CN209505911U - 一种麦克纳姆轮智能仓储agv - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种麦克纳姆轮智能仓储AGV，其包括车身，位于车身底部两侧分别设置有一对麦克纳姆轮，位于车身顶部设置有机械臂固定柱和主控***仓，主控***仓位于机械臂固定柱后部；位于车身前端顶部中央位置处设置有激光雷达传感器，位于车身前端下部两侧还分别设置有用于AGV局部避障的超声波传感器；机械臂固定柱的顶部通过旋转平台与机械臂结构连接，位于机械臂结构的端部设置有末端执行器；主控***仓内设置有主控制器、以及与主控制器连接的九轴陀螺仪和麦克纳姆轮驱动电机；激光雷达传感器、超声波传感器和九轴陀螺仪将检测到的信号都传输至主控制器内，由主控制器控制旋转平台和麦克纳姆轮驱动电机动作。

Description

一种麦克纳姆轮智能仓储AGV

技术领域

本实用新型涉及一种仓储AGV，特别是关于一种基于子地图快速关联算法的麦克纳姆轮智能仓储AGV。

背景技术

目前，智能仓储AGV(自动导引运输车)的开发和使用是一个非常热门的领域，许多公司都有着一套独特的AGV***。最出名的代号为“小黄人”的机器人在仓储货物分拣上表现卓越，依靠着强大的主机终端，实时调度几十台“小黄人”的运行，实现物流分拣工作。但该款AGV只适合运行在较为平整的路面，适用场景也非常有限。另外，也有很多公司推出了相对“小黄”来说体积更大，功能更齐全的AGV***，其自主导航绝大多数使用的是激光导航、惯性导航以及磁条导航。其中，激光导航占有很大的一部分，基于激光雷达的SLAM技术是目前最稳定、可靠性最高的方式。最早用于解决移动机器人同时定位与建图的方法是EKF－SLAM。在该方法中，最近邻数据关联法用于获取数据关联结果，扩展卡尔曼滤波用于完成对移动机器人位姿和环境地图的估计。然而EKF－SLAM在实际应用中存在很多问题，包括算法复杂度高、数据关联题难处理以及估计精度差等问题。

与此同时，AGV运行时，个别轮子转速不理想或打滑会直接对AGV运行的稳定性造成很大的影响，行业内解决此类问题的措施大部分是保证地面的平整或增大轮子的抓地力，但在一些特殊场合，这些措施将会无济于事。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于子地图快速关联算法的麦克纳姆轮智能仓储AGV，其能完成物品运输或是到达指定位置的功能。此外，依靠麦克纳姆轮的高机动性，提高作业效率并能在狭小的空间正常作业。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种麦克纳姆轮智能仓储AGV，其包括车身，位于所述车身底部两侧分别设置有一对麦克纳姆轮，位于所述车身顶部设置有机械臂固定柱和主控***仓，所述主控***仓位于所述机械臂固定柱后部；位于所述车身前端顶部中央位置处设置有激光雷达传感器，位于所述车身前端下部两侧还分别设置有用于AGV局部避障的超声波传感器；所述机械臂固定柱的顶部通过旋转平台与机械臂结构连接，位于所述机械臂结构的端部设置有末端执行器；所述主控***仓内设置有主控制器、以及与所述主控制器连接的九轴陀螺仪和麦克纳姆轮驱动电机；所述激光雷达传感器、超声波传感器和九轴陀螺仪将检测到的信号都传输至所述主控制器内，由所述主控制器控制所述旋转平台和麦克纳姆轮驱动电机动作。

进一步，所述机械臂结构包括机械大臂、机械中臂、第一步进电机、机械小臂、关节和第二步进电机；所述机械大臂一端通过所述旋转平台与所述机械臂固定柱连接，所述机械大臂另一端通过所述第一步进电机与所述机械中臂一端连接；所述机械中臂另一端通过所述关节与所述机械小臂一端连接，所述机械小臂该端端部设置有所述第二步进电机，且所述机械小臂的末端连接有所述末端执行器；所述第一步进电机和第二步进电机均与所述主控制器连接。

进一步，所述末端执行器内设置有驱动电机，该驱动电机与所述主控制器连接，该驱动电机带动所述末端执行器绕所述机械小臂转动。

进一步，所述机械臂结构还包括驱动连杆；所述驱动连杆一端与所述第一步进电机连接，另一端与所述机械小臂一端连接。

进一步，所述车身后部设置有动力电池仓，所述动力电池仓内设置有锂电池，所述锂电池外层包裹阻燃材料。

进一步，所述动力电池仓后部设置有充电插口。

进一步，所述麦克纳姆轮驱动电机采用带编码器的行星减速电机，该行星减速电机固定在所述车身的底盘上。

进一步，所述超声波传感器设置在靠近地面处，且不高过所述激光雷达传感器的扫描平面。

进一步，所述末端执行器上设置有与所述主控制器连接的视觉模块。

进一步，所述主控制器采用型号为ARM Cortex-M4 FRDM K64F的单片机。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型采用基于投影法改进的麦克纳姆轮，优化了麦克纳姆轮运动单元的参数设计，使AGV运行更稳定。2、本实用新型主控***使用的中央处理器模块采用ARM Cortex-M4 FRDM-K64型号的单片机，具有成本低和可靠性高的优点。

附图说明

图1是本实用新型的AGV结构示意图；

图2是本实用新型的使用麦克纳姆轮的底盘示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种麦克纳姆轮智能仓储AGV，其包括车身1，位于车身1底部两侧分别设置有一对麦克纳姆轮2，位于车身1顶部设置有机械臂固定柱3和主控***仓4，主控***仓4位于机械臂固定柱3后部。位于车身1前端顶部中央位置处设置有激光雷达传感器5，位于车身1前端下部两侧还分别设置有用于AGV局部避障的超声波传感器6。机械臂固定柱3的顶部通过旋转平台7与机械臂结构连接，位于机械臂结构的端部设置有末端执行器8。主控***仓4内设置有主控制器、以及与主控制器连接的九轴陀螺仪和麦克纳姆轮驱动电机。激光雷达传感器5、超声波传感器6和九轴陀螺仪将检测到的信号都传输至主控制器内，由主控制器控制旋转平台7和麦克纳姆轮驱动电机动作，进而控制两对麦克纳姆轮2工作。

在一个优选的实施例中，机械臂结构包括机械大臂9、第一步进电机10、机械中臂11、关节12、机械小臂13和第二步进电机14。机械大臂9一端通过旋转平台7与机械臂固定柱3连接，机械大臂9另一端通过第一步进电机10与机械中臂11一端连接。机械中臂11另一端通过关节12与机械小臂13一端连接，机械小臂该端端部设置有第二步进电机14，且机械小臂13的末端连接有末端执行器8。其中，第一步进电机10和第二步进电机14均与主控制器连接，由主控制器控制步进电机动作。使用时，机械大臂9由旋转平台7带动转动，机械中臂11由第一步进电机10和机械大臂9带动，机械小臂13由机械中臂11通过关节12带动其动作，且机械小臂13在第二步进电机14的驱动下可以带动末端执行器8一同旋转。

上述实施例中，末端执行器8内还设置有驱动电机，该驱动电机与主控制器连接，由主控制器控制其动作。使用时，该驱动电机带动末端执行器8绕机械小臂13进行转动，使得机械臂结构具有5个自由度。

在一个优选的实施例中，机械臂结构还包括驱动连杆15。驱动连杆15一端与第一步进电机10连接，另一端与机械小臂13一端连接，用于辅助机械中臂11支撑、带动机械小臂13动作。

在一个优选的实施例中，位于车身1后部还设置有动力电池仓16，用于为主控***仓4和各传感器供电。动力电池仓16内设置有大功率的锂电池，锂电池外层包裹阻燃材料。在动力电池仓16后部还设置有充电插口，以实现AGV的自动充电功能。

在一个优选的实施例中，麦克纳姆轮驱动电机采用带编码器的行星减速电机，该行星减速电机固定在车身底盘上。

上述各实施例中，超声波传感器6设置在靠近地面处，且不高过激光雷达传感器5的扫描平面，以防止在路径规划时引入噪声点。优选的，超声波传感器6由四组型号为US-100的超声波模块构成；激光雷达传感器5的型号为杉川A0602。

上述各实施例中，末端执行器8上还设置有与主控制器连接的视觉模块，以辅助机械臂结构准确抓取物料。

上述各实施例中，车身1采用碳纤维板制成，质量轻且硬度较高。

上述各实施例中，主控制器采用型号为ARM Cortex-M4 FRDM K64F的单片机，同时主控***仓4内还设置有与单片机连接的GPS模块，用于实时反馈当前AGV所在的位置。其中，单片机运行Ubuntu***，并在linux架构中运行ROS机器人操作***。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种麦克纳姆轮智能仓储AGV，其特征在于：包括车身，位于所述车身底部两侧分别设置有一对麦克纳姆轮，位于所述车身顶部设置有机械臂固定柱和主控***仓，所述主控***仓位于所述机械臂固定柱后部；位于所述车身前端顶部中央位置处设置有激光雷达传感器，位于所述车身前端下部两侧还分别设置有用于AGV局部避障的超声波传感器；所述机械臂固定柱的顶部通过旋转平台与机械臂结构连接，位于所述机械臂结构的端部设置有末端执行器；

所述主控***仓内设置有主控制器、以及与所述主控制器连接的九轴陀螺仪和麦克纳姆轮驱动电机；所述激光雷达传感器、超声波传感器和九轴陀螺仪将检测到的信号都传输至所述主控制器内，由所述主控制器控制所述旋转平台和麦克纳姆轮驱动电机动作。

2.如权利要求1所述AGV，其特征在于：所述机械臂结构包括机械大臂、机械中臂、第一步进电机、机械小臂、关节和第二步进电机；所述机械大臂一端通过所述旋转平台与所述机械臂固定柱连接，所述机械大臂另一端通过所述第一步进电机与所述机械中臂一端连接；所述机械中臂另一端通过所述关节与所述机械小臂一端连接，所述机械小臂该端端部设置有所述第二步进电机，且所述机械小臂的末端连接有所述末端执行器；所述第一步进电机和第二步进电机均与所述主控制器连接。

3.如权利要求2所述AGV，其特征在于：所述末端执行器内设置有驱动电机，该驱动电机与所述主控制器连接，该驱动电机带动所述末端执行器绕所述机械小臂转动。

4.如权利要求2或3所述AGV，其特征在于：所述机械臂结构还包括驱动连杆；所述驱动连杆一端与所述第一步进电机连接，另一端与所述机械小臂一端连接。

5.如权利要求1所述AGV，其特征在于：所述车身后部设置有动力电池仓，所述动力电池仓内设置有锂电池，所述锂电池外层包裹阻燃材料。

6.如权利要求5所述AGV，其特征在于：所述动力电池仓后部设置有充电插口。

7.如权利要求1所述AGV，其特征在于：所述麦克纳姆轮驱动电机采用带编码器的行星减速电机，该行星减速电机固定在所述车身的底盘上。

8.如权利要求1所述AGV，其特征在于：所述超声波传感器设置在靠近地面处，且不高过所述激光雷达传感器的扫描平面。

9.如权利要求1所述AGV，其特征在于：所述末端执行器上设置有与所述主控制器连接的视觉模块。

10.如权利要求1所述AGV，其特征在于：所述主控制器采用型号为ARM Cortex-M4FRDMK64F的单片机。