CN117246945B - 基于agv动力***的叉举换向协力搬运小车 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，包括AGV自动行走机构、设置于AGV自动行走机构上的举升机构，所述AGV自动行走机构上位于举升机构下方设置有配合举升机构的回转机构，所述举升机构包括多向调节移动的货台、设置于货台侧面受驱动开合设置且用于托举货物的一组货叉组件、测距定位装置和视觉识别***，所述回转机构包括沿AGV自动行走机构移动设置的底座、设置于底座上旋转的回转盘、以及设置于回转盘内的若干组相对布置的锁定装置。本发明实现了基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，从而实现小车能精准调整货物方向并稳定转运输送。

Description

基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车
技术领域
本发明属于AGV自动运输技术领域，尤其涉及一种基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车。
背景技术
自动导向车(AGV) 是采用自动或人工方式装载货物，按设定的路线自动行驶或牵引着载货台车至指定地点，再用自动或人工方式装卸货物的工业车辆。人工智能技术如理解与搜索、任务与路径规划、模糊与神经网络控制技术的发展，使AGV向着智能化和自主化方向发展。AGV的研究与开发集人工智能、信息处理、图像处理为一体，涉及计算机、自动控制、信息通讯、机械设计和电子技术等多个学科，成为物流自动化研究的热点之一。
现有专利文献如CN202222660080.6一种免掉头回转夹抱车，公开了包括行走底座，回转车身，举升机构，移动门架，升降架，抱夹机构，回转支承。上述小车可以实现水平、升降、旋转的定位搬运货物，虽然其具备转向功能，但是始终保持货物定位在抱夹板之间，移动过程中增加了货物坠落的风险，且抱夹板采用相对竖直的夹持状态，需要较大的夹紧力才能确保货物的夹持稳定性，对驱动装置而言需要更大机械动力。
现有专利文献如CN202220912093.5一种卷料搬运小车，公开了两个抱臂的抱紧部在驱动部的带动下相互靠近或远离，从而实现对卷料的抱紧或松开。上述小车两个抱臂同步开合，对于摆动缸的驱动力需要足够稳定，才能同时有效控制两个抱臂作用，同样的，对驱动装置的性能要求较高。
现有专利文献如CN202011468617.8一种旋转抱夹机构及旋转抱夹小车，公开了抱夹机构具备一个固定臂和一个转臂，转臂同样受油缸驱动实现升降进而改变转臂转动方向，货物进入固定臂后由转臂压接配合时，考虑货物体积和重量较大时，固定臂承载货物的托举状态，为了确保转臂的定位稳定性，对于驱动装置的性能要求较高。
针对货物为大型圆柱体货物且需要在狭小空间内搬运的方式输送，以上现有专利的结合都不能满足在狭小空间定稳定移载的要求，因此，需要一种能精准调整货物方向并稳定转运输送的自动化小车。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，从而实现小车能精准调整货物方向并稳定转运输送。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，包括AGV自动行走机构、设置于AGV自动行走机构上的举升机构，所述AGV自动行走机构上位于举升机构下方设置有配合举升机构的回转机构，所述举升机构包括多向调节移动的货台、设置于货台侧面受驱动开合设置且用于托举货物的一组货叉组件、测距定位装置和视觉识别***，所述回转机构包括沿AGV自动行走机构移动设置的底座、设置于底座上旋转的回转盘、以及设置于回转盘内的若干组相对布置的锁定装置。
具体的，所述货台安装于门架驱动装置上，所述门架驱动装置包括受驱动水平移动的横移平台、设置于横移平台上一级门架、与一级门架靠接设置且受驱动升降的二级门架、以及连接横移平台和一级门架之间的斜拉杆。
具体的，所述横移平台与一级门架铰接设置，所述斜拉杆的一端铰接一级门架，所述斜拉杆的另一端铰接横移平台，所述斜拉杆可伸缩调节设置。
具体的，所述一级门架上设置有间隔布置的一组升降液压缸，一组升降液压缸的驱动端连接二级门架，所述二级门架的顶端设置有一组间隔布置的链轮和配合链轮的承重链条，所述承重链条的一端连接一级门架，所述承重链条的另一端连接货台。
具体的，所述货台的侧面设置有用于反向布置用于驱动一组货叉组件相对移动的一组横移液压缸。
具体的，所述货叉组件包括支撑叉体、设置于支撑叉体上的固定摆杆、与固定摆杆相对设置且轴接支撑叉体的回转摆杆、轴接回转摆杆且沿回转摆杆限位移动的曲柄、以及驱动曲柄带动回转摆杆转动形成三角支撑空间的推杆；所述回转摆杆上开设置有限位曲柄的轴的移动槽。
具体的，所述支撑叉体的端部位于固定摆杆和回转摆杆之间设置有过渡支撑面，所述过渡支撑面与固定摆杆的表面与回转摆杆的表面形成匹配货物的托举面。
具体的，所述测距定位装置包括设置于货台侧面的第一激光测距传感器、分别设置于一组货叉组件上的第二激光测距传感器。
具体的，所述回转盘上设置有外露锁定装置的开口，所述回转盘上设置有相对布置的一组横向方向上的锁定装置和相对布置的一组纵向方向上的锁定装置。
具体的，所述锁定装置包括受驱动转动凸出回转盘或内缩回转盘设置的锁定钩。
与现有技术相比，本发明基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车的有益效果主要体现在：
底盘结构上设置举升机构和回转机构配合，实现货物的托举和转运，避免采用货叉组件持续移载货物状态造成的不稳定因素，货物托举搬运后转移至回转机构，回转机构跟随底盘结构可以移载货物经过狭小空间，提高货物在移载过程中的稳定性和安全性，极大的避免了货物在移载过程中发生坠落的风险；举升机构和回转机构集成在AGV自动行走机构上，利用测距定位装置和视觉识别***能精准取放货物；举升机构根据货物的重量具有一定的防变形调节功能，体现在斜拉杆的结构设置，预先对第一门架进行角度控制，确保货叉组件承载货物时的状态是水平的，提高货物定位的准确性；举升机构利用第一门架、第二门架、链轮、承重链条、升降液压缸使得货台行程稳定且快速，货台叉举高度超过3m；货叉组件中回转摆杆具有稳定的三角支撑空间结构，处于托举状态时能发挥最大支撑效用，提高货物定位的稳定性，适用一定直径范围内多种圆柱体货物；回转机构中设置锁定装置，确保从货叉组件转运至回转盘上的货物能及时、有效的被限位，回转机构转动货物方向的过程能保持平衡，换向后的货物其较长方向与底盘结构长度方向一致，同时，回转机构可以沿底盘结构的长度方向移载行走，极大的提高了回转机构的运输便捷性和实用性。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为本实施例中举升机构结构示意图之一；
图3为本实施例中举升机构结构示意图之二；
图4为本实施例中货叉组件结构示意图；
图5为本实施例中货叉组件剖面示意图；
图6为本实施例中回转机构示意图；
图7为本实施例中回转支承结构示意图；
图8为本实施例中锁定装置结构示意图；
图中数字表示：
1AGV自动行走机构、11底盘结构、2举升机构、21货台、22货叉组件、23测距定位装置、24视觉识别***、3回转机构、31底座、32回转支承、33回转盘、34锁定装置、35承重轮、4横移平台、41一级门架、42二级门架、43斜拉杆、44升降液压缸、45承重链条、5导杆、51横移液压缸、6支撑叉体、61固定摆杆、62回转摆杆、63曲柄、64推杆、65过渡支撑面、66推座、67移动槽、68导向槽、69安全销、7开口、71锁定钩、72回转轴、73从动齿轮、74主动齿轮、75推力座。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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。
实施例：
参照图1-8所示，本实施例为基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，包括AGV自动行走机构1、设置于AGV自动行走机构1上的举升机构2、以及设置于AGV自动行走机构1上且位于举升机构2下方并配合举升机构2的回转机构3。
AGV自动行走机构1包括底盘结构11，设置于底盘结构11上的电控***、导航***、供电***、及液压***；其中，底盘结构11中设置有若干转向舵轮，用于整体底盘结构11的驱动行走，配合导航***能准确定位底盘结构11行走至确定目标地点。液压***为举升机构提供动力，电控***为整体小车提供电源。
举升机构2包括受驱动升降的货台21、设置于货台21侧面受驱动开合设置的一组货叉组件22、测距定位装置23和视觉识别***24。
货台21安装于门架驱动装置上，门架驱动装置包括受驱动水平移动的横移平台4、设置于横移平台4上一级门架41、与一级门架41靠接设置且受驱动升降的二级门架42、以及连接横移平台4和一级门架41之间的斜拉杆43。横移平台4的底部与底盘结构11的两侧通过滑轨导向配合，横移平台4与一级门架41铰接设置，斜拉杆43的一端铰接一级门架41，斜拉杆43的另一端铰接横移平台4，保持斜拉杆43处于倾斜状态，进而保持一级门架41和横移平台4处于三角稳定，斜拉杆43具备伸缩调节功能，货台21安装于二级门架42上且随其同步升降，当货台21上货物较重时，为了避免一级门架41和二级门架42受力变形，需要对一级门架41的受力情况进行预估，调节斜拉杆43收紧，预先将一级门架41调节为靠后倾斜，货台21微微朝上抬起，当货台21承载重量时，一级门架41和二级门架42受力保持竖直状态，设置斜拉杆43能有效减小一级门架41和二级门架42受力变形问题，确保货台21承载货物的位置准确性。
一级门架41上设置有间隔布置的一组升降液压缸44，一组升降液压缸44的驱动端连接二级门架42，二级门架42的顶端设置有一组间隔布置的链轮和配合链轮的承重链条45，承重链条45的一端连接一级门架41，承重链条45的另一端连接货台21，当升降液压缸44驱动二级门架42升降时，货台21通过承重链条45沿链轮移动，货台21的升降行程是升降液压缸44的行程两倍，实现利用链轮和承重链条45倍增行程。
货台21的侧面设置有水平布置用于导向货叉组件22水平移动的导杆5，货台21的侧面还设置有用于反向布置用于驱动一组货叉组件22相对移动的一组横移液压缸51，横移液压缸51的驱动端连接货叉组件22，当一组横移液压缸51驱动货叉组件22时，实现一组货叉组件22相对打开或靠近。
货叉组件22包括支撑叉体6、设置于支撑叉体6上的固定摆杆61、与固定摆杆61相对设置且轴接支撑叉体6的回转摆杆62、轴接回转摆杆62且沿回转摆杆62限位移动的曲柄63、以及驱动曲柄63带动回转摆杆62转动形成三角支撑空间的推杆64。
本实施例中支撑叉体6为L型结构，支撑叉体6的一端连接货台21，支撑叉体6的另一端朝上底盘结构11的前方设置。支撑叉体6的端部位于固定摆杆61和回转摆杆62之间设置有过渡支撑面65，固定摆杆61与支撑叉体6轴接固定，固定摆杆61的端部翘曲凸出支撑叉体6，且固定摆杆61的端部与支撑叉体6之间设置有推座66，推座66能有效支撑固定摆杆61的位置高度，过渡支撑面65与固定摆杆61的表面与回转摆杆62的表面形成匹配货物的托举面。根据货物为大型圆柱体结构，回转摆杆62、过渡支撑面65、固定摆杆61的表面均铺设第一防滑层，且形成与货物外壁适配的弧形的托举面。过渡支撑面65提高托举货物的接触面积，有效缓解货物晃动。
其中，回转摆杆62上开设置有限位曲柄63的轴的移动槽67，推杆64的一端与曲柄63轴接，推杆64的另一端连接有梯形丝杆和减速电机，减速电机带动梯形丝杆旋转，将回转运动转化为推杆的直线运动，使得曲柄63绕推杆64端部旋转，改变曲柄63在移动槽67的位置，曲柄63带动回转摆杆62绕支撑叉体6旋转，从而调节支撑叉体6的托举角度；为了提高推杆64的移动稳定性，支撑叉体6上开设有限位推杆64的轴的导向槽68。货叉组件22可以适用于不同直径货物的托举动作，确保托举的稳定性和安全性。利用回转摆杆62、曲柄63、推杆64形成稳定的三角支撑空间，回转摆杆62的支撑强度得到保障。货叉组件22设计过程中充分考虑货叉设计强度及货物叉取点的允许压力，防止因货叉悬臂设计使货叉变形导致货物脱落或货物的叉取点强度不足导致货物变形损坏。
支撑叉体6上设置有用于限位回转摆杆62回落高度的安全销69，通过将安全销69***支撑叉体6上，限位回转摆杆62的最低高度，提高叉取货物的安全性。
测距定位装置23包括设置于货台21侧面的第一激光测距传感器、分别设置于一组货叉组件22上的第二激光测距传感器，通过以上第一激光测距传感器确保货叉组件22取货的相对位置准确性，通过第二激光测距传感器检测货叉组件22进入货物下方时，其与货物的距离判断两组货叉组件22的相对关系，确认货叉组件22与底盘结构11的平行关系，进而确认两组货叉组件22能同时叉取货物，避免叉取过程出现倾斜。
回转机构3包括底座31、设置于底座31上的回转支承32、受回转支承32驱动旋转的回转盘33、以及设置于回转盘33内的若干组相对布置的锁定装置34。底座31与底盘结构11滑动配合，底盘结构11内设置有一组轨道槽，底座31上设置有配合轨道槽的承重轮35。轨道槽上设置有沿其长度方向布置的轨道齿条，底座31上安装有配合轨道齿条的齿轮电机和驱动回转支承的回转电机，齿轮电机驱动底座沿轨道齿条水平移动，回转电机驱动回转支承32旋转。
回转盘33上铺设有第二防滑层，本实施例中第一防滑层和第二防滑层均采用聚氨酯橡胶制成。
回转盘33上设置有外露锁定装置34的开口7，回转盘33上设置有相对布置的一组横向方向上的锁定装置34和相对布置的一组纵向方向上的锁定装置34。
锁定装置34包括受驱动转动凸出回转盘33或内缩回转盘33设置的锁定钩71；锁定装置34还包括穿设于锁定钩71上的回转轴72、套装于回转轴72上且与其同步旋转的从动齿轮73、配合从动齿轮73的主动齿轮74、配合主动齿轮74的锁定齿条、连接锁定齿条的推力座75、以及驱动推力座75平移的电机丝杆组件。其中，锁定钩71与回转轴72通过销轴限位，使得锁定钩71同回转轴72同步旋转，当电机丝杆组件驱动推力座75时，锁定齿条带动主动齿轮74，从动齿轮73带动回转轴72，进而实现锁定钩71的旋转，锁定钩71凸出回转盘33的开口7时具有限位作用，锁定钩71内缩回转盘33的开口7时避让货物。
两组锁定装置34根据货物的定位方向进行选择性限位，锁定装置34的锁紧力大小，可通过设置电机丝杆组件的输出扭矩实现，并实现货物在回转盘33上的精准固定。
应用本实施例时，AGV自动行走机构1自动导航至目标地点，并调整底盘结构11的前方处于正对货物的方向，举升机构2靠近货物将货叉组件22伸入货物的下方，货叉组件22的回转摆杆62打开并抵靠货物下缘，使得货物稳定支撑在货叉组件22上，举升机构2驱动货台21带动货叉组件22托举货物，货叉组件22定位货物的过程调整货台21的高度位置及一组货叉组件22间距，举升机构2沿底盘结构11移动，一组货叉组件22托举货物前调节间隔距离大于回转盘33尺寸，一组货叉组件22避让回转盘33将货物放置于回转盘33上，举升机构2继续沿底盘结构11移动远离回转机构3，相对布置的一组锁定装置34的锁定钩根据货物的摆放方向凸出回转盘并锁定，回转盘转动90°，使货物的长度方向与底盘结构11的长度方向一致，货物基本可以收在底盘结构11的上方，进而实现货物跟随底盘结构11通过适合的狭小空间移载。
本实施例中底盘结构11上设置举升机构2和回转机构3配合，实现货物的托举和转运，避免采用货叉组件22持续移载货物状态造成的不稳定因素，货物托举搬运后转移至回转机构3，回转机构3跟随底盘结构11可以移载货物经过狭小空间，提高货物在移载过程中的稳定性和安全性，极大的避免了货物在移载过程中发生坠落的风险；举升机构2和回转机构3集成在AGV自动行走机构1上，利用测距定位装置23和视觉识别***24能精准取放货物；举升机构2根据货物的重量具有一定的防变形调节功能，体现在斜拉杆43的结构设置，预先对第一门架41进行角度控制，确保货叉组件22承载货物时的状态是水平的，提高货物定位的准确性；举升机构2利用第一门架41、第二门架42、链轮、承重链条45、升降液压缸44使得货台21行程稳定且快速，货台21叉举高度超过3m；货叉组件22中回转摆杆62具有稳定的三角支撑空间结构，处于托举状态时能发挥最大支撑效用，提高货物定位的稳定性，适用一定直径范围内多种圆柱体货物；回转机构3中设置锁定装置34，确保从货叉组件22转运至回转盘33上的货物能及时、有效的被限位，回转机构3转动货物方向的过程能保持平衡，换向后的货物其较长方向与底盘结构11长度方向一致，同时，回转机构3可以沿底盘结构11的长度方向移载行走，极大的提高了回转机构3的运输便捷性和实用性。
在本说明书的描述中，术语“具体实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，包括AGV自动行走机构、设置于AGV自动行走机构上的举升机构，其特征在于：所述AGV自动行走机构上位于举升机构下方设置有配合举升机构的回转机构，所述举升机构包括多向调节移动的货台、设置于货台侧面受驱动开合设置且用于托举货物的一组货叉组件、测距定位装置和视觉识别***，所述回转机构包括沿AGV自动行走机构移动设置的底座、设置于底座上旋转的回转盘、以及设置于回转盘内的若干组相对布置的锁定装置，所述货叉组件包括支撑叉体、设置于支撑叉体上的固定摆杆、与固定摆杆相对设置且轴接支撑叉体的回转摆杆、轴接回转摆杆且沿回转摆杆限位移动的曲柄、以及驱动曲柄带动回转摆杆转动形成三角支撑空间的推杆；所述回转摆杆上开设置有限位曲柄的轴的移动槽，所述支撑叉体的端部位于固定摆杆和回转摆杆之间设置有过渡支撑面，所述过渡支撑面与固定摆杆的表面与回转摆杆的表面形成匹配货物的托举面。
2.根据权利要求1所述的基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，其特征在于：所述货台安装于门架驱动装置上，所述门架驱动装置包括受驱动水平移动的横移平台、设置于横移平台上一级门架、与一级门架靠接设置且受驱动升降的二级门架、以及连接横移平台和一级门架之间的斜拉杆。
3.根据权利要求2所述的基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，其特征在于：所述横移平台与一级门架铰接设置，所述斜拉杆的一端铰接一级门架，所述斜拉杆的另一端铰接横移平台，所述斜拉杆可伸缩调节设置。
4.根据权利要求2所述的基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，其特征在于：所述一级门架上设置有间隔布置的一组升降液压缸，一组升降液压缸的驱动端连接二级门架，所述二级门架的顶端设置有一组间隔布置的链轮和配合链轮的承重链条，所述承重链条的一端连接一级门架，所述承重链条的另一端连接货台。
5.根据权利要求1所述的基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，其特征在于：所述货台的侧面设置有用于反向布置用于驱动一组货叉组件相对移动的一组横移液压缸。
6.根据权利要求1所述的基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，其特征在于：所述测距定位装置包括设置于货台侧面的第一激光测距传感器、分别设置于一组货叉组件上的第二激光测距传感器。
7.根据权利要求1所述的基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，其特征在于：所述回转盘上设置有外露锁定装置的开口，所述回转盘上设置有相对布置的一组横向方向上的锁定装置和相对布置的一组纵向方向上的锁定装置。
8.根据权利要求1所述的基于AGV动力***的叉举换向协力搬运小车，其特征在于：所述锁定装置包括受驱动转动凸出回转盘或内缩回转盘设置的锁定钩。
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