[發明專利]一種工作效率高的全向輪行走及防碰撞系統

在審

• 申請號: 201810105313.1
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108215785A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 陳子龍
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: B60K17/04
• 分類號: B60K17/04;B62D11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明具體涉及一種安全性高、有效提高工作效率的工作效率高的全向輪行走及防碰撞系統；所述防碰撞系統包括設置在移動平臺上的物體運動信息采集組、物體圖像體積信息采集組、碰撞信息采集組、安全防護組以及報警裝置；每個AGV小車根據所探測到的障礙物的位置，能做到識別與控制的準確性和快速性，從而及時主動地避讓障礙物；當ECU判斷碰撞到的是人體時，還可以彈出安全氣囊以更好的保護人體。

技術領域

本發明涉及倉儲系統用AGV小車技術領域，特別涉及一種工作效率高的全向輪行走及防碰撞系統。

背景技術

在自動化倉儲系統中，AGV小車是該系統的關鍵設備。現有的AGV小車(AutomatedGuidedVehicle，簡稱AGV)，通常也稱為無人搬運車，指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，工業應用中不需駕駛員的搬運車，以可充電之蓄電池為其動力來源一般可通過電腦來控制其行進路線以及行為，或利用電磁軌道(electromagneticpath-following system)來設立其行進路線，電磁軌道黏貼於地板上，無人搬運車則依靠電磁軌道所帶來的訊息進行移動與動作。現有的AGV小車，運行過程中與障礙物碰撞的事故或者小車之間的碰撞時常會發生，因此需要設計防碰撞措施，然而現有的防碰撞措施并不完善，例如安裝了防碰撞緩沖裝置的專利如CN201620658216，該裝置包括安裝座、防撞板、第一緩沖子機構和第二緩沖子機構，碰撞緩沖裝置雖然可以減小撞擊力，起到緩沖作用，但AGV小車與障礙物仍會相撞，無法提前主動避讓，也無法減少撞擊率。一旦發生碰撞，AGV小車無法根據自身速度、障礙物的速度做出相應的安全動作，危險性較高。

目前的AGV小車的一個應用方向是倉儲系統，例如超大型倉庫、超大貨架，或超大圖書館等，將自動駕駛技術增加到AGV小車中，實現取貨、提貨的全自動化流程，相比于傳統的人工控制方式工作效率有較大提高，如專利CN20152028999所述的一種基于AGV的立體倉儲系統，包括AGV小車導航磁條、讀卡器、升降電梯、立體貨架和料車，實現了倉庫中貨物高效的存取，使倉儲更加智能化與自動化，但是現有的技術中，并未考慮到倉儲系統使用過程中或進行維護時，仍然會有人進入的情況，例如當倉儲系統自動運行時，有人突然闖入，這時AGV小車還在自動運行，會造成嚴重的安全事故；或者相關工作人員進入倉庫中進行例行檢查或維修等操作時，為了安全保障，往往需要將AGV小車全部停運，當工作人員撤離后，再啟動小車，使倉儲系統的工作效率難以進一步提高，同時如果工作人員還未撤離，小車突然因故障或誤操作而重新啟動，則會對停留在倉庫中的工作人員形成極大的安全危害。

全向輪能夠實現全方位的移動，一種特殊的輪子是關鍵。我們稱之為全向輪。常見的主要有麥克納姆(Mecanum)輪和連續切換輪兩種，對于麥克納姆輪，麥克納姆輪由輪輻和固定在外周的許多小滾子構成，輪子和滾子之間的夾角通常為45°。每個輪子具有三個自由度，一個是繞輪子軸心轉動，第二個是繞滾子軸心轉動，第三個是繞輪子和地面的接觸點轉動。輪子由電機驅動，其余兩個自由度自由運動。由三個或以上的麥克納姆輪可以構成全方位移動機器人平臺。目前利用麥克納姆輪實現移動平臺的方法如圖1所示，在平臺下方布置4個麥克納姆輪，其中位于對角線上的兩個麥克納姆輪的滾子角度一致，而相鄰的兩個麥克納姆輪的滾子角度相反，即一個為45°，另一個為-45°；當平臺需要向前或向后移動，則四個麥克納姆輪同向旋轉，當平臺需要原地旋轉，則左前、左后方的麥克納姆輪同向旋轉，右前、右后方的麥克納姆輪同向旋轉，且左前與右前的麥克納姆輪旋向相反；當平臺需要平移時，則左前、右后方的麥克納姆輪同向旋轉，右前、左后方的麥克納姆輪同向旋轉，且左前與右前的麥克納姆輪旋向相反。

為了實現四個麥克納姆輪的旋轉方向隨時改變，現有技術均使用四個電機分別驅動四個麥克納姆輪，即一個電機單獨對應一個麥克納姆輪，為了精確控制平臺的移動，往往對電機的控制要求非常高，對四個電機的轉速、輸入功率的精度要求也非常高，使得全向輪行走系統的成本非常高，電機也占用了較大的空間，使系統體積過大。

發明內容