CN112622049B - 一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人，AGV底盘总成的电控模块根据运输任务中的上料地址和出料地址自动规划路线、自动导航行驶；在自动行驶过程中，对检测到的障碍物进行定位和分类，再结合激光信息得到障碍物的位置信息，将激光与视觉融合实现避障功能，使运输机器人的避障功能得到安全保障，提高了避障精确性和鲁棒性，提高了运输机器人的环境适应能力，特别适用于水泥运输的复杂环境；在上料和运输时，控制搅拌筒正转，确保能够快速装料和有效搅拌，防止了运输时水泥类等流质体发生离析现象；在出料时，控制搅拌筒反转实现自动出料；在整个运输过程中无需人工参与，大大提升了施工效率，减轻了劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于水泥运输工具技术领域，尤其涉及一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人。
背景技术
商用市场上水泥等流质体运输一般采用大型搅拌运输车进行运输，技术已经非常成熟；但是，目前市场上零散的水泥施工或流质体施工，其运输一般是采用斗车人工拖运，或是采用搅拌筒型拖车运输，更先进的采用小型搅拌筒拖车，例如授权公告号为CN208249400U，名称为一种新型建筑施工用防灰尘水泥运输工具的专利文献，通过驱动装置带动搅拌辊转动，搅拌叶将成块水泥打散，还具有灰尘吸附清除功能；还例如申请公布号为CN109352827A，名称为一种轻便小型水泥搅拌机的专利文献，该拖车安装有电机驱动，具有正转搅拌和反转自动出料的功能。虽然能实现机械搅拌取代人工搅拌，但是均需要人工参与运输。
随着小型运输机器人的应用及普及，将小型运输机器人应用于物料或建材等的运输大大提升了建筑施工的劳动效率和减轻了劳动强度，但是小型运输机器人的避障模块主要包括超声波避障和红外避障；超声波避障通过在运输装置或机器人上接入超声波模块，定向发射和接收超声波，再根据检测到的距离信息实现避障功能；红外避障是通过红外发射器发射红外光束，检测反射光，再计算出障碍物的距离。
这些避障方式均是采用单一的超声波传感器或红外传感器，由于单一传感器具有局限性，仅依靠一种传感器无法获得完善的障碍物位置信息。例如超声波测量周期较长，对于3米左右的物体，声波传输需要约20ms，并且超声波避障对反射面要求较高，对没有反射能力或反射能力弱的障碍物不能有效避障，即使设置多个超声波传感器，因为不同材料对声波的反射或吸收不同，多个超声波传感器之间可能会互相干扰。例如红外传感器在障碍物的距离足够近时，超过CCD的探测范围，即使障碍物很近，也会检测不到。采用超声波避障的运输装置可参考公开号为CN206202061U，名称为基点式自动避障运输装置的专利文献。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人，以解决现有技术中零散流质体施工物料需要人工参与运输，以及现有运输装置避障功能得不到安全保障的问题。
本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人，包括搅拌筒总成，还包括控制装置和AGV底盘总成；所述控制装置分别与搅拌筒总成的第一驱动控制模块以及AGV底盘总成的电控模块通信连接；
所述控制装置，用于协调搅拌筒总成以及AGV底盘总成之间的工作；
所述AGV底盘总成包括车体，以及设于所述车体上的电控模块、路径规划模块、导航定位模块、避障模块、运动驱动模块以及电源模块；
所述避障模块包括深度相机、激光雷达、障碍物定位模块、障碍物分类模块以及信息融合模块；所述障碍物定位模块，用于对深度相机采集的视觉信息进行处理得到障碍物定位信息；所述障碍物分类模块，用于对深度相机采集的视觉信息进行处理得到障碍物分类信息；所述信息融合模块，用于将激光雷达采集的激光信息、障碍物定位信息以及障碍物分类信息进行融合处理得到障碍物位置信息；
所述路径规划模块，用于根据上料地址和出料地址生成搅拌运输机器人起始点到上料地址之间的最优路径，以及上料地址到出料地址之间的最优路径；所述导航定位模块，用于生成和获取行驶过程中路径点之间的轨迹信息，确定准确的行驶方向；所述运动驱动模块用于根据运动控制指令驱动搅拌运输机器人行驶，并避开障碍物；所述电控模块，用于根据最优路径、行驶方向以及障碍物位置信息发出运动控制指令；所述电源模块，用于为各个模块提供电源。
本发明中，当有运输任务时，控制装置将运输任务发送给AGV底盘总成的电控模块，电控模块根据运输任务中的上料地址和出料地址自动规划路线、自动导航行驶，先自动行驶至上料地址，在上料地址上料后再自动行驶至出料地址进行出料；在自动行驶过程中，对检测到的障碍物进行定位和分类，再结合激光信息得到障碍物的位置信息，将激光与视觉融合实现避障功能，使运输机器人的避障功能得到安全保障，提高了避障精确性和鲁棒性，提高了运输机器人的环境适应能力，特别适用于水泥运输的复杂环境。在上料和运输时，控制搅拌筒正转，确保能够快速装料和有效搅拌，防止了运输时水泥类等流质体发生离析现象，确保了流质体在运输过程中质量稳定；在出料时，控制搅拌筒反转实现自动出料；该搅拌运输机器人能够实现水泥类等流质体的自动上料、运输和出料，在整个运输过程中无需人工参与，大大提升了施工效率，减轻了劳动强度，同时确保了流质体的质量稳定。
进一步地，所述运动驱动模块包括分别与所述电控模块电性连接的转向组件和驱动轮、以及分别与所述转向组件和驱动轮连接的悬架机构；每个所述驱动轮配置一转向组件和一悬架机构；每个所述悬架机构均包括外轴套、上盖板、下盖板、弹性组件、支撑架、滑柱以及内轴套；所述滑柱的底部通过支撑架与所述驱动轮的轮毂组件连接，滑柱的顶部设有限位片；所述内轴套同轴套设在所述滑柱外，所述外轴套同轴套设在所述内轴套外，且所述外轴套固设在所述车体上；在所述外轴套和内轴套的底部设有下盖板，在所述外轴套的顶部和内轴套的中上部设有上盖板，所述内轴套的上部与对应的转向组件固定连接；所述弹性组件的底端与支撑架连接，弹性组件的顶端与下盖板连接。
在电控模块的控制下，转向组件输出的力矩传递给内轴套，内轴套将该力矩传递给滑柱，通过滑柱带动驱动轮转向，从而实现各车轮的独立转向控制，转向灵活。每个驱动轮均设有独立的悬架机构，且悬架机构位于驱动轮的正上方，增加了悬架机构的有效作用距离，侧向刚度好。在空载时，为使弹性组件处于自由状态，滑柱在内轴套内下移，使内轴套的顶部与限位片接触，阻止了内轴套与滑柱脱离，弹性组件起到吸振减振作用，具有较好的越障能力；在满载时，弹性组件压缩，滑柱在内轴套内上移，使下盖板与支撑架接触，悬架机构处于刚性不可压缩状态，各驱动轮具有良好的贴地性能，可避免悬空现象及确保具有充沛的动力性能，还能使满载时机器人具有良好的稳定性及精准的定位性；在半载时，内轴套与限位片之间、下盖板与支撑架之间均有一定行程距离，滑柱在内轴套内上下移动，弹性组件起到吸振减振作用；将运输机器人的载荷状态与速度匹配设计，即空载时高速行驶，满载时低速行驶，提高了运输机器人的速度，提高了运输效率。
进一步地，所述弹性组件包括内弹簧、外弹簧以及导向轴套；所述内弹簧套设在所述滑柱外，所述外弹簧套设在所述内弹簧外，且在所述内弹簧与外弹簧之间的支撑架上设在导向轴套。
在满载时，下盖板与导向轴套线接触，减小了摩擦力，避免了内弹簧和外弹簧在转向时因摩擦力使其扭转。
进一步地，所述内轴套通过轴承与所述外轴套连接，所述轴承包括上轴承和下轴承，在所述上轴承与下轴承之间设有定位轴套。轴承降低了转向时的摩擦力，使转向更加顺畅。
进一步地，所述滑柱为多边形滑柱；或者在所述滑柱外设有凸块，在所述内轴套内设有与所述凸块适配的滑槽；或者在所述滑柱外设有滑槽，在所述内轴套内设有与所述滑槽适配的凸块。
滑柱的结构形式或者滑柱和内轴套的结构形式不仅保证了内轴套将转向力矩传递给滑柱，从而由滑柱带动驱动轮转向，又能使滑柱在内轴套内上下移动。
进一步地，所述转向组件包括转向电机、第二减速器、小齿轮以及大齿轮；所述转向电机的输入端与所述电控模块电性连接，所述转向电机的输出端与第二减速器的输入端电性连接，所述第二减速器通过平键与所述小齿轮连接，所述小齿轮与所述大齿轮啮合，所述大齿轮固定套设在所述内轴套上。
进一步地，所述内轴套为凸台结构，所述凸台结构具有第一凸台、第二凸台以及卡槽；所述外轴套同轴套设在所述第二凸台上，所述转向组件与所述第一凸台固定连接，所述上盖板设在外轴套的顶部和第一凸台上，所述卡槽设在所述第一凸台上。
进一步地，所述搅拌运输机器人还包括升降平台，所述升降平台设于所述AGV底盘总成与所述搅拌筒总成之间，所述升降平台的第二驱动控制模块与所述控制装置通信连接；
所述升降平台，用于在上料和出料时调整搅拌筒总成的高度。
在上料时，根据搅拌站的高度控制升降平台的上升或下降，以便实现搅拌筒与搅拌站上料时的对接，在出料时，根据受料设备的高度控制升降平台的上升或下降，以便实现搅拌筒与受料设备出料时的对接。
进一步地，所述升降平台为剪叉式升降平台、齿轮链条式升降平台或丝杠式升降平台。
有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人，AGV底盘总成的电控模块根据运输任务中的上料地址和出料地址自动规划路线、自动导航行驶，先自动行驶至上料地址，在上料地址上料后再自动行驶至出料地址进行出料；在自动行驶过程中，对检测到的障碍物进行定位和分类，再结合激光信息得到障碍物的位置信息，将激光与视觉融合实现避障功能，使运输机器人的避障功能得到安全保障，提高了避障精确性和鲁棒性，提高了运输机器人的环境适应能力，特别适用于水泥运输的复杂环境；在上料和运输时，控制搅拌筒正转，确保能够快速装料和有效搅拌，防止了运输时水泥类等流质体发生离析现象，确保了流质体在运输过程中质量稳定；在出料时，控制搅拌筒反转实现自动出料；该搅拌运输机器人能够实现水泥类等流质体的自动上料、运输和出料，在整个运输过程中无需人工参与，大大提升了施工效率，减轻了劳动强度，同时确保了流质体的质量稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人行驶状态结构示意图；
图2是本发明实施例中一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人出料状态结构示意图；
图3是本发明实施例中AGV底盘总成的结构示意图；
图4是本发明实施例中AGV底盘总成的部分剖视图；
图5是本发明实施例中悬架机构的结构示意图；
图6是本发明实施例中内轴套的剖视图；
图7是本发明实施例中滑柱与支撑架的结构示意图；
图8是本发明实施例中导向轴套的剖视图；
图9是本发明实施例中空载时悬架机构处于悬空状态示意图；
图10是本发明实施例中半载时悬架机构处于半载状态示意图；
图11是本发明实施例中满载时悬架机构处于刚性满载状态示意图；
其中，100-搅拌筒总成，110-出料斗，120-滑槽总成，121-滑槽，122-驱动电机，123-第一减速器，130-搅拌筒，140-第一驱动控制模块，200-升降平台，300-AGV底盘总成，310-深度相机及激光雷达，320-车体，330-运动驱动模块，331-轮毂组件，332-转向电机，333-第二减速器，334-小齿轮，335-大齿轮，336-悬架机构，3361-限位片，3362-滑柱，33621-导向轴套，3363-卡箍，3364-定位轴套，3365-外轴套，3366-内弹簧，3367-外弹簧，3368-螺钉，3369-下盖板，3370-轴承，3371-上盖板，3372-内轴套，33721-第一凸台，33722-第二凸台，33723-卡槽，3373-支撑架，340-电源模块，350-电控模块。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和2所示，本实施例所提供的一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人，包括搅拌筒总成100、控制装置、升降平台200以及AGV底盘总成300，在AGV底盘总成300与搅拌筒总成100之间设有升降平台200；控制装置分别与搅拌筒总成100的第一驱动控制模块140、升降平台200的第二驱动控制模块、以及AGV底盘总成300的电控模块350通信连接。
AGV底盘总成300，用于根据运输任务中的上料地址和出料地址自动规划路线、自动导航行驶，将搅拌筒总成100运输至上料地址和出料地址；升降平台200，用于在上料和出料时调整搅拌筒总成100的高度；控制装置，用于协调搅拌筒总成100、升降平台200以及AGV底盘总成300之间的工作。
如图3所示，AGV底盘总成300包括车体320，以及设于车体320上的电控模块350、路径规划模块、导航定位模块、避障模块、运动驱动模块330以及电源模块340。避障模块包括深度相机及激光雷达310、障碍物定位模块、障碍物分类模块以及信息融合模块；障碍物定位模块，用于对深度相机采集的视觉信息进行处理得到障碍物定位信息；障碍物分类模块，用于对深度相机采集的视觉信息进行处理得到障碍物分类信息；信息融合模块，用于将激光雷达采集的激光信息、障碍物定位信息以及障碍物分类信息进行融合处理得到障碍物位置信息。路径规划模块，用于根据上料地址和出料地址生成搅拌运输机器人起始点到上料地址之间的最优路径，以及上料地址到出料地址之间的最优路径。导航定位模块，用于生成和获取行驶过程中路径点之间的轨迹信息，确定准确的行驶方向。运动驱动模块330用于根据运动控制指令驱动搅拌运输机器人行驶，并避开障碍物。电控模块350，用于根据最优路径、行驶方向以及障碍物位置信息发出运动控制指令。电源模块340，用于为各个模块提供电源。
在自动行驶过程中，对检测到的障碍物进行定位和分类，再结合激光信息得到障碍物的位置信息，将激光与视觉融合实现避障功能，使运输机器人的避障功能得到安全保障，提高了避障精确性和鲁棒性，提高了运输机器人的环境适应能力，特别适用于水泥运输的复杂环境。AGV底盘总成300具有自动避障、自动进行路径规划以及自动行驶控制等功能。
为了解决现有AGV速度低、运输效率低、转向不灵活、越障能力差以及定位精度差等问题，本实施例在驱动模块中增加悬架机构336，具体结构为：
如图4和5所示，运动驱动模块330包括分别与电控模块350电性连接的转向组件和驱动轮、以及分别与转向组件和驱动轮连接的悬架机构336；每个驱动轮配置一转向组件和一悬架机构336；每个悬架机构336均包括外轴套3365、上盖板3371、下盖板3369、弹性组件、支撑架3373、滑柱3362以及内轴套3372；滑柱3362的底部通过支撑架3373与驱动轮的轮毂组件331连接，滑柱3362的顶部设有限位片3361；内轴套3372同轴套设在滑柱3362外，外轴套3365同轴套设在内轴套3372外，且外轴套3365固设在车体320上；在外轴套3365和内轴套3372的底部设有下盖板3369，在外轴套3365的顶部和内轴套3372的中上部设有上盖板3371，内轴套3372的上部与对应的转向组件固定连接；弹性组件的底端与支撑架3373连接，弹性组件的顶端与下盖板3369连接。
在电控模块350的控制下，转向组件输出的力矩传递给内轴套3372，内轴套3372将该力矩传递给滑柱3362，通过滑柱3362带动驱动轮转向，从而实现各车轮的独立转向控制，转向灵活。每个驱动轮均设有独立的悬架机构336，且悬架机构336位于驱动轮的正上方，增加了悬架机构336的有效作用距离，侧向刚度好。在空载时，为使弹性组件处于自由状态，滑柱3362在内轴套3372内下移，使内轴套3372的顶部与限位片3361接触，阻止了内轴套3372与滑柱3362脱离，弹性组件起到吸振减振作用，具有较好的越障能力；在满载时，弹性组件压缩，滑柱3362在内轴套3372内上移，使下盖板3369与支撑架3373接触，悬架机构336处于刚性不可压缩状态，各驱动轮具有良好的贴地性能，可避免悬空现象及确保具有充沛的动力性能，还能使满载时机器人具有良好的稳定性及精准的定位性；在半载时，内轴套3372与限位片3361之间、下盖板3369与支撑架3373之间均有一定行程距离，滑柱3362在内轴套3372内上下移动，弹性组件起到吸振减振作用；将运输机器人的载荷状态与速度匹配设计，即空载时高速行驶，满载时低速行驶，提高了运输机器人的速度，提高了运输效率。
本实施例中，限位片3361为薄螺母。上盖板3371和下盖板3369均为环形结构，环形上盖板3371置于外轴套3365的顶部和内轴套3372的第一凸台33721上，环形下盖板3369置于外轴套3365和内轴套3372的底部，再通过螺钉3368和垫片将上盖板3371和下盖板3369均固定在外轴套3365上，外轴套3365又与车体320固定连接，使在转向力矩传递过程中，内轴套3372能在上盖板3371和下盖板3369之间转动，保证了转向时的稳定性。
如图5所示，弹性组件包括内弹簧3366、外弹簧3367以及导向轴套33621；内弹簧3366和外弹簧3367为两个同心压缩螺旋弹簧。内弹簧3366套设在滑柱3362外，外弹簧3367套设在内弹簧3366外，且在内弹簧3366与外弹簧3367之间的支撑架3373上设在导向轴套33621，导向轴套33621的结构如图8所示。为了避免内弹簧3366与外弹簧3367在转向时因摩擦力使其扭转，设置导向轴套33621，导向轴套33621使刚性满载状态时导向轴套33621与下盖板3369的接触为线接触，减小了摩擦力。
为了使转向更加顺畅，内轴套3372通过轴承3370与外轴套3365连接，轴承3370包括上轴承3370和下轴承3370，在上轴承3370与下轴承3370之间设有定位轴套3364，如图5所示。
外轴套3365固定在车体320上，转向组件的大齿轮335将转向力矩传递给内轴套3372，内轴套3372再将转向力矩传递给滑柱3362，由滑柱3362带动驱动轮转向，为了实现转向力矩由内轴套3372向滑柱3362的传递，在横向滑柱3362与内轴套3372之间无相对移动，因此，滑柱3362可以为多边形结构，内轴套3372的内壁形状与滑柱3362的多边形结构适配，例如滑柱3362为方形结构，内轴套3372的内壁也为方形；还可以是在滑柱3362外设置凸块，在内轴套3372内设置与凸块适配的滑槽121，或者是在滑柱3362外设置滑槽121，在内轴套3372内设置与滑槽121适配的凸块，既能够保证转向力矩向滑柱3362的传递，又能够使滑柱3362在内轴套3372内上下移动或竖向移动。
本实施例中，转向组件可以采用电机+减速器驱动齿轮传动形式，也可以采用蜗轮蜗杆传动结构形式。如图4所示，电机+减速器驱动齿轮传动形式的转向组件包括转向电机332、第二减速器333、小齿轮334以及大齿轮335；转向电机332的输入端与电控模块350电性连接，转向电机332的输出端与第二减速器333的输入端电性连接，第二减速器333通过平键与小齿轮334连接，小齿轮334与所述大齿轮335啮合传动，大齿轮335同轴固定套设在内轴套3372上。每个驱动轮对应一个转向组件和一个悬架机构336，在电控模块350的控制下，可以实现各驱动轮的独立转向控制。
如图6所示，内轴套3372为凸台结构，该凸台结构具有第一凸台33721、第二凸台33722以及卡槽33723。卡槽33723用于安装卡箍3363，卡箍3363用以限制大齿轮335，大齿轮335同轴套设在靠近卡槽33723的第一凸台33721上；外轴套3365同轴套设在第二凸台33722上，上盖板3371设在靠近第二凸台33722的第一凸台33721上，外轴套3365与第二凸台33722的高度一致，便于固定在外轴套3365上的上盖板3371和下盖板3369将第二凸台33722限制在上盖板3371与下盖板3369之间，从而限制了转向时内轴套3372的上下移动，保证了转向时的稳定性。
如图7所示，滑柱3362、支撑架3373以及导向轴套33621的结构示意图，滑柱3362与支撑架3373可以为一体式结构，也可以为独立结构。滑柱3362的底部与支撑架3373固定连接，支撑架3373的两端与驱动轮的轮毂组件331固定连接，传递给滑柱3362和支撑架3373的转向力矩带动驱动轮转动，实现转向控制。
本实施例中，避障模块为设置在车体320上的激光雷达310。电控模块350除了转向控制、驱动控制、自动驾驶控制、避障控制等常规功能之外，还用于根据不同悬架机构336状态或者载荷状态控制运输机器人的速度，使车速与悬架机构336状态或者载荷状态相适配，具体的，运输机器人为空载状态时，运输机器人以最高速度行驶，提高了运输速度和效率；运输机器人为满载状态时，运输机器人以低速行驶，各驱动轮具有良好的贴地性能，可避免悬空现象及确保具有充沛的动力性能，还能使满载时机器人具有良好的稳定性及精准的定位性。
在电控模块350的控制下，大齿轮335输出的力矩传递给内轴套3372，内轴套3372再将该力矩传递给滑柱3362，通过滑柱3362带动驱动轮转向，从而实现各车轮的独立转向控制，转向灵活。
每个驱动轮均设有独立的悬架机构336，且悬架机构336位于驱动轮的正上方，增加了悬架机构336的有效作用距离，侧向刚度好。悬架机构336的滑柱3362式结构具有结构简单紧凑的特点。
如图9所示，在空载时，为使弹性组件处于自由状态，弹性组件的弹性力通过下盖板3369推动外轴套3365、内轴套3372以及车体320向上运动，从而使滑柱3362在内轴套3372内相对下移，直到内轴套3372的顶部与限位片3361接触，阻止了内轴套3372与滑柱3362脱离，车体320或运输机器人的空载状态对应悬架机构336的悬空状态，此时运输机器人可以高速行驶，弹性组件起到吸振减振作用，具有较好的越障能力。
如图11所示，在满载时，载荷的重力通过下盖板3369压缩弹性组件，使外轴套3365、内轴套3372以及车体320向下运动，从而使滑柱3362在内轴套3372内相对上移，直到使下盖板3369与导向轴套33621线接触，悬架机构336处于刚性不可压缩状态，车体320或运输机器人的满载状态对应悬架机构336的刚性满载状态，此时运输机器人可以低速行驶，各驱动轮具有良好的贴地性能，可避免悬空现象及确保具有充沛的动力性能，还能使满载时机器人具有良好的稳定性及精准的定位性。
如图10所示，在半载时，内轴套3372与限位片3361之间、下盖板3369与导向轴套33621之间均有一定行程距离，滑柱3362可在内轴套3372内上下移动，弹性组件起到吸振减振作用，车体320或运输机器人的半载状态对应悬架机构336的半载状态，此时运输机器人可以高速行驶，弹性组件起到吸振减振作用，具有较好的越障能力。
本实施例中，搅拌筒总成和滑槽总成均为现有结构。如图1和2所示，搅拌筒总成100包括搅拌筒130、设于搅拌筒130内的搅拌轴、设于搅拌轴上的搅拌叶片、设于搅拌筒130上的上料斗和出料斗110、设于出料斗110下方的滑槽总成120以及第一驱动控制模块140；第一驱动控制模块140的输入端与控制装置电性连接，第一驱动控制模块140的输出端与搅拌轴连接。在第一驱动控制模块140的控制和驱动下，上料和运输过程中控制搅拌轴正转，确保能够快速装料和有效搅拌，防止了运输时水泥类等流质体发生离析现象，确保了流质体在运输过程中质量稳定；出料过程中控制搅拌轴反转，通过出料斗110和滑槽总成120实现自动出料。本实施例中，搅拌叶片为双螺旋搅拌叶片。
如图1和2所示，滑槽总成120包括驱动电机122、第一减速器123、支撑轴以及滑槽121；驱动电机122的输入端与第一驱动控制模块140电性连接，驱动电机122的输出端与第一减速器123的输入端电性连接，第一减速器123的输出端与支撑轴连接，滑槽121设于支撑轴上。滑槽总成120设计为可旋转结构，在行驶或运输时，滑槽121与行驶方向保持垂直，减少了运输机器人的整体长度，在出料时滑槽121旋转90°，与行驶方向保持一致，便于伸出运输机器人的滑槽121部分与受料设备对接。
本实施例中，升降平台200包括但不限于现有的剪叉式升降平台、齿轮链条式升降平台以及丝杠式升降平台。采用具有升降功能的平台实现搅拌筒总成100的升降，以便在上料和出料时分别与搅拌站和受料设备对接。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种具有自动避障功能的搅拌运输机器人，包括搅拌筒总成；其特征在于：还包括控制装置和AGV底盘总成；所述控制装置分别与搅拌筒总成的第一驱动控制模块以及AGV底盘总成的电控模块通信连接；
所述控制装置，用于协调搅拌筒总成以及AGV底盘总成之间的工作；
所述AGV底盘总成包括车体，以及设于所述车体上的电控模块、路径规划模块、导航定位模块、避障模块、运动驱动模块以及电源模块；
所述避障模块包括深度相机、激光雷达、障碍物定位模块、障碍物分类模块以及信息融合模块；所述障碍物定位模块，用于对深度相机采集的视觉信息进行处理得到障碍物定位信息；所述障碍物分类模块，用于对深度相机采集的视觉信息进行处理得到障碍物分类信息；所述信息融合模块，用于将激光雷达采集的激光信息、障碍物定位信息以及障碍物分类信息进行融合处理得到障碍物位置信息；
所述路径规划模块，用于根据上料地址和出料地址生成搅拌运输机器人起始点到上料地址之间的最优路径，以及上料地址到出料地址之间的最优路径；所述导航定位模块，用于生成和获取行驶过程中路径点之间的轨迹信息，确定准确的行驶方向；所述运动驱动模块用于根据运动控制指令驱动搅拌运输机器人行驶，并避开障碍物；所述电控模块，用于根据最优路径、行驶方向以及障碍物位置信息发出运动控制指令；所述电源模块，用于为各个模块提供电源；
所述运动驱动模块包括分别与所述电控模块电性连接的转向组件和驱动轮、以及分别与所述转向组件和驱动轮连接的悬架机构；每个所述驱动轮配置一转向组件和一悬架机构；每个所述悬架机构均包括外轴套、上盖板、下盖板、弹性组件、支撑架、滑柱以及内轴套；所述滑柱的底部通过支撑架与所述驱动轮的轮毂组件连接，滑柱的顶部设有限位片；所述内轴套同轴套设在所述滑柱外，所述外轴套同轴套设在所述内轴套外，且所述外轴套固设在所述车体上；在所述外轴套和内轴套的底部设有下盖板，在所述外轴套的顶部和内轴套的中上部设有上盖板，所述内轴套的上部与对应的转向组件固定连接；所述弹性组件的底端与支撑架连接，弹性组件的顶端与下盖板连接；
所述弹性组件包括内弹簧、外弹簧以及导向轴套；所述内弹簧套设在所述滑柱外，所述外弹簧套设在所述内弹簧外，且在所述内弹簧与外弹簧之间的支撑架上设有导向轴套；
所述内轴套通过轴承与所述外轴套连接，所述轴承包括上轴承和下轴承，在所述上轴承与下轴承之间设有定位轴套；所述滑柱为多边形滑柱；或者在所述滑柱外设有凸块，在所述内轴套内设有与所述凸块适配的滑槽；或者在所述滑柱外设有滑槽，在所述内轴套内设有与所述滑槽适配的凸块；所述转向组件包括转向电机、第二减速器、小齿轮以及大齿轮；所述转向电机的输入端与所述电控模块电性连接，所述转向电机的输出端与第二减速器的输入端电性连接，所述第二减速器通过平键与所述小齿轮连接，所述小齿轮与所述大齿轮啮合，所述大齿轮固定套设在所述内轴套上；所述内轴套为凸台结构，所述凸台结构具有第一凸台、第二凸台以及卡槽；所述外轴套同轴套设在所述第二凸台上，所述转向组件与所述第一凸台固定连接，所述上盖板设在外轴套的顶部和第一凸台上，所述卡槽设在所述第一凸台上；所述卡槽用于安装卡箍，卡箍用以限制大齿轮，大齿轮同轴套设在靠近卡槽的第一凸台上；所述外轴套与第二凸台的高度一致，将第二凸台限制在上盖板与下盖板之间；
在空载时，弹性组件处于自由状态，弹性组件的弹性力通过下盖板推动外轴套、内轴套以及车体向上运动，使滑柱在内轴套内相对下移，直到内轴套的顶部与限位片接触，车体或运输机器人的空载状态对应悬架机构的悬空状态，运输机器人高速行驶；
在满载时，载荷的重力通过下盖板压缩弹性组件，使外轴套、内轴套以及车体向下运动，使滑柱在内轴套内相对上移，直到下盖板与导向轴套相接触，悬架机构处于刚性不可压缩状态，车体或运输机器人的满载状态对应悬架机构的刚性满载状态，运输机器人低速行驶；
在半载时，内轴套与限位片之间、下盖板与导向轴套之间均有一定行程距离，滑柱在内轴套内上下移动，车体或运输机器人的半载状态对应悬架机构的半载状态，运输机器人高速行驶。
2.如权利要求1所述的具有自动避障功能的搅拌运输机器人，其特征在于：还包括升降平台，所述升降平台设于所述AGV底盘总成与所述搅拌筒总成之间，所述升降平台的第二驱动控制模块与所述控制装置通信连接；
所述升降平台，用于在上料和出料时调整搅拌筒总成的高度。
3.如权利要求2所述的具有自动避障功能的搅拌运输机器人，其特征在于：所述升降平台为剪叉式升降平台、齿轮链条式升降平台或丝杠式升降平台。
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