自动导引运输车的制作方法

本实用新型属于智能仓储及物流运输中智能运输技术领域，具体涉及一种自动导引运输车。

背景技术：

近年来，由于物流和智能仓储技术的发展，智能仓储运输车获得了长足的发展。但是，现存的运输车主要存在以下不足：(1)通过信号电缆的形式向上位机发送信号，一方面，不易布线，特别是在比较小的空间当中有诸多的不便，容易引发很多不必要的问题。另一方面，容易造成信号的延迟和错误。目前，缺少有效的技术途径加以解决。(2)目前，世界范围内已有多种智能运输车，涉及计算机信息技术、电磁学、机械学、自动化等多模式发展，但是相对来说成本高、结构复杂并且运输车的运行精度难以达到工业现场等级，操作复杂难以为广大的工人所熟练掌握。并且在实际生产过程中，面临运行不稳定、可靠度低、维护复杂等诸多的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种自动导引运输车，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种自动导引运输车，包括：运输车底盘(1-11)、运输车边裙(1-9)、运动驱动单元、车厢升降单元、循迹识别单元、主控制单元以及供电电源；

在所述运输车底盘(1-11)的左前位置、左后位置、右前位置和右后位置，各装配一套所述运动驱动单元，用于控制运输车前进、后退和转弯；在所述运输车底盘(1-11)的四周装配所述运输车边裙(1-9)；在所述运输车底盘(1-11)的上方装配所述车厢升降单元，用于控制车顶进行升降；在所述运输车边裙(1-9)上装配所述循迹识别单元；所述主控制单元以及所述供电电源固定于所述运输车底盘(1-11)上；

所述主控制单元分别与所述运动驱动单元、所述车厢升降单元、所述循迹识别单元以及所述供电电源连接。

优选的，对于每套所述运动驱动单元，均包括：运输车轮毂(1-4)、轮毂驱动轴(1-5)、轴承座(1-6)和直流电机(1-7)；

所述轴承座(1-6)固定在所述运输车底盘(1-11)上；所述直流电机(1-7)通过电机座(1-16)固定在所述运输车底盘(1-11)上；

所述直流电机(1-7)的电机轴与所述轮毂驱动轴(1-5)的一端连接，所述轮毂驱动轴(1-5)的另一端固定装配所述运输车轮毂(1-4)，所述运输车轮毂(1-4)的外部固定装配有轮毂垫圈(1-5-1)；

所述直流电机(1-7)通过所述轮毂驱动轴(1-5)而驱动所述运输车轮毂(1-4)转动。

优选的，每套所述运动驱动单元可实现单独运转，四套所述每套所述运动驱动单元之间相互协同运动，实现运输车的前进和后退。

优选的，对于每套所述运动驱动单元，还包括转动副；

在所述轮毂驱动轴(1-5)和所述直流电机(1-7)的电机轴之间设置有锁紧螺母；所述锁紧螺母用于直流电机(1-7)的电机轴和轮毂驱动轴(1-5)之间的连接；所述锁紧螺母套于所述轴承座(1-6)上；锁紧螺母和轮毂垫圈(1-5-1)之间设置有两个角接触球轴承，所述两个角接触球轴承设置于所述轮毂驱动轴(1-5)上，两个角接触球轴和所述轮毂驱动轴(1-5)共同组成转动副。

优选的，所述车厢升降单元包括：运输车顶板(2-1)、顶板罩(2-2)和推杆子单元；

所述推杆子单元的设置数量为四个，分别设置于所述运输车底盘(1-11)的左侧前部位、左侧后部位、右侧前部位和右侧后部位；每个所述推杆子单元均包括电动推杆(1-3)以及推杆支座(1-10)；所述电动推杆(1-3)的底部固定于所述运输车底盘(1-11)上，所述电动推杆(1-3)的顶部固定安装所述推杆支座(1-10)；当所述电动推杆(1-3)进行升降运动时，推动所述推杆支座(1-10)同步进行升降运动；所述运输车顶板(2-1)的上表面固定安装所述顶板罩(2-2)后，将所述运输车顶板(2-1)置于各个所述推杆子单元的推杆支座(1-10)的上面，并固定；当所述推杆支座(1-10)进行升降运动时，推动所述运输车顶板(2-1)和所述顶板罩(2-2)同步进行升降运动；当所述运输车顶板(2-1)降到最低位置时，正好与所述运输车边裙(1-9)紧密接触，实现车厢封闭的效果。

优选的，所述循迹识别单元包括地面导航磁条、运输车无线射频发射器(1-2)和AGV导航传感器(1-15)；

所述运输车无线射频发射器(1-2)和所述AGV导航传感器(1-15)分别固定于所述运输车边裙(1-9)上；所述运输车无线射频发射器(1-2)和所述AGV导航传感器(1-15)均通过信号线和供电线与所述主控制单元连接；

所述地面导航磁条铺设在地面上；所述地面导航磁条的宽度与所述运输车无线射频发射器(1-2)到所述AGV导航传感器(1-15)的宽度相等，或小于宽度的5％～10％；

另外，在地面导航磁条相交的转弯处还包含一定数量的方向指引装置，指引运输车转向指令要求的方向。

优选的，还包括：钥匙按钮开关(1-1)、挂钩销(1-8)、蜂鸣器(1-12)、急停按钮(1-13)和/或运行指示灯(1-14)；所述钥匙按钮开关(1-1)、所述挂钩销(1-8)、所述蜂鸣器(1-12)、所述急停按钮(1-13)和/或所述运行指示灯(1-14)分别固定于所述运输车边裙(1-9)上。

优选的，所述挂钩销(1-8)和一个所述电动推杆(1-3)之间设置有挂钩连接销座；并且，所述挂钩连接销座设置于所述运输车边裙(1-9)上；所述挂钩销(1-8)用于实现本自动导引运输车与另一个自动导引运输车之间的连接，进而可实现多个自动导引运输车之间的级联连接。

优选的，还包括：上位机控制系统、无线信号发射单元、无线信号接收单元、运输车无线信号发射装置和运输车无线信号接收装置；

所述上位机控制系统设置于综合信息调度室；所述无线信号发射单元和所述无线信号接收单元设置于距离所述上位机控制系统设定距离内；所述运输车无线信号发射装置和所述运输车无线信号接收装置固定安装于所述运输车底盘(1-11)上；所述主控制单元通过所述运输车无线信号发射装置和所述运输车无线信号接收装置，与无线信号接收单元和无线信号接收单元通信；所述无线信号接收单元和无线信号接收单元再与所述上位机控制系统进行通信，进而实现上位机控制系统与运输车之间的通信。

本实用新型提供的自动导引运输车具有以下优点：

本实用新型采用无线信号传输的方法，易于控制运输车的运行状态；也提出了一种运输车的升降模式，对于具有一定高度的物料堆放提供了非常大的便捷；并且本实用新型易于操作、结构简单、成本低等优点。

附图说明

图1为本实用新型提供的自动导引运输车的内部结构图；

图2为图1的轴测图；

图3为图1的主视图；

图4为图1的侧视图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种自动导引运输车，采用循迹的方式引导运输车行进，在优化的控制算法的控制下，运输车可以实现复杂路径的精确控制，采用无线信号传输的方法，易于控制运输车的运行状态；也提出了一种运输车的升降模式，对于具有一定高度的物料堆放提供了非常大的便捷；并且本实用新型易于操作、结构简单、成本低等优点。自动导引运输车包括：运输车底盘1-11、运输车边裙1-9、运动驱动单元、车厢升降单元、循迹识别单元、主控制单元以及供电电源。在运输车底盘1-11的四周装配运输车边裙1-9。主控制单元以及供电电源固定于运输车底盘1-11上；主控制单元分别与运动驱动单元、车厢升降单元、循迹识别单元以及供电电源连接。其中，运输车供电电源设置运输车底盘上，运输车的主控制单元及附件设置于运输车底盘(1-11)，并且电源和电路板都是固定安装。

下面对运动驱动单元、车厢升降单元、循迹识别单元以及一些附属单元分别详细介绍：

(一)运动驱动单元

在运输车底盘1-11的左前位置、左后位置、右前位置和右后位置，各装配一套运动驱动单元，用于控制运输车前进、后退和转弯；

对于每套运动驱动单元，均包括：运输车轮毂1-4、轮毂驱动轴1-5、轴承座1-6和直流电机1-7；

轴承座1-6通过螺栓连接装配在运输车底盘1-11上；直流电机1-7通过电机座1-16螺栓连接固定在运输车底盘1-11上，在运输车的驱动轴的方向实现顺时针和逆时针以一定速度的旋转；

直流电机1-7的电机轴与轮毂驱动轴1-5的一端连接，直流电机的电机轴在运转时带动轮毂驱动轴运转；轮毂驱动轴1-5的另一端固定装配运输车轮毂1-4，运输车轮毂1-4的外部固定装配有轮毂垫圈1-5-1，还装置有轴承盖等附件。

直流电机1-7通过轮毂驱动轴1-5而驱动运输车轮毂1-4转动。

每套运动驱动单元可实现单独运转，四套每套运动驱动单元之间相互协同运动，实现运输车的前进和后退。

对于每套运动驱动单元，还包括转动副；

在轮毂驱动轴1-5和直流电机1-7的电机轴之间设置有锁紧螺母；锁紧螺母用于直流电机1-7的电机轴和轮毂驱动轴1-5之间的连接；锁紧螺母套于轴承座1-6上；锁紧螺母和轮毂垫圈1-5-1之间设置有两个角接触球轴承，两个角接触球轴承设置于轮毂驱动轴1-5上，两个角接触球轴和轮毂驱动轴1-5共同组成转动副。

(二)车厢升降单元

在运输车底盘1-11的上方装配车厢升降单元，用于控制车顶进行升降；

车厢升降单元包括：运输车顶板2-1、顶板罩2-2和推杆子单元；

推杆子单元的设置数量为四个，分别设置于运输车底盘1-11的左侧前部位、左侧后部位、右侧前部位和右侧后部位；每个推杆子单元均包括电动推杆1-3以及推杆支座1-10；电动推杆1-3的底部可通过螺栓固定于运输车底盘1-11上，电动推杆1-3的顶部可通过螺栓固定安装推杆支座1-10；当电动推杆1-3进行升降运动时，推动推杆支座1-10同步进行升降运动；运输车顶板2-1的上表面通过螺栓固定安装顶板罩2-2后，将运输车顶板2-1置于各个推杆子单元的推杆支座1-10的上面，并固定；当推杆支座1-10进行升降运动时，推动运输车顶板2-1和顶板罩2-2同步进行升降运动；顶板和顶板罩的运动方向和电动推杆的运动方向一致。当运输车顶板2-1降到最低位置时，正好与运输车边裙1-9紧密接触，实现车厢封闭的效果。

(三)循迹识别单元

在运输车边裙1-9上装配循迹识别单元，用于运输车在运行过程中的循迹；循迹识别单元包括地面导航磁条、运输车无线射频发射器1-2和AGV导航传感器1-15；

运输车无线射频发射器1-2和AGV导航传感器1-15分别固定于运输车边裙1-9上；运输车无线射频发射器1-2和AGV导航传感器1-15均通过信号线和供电线与主控制单元连接；

根据现场需要的运行轨迹铺设相对应的地面导航磁条；运输车在运行的过程中依据导轨的延伸方向行走，也就是说运输车的运行轨迹就是导航磁条的铺设轨迹，地面导航磁条的宽度与运输车无线射频发射器1-2到AGV导航传感器1-15的宽度相等，或小于宽度的5％～10％；

另外，在地面导航磁条相交的转弯处还包含一定数量的方向指引装置，指引运输车转向指令要求的方向。

因此，运输车的前后四个轮毂驱动系统的旋转运动实现运输车的前进和后退运动，在运输车的运行过程中，调节每个轮毂驱动器的转速可以实现运输车的转弯运动；运输车在前进、后退和转弯的过程中，运输车无线射频发射器1-2沿着导航磁条的轨迹实现运输车循迹；AGV导航传感器在运动过程中计算AGV导航传感器和导航磁条的重合度，经计算的误差值传输到主控制单元中，主控制单元采用优化的控制算法实现误差最小化，经过处理之后的数值传输到直流电机，实时调节四个直流电机的转速实现运输车精确化运动。

(四)附属单元

附属单元包括：钥匙按钮开关1-1、挂钩销1-8、蜂鸣器1-12、急停按钮1-13和/或运行指示灯1-14；钥匙按钮开关1-1、挂钩销1-8、蜂鸣器1-12、急停按钮1-13和/或运行指示灯1-14分别固定于运输车边裙1-9上。

其中，钥匙按钮开关，是一种运输车电源开关，用于控制运输车运行的启停；运行指示灯用于显示运输车运行状态；蜂鸣器用于显示运输车故障；急停按钮用于在紧急时刻制动运输车。

挂钩销和推杆支座共同组成了运输车的连接机构，用于实现运输车的多车相连。具体的，挂钩销1-8和一个电动推杆1-3之间设置有挂钩连接销座；并且，挂钩连接销座设置于运输车边裙1-9上；挂钩销1-8用于实现本自动导引运输车与另一个自动导引运输车之间的连接，因此，当需要多于一个或者多个自动导引运输运输车时，每个运输车之间采用挂钩销首尾相接，进而可实现多个自动导引运输车之间的级联连接。

(五)上位机控制系统

还包括：上位机控制系统、无线信号发射单元、无线信号接收单元、运输车无线信号发射装置和运输车无线信号接收装置；

运输车上位机控制包含指令控制界面设置于综合信息调度室，根据工厂物料需求给运输车发送相应的命令代码，运输车接受相应的指令完成相关的运动；

上位机控制系统设置于综合信息调度室，设置有指令控制界面，用于根据工厂物料需求，向运输车发送相应的命令代码，运输车在接受相应的指令后，完成相关的运动；无线信号发射单元和无线信号接收单元设置于距离上位机控制系统设定距离内，具体的，设置于工厂合适的地点，便于运输车接收和发射信号，从而与上位机通信。

运输车无线信号发射装置和运输车无线信号接收装置固定安装于运输车底盘1-11上；并和运输车主控制单元相连接，运输车无线信号接收装置用于接收综合调度室发出的信号，并将运输车的整体运行情况反馈给综合调度室，便于对运输车的运行状态进行监控。

主控制单元通过运输车无线信号发射装置和运输车无线信号接收装置，与无线信号接收单元和无线信号接收单元通信；无线信号接收单元和无线信号接收单元再与上位机控制系统进行通信，进而实现上位机控制系统与运输车之间的通信。

本实用新型还提供一种应用上述的自动导引运输车的自动导引运输方法，包括以下步骤：

步骤1，在已准备好的车间当中，根据车间中物料运出点和运入点，合理设置规划路线，尽量采取最小路程原则，以求最大限度的节省成本输出，提高生产效率；

按所设计的规划路线，铺设地面导航磁条及相关附件；在铺设的过程的当中，严格按照导航磁条的铺设要求。

其中，地面导航磁条的宽度与运输车无线射频发射器1-2到AGV导航传感器1-15的宽度相等，或小于其宽度的5％～10％最佳；

步骤2，在运输车运行开始准备阶段，将自动导引运输车1放置于地面导航磁条上面，使自动导引运输车运动方向平行于地面导航磁条，并且，使运输车无线射频发射器1-2、AGV导航传感器1-15和地面导航磁条的中心位置相重合；

其中，无线射频发射器和AGV导航传感器的基本尺寸标准已经固定。

步骤3，在运输车运行开始阶段，综合调度室在上位机界面发送启动指令，然后，上位机通过无线信号发射单元将启动指令发送出去；然后，运输车无线信号接收装置接收启动指令，经过主控制单元内部的处理转变为运输车的运动指令，进而根据运动指令，对各个运动驱动单元的直流电机1-7的驱动方向和转速进行控制，实现前进动作；

其中，运输车接收到指令以后，主控制单元开始进行指令解析处理，然后执行相应的程序，被执行的程序都是已经编写好的程序，然后烧写到主控制单元的CPU当中，比如：前进、后退和转弯时，不同的运动方式，对直流电机的电机轴的驱动方向和转速也不同。

步骤4，在运输车运行阶段，主控制单元根据已规划路线，对直流电机1-7的驱动方向和转速进行实时调整控制，使其按已规划路线行进；

具体的，对直流电机1-7的驱动方向和转速进行实时调整控制，使其前进、后退或转弯；前进或转弯通过以下方式实现：

步骤4.1：前进控制方式是指：

控制四个直流电机以相同的转向和速度运转，运输车无线射频发射器1-2为循迹的作用，在运输车运动过程中，运输车无线射频发射器1-2以地面导航磁条运动轨迹，沿着地面导航磁条的方向开始运动，在运动过程当中，由于四个轮毂和地面之间的摩擦系数不同，运输车和地面导航磁条的运动方向有时候不会绝对的相互平行，此时，AGV导航传感器1-15以传感器和导航磁条之间的偏差距离为输入，偏差度输入到主控制单元中，主控制单元通过优化算法输出到直流电机1-7中，调整不同轮毂的转速，及时纠正实际的行驶方向，实现运输车和地面导航磁条的绝对平行；

另外，在运输车运行过程中，运输车通过无线信息传输方式，将运输车的位置信息、运行状态、报警信息和电源电量信息上传给上位机控制系统；上位机控制界面实时显示运输车的位置信息、运行状态、报警信息和电源电量信息，实现运输车运行信息的全程监控；

步骤4.2：在运输车运行的转弯阶段，运输车根据来自于上位机的控制指令，或根据已规划路线，计算得出转弯时左右轮转速的差值；然后，迅速调节4个直流电机1-7的转速和方向，使前后左右轮毂完成转弯过程；

运输车需要在前进的过程中改变一定的角度，使轮毂转向另一个方向；此时，在前进的拐弯处设置有信号指引装置，用于指引运输车转向指令要求的方向；

步骤5，当运输车到达物料要求的位置时，主控制单元对各个电动推杆1-3发出上升指令，控制电动推杆1-3按所需高度完成向上运动，从而推动运输车顶板2-1以及顶板罩2-2按倾斜角度升起，实现运输车的升降卸货运动；

其中，电动推杆1-3在直流电源的作用下向上顶出，在保持电源接通的情况下，电动推杆1-3实现锁定；电源切断时，电动推杆1-3恢复到原状；

推杆支座和电动推杆之间有柱销连接，推杆支座和运输车顶板固定在一起，顶板和顶板罩固定在一起。

步骤6，当运输车开始返回阶段时，主控制单元向运输车发送返回指令，控制运输车按照设定的轨迹返回到运输车的起始位置，至此完成一个任务；当任务完成后，运输车向上位机无线发射完成信号指令；结束本次任务；运输车等待下一个命令的到来。

本实用新型提供的自动导引运输车以及自动导引运输方法，具有以下优点：

(1)自动化程度高：当车间某一环节需要辅料时，由专业的技术人员向上位机发出指令，控制运输车的前进、后退和转转弯，从而驱动运输车将物料送至相应地点；对数据进行高效处理并实现运输车的自动运行。

(2)本实用新型可以采用级联的形式连接多个运输车，可以有效解决工作车间的运输车运动过程中出现的拥堵问题，并且增加车厢升降功能，增加载货量，提高运输效率。

(3)本实用新型可以有效解决运输车在行进过程中出现的运动轨迹偏差、不能正常行驶等问题。即；当实际的运行路线和导航磁条之间发生偏差的时候，能够通过主控制单元的优化算法及时纠正偏差，实现运输车的高效率的运行，并且本实用新型简单、美观大方。

(4)可在工厂中不同的生产车间和不同生产工位之间，对运输车实现复杂的运动轨迹控制，节约加工时间，提高加工效率。

(5)本实用新型可以有效的解决传统信号在电线传输中难以保证可靠性问题；并且还降低了产品生产成本，提高运输车可靠性；并且采用优化的控制计算方法，在运输车运行中，保证将运输车的偏离程度控制在很小的范围内，并且该实用新型使用简单，而且维护相对来说特别方便。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。