[發明專利]一種抱夾式自動導引運輸車

有效

• 申請號: 202111110783.5
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113759931B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 吳立輝;張中偉;胡文博;楊杰;代爭爭;李元生;周秀
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學;河南工業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京哌智科創知識產權代理事務所(普通合伙) 11745
• 代理人: 張元媛

1.一種抱夾式自動導引運輸車，所述抱夾式自動導引運輸車包括行走裝置(2)，所述行走裝置(2)的上方固定安裝有提升裝置(3)，所述提升裝置(3)通過傳動組件與抱夾裝置(4)傳動連接，所述提升裝置(3)的上表面固定安裝有CCD攝像機(1)、超聲波傳感器(5)、無線路由器(6)和控制裝置(7)；

所述行走裝置(2)包括左右對稱設置的兩組支撐架，每組支撐架均包括底盤(2-11)，所述底盤(2-11)上表面通過支撐底板(2-8)垂直固定有三塊支撐側板(2-9)，所述支撐側板(2-9)上方與連接板(2-10)固定連接；減速器(2-2)通過減速器支座(2-3)固定安裝在所述底盤(2-11)上表面中間位置，伺服電機(2-1)的輸出軸與減速器(2-2)的輸入軸相連，所述減速器(2-2)的輸出軸通過車輪軸(2-4)與主動輪(2-6)連接，所述主動輪(2-6)轉動安裝在第一軸承座(2-5)之間，所述底盤(2-11)兩側還轉動安裝有兩個萬向輪(2-7)；

所述提升裝置(3)包括提升蓋板(3-11)和提升載板(3-13)，所述提升蓋板(3-11)和提升載板(3-13)通過提升側板(3-12)固定連接，所述提升載板(3-13)通過螺栓固定安裝在所連接板(2-10)的上方；

所述提升蓋板(3-11)上表面中間位置固定安裝有提升電機(3-1)，所述提升電機(3-1)的輸出軸與T型減速換向器(3-2)的輸入軸連接，所述T型減速換向器(3-2)兩側通過第一聯軸器(3-3)與傳動軸(3-4)相連，兩根傳動軸(3-4)均通過第二軸承座(3-5)固定在提升蓋板(3-11)上表面，所述傳動軸(3-4)遠離所述T型減速換向器(3-2)的一端均與蝸輪絲杠升降機(3-6)相連接，所述蝸輪絲杠升降機(3-6)通過螺母固定在提升蓋板(3-11)上，所述蝸輪絲杠升降機(3-6)的輸出端與絲杠(3-6-1)的一端轉動連接，所述絲杠(3-6-1)另一端轉動連接在軸承座組件(3-7)內，所述軸承座組件(3-7)固定在提升載板(3-13)上表面；所述提升蓋板(3-11)與所述提升載板(3-13)之間通過導向軸支座(3-9)固定設置有四根導向軸(3-8)，抱夾裝置通過滑動套筒(3-10)滑動套設在四根導向軸(3-8)的表面，所述絲杠(3-6-1)表面的絲杠螺母(3-6-2)與所述抱夾載板(4-2)固定連接；

所述抱夾裝置(4)包括抱夾載板(4-2)，所述抱夾載板(4-2)上開設有與所述滑動套筒(3-10)和所述絲杠螺母(3-6-2)外形相適配的通孔，所述抱夾載板(4-2)上表面固定安裝有步進電機(4-1)，所述步進電機(4-1)輸出端通過第二聯軸器(4-3)與雙向絲杠(4-4)轉動連接，所述雙向絲杠(4-4)通過絲杠支座(4-5)固定在所述抱夾載板(4-2)上表面，所述雙向絲杠(4-4)的表面對稱套設有兩個絲杠螺母(4-6)，每個所述絲杠螺母(4-6)均與一個滑動橫板(4-14)上表面固定連接，所述抱夾載板(4-2)上固定設置有四個托板(4-9)，每個托板(4-9)上均固定安裝有導向光軸支座(4-8)，相對應的兩個導向光軸支座(4-8)之間安裝有導向光軸(4-7)，兩根導向光軸(4-7)的方向與所述雙向絲杠(4-4)的方向平行，所述滑動橫板(4-14)通過滑塊(4-10)套設在導向光軸(4-7)表面，抱夾臂(4-12)的一端通過槽型安裝板(4-11)固定安裝在所述滑動橫板(4-14)的下表面，抱夾臂(4-12)的另一端固定安裝有防滑夾板(4-13)；

所述的CCD攝像機(1)、超聲波傳感器(5)、無線路由器(6)和控制裝置(7)均安裝在提升蓋板(3-11)上；所述控制裝置(7)包括嵌入式控制器以及控制系統；控制系統包括自主行走模塊，圖像控制模塊，信息交互模塊；

使用抱夾式自動引導運輸車對物體進行運輸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟一：首先CCD攝像機(1)對車間環境信息進行視覺信息采集，然后通過無線路由器(6)將采集到的車間環境信息傳送到上位機，上位機對接收到的視覺數據信息進行分析，提取到小車起點位置信息及車間環境信息，同時構建出相應的拓撲圖，拓撲圖中相應的節點(N₁，N₂，N₃…N_i)，分別對應的車間貨物存在的位置信息，其坐標為(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)…(x_i，y_i)，在利用Dijkstra算法計算出小車初始位置到下個貨物目標點的最短路徑信息；步驟二：上位機將拓撲圖及規劃的最優路徑信息傳送至控制裝置(7)，控制裝置(7)接收到相應指令后，控制行走裝置(2)移動，當行走裝置(2)沿著最優路徑行駛時，兩個伺服電機(2-1)帶動減速器(2-2)，車輪軸(2-4)和主動輪(2-6)共同旋轉，帶動小車直行，直行時兩側車輪速度不能保證完全一致，會導致小車產生位置偏差，需要對兩側車輪速度糾偏，若左側車輪為速度v₁，右側車輪速度為v₂，小車向左偏差距離d，則在下一時刻設定小車左側車輪速度v′₁＝v₁+λd+τθ，小車右側車輪速度v′₂＝v₂-λd-τθ，其中λ和τ為校正系數，可調節小車直行時位置偏差，當小車轉彎時，通過控制兩個伺服電機(2-1)電機差速使小車一側的驅動輪轉速大于另一側，從而實現轉彎，當小車在運行過程中，超聲波傳感器(5)檢測到障礙物時，通過CCD攝像機(1)采集到障礙物圖像信息，判斷出障礙物位置信息，通過無線路由器(6)傳輸到上位機，上位機對接收到的視覺數據信息進行分析，重新規劃路線，使小車實現避障；

步驟三：當小車到達預定的搬運貨物位置，行走裝置(2)運動停止，控制裝置(7)向提升電機(3-1)驅動器發送命令，提升電機(3-1)通過T型減速換向器(3-2)帶動傳動軸(3-4)旋轉，傳動軸(3-4)通過聯軸器(3-3)帶動蝸輪絲杠升降機(3-6)轉動，同時蝸輪絲杠升降機(3-6)驅動絲杠(3-6-1)旋轉，在四根導向軸(3-8)的共同作用，帶動抱夾裝置下降；

步驟四：抱夾裝置(4)下降到指定位置時，控制裝置(7)發出相應指令，抱夾裝置(4)上的步進電機(4-1)通過聯軸器(4-3)帶動雙向絲杠(4-4)旋轉，從而帶動滑動橫板(4-14)相向運動，使固定在滑動橫板(4-14)上的抱夾臂(4-12)相向運動，實現對物體的夾取；當抱夾臂(4-12)夾緊貨物后，提升電機(3-1)反向轉動，通過提升裝置(3)將貨物提起，完成相應操作后，將貨物移動到目的地。