程序由多个机器人控制***功能模块组成。
4.根据权利要求3所述的自动导引运输车的机器人控制***，其特征在于，多个所述机器人控制***功能模块包括agv_bringup、agv_canopen、agv_diagnostic、agv_hmi、agv_magnav、agv_msgs，agv_bringup实现***的自启动功能，agv_canopen是协调上层逻辑控制和底层控制板及各个传感器之间通讯的处理模块、agv_diagnostic为自诊断模块、agv_hmi是触摸屏与上层逻辑的控制与信息反馈模块、agv_magnav为磁导航模块、agv_msgs是机器人控制***语言话题的信息格式，包括其中传输的内容结构。
5.根据权利要求4所述的自动导引运输车的机器人控制***，其特征在于，还包括车架单元，所述车架单元上设有驱动单元、导向轮切换单元、电池单元和车载***。
6.一种单驱双向自动导引运输车，其特征在于，包括车架，所述车架的中部设有驱动单元，所述驱动单元与所述车架柔性连接，可相对转动，所述驱动单元的前端安装有前磁条传感器，驱动单元的后端安装一个后磁条传感器，当车架向前行驶时，前端磁条传感器工作，完成导航行走；当小车反向行驶时，后端磁条传感器工作；所述驱动单元的中心还设有射频识别传感器，射频识别传感器实现小车实时定位功能，所述车架上还设有电源安装仓和电器控制仓，所述电源安装仓位于所述驱动单元的前侧，电器控制仓位于所述驱动单元的后侧，所述车架的前侧设有前导向轮组和用于控制所述前导向轮组上升或下降的前导向轮组切换装置，所述车架的后侧设有后导向轮组和用于控制所述后导向轮组上升或下降的后导向轮组切换装置。
7.根据权利要求6所述的单驱双向自动导引运输车，其特征在于，所述前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置通过切换导向轮组实现双向移动，前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置结构相同，均包括有升降机构，升降机构控制导向轮组的升降。
8.根据权利要求7所述的单驱双向自动导引运输车，其特征在于，所述电源安装仓内设有电池，电器控制仓内安装驱动器、电路板，电池提供驱动单元运行的能量。
9.根据权利要求8所述的单驱双向自动导引运输车，其特征在于，所述前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置以驱动单元为中心两侧对称安装，可实现行走换向的功能，当自动导引运输车正向行走时，前导向轮组切换装置切换，前导向轮组升起，后导向轮组降落着地；当自动导引运输车反向行走时，前导向轮组降落着地，后导向轮组升起，从而保证小车平稳行驶。
10.根据权利要求9所述的单驱双向自动导引运输车，其特征在于，所述前导向轮组和后导向轮组均包括万向轮和定向轮，万向轮作为支撑轮分别安装在两个前导向轮组切换装置和后导向轮组切换装置的外侧，车架的前后两端分别安装一套安全防护装置，安全防护装置包括机械防撞装置和红外传感器，保证小车行走过程的安全；
车架的中部设有中间轮组，作差速驱动，驱动单元与车体柔性连接。
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