一种自调平的自动导向车辆的制作方法

本发明总体上涉及一种自调平的自动导向车辆(agv)，尤其涉及一种具有改进的悬架系统的自调平的agv。

背景技术：

自动导向车辆(agv)是无人驾驶车辆，可用于将货物和材料从一个位置运输到另一个位置。通常，agv由车载计算机控制，并遵循嵌入地板的电缆。理想情况下，agv的行驶路线应避免任何障碍。尽管如此，人、产品或其他材料还是偶尔出现在agv的道路上。因此，agv应该最好具有感知这种障碍物并停止的能力。

频繁停止和手动清除障碍物效率极低，并且首先违背了具有自动化系统的目的。因此，某些前进的agv可能会安装有气动轮。充气的充气轮的弹性使agv可以克服小的障碍。通过较大的障碍物时，没有机制可以防止agv倾翻或滚动。

在自动导向车辆的一个示例中，该车辆配备有轴和框架，座椅在框架上具有垂直轴。轮轴上存在垂直轴，该垂直轴设置在垂直座椅上位于框架的垂直端之间，由弹簧驱动。通过轮轴和框架，主销座椅配件弹性地连接到框架。垂直轴具有一个环形盘、环形板和用于抬起提升轮轴的杆的提升杠杆。但是，在提高杆时，该过程需要人工操作，而且非常耗费劳力和时间。

现有技术美国专利5048637公开了一种带有保险杠系统的agv。该agv包括保险杠、一对双作用弹簧偏置铰链以及一对与铰链配合的开关。保险杠是精确的弹性条，其延伸跨越车辆的整个前部，并且在其相对端固定至铰链。在与障碍物接合时，保险杠弯曲并枢转任一铰链。通过铰链的这种运动由开关感测，这些开关又与驱动控制系统配合以使车辆停止。但是，该系统只能停止agv，但不能帮助agv克服障碍并继续行驶。

现有技术美国专利5199524公开了一种具有悬架系统的agv。悬架系统可操作地连接在甲板结构和轮组件之间，以吸收由甲板的载荷引起的高冲击力，并抑制高冲击力传递至轮组件。更特别地，当诸如集装箱之类的负载例如通过起重机被放置在甲板上时，集装箱经常掉落在甲板上，由此非常高的冲击力被传递到轮组件。这些力可能损坏或破坏轮组件，并且为了避免这种损坏或破坏，在甲板和轮组件之间设置了多个悬架装置，例如减震器和弹簧或气囊，以吸收冲击力。根据本发明的又一方面，减震装置可以安装在甲板上，并且操作成与装载的车辆下方的地面接合，以辅助吸收装载期间的冲击力。

本发明在至少一个或多个设计要素上与现有技术实质上不同，因此，很明显，在本领域中需要具有改进的悬架/水平系统的agv。

先前针对这些类型的agv的尝试未能提供能够保持车辆稳定的悬架系统。此外，以前的悬架系统只能处理小的障碍，不能为agv提供提升功能。

在整个说明书中对现有技术的任何讨论绝不应被认为是承认该现有技术是本领域众所周知的或形成本领域公知常识的一部分。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种自动导向车辆，包括：平台，其适于在工作位置上承载载荷；多个悬架装置，其连接到平台，每个悬架装置具有传感器和致动器；以及与悬架装置相关联的多个轮；其中第一轮与第一悬架装置相关联，使得当第一轮和平台的相对位置改变时，第一悬架装置的传感器适于提供信号。

优选地，自动导向车辆还包括用于从第一悬架系统接收信号的控制器。

优选地，自动导向车辆还包括与第二悬架装置相关联的第二轮。

优选地，控制器适于向控制器提供信号，使得第二悬架装置的致动器调节平台与第二轮之间的相对位置。

优选地，致动器适于当轮和平台的相对位置改变时向传感器提供信号。

优选地，传感器适于对从致动器发送的信号进行编码。

优选地，传感器适于对从控制器发送的信号进行解码。

优选地，致动器是线性致动器。

优选地，传感器和致动器包括伺服机构帽，该伺服机构帽使用误差感测负反馈来校正机构的动作。

优选地，悬架装置包括连接到平台上的固定位置的第一臂。

优选地，悬架装置包括连接至致动器的第二臂，使得致动器适于改变第二臂与平台之间的相对位置。

优选地，第一臂和第二臂连接到轮的轮轴。

优选地，致动器适于调节轮和平台之间的垂直距离。

优选地，第一臂和第二臂中的每一个包括一个或多个连接在一起的杠杆臂。

优选地，第一臂的第一杠杆臂连接到第二臂的第一杠杆臂。

优选地，自动导向车辆还包括与平台相关联的角速度传感器，用于检测平台的旋转运动。

优选地，角速度传感器适于向控制器提供信号以致动轮的致动器。

优选地，控制器适于接收来自多个悬架装置的每个传感器的信号和来自角速度传感器的信号，从而向一个或多个致动器提供信号，以便调节每个轮相对于平台的垂直位置，使得平台的工作位置基本上被保持。

优选地，自动导向车辆还包括附接到平台的一个或多个电源。

优选地，平台具有矩形表面，其中矩形表面的每个角具有悬架装置和附接到其上的轮。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述本发明的实施方式，其中：

图1是本发明的实施方式的自动导向车辆在地面位置的立体图。

图2是图1的自动导向车辆的俯视图。

图3是图1的自动导向车辆的仰视图。

图4是图1的自动导向车辆的正视平面图。

图5是图1的自动导向车辆的后视图。

图6是图1的自动导向车辆的左侧视平面图。

图7是图1的自动导向车辆的右侧视平面图。

图8是本发明的实施方式的自动导向车辆的立体图。

图9是图8的自动导向车辆的俯视图。

图10是图8的自动导向车辆的仰视图。

图11是图8的自动导向车辆的左侧视图。

图12是图8的自动导向车辆的右侧视图。

图13是图8的自动导向车辆的主视图。

图14是图8的自动导向车辆的后视平面图。

图15是图1的自动导向车辆通过障碍物的侧视图。

具体实施方式

本发明涉及自动导向车辆(agv)10。参照图1至图7，提供了本发明实施方式的自动导向车辆10，其包括平台12，用于在工作位置上承载载荷。通常，agv可用于在仓库周围运载货物，但是在某些情况下，agv也适合运载乘客。优选地，工作位置是水平位置，使得负载可以稳定地安置在平台上。在某些实现方式中，平台可以具有围栏以防止负载意外掉落。但是，在其他情况下，根据负载的形状，平台可能是倾斜的。

现有技术的缺点在于agv越过障碍物的情况，即使在具有类似于汽车的弹簧悬架的情况下，平台也可能倾斜并且将货物掉落到平台上。因此，本发明提供了一种前进悬架装置，该前进悬架装置适于调节轮的位置，以便维持平台的工作位置，从而提高agv的稳定性和效率。

参照图1至图7，agv10的平台12具有矩形表面。矩形表面的每个角部16具有悬架装置20和附接到其上的轮14。因此，在一个实施方式中，agv10具有与悬架装置20相关联的多个轮14；

在一个实施方式中，在平台12的下表面的拐角处存在四个连接到四个悬架装置20的独立的轮14。在另一实施方式中，可以沿着平台12下的同一垂直平面存在两个连接到两个悬架装置20的独立的轮14。在又一实施方式中，可以存在四个独立的轮14，并且每对连接到一个悬架装置20。

每个悬架装置20具有传感器24和致动器，其中，轮与悬架装置相关联，使得当第一轮和平台的相对位置改变时，第一悬架装置的传感器适于提供信号。如图15所示，当agv10遇到小的障碍物时，就会发生这种情况。当前轮14中的一个试图越过障碍物时，前轮14会改变轮14与平台12之间的垂直位置。由于轮14与悬架装置20的致动器相关联，该致动器记录变化程度并产生信号以发送到传感器24。

在一个实施方式中，传感器24和致动器包括伺服机构帽(servomechanismhat)，该伺服机构帽使用误差感测负反馈来校正机构的动作。因此，传感器24适于对从致动器发送的信号进行编码。并且传感器适合于对从控制器发送的信号进行解码。

在一个实施方式中，控制器是微控制器，例如audrino或cm700。在另一个实施方式中，控制器还包括远程控制功能，以允许用户远程控制系统。在一个优选实施方式中，每个伺服器(servos)直接连接到控制器。在另一个实施方式中，伺服器被链接在一起，使得一些伺服器不直接附接到控制器。

如图1至图7所示，代表本发明的一个实施方式，致动器为线性致动器的形式。特别地，在该示例中，致动器是机械线性致动器，其上附接有旋转运动马达。

在图1至图7所示的实施方式中，线性致动器使用螺杆机构进行运动转换。螺杆机构通过旋转执行器的螺母进行操作，螺杆轮轴性移动。还存在其他类型的线性致动器，诸如轮轴，其包括起重装置、绞车、齿条和小齿轮、链条驱动器、皮带驱动器、刚性链条和刚性皮带致动器，它们根据轮轴的原理运行。旋转的轮移动电缆、齿条、链条或皮带以产生线性运动。此外，存在一种凸轮机构，该凸轮机构以类似于楔子的原理起作用，但是提供相对有限的行程。当轮状凸轮旋转时，其偏心形状会在轴的根部提供推力。

参照图15，当前轮越过障碍物时，信号被提供给控制器以记录前轮垂直位置的变化。控制器可以实时计算第二轮14所需的垂直位移。然后，控制器将信号发送到致动器，以使后悬架装置的致动器调节平台和后轮之间的相对位置。

在一个示例实施方式中，自动导向车辆包括悬架装置，该悬架装置包括连接到平台上的固定位置的第一臂和连接到致动器的第二臂，使得致动器适于改变第二臂和平台之间的相对位置。

参照图1至图14，每个悬架装置20包括具有第一顶部杠杆臂26和第一底部杠杆臂30的第一臂，以及具有第二顶部杠杆臂28和第二底部杠杆臂32的第二臂。

第一顶部杠杆臂26和第二顶部杠杆臂28中的一个具有附接到平台12下方的固定点的近端，使得该顶部杠杆臂可绕着固定点枢转，但被限制沿平台12横穿。另一个顶部杠杆臂的近端连接到致动器，使得致动器可以使另一个顶部臂沿平台移动。

在如图11所示的一个优选实施方式中，上杠杆臂26的远端连接到底部杠杆臂30的近端，而上杠杆臂28的远端连接到底部杠杆臂32的近端。

在优选实施方式中，第一底部杠杆臂30的远端在接头处连接至第二底部杠杆臂32的远端。该接头与轮14的中心重合，例如它们通过轮的轮轴连接。

当致动器沿着平台移动顶部杠杆臂28时，它会调节顶部杠杆臂26的近端和顶部杠杆臂28的近端之间的相对水平距离。为了补偿相对水平距离的增加，轮14和平台之间的垂直距离将减小。另一方面，为了增加轮14和平台之间的垂直距离，致动器必须将顶部杠杆臂28的近端移动靠近顶部杠杆臂26的近端。由此致动器的横向位移被转换成轮14和平台12之间的水平位移。

在如图1至图15所示的一个实施方式中，顶部杠杆臂26和28不直接彼此连接。在另一个实施方式中，顶部杠杆臂26接合到顶部杠杆臂28，并且类似地，底部杠杆臂30接合到底部杠杆臂32以便形成剪刀构造。

在另一个实施方式中，自动导向车辆10还包括与平台相关联的角速度传感器，例如电子陀螺仪，用于检测平台的旋转运动。

在一个实施方式中，自动导向车辆具有角速度传感器，该角速度传感器适于向控制器提供信号以致动轮的致动器。

控制器适于接收来自多个悬架装置的每个传感器的信号和来自角速度传感器的信号，从而将信号提供给一个或多个致动器，以便调节每个轮相对于平台的垂直位置，使得基本上保持平台的工作位置。

在本发明的一个实施方式中，agv包括具有上下移动轮机构的4个独立的悬架装置。当一个轮在不平坦的表面上行驶时，该机构将使轮独立地向上移动，如图15所示。陀螺仪实现了调平检测，并将信号提供给控制器。控制器将立即驱动致动器以维持平台12的工作位置。因此，悬架装置可以水平地保持agv的平台12。

优选地，如图11至图14所示，悬架装置可用作用于agv的提升系统，其中平台12被提升。四个轮14和悬架装置同步保持平台的升高的位置。

在本发明的一个实施方式中，agv包括附接到平台的一个或多个电源。在一个实施方式中，电源被实现为可再充电电池，例如锂离子电池。

尽管本发明涉及自动导向车辆的技术领域，但是可以设想，该应用可以覆盖其他类型的自动车辆或输送系统。

还将意识到，在本发明的方法和系统全部由计算系统实现或部分由计算系统实现的情况下，可以利用任何适当的计算系统架构。这将包括独立计算机、网络计算机和专用硬件设备。在使用术语“计算系统”和“计算设备”的情况下，这些术语旨在涵盖能够实现所述功能的计算机硬件的任何适当布置。

本领域技术人员将理解的是，在不脱离如广泛描述的本发明的精神或范围的情况下，可以对具体实施方式中所示的本发明进行多种变化和/或修改。因此，本实施方式在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。

除非另有说明，否则本文所包含的对现有技术的任何引用均不应视为该信息是公知常识。