一种AGV小车

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，特别涉及一种AGV小车。

背景技术

AGV小车是指装备自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，当车间某一环节需要辅料时，由工作人员向计算机终端输入相关信息，计算机终端再将信息发送到中央控制室，由专业的技术人员向计算机发出指令，在电控设备的合作下，这一指令最终被AGV小车接受并执行将辅料送至相应地点。

然而，就目前现有的AGV小车在使用时，其存在以下缺点：

1.AGV小车的驱动轮不具备驻车结构，从而使得AGV小车在停放时容易因为地面坡度或者外力撞击等原因移动改变位置，稳定性较差；

2.AGV小车仅有前轮负责转向，转向半径大，灵活性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种AGV小车，其具有驱动轮机构和从动轮机构，驱动轮机构负责控制驱动和转向，同时驱动轮机构在正常使用时只能通过驱动电机获得驱动力度移动，在驱动电机不动作时能够自锁装置避免意外移动，且驱动轮机构能够通过控制推杆解除自锁功能，从而方便人为的推动进行转运物料移动时，且从动轮机构在驱动轮机构转向时能够跟随转向，且驱动轮机构和从动轮机构的转向方向相反，从而大大降低了该装置的转弯半径，使用更为灵活，灵活性、适应性和实用性。

本发明提供了一种AGV小车，具体包括：驱动组件，驱动组件由驱动轮机构和从动轮机构组成，所述驱动轮机构包括有支撑架、移动轮、驱动电机、驱动蜗杆、功能蜗轮、同步轴、离合块和控制推杆，所述驱动轮机构的支撑架转动连接在载物板的底部，且移动轮转动连接在支撑架的内部，所述驱动电机固定安装在支撑架的侧面，且驱动蜗杆转动连接在支撑架的内部，所述驱动蜗杆的一端与驱动电机的转轴传动连接，所述功能蜗轮转动连接在支撑架的内部，且功能蜗轮与驱动蜗杆传动连接，所述同步轴的两端转动连接在支撑架的内部，且同步轴固定安装在移动轮的内部，所述离合块插接在同步轴的内部，所述控制推杆固定安装在支撑架的侧面，且控制推杆的推杆插接在离合块的内部；从动轮机构由支撑架和移动轮组成，且从动轮机构的支撑架转动连接在载物板的底部；同步转向组件，所述同步转向组件包括有转向电机、转向蜗杆、转向蜗轮、主动杆、从动杆和同步链轮，所述转向电机固定安装在载物板的内部，且转向蜗杆转动连接在载物板的内部，所述转向蜗杆的一端与转向电机的转轴一端传动连接，且转向蜗杆和转向蜗轮传动连接，所述转向蜗轮转动连接在载物板的内部，且主动杆插接在载物板内部的前侧，所述从动杆插接在载物板内部的后侧，所述同步链轮转动连接在载物板的内部。

进一步的，所述离合块的块体一端设有连接齿轮，且功能蜗轮的内部设有连接齿槽，连接齿轮插接在连接齿槽的内部。

进一步的，所述离合块的块体截面形状为正多边形，且同步轴的内部设有同步槽，离合块插接在同步槽的内部。

进一步的，所述离合块的内部设有保护顶簧，且保护顶簧的两端分别抵在控制推杆推杆的一端和离合块的内部。

进一步的，所述驱动轮机构和从动轮机构的支撑架的顶部均设有转向齿轮，且主动杆的前侧和从动杆的后侧均设有转向齿条，驱动轮机构的支撑架的转向齿轮和主动杆的转向齿条的轮齿咬合传动，且从动轮机构的支撑架的转向齿轮和从动杆的转向齿条的轮齿咬合传动。

进一步的，所述转向蜗轮的底部设有转向链轮，且转向链轮和同步链轮之间通过链条传动连接。

进一步的，所述转向链轮的底部设有主动齿轮，主动杆的后侧设有主动齿条，主动齿条和主动齿轮的轮齿咬合传动。

进一步的，所述同步链轮的底部设有随动齿轮，且随动齿轮与从动杆的转向齿条的轮齿咬合传动。

有益效果

1.该装置在使用时，驱动轮机构负责控制驱动和转向，同时驱动轮机构在正常使用时只能通过驱动电机获得驱动力度移动，在驱动电机不动作时能够自锁装置避免意外移动，且驱动轮机构能够通过控制推杆解除自锁功能，从而方便人为的推动进行转运物料移动时，且从动轮机构在驱动轮机构转向时能够跟随转向，且驱动轮机构和从动轮机构的转向方向相反，从而大大降低了该装置的转弯半径，使用更为灵活，提高了该装置的灵活性、适应性和实用性。

2.在复位状态时，驱动轮机构能够为该装置提供驱动和自锁功能，当驱动电机转动时，驱动电机带动驱动蜗杆转动，驱动蜗杆能够带动功能蜗轮转动，功能蜗轮转动时连接齿槽通过连接齿轮带动离合块转动，离合块转动时又能够通过同步槽带动同步轴转动，从而同步轴转动时能够带动驱动轮机构的移动轮转动时先带动整个装置移动准运物料的功能，驱动蜗杆和功能蜗轮具备单向传动的特性，从而当驱动电机不转动时驱动轮机构能够自动锁止不会转动或者移动，能够将该装置稳定性地面上进行使用，稳定性极强。

3.驱动轮机构的自锁状态能够通过控制推杆解除，当控制推杆的推杆收缩时能够带动离合块移动从而连接齿轮脱出连接齿槽的内部，此后驱动轮机构的移动轮能够自由转动，方便人力推动转运使用，且控制推杆再次伸长复位时，能够通过保护顶簧将连接齿轮重新推入连接齿槽的内部，从而恢复装置的复位状态进行使用，且保护顶簧能够避免连接齿轮和连接齿槽的轮齿错位导致无法连接齿轮无法正常插入连接齿槽内部导致装置卡死的现象发生，使用稳定。

4.该装置的驱动轮机构还能够为装置提供转向功能，当转向电机转动时能够带动转向蜗杆转动，转向蜗杆在转动时能够带动转向蜗轮转动，从而转向蜗轮在转动时主动齿轮能够通过主动齿条带动主动杆横向移动，主动杆在移动时能够通过转向齿条带动驱动轮机构的支撑架的转向齿轮带动支撑架转动实现转向的功能，使用方便。

5.驱动轮机构和从动轮机构之间能够联动转向，从而大大降低了该装置的转弯半径，灵活性极强，当转向蜗轮转动时，在转向链轮、同步链轮和链条的配合作用下随动齿轮能够同步转动，从而随动齿轮转动时能够通过从动杆的转向齿条带动从动杆移动从而实现从动轮机构跟随驱动轮机构的转动而反向转动的功能和目的，大大提高了该装置的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明复位状态时内部的结构示意图。

图3是本发明解除驱动轮机构自锁状态后内部的结构示意图。

图4是本发明驱动轮机构拆解后的结构示意图。

图5是本发明同步转向组件拆解后的结构示意图。

图6是本发明直形时同步转向组件的结构示意图。

图7是本发明转向时同步转向组件的结构示意图。

图8是本发明图2中A部位放大的结构示意图。

图9是本发明图3中B部位放大的结构示意图。

图10是是本发明另一实施例的自动补偿系统的方框图。

附图标记列表

1、驱动组件；101、支撑架；1011、转向齿轮；102、移动轮；103、驱动电机；104、驱动蜗杆；105、功能蜗轮；1051、连接齿槽；106、同步轴；1061、同步槽；107、离合块；1071、连接齿轮；1072、保护顶簧；108、控制推杆；2、载物板；3、同步转向组件；301、转向电机；302、转向蜗杆；303、转向蜗轮；3031、转向链轮；3032、主动齿轮；304、主动杆；3041、转向齿条；3042、主动齿条；305、从动杆；306、同步链轮；3061、随动齿轮。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明的具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。

实施例：请参考图1至图9所示：

本发明提供一种AGV小车，包括驱动组件1，驱动组件1由驱动轮机构和从动轮机构组成，驱动轮机构包括有支撑架101、移动轮102、驱动电机103、驱动蜗杆104、功能蜗轮105、同步轴106、离合块107和控制推杆108，驱动轮机构的支撑架101转动连接在载物板2的底部，且移动轮102转动连接在支撑架101的内部，驱动电机103固定安装在支撑架101的侧面，且驱动蜗杆104转动连接在支撑架101的内部，驱动蜗杆104的一端与驱动电机103的转轴传动连接，功能蜗轮105转动连接在支撑架101的内部，且功能蜗轮105与驱动蜗杆104传动连接，同步轴106的两端转动连接在支撑架101的内部，且同步轴106固定安装在移动轮102的内部，离合块107插接在同步轴106的内部，控制推杆108固定安装在支撑架101的侧面，且控制推杆108的推杆插接在离合块107的内部；从动轮机构由支撑架101和移动轮102组成，且从动轮机构的支撑架101转动连接在载物板2的底部；同步转向组件3，同步转向组件3包括有转向电机301、转向蜗杆302、转向蜗轮303、主动杆304、从动杆305和同步链轮306，转向电机301固定安装在载物板2的内部，且转向蜗杆302转动连接在载物板2的内部，转向蜗杆302的一端与转向电机301的转轴一端传动连接，且转向蜗杆302和转向蜗轮303传动连接，转向蜗轮303转动连接在载物板2的内部，且主动杆304插接在载物板2内部的前侧，从动杆305插接在载物板2内部的后侧，同步链轮306转动连接在载物板2的内部。

驱动电机103、转向电机301和控制推杆108与外部电源和控制装置电性连接，其具体结构与工作原理为现有成熟技术，在此不做累述。

其中，离合块107的块体一端设有连接齿轮1071，且功能蜗轮105的内部设有连接齿槽1051，连接齿轮1071插接在连接齿槽1051的内部，在使用中，在复位状态时，驱动轮机构能够为该装置提供驱动和自锁功能，当驱动电机103转动时，驱动电机103带动驱动蜗杆104转动，驱动蜗杆104能够带动功能蜗轮105转动，功能蜗轮105转动时连接齿槽1051通过连接齿轮1071带动离合块107转动，离合块107的块体截面形状为正多边形，且同步轴106的内部设有同步槽1061，离合块107插接在同步槽1061的内部，离合块107转动时又能够通过同步槽1061带动同步轴106转动，从而同步轴106转动时能够带动驱动轮机构的移动轮102转动时先带动整个装置移动准运物料的功能，驱动蜗杆104和功能蜗轮105具备单向传动的特性，从而当驱动电机103不转动时驱动轮机构能够自动锁止不会转动或者移动，能够将该装置稳定性地面上进行使用，稳定性极强。

其中，离合块107的内部设有保护顶簧1072，且保护顶簧1072的两端分别抵在控制推杆108推杆的一端和离合块107的内部，在使用中，驱动轮机构的自锁状态能够通过控制推杆108解除，当控制推杆108的推杆收缩时能够带动离合块107移动从而连接齿轮1071脱出连接齿槽1051的内部，此后驱动轮机构的移动轮102能够自由转动，方便人力推动转运使用，且控制推杆108再次伸长复位时，能够通过保护顶簧1072将连接齿轮1071重新推入连接齿槽1051的内部，从而恢复装置的复位状态进行使用，且保护顶簧1072能够避免连接齿轮1071和连接齿槽1051的轮齿错位导致无法连接齿轮1071无法正常插入连接齿槽1051内部导致装置卡死的现象发生，使用稳定。

其中，驱动轮机构和从动轮机构的支撑架101的顶部均设有转向齿轮1011，且主动杆304的前侧和从动杆305的后侧均设有转向齿条3041，驱动轮机构的支撑架101的转向齿轮1011和主动杆304的转向齿条3041的轮齿咬合传动，且从动轮机构的支撑架101的转向齿轮1011和从动杆305的转向齿条3041的轮齿咬合传动，在使用中，驱动轮机构还能够为装置提供转向功能，当转向电机301转动时能够带动转向蜗杆302转动，转向蜗杆302在转动时能够带动转向蜗轮303转动，转向链轮3031的底部设有主动齿轮3032，主动杆304的后侧设有主动齿条3042，主动齿条3042和主动齿轮3032的轮齿咬合传动，从而转向蜗轮303在转动时主动齿轮3032能够通过主动齿条3042带动主动杆304横向移动，主动杆304在移动时能够通过转向齿条3041带动驱动轮机构的支撑架101的转向齿轮1011带动支撑架101转动实现转向的功能，使用方便。

其中，同步链轮306的底部设有随动齿轮3061，且随动齿轮3061与从动杆305的转向齿条3041的轮齿咬合传动，在使用中，驱动轮机构和从动轮机构之间能够联动转向，从而大大降低了该装置的转弯半径，灵活性极强，当转向蜗轮303转动时，在转向链轮3031、同步链轮306和链条的配合作用下随动齿轮3061能够同步转动，转向蜗轮303的底部设有转向链轮3031，且转向链轮3031和同步链轮306之间通过链条传动连接，从而随动齿轮3061转动时能够通过从动杆305的转向齿条3041带动从动杆305移动从而实现从动轮机构跟随驱动轮机构的转动而反向转动的功能和目的，大大提高了该装置的灵活性。

本实施例的具体使用方式与作用：本发明中，该装置能够实现对物料的自动化转运，将物料放置在载物板2上后该装置即可接收控制信号自动对物料进行转运，在复位状态时，驱动轮机构能够为该装置提供驱动和自锁功能，当驱动电机103转动时，驱动电机103带动驱动蜗杆104转动，驱动蜗杆104能够带动功能蜗轮105转动，功能蜗轮105转动时连接齿槽1051通过连接齿轮1071带动离合块107转动，离合块107转动时又能够通过同步槽1061带动同步轴106转动，从而同步轴106转动时能够带动驱动轮机构的移动轮102转动时先带动整个装置移动准运物料的功能，驱动蜗杆104和功能蜗轮105具备单向传动的特性，从而当驱动电机103不转动时驱动轮机构能够自动锁止不会转动或者移动，能够将该装置稳定性地面上进行使用，且驱动轮机构的自锁状态能够通过控制推杆108解除，当控制推杆108的推杆收缩时能够带动离合块107移动从而连接齿轮1071脱出连接齿槽1051的内部，此后驱动轮机构的移动轮102能够自由转动，方便人力推动转运使用，且控制推杆108再次伸长复位时，能够通过保护顶簧1072将连接齿轮1071重新推入连接齿槽1051的内部，从而恢复装置的复位状态进行使用，且保护顶簧1072能够避免连接齿轮1071和连接齿槽1051的轮齿错位导致无法连接齿轮1071无法正常插入连接齿槽1051内部导致装置卡死的现象发生，驱动轮机构还能够为装置提供转向功能，当转向电机301转动时能够带动转向蜗杆302转动，转向蜗杆302在转动时能够带动转向蜗轮303转动，从而转向蜗轮303在转动时主动齿轮3032能够通过主动齿条3042带动主动杆304横向移动，主动杆304在移动时能够通过转向齿条3041带动驱动轮机构的支撑架101的转向齿轮1011带动支撑架101转动实现转向的功能，且驱动轮机构和从动轮机构之间能够联动转向，从而大大降低了该装置的转弯半径，灵活性极强，当转向蜗轮303转动时，在转向链轮3031、同步链轮306和链条的配合作用下随动齿轮3061能够同步转动，从而随动齿轮3061转动时能够通过从动杆305的转向齿条3041带动从动杆305移动从而实现从动轮机构跟随驱动轮机构的转动而反向转动的功能和目的。

在另一实施例中：

如图1至图10所示：

由于目前由于从驱动轮的电机驱动器收到运动控制指令，到电机完成指令跟踪(也即在一定精度范围指标内完成车轮转向角度和滚动速度的调整)是需要一定时间的，这段时间可以分为两部分：

第一部分是纯滞后时间，在纯滞后时间内电机无任何响应。在目前的技术水平下，纯滞后时间基本上为固定值，长度约为数百毫秒；

第二部分是过渡过程时间，取决于电机的惯量、驱动器的控制带宽和控制增益等。

所以在实施例1的基础上为控制装置增加自动补偿系统，自动对驱动轮机构的指令进行补偿抵消驱动轮机构的转向滞后，该系统的方框图如图10所示，可以看到，该系统由两部分组成，分别为：

1.驱动轮转向滞后补偿估计模块；

2.具备纯滞后补偿能力的运动控制模块。

驱动轮转向滞后自动补偿系统的输入信息包括如下几部分：

1.AGV驱动轮的真实转向角和行走速度。一般由驱动轮的运动控制驱动器实时测量得到。

2.AGV驱动轮转向角和行走速度的指令值，也即运动控制系统最终输出给驱动轮电机控制器的指令。

3.当前的参考路径。一般由AGV的行车任务管理或者路径规划系统实时提供。

4.AGV当前位姿。一般由AGV的导航系统在线实时提供。

在此基础上，驱动轮转向滞后自动补偿系统的工作流程和原理为：

1.驱动轮转向滞后补偿估计模块将首先根据AGV驱动轮转向角和行走速度的指令值和实时测量值，估算出一个驱动轮滞后的时间值。

2.运动控制模块利用驱动轮滞后时间的估计值，对滞后进行补偿。这一步的具体计算步骤包括：

a.根据AGV当前位姿和AGV参考路径，确定一个初步的运动控制位姿参考点。

b.根据驱动轮滞后时间的估计值，以及期望的行车速度，将运动控制的位姿参考点向未来的行车路径上做适当的延伸，确定出一个补偿了驱动轮滞后时间的超前位姿参考点。这一原理如图3所示。

c.根据补偿了驱动轮滞后时间的位姿参考点，计算AGV路径跟踪误差。

d.根据补偿了驱动轮滞后时间的位姿参考点计算转向角的标称控制量，根据AGV的路径跟踪误差，计算纠偏控制量。将标称控制量和纠偏控制量合并在一起，作为最终的舵轮控制指令。

上述设计无需采用任何驱动轮纯滞后时间的先验信息、系统所需的全部信息都来自于AGV运动控制所需的必要信息和测量值，无须额外的信息或数据、不用专门设计和实施补偿操作或者测试。在实际行车过程中，即可全自动完成驱动轮转向系统滞后的补偿，并且这一功能是在持续闭环进行的。

本实施例的具体使用方式与作用：通过向控制装置下达指令，即可控制驱动轮机构进行转向和行走，通过驱动轮机构所连接的控制装置，可以实时获取到驱动轮机构的转向角度和行走速度。通过AGV的任务管理系统获取AGV当前所要行车的路径信息，比如直线路径的起止位姿、曲线路径的参数描述或插值表，以及期望的行车速度，通过AGV的导航系统获得AGV的实时位姿，上述信息提供给AGV控制器，用于运行驱动轮转向滞后自动补偿计算，在计算出补偿后的驱动轮控制指令之后，由AGV控制器发送给驱动轮机构所连接的的控制装置，完成该装置的行车控制。

最后，需要说明的是，本发明在描述各个构件的位置及其之间的配合关系等时，通常会以一个/一对构件举例而言，然而本领域技术人员应该理解的是，这样的位置、配合关系等，同样适用于其他构件/其他成对的构件。