CN109368547A - 一种全向运动的叉车agv及在集装箱上的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全向运动的AGV叉车,包括底盘,底盘下部四角均安装有舵轮;底盘上固定焊接有叉车门架,叉车门架顶部安装有激光扫描仪;叉车门架左侧设有叉车架;叉车门架下部设有动力总成,动力总成安装在底盘上;动力总成中设有动力电池组、车载控制***;所述舵轮包括车轮、转向齿轮,转向齿轮与底盘下部固定连接,车轮设置在转向齿轮下部位置,车轮右侧安装有驱动电机,驱动电机的左侧轴上装有编码器刹车器总成;转向齿轮侧面的安装架外侧固定安装有转向电机,转向电机上部安装的传动齿轮与转向齿轮相互啮合。此项发明及其应用,整合了资源,使得车间搬运效率提高了50%,提高了应用场景的形象,同时大大增加了安全性,减小了出错率。
Description
技术领域
本发明涉及一种全向运动的叉车AGV及在集装箱上的应用,属于机器人技术领域。
背景技术
目前,机器取代人是大势所趋,而机器人运动涉及到多方面的控制技术,也涉及到控制。在集装箱领域,需要采用人工利用叉车搬运货物,其人工较多,且在货物搬运时候,一般需要进入集装箱车内操作,一般的导航方式和控制方式不能满足要求,有必要根据需要予以改进。 AGV是(Automated Guided Vehicle)的缩写,意即“自动导引运输车”,是指装备有电磁或光学等自动导引装置,它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。AGV以轮式移动为特征,较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比,AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置,不受场地、道路和空间的限制。因此,在自动化物流***中,最能充分地体现其自动性和柔性,实现高效、经济、灵活的无人化生产。在集装箱领域,AGV叉车的应用领域范围不广,有必要根据需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全向运动的叉车AGV及在集装箱上的应用,改善了现有叉车使用效果,便于更好地在集装箱领域使用,提高了使用效率,降低了劳动强度。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下。
一种全向运动的AGV叉车,包括底盘,底盘下部四角均安装有舵轮;底盘上固定焊接有叉车门架,叉车门架顶部安装有激光扫描仪;叉车门架左侧设有叉车架;叉车门架下部设有动力总成,动力总成安装在底盘上;动力总成中设有动力电池组、车载控制***;所述舵轮包括车轮、转向齿轮,转向齿轮与底盘下部固定连接,车轮设置在转向齿轮下部位置,车轮右侧安装有驱动电机,驱动电机的左侧轴上装有编码器刹车器总成;转向齿轮侧面的安装架外侧固定安装有转向电机,转向电机上部安装的传动齿轮与转向齿轮相互啮合。
进一步地, 该叉车中,底盘对整个叉车起支撑作用并确定了AGV叉车几个大部件之间的相对位置;底盘的下面布置四个舵轮,每个舵轮分别设有一只驱动电机和一只转向电机,驱动电机是伺服电机和转向电机为直流无刷电机,这八只电机通过专门的程序控制可以实现AGV叉车的全向运动。动力总成里面包含有动力电池组、车载***的控制硬件模块等,叉车门架跟底盘是焊接在一起的,为叉车架提供安装位置和可靠的着力点,叉车门架上有激光扫描仪。驱动电机提供行走驱动力给车轮,驱动电机的轴上装有编码器刹车器总成,时刻检测车轮的运动并能在紧急情况下刹车,转向电机通过齿轮传动将转向力传给转向齿轮,转向齿轮与底盘固定连接。
进一步地,这款全向运动的AGV叉车在集装箱上得到了应用,工作中, AGV叉车从连接仓库的中转站叉取货物,运送到集装箱内实现有序的摆放,这个过程中,使用了辆AGV叉车,该项目中,AGV叉车需要绕过车间柱子,并能自动到充电站左右两面都设置有的充电桩上进行充电。集装箱车外部设有登车桥,在AGV叉车放置最后两只货箱的时候,车轮可以在登车桥上停靠。在集装箱里面,空间比较狭小,AGV叉车可以通过自身导航***进行自身的位置判断,然后做出微小的侧向移动,确保货物按要求摆放。
进一步地,该AGV叉车在集装箱外部采用无反光板的激光导航,进入集装箱后采用自身导航,整个搬运控制***分为地面控制***和车载控制***;控制***包括地面控制***和车载控制***,地面控制***包括交换机,交换机的输入输出端上连接有ERP或MES***、主控计算机、充电站和无线AP,主控计算机上连接有监控计算机;车载控制***包括工控机,工控机的输入输出端连接有无线AP,工控机的输入端连接有激光扫描仪、自然导航组件,工控机的输出端连接有行走控制器、转向控制器、PLC,行走控制器和转向控制器的输出端分别与行走电机和转向电机上的控制模块相连接;PLC的输出端分别连接有叉脚电机、激光雷达和传感器;地面控制***上的无线AP和车载控制***上的无线AP采用无线方式连接。
该发明的有益效果在于:该***中,采用的是四个驱动舵轮,实现了叉车AGV的横向移动和摆放货物时候的微调。车体底盘和叉车门架做成一体,使得整个AGV的主体结构的刚度、强度和稳定性大大增加;首次利用AGV叉车进入集装箱内装货物,属于行业首先应用。在使用中,定制登车桥,使得AGV叉车可以在登车桥上直接摆放货物,而不用临时去掉登车桥,减少了摆放最后两个货物的麻烦。此外,AGV在车间采用无反光板激光导航,进入集装箱后使用自然导航,并且辅助应用惯性导航等,使得导航***更加可靠,这种多导航融合技术属于首先应用。此外,该叉车原理框架上的各元件的布置形式合理,富有一定的创新性。此项发明及其应用,整合了资源,使得车间搬运效率提高了50%,提高了应用场景的形象,同时大大增加了安全性,减小了出错率。
附图说明
图1 是本发明实施例中所使用产品结构示意图。
图2是本发明实施例中所使用的舵轮结构示意图。
图3是本发明实施例中所使用的产品在集装箱上应用场景示意图。
图4是本发明实施例中所使用的产品使用的模块框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述,以便更好的理解本发明。
实施例
本实施例中的全向运动的AGV叉车,不但可以实现90度转弯,还能实现横向的侧移,实现了AGV叉车在集装箱内狭小空间的***。AGV叉车能实现横向侧移得益于车体底盘驱动轮的布置,整体布置如图1。
如图1所示的全向运动的AGV叉车,包括底盘6,底盘6下部四角均安装有舵轮5;底盘6上固定焊接有叉车门架2,叉车门架2顶部安装有激光扫描仪3;叉车门架2左侧设有叉车架1;叉车门架2下部设有动力总成4,动力总成4安装在底盘6上;动力总成4中设有动力电池组、车载控制***;如图2所示的舵轮5包括车轮10、转向齿轮11,转向齿轮11与底盘6下部固定连接,车轮10设置在转向齿轮11下部位置,车轮10右侧安装有驱动电机7,驱动电机7的左侧轴上装有编码器刹车器总成9;转向齿轮11侧面的安装架外侧固定安装有转向电机8,转向电机8上部安装的传动齿轮与转向齿轮11相互啮合。
该叉车中,底盘6对整个叉车起支撑作用并确定了AGV叉车几个大部件之间的相对位置。底盘6的下面布置四个舵轮5,每个舵轮5分别设有一只驱动电机7和一只转向电机5,驱动电机7为伺服电机和转向电机5为无刷直流电机,这八只电机通过专门的程序控制可以实现AGV叉车的全向运动。图1中的动力总成里面包含有动力电池组、车载***的控制硬件模块等,叉车门架2跟底盘6是焊接在一起的,为叉车架1提供安装位置和可靠的着力点,叉车门架上有激光扫描仪3。如图2所示,驱动电机7提供行走驱动力给车轮10,驱动电机7的轴上装有编码器刹车器总成9,时刻检测车轮的运动并能在紧急情况下刹车,转向电机8通过齿轮传动将转向力传给转向齿轮11,转向齿轮11与底盘6固定连接。
这款全向运动的AGV叉车在集装箱上得到了应用,该场景如图3所示, 该工作中,AGV叉车17从连接仓库的中转站15叉取货物18,运送到集装箱12内实现有序的摆放,这个过程中,使用了3辆AGV叉车17,该项目中,AGV叉车17需要绕过车间柱子14,并能自动到充电站16左右两面都设置有的充电桩上进行充电。集装箱车1外部设有登车桥13,在AGV叉车17放置最后两只货箱的时候,车轮可以在登车桥13上停靠。在集装箱里面,空间比较狭小,AGV叉车17可以通过自身导航***进行自身的位置判断,然后做出微小的侧向移动等,确保货物按要求摆放。
该AGV叉车在集装箱外部采用无反光板的激光导航,进入集装箱后采用自身导航,整个搬运控制***分为地面控制***和车载控制***。控制***的原理图如图4所示。控制***包括地面控制***和车载控制***,地面控制***包括交换机,交换机的输入输出端上连接有ERP或MES***、主控计算机、充电站和无线AP,主控计算机上连接有监控计算机;车载控制***包括工控机,工控机的输入输出端连接有无线AP,工控机的输入端连接有激光扫描仪、自然导航组件,工控机的输出端连接有行走控制器、转向控制器、PLC,行走控制器和转向控制器的输出端分别与行走电机和转向电机上的控制模块相连接;PLC的输出端分别连接有叉脚电机、激光雷达和传感器;地面控制***上的无线AP和车载控制***上的无线AP采用无线方式连接。
图中单箭头表示指令是单向的,双箭头表示指令是双向的。搬运控制***实现了项目中AGV叉车的路径规划、自动导引、自动行驶、自动确认和反馈自身状态和货物信息等核心功能,搬运控制***主要分为车载***、导航***、调度***三个大***,各***的功能如下。其中,车载***实现以下几个主要功能:1)环境感知;2)确认本体的位置和航向;3)动态决策和规划和优化行驶路径;4)转向电机、驱动电机、举升电机等的控制和执行;5)实时通讯、接收调度***信号并发送货物信息、自身状态信息给调度***;6)安全控制,安全碰撞,紧急状况的减速慢行和急停;7)行走灯光;8)具有手机控制器;9)蓄电池状态监测;10)充电接触器监控;11)行走监控;12)声光报警。导航***采用多传感器融合导航技术,主要的导航方式有:1)激光导航;2)自然导航;3)其他辅助导航。调度***实现以下功能:1)工作节拍的确定;2)车辆调度;3)任务管理;4)交通管理;5)货物信息管理;6)业务流程设计;7)监控;8)通讯。
该***中,采用的是四个驱动舵轮,实现了叉车AGV的横向移动和摆放货物时候的微调。车体底盘和叉车门架做成一体,使得整个AGV的主体结构的刚度、强度和稳定性大大增加;首次利用AGV叉车进入集装箱内装货物,属于行业首先应用。在使用中,定制登车桥,使得AGV叉车可以在登车桥上直接摆放货物,而不用临时去掉登车桥,减少了摆放最后两个货物的麻烦。此外,AGV在车间采用无反光板激光导航,进入集装箱后使用自然导航,并且辅助应用惯性导航等,使得导航***更加可靠,这种多导航融合技术属于首先应用。此外,该叉车原理框架上的各元件的布置形式合理,富有一定的创新性。此项发明及其应用,整合了资源,使得车间搬运效率提高了50%,提高了应用场景的形象,同时大大增加了安全性,减小了出错率。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种全向运动的AGV叉车,其特征在于:包括底盘,所述底盘下部四角均安装有舵轮;所述底盘上固定焊接有叉车门架,所述叉车门架顶部安装有激光扫描仪;所述叉车门架左侧设有叉车架;所述叉车门架下部设有动力总成,所述动力总成安装在底盘上;所述动力总成中设有动力电池组、车载控制***;所述舵轮包括车轮、转向齿轮,转向齿轮与底盘下部固定连接,所述车轮设置在转向齿轮下部位置,所述车轮右侧安装有驱动电机,所述舵轮包括卧式和立式两种型式,所述驱动电机的左侧轴上装有编码器刹车器总成;所述转向齿轮侧面的安装架外侧固定安装有转向电机,所述转向电机上部安装的传动齿轮与转向齿轮相互啮合。
2.根据权利要求1所述的全向运动的AGV叉车,其特征在于:该叉车中,底盘对整个叉车起支撑作用并确定了AGV叉车几个大部件之间的相对位置;底盘的下面布置四个舵轮,每个舵轮分别设有一只驱动电机和一只转向电机,驱动电机为伺服电机和转向电机为直流无刷电机,这八只电机通过专门的程序控制可以实现AGV叉车的全向运动;动力总成里面包含有动力电池组、车载***的控制硬件模块等,叉车门架跟底盘是焊接在一起的,为叉车架提供安装位置和可靠的着力点,叉车门架上有激光扫描仪;驱动电机提供行走驱动力给车轮,驱动电机的轴上装有编码器刹车器总成,时刻检测车轮的运动并能在紧急情况下刹车,转向电机通过齿轮传动将转向力传给转向齿轮,转向齿轮与底盘固定连接。
3.根据权利要求1所述的全向运动的AGV叉车,其特征在于:所述全向运动的AGV叉车在集装箱上得到了应用,工作中, AGV叉车从连接仓库的中转站叉取货物,运送到集装箱内实现有序的摆放,这个过程中,使用了辆AGV叉车,该项目中,AGV叉车需要绕过车间柱子,并能自动到充电站左右两面都设置有的充电桩上进行充电;集装箱车外部设有登车桥,在AGV叉车放置最后两只货箱的时候,车轮可以在登车桥上停靠;在集装箱里面,空间比较狭小,AGV叉车可以通过自身导航***进行自身的位置判断,然后做出微小的侧向移动,确保货物按要求摆放。
4.根据权利要求1所述的全向运动的AGV叉车,其特征在于:该AGV叉车在集装箱外部采用无反光板的激光导航,进入集装箱后采用自身导航,整个搬运控制***分为地面控制***和车载控制***;控制***包括地面控制***和车载控制***,地面控制***包括交换机,交换机的输入输出端上连接有ERP或MES***、主控计算机、充电站和无线AP,主控计算机上连接有监控计算机;车载控制***包括工控机,工控机的输入输出端连接有无线AP,工控机的输入端连接有激光扫描仪、自然导航组件,工控机的输出端连接有行走控制器、转向控制器、PLC,行走控制器和转向控制器的输出端分别与行走电机和转向电机上的控制模块相连接;PLC的输出端分别连接有叉脚电机、激光雷达和传感器;地面控制***上的无线AP和车载控制***上的无线AP采用无线方式连接。
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