CN210680982U - 一种模块化智能agv - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模块化智能AGV，包括AGV本体，AGV本体上设有全向底盘，全向底盘上设有4个减震模块，减震模块包括八边形模块、弹簧片、全向轮、转轴连接件、带座轴承和轴，八边形模块将4个减震模块连接，弹簧片设置在八边形模块底部，全向轮上设有叶子板，全向轮中贯穿设有轴，轴连接至带座轴承，全向轮与叶子板通过转轴连接件连接，AGV本体上还设有四个驱动电路，四个驱动电路的输出端分别连接每个减震模块的带座轴承。本实用新型在全向底盘上模块化组装了4个减震模块，每个减震模块中包含全向轮，每个全向轮由对应的驱动电路通过轴连接来带动运动，提高了机器人的灵活性，可广泛应用于移动机器人技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动机器人技术领域，尤其是一种模块化智能AGV。
背景技术
AGV是Automated Guided Vehicle的缩写，意即“自动导引运输车”。AGV是装备有电磁或光学等自动导引装置，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
当前，地面机器人的移动方式主要分为腿足式、履带式、轮式等几种，对于轮式机器人，大部分采用两轮驱动底盘，即底盘上安装两个主动轮，其余的均为从动轮，然而两轮驱动底盘不能直接进行横向平移，只能进行纵向平移以及自身旋转，这种驱动方式大大地限制了机器人的灵活性。因而，为提高机器人的灵活性，需增加驱动轮，采用全向底盘。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种灵活性高的模块化智能AGV。
本实用新型实施例提供了一种模块化智能AGV，包括AGV本体，所述AGV本体上设有全向底盘，所述全向底盘上设有4个减震模块，所述减震模块包括八边形模块、弹簧片、全向轮、转轴连接件、带座轴承和轴，所述八边形模块将4个减震模块连接，所述弹簧片设置在八边形模块底部，所述全向轮上设有叶子板，所述全向轮中贯穿设有轴，所述轴连接至带座轴承，所述全向轮与叶子板通过转轴连接件连接，所述AGV本体上还设有四个驱动电路，所述四个驱动电路的输出端分别连接每个减震模块的带座轴承。
进一步，所述驱动电路包括第一电路、第二电路、第三电路和第四电路。
进一步，所述第一电路由L6384D驱动芯片及L6384D驱动芯片的***电路组成。
进一步，所述第二电路由J4_CON2全H桥电路及J4_CON2全H桥电路的***电路组成。
进一步，所述第三电路由SS54二极管及SS54二极管的***电路组成。
进一步，所述第四电路由LM258运算放大器以及LM258运算放大器的***电路组成。
进一步，所述AGV本体上设有显示屏。
进一步，所述AGV本体上设有固态雷达、LED灯和红外线传感器。
进一步，所述AGV本体内设有电磁铁，所述电磁铁将多个AGV本体吸附成一体。
进一步，所述AGV本体内还设有通讯模块。
上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型的实施例在AGV本体上设有全向底盘，其中全向底盘上模块化组装了4个减震模块，每个减震模块中包含全向轮，每个全向轮由对应的驱动电路通过轴连接来带动运动，提高了机器人的灵活性。
附图说明
图1为本实用新型的一种模块化智能AGV的整体结构框图；
图2为本实用新型的模块化智能AGV的外部示意图；
图3为本实用新型的模块化智能AGV的减震模块的结构示意图；
图4为本实用新型的驱动电路的电路原理图；
图5为本实用新型的AGV四轮速度运动控制的原理框图；
图6为多个AGV拼接成一体的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实施例提供了一种模块化智能AGV，包括AGV本体，所述AGV本体上设有全向底盘，所述全向底盘上设有4个减震模块，所述减震模块包括八边形模块、弹簧片、全向轮、转轴连接件、带座轴承和轴，所述八边形模块将4个减震模块连接，所述弹簧片设置在八边形模块底部，所述全向轮上设有叶子板，所述全向轮中贯穿设有轴，所述轴连接至带座轴承，所述全向轮与叶子板通过转轴连接件连接，所述AGV本体上还设有四个驱动电路，所述四个驱动电路的输出端分别连接每个减震模块的带座轴承。
如图1所示，其中：
八边形模块1，用于组装八边形底板，作为八边形底板的连接部件。可以衍生出具备不同类型悬挂或者扩展功能的模块，便于快速改装和破损部件替换。
转轴连接件2，用于连接叶子板与轴承座，也起到固定叶子板的作用。
弹簧片3，用于缓解路面带来的冲击，迅速吸收颠簸时产生的震动。
叶子板4和轴5，用于支承转动零件并与之一起回转以传递运动,扭矩或弯矩。
带座轴承6，用于支承轴的转动，减少摩擦。
全向轮7，用于支撑整辆车的重量，及提供小车的前进方向。
电机8，将电能转化为机械能，用于提供小车的动力。
M5六角螺栓9，与螺母配合，用于紧固连接两个带通孔的被连接零件或构件
紧固螺母10，与螺栓配合，用于紧固连接两个带通孔的被连接零件或构件。
联轴器11，用于将不同机构中的主动轴与从动轴牢固地联接起来一同旋转，并传递运动和扭矩。
同时，参照图3，本实用新型的减震模块包括：
八边形模块31，用于组装八边形底板，作为八边形底板的连接部件。可以衍生出具备不同类型悬挂或者扩展功能的模块，便于快速改装和破损部件替换。
弹簧片32，用于缓解路面带来的冲击，迅速吸收颠簸时产生的震动。
全向轮33，用于支撑整辆车的重量，及提供小车的前进方向。
转轴连接件34，用于连接叶子板与轴承座，也起到固定叶子板的作用。
带座轴承35，用于支承轴的转动，减少摩擦。
轴36和叶子板37，用于支承转动零件并与之一起回转以传递运动,扭矩或弯矩。
进一步作为优选的实施方式，所述驱动电路包括第一电路、第二电路、第三电路和第四电路。
如图4和图5所示，本实用新型的驱动电路包括第一电路、第二电路、第三电路和第四电路。本实用新型采用如图4所示的大功率mos管搭载的直流电机驱动电路，最高输入电压30V,电机驱动电流最高80A，通过一个这个放大电路控制一个电机(如图5所示，一共4个电机)，每一个智能AGV包含四个驱动电路，进而能够驱动4个全向轮。
进一步作为优选的实施方式，所述第一电路由L6384D驱动芯片及L6384D驱动芯片的***电路组成。
具体的，目前市场上主要的放大器都是使用三极管或者MOS管进行放大作用的。但为了提高本实用新型的负载能力，并保证输出电压的稳定，故选用了MOS管作为主要的放大和驱动元器件。并且由四个MOS管组成了全桥式整流电路。
对于第一电路，其工作原理如下：
所述第一电路中包括14v的电源VCC、型号为SS54的二极管D7、1NF的电容器C18、一个型号为L6384D的驱动芯片U10、30k的电阻R35。
所述电源Vcc的一端连接着二极管D7的正极、另一端连接着驱动芯片U10的2接线柱电源电压Vcc，所述二极管D7的负极连接着驱动芯片U10的8接线柱启动电压Vboot，所述电容器C18一端连接着驱动芯片U10的8接线柱启动电压Vboot、另一端连接着驱动芯片U10的6接线柱稳压后电压输出端VOUT，所述电阻R35一端连接着驱动芯片U10的3接线柱DTSD、另一端接地线GND，所述驱动芯片U10的4接线柱接地线GND、5接线柱连接着图二电阻R37，其中驱动芯片U10的1接线柱连接线为输入端IN4_1，3接线柱与电阻R35连接线为输出端EN_4。
进一步作为优选的实施方式，所述第二电路由J4_CON2全H桥电路及J4_CON2全H桥电路的***电路组成。
具体的，如图4所示，所述第二电路的工作原理为：
所述第二电路中包括两个输入电源VCC_IN、220R电阻R36、220R电阻R37、220R电阻R38、220R电阻R39、500R电阻R0、0.1cf电容C19、型号为J4_CON2的四个mos管组成的全H桥电路、四个型号为IRLRS762的三线连接封装盒子其分别命名为Q13、Q14、Q15、Q16。
进一步作为优选的实施方式，所述第三电路由SS54二极管及SS54二极管的***电路组成。
具体的，如图4所示，所述第三电路的工作原理为：
所述第三电路中包括14v的电源VCC、型号为SS54的二极管D8、1nf的电容器C20、一个型号为L6384D的驱动芯片U11。
所述电源VCC的一端连接着二极管D8的正极、另一端连接着驱动芯片U11的2接线柱电源电压Vcc，所述二极管D8的负极连接着驱动芯片U11的8接线柱启动电压Vboot，所述电容器C20一端连接着驱动芯片U11的8接线柱启动电压Vboot、另一端连接着驱动芯片U11的6接线柱稳压后电压输出端VOUT，所述驱动芯片U11的5接线柱LVG连接着图二的电阻R39、7接线柱连接着图二中的电阻R38、4接线柱接地线GND，其中驱动芯片U11的1接线柱连接线为输入端IN4_2，3接线柱与电阻R35连接线为输出端EN_4。
进一步作为优选的实施方式，所述第四电路由LM258运算放大器以及LM258运算放大器的***电路组成。
具体的，如图4所示，所述第四电路的工作原理为：
所述第四电路中包括两个14v的电源VCC、30k的电阻R44、10k的电阻R45、1k的电阻R46、10k的电阻R47、0.1nf的电容器C21、0.1nf的电容器C22、型号为LM258的运算放大器U4AB。图中，由R45和C21组成了RC震荡电路，并且具有一定的滤波效果。
所述电源VCC其中一个连接着运算放大器的一端∞，另外一个连接着电容器C22，所述运算放大器另一端-∞连接着电容器C22的另一端和接地线GND且二者并联，所述运算放大器5接线柱(正极)连接着电阻R45的一端和电容器C21的一端且二者并联，所述运算放大器6接线柱(负极)连接着电阻R46的一端和电阻R44的一端且二者并联，所述电容C21和电阻R46的另一端均接接地线GND，所述电阻R44另一端接电阻R47的一端，所述电阻R47另一端为输出线C4_OUT。
进一步作为优选的实施方式，所述AGV本体上设有显示屏。
进一步作为优选的实施方式，所述AGV本体上设有固态雷达、LED灯和红外线传感器。
进一步作为优选的实施方式，所述AGV本体内设有电磁铁，所述电磁铁将多个AGV本体吸附成一体。
如图2所示，本实用新型的模块化智能AGV的外部设有八边形抬升托盘21、状态显示屏22、电磁铁23、LED灯24、内置红外线传感器25、固态雷达26。
其中，八边形抬升托盘，用于抬升与支承重物。
状态显示屏，显示小车当前的状态，包括电量，工作状态及载重情况等。
电磁铁，作为多车协同时各个小车的连接部件。
LED灯，用于装饰及提供简单的辅助光源，并可通过颜色和闪烁方式简单地表达车辆状态。
内置红外线传感器，用于检测前方物体与本车的距离并将距离参数上传到处理器，处理器再根据这些数据对小车的运动做出相应调整，进而与固态雷达组成小车的眼睛。需要说明的是，本实用新型提及的处理器并不涉及数据处理流程上的改进，其控制功能与现有技术中的处理器相同。
固态雷达，用于获取小车的位置信号，为小车提供避障功能。
对于传统的AGV而言，各个AGV之间相互独立存在，每个AGV的最高承重量固定、工作区域有限、运行速度相对较慢，以及灵敏性和智能程度低，如表1所示，现有技术中的常用AGV的优劣说明如下：
表1
与传统AGV相比，本实用新型的八边形AGV智能程度高，灵活性更强，本实用新型的八边形AGV可以通过侧面的电磁铁，将多个AGV拼接在一起(如图6所示)，多台拼接后的AGV整体承重量很大，可协同搬运；部件模块化封装。
本实用新型利用八边形的特殊性，打破了传统技术中大车运小物的弊端，本实用新型的小车能多面选位以及协同搬运。多车协同搬运根据不同货物的尺寸和重量，调动相应数量的小车进行拼接，然后协同搬运，实现小车运小物，协同运大物。
另外，如图1所示，本实用新型的全向底盘由多个梯形模块组件组成，降低了维护成本。进一步减小了生产成本，同时减少了零件种类便于维护。模块化设计便于用户根据不同的使用场景定制不同的避震和传感器，也便于用户在有更多需求的时候更方便地进行功能模块的升级。
在拼接过程中，针对AGV在拼接时所出现的对接精度不高和在协同搬运时所出现的轻微的相对位移的问题，采用激光测距仪和固态雷达进行引导，在完成对接后利用电磁铁进行锁死从而实现拼接，进一步提升协同搬运的稳定性和可靠性。
如图3所示，本实用新型的载重避震装置根据全向轮运动特点，选取高强度弹簧片作为避震装置；采用全向轮提供更灵活的运动路径。
本实用新型的AGV本体外壳表面也可以加装机械臂模块，以配合搬运AGV实现更多样的任务。
本实用新型的AGV本体内还设有抬升装置，能够通过螺旋丝杠将货架抬离地面，从而进行搬运。
综上所述，本实用新型的模块化智能AGV实现了沿任意方向直线行走的功能，提高了AGV的灵活性，能够大大缩短机器人的行走距离。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种模块化智能AGV，其特征在于：包括AGV本体，所述AGV本体上设有全向底盘，所述全向底盘上设有4个减震模块，所述减震模块包括八边形模块、弹簧片、全向轮、转轴连接件、带座轴承和轴，所述八边形模块将4个减震模块连接，所述弹簧片设置在八边形模块底部，所述全向轮上设有叶子板，所述全向轮中贯穿设有轴，所述轴连接至带座轴承，所述全向轮与叶子板通过转轴连接件连接，所述AGV本体上还设有四个驱动电路，所述四个驱动电路的输出端分别连接每个减震模块的带座轴承。
2.根据权利要求1所述的一种模块化智能AGV，其特征在于：所述驱动电路包括第一电路、第二电路、第三电路和第四电路。
3.根据权利要求2所述的一种模块化智能AGV，其特征在于：所述第一电路由L6384D驱动芯片及L6384D驱动芯片的***电路组成。
4.根据权利要求2所述的一种模块化智能AGV，其特征在于：所述第二电路由J4_CON2全H桥电路及J4_CON2全H桥电路的***电路组成。
5.根据权利要求2所述的一种模块化智能AGV，其特征在于：所述第三电路由SS54二极管及SS54二极管的***电路组成。
6.根据权利要求2所述的一种模块化智能AGV，其特征在于：所述第四电路由LM258运算放大器以及LM258运算放大器的***电路组成。
7.根据权利要求1所述的一种模块化智能AGV，其特征在于：所述AGV本体上设有显示屏。
8.根据权利要求1所述的一种模块化智能AGV，其特征在于：所述AGV本体上设有固态雷达、LED灯和红外线传感器。
9.根据权利要求1所述的一种模块化智能AGV，其特征在于：所述AGV本体内设有电磁铁，所述电磁铁将多个AGV本体吸附成一体。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种模块化智能AGV，其特征在于：所述AGV本体内还设有通讯模块。
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Cited By (2)
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| CN113084839A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-09 | 安徽理工大学 | 一种可自动规划路径的全方位移动机器人 |
| CN113534791A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-10-22 | 中国农业大学 | 基于货物信息分析的agv小车控制方法及装置 |
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