[发明专利]一种高位拣选车的重心自主平衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高位拣选车的重心自主平衡技术，包括可动配重机构和控制系统。

背景技术

随着土地资源的日趋紧张，集中式高位立体仓库不断增多。高位拣选车是立体仓库中实现人工拣选和堆放货物的一种必不可少的搬运车辆。高位拣选车的最大起升高度可达9 — 10米，由于其作业效率高、成本低等特点，在立体仓库的拣选作业中应用越来越多。

高位拣选车在多数情况下行驶于立体仓库货架之间的狭窄巷道中，因此车辆应具有良好的机动性能，即车辆具有比较小的转弯半径，能够自如地穿梭于仓库的各个巷道，实现高效率作业。这就要求高位拣选车的车体结构尽量小巧紧凑，从而保证车辆具有比较小的转弯半径。但受货物起升高度较高、行驶速度的变化、货物装载的不平衡等因素的影响，高位拣选车的稳定性相对较弱，易发生倾翻事故。

为了保证高位拣选车的稳定性，现行的技术是在车体上放置一个足够大的静止的配重，来抵抗车辆行驶或作业时货物自重、惯性力等因素引起的倾覆力矩。但是随着货物装载情况及车辆的作业状态（加速、减速及转弯等）的不同，倾覆力矩大小和方向也会有所不同。因此，该静止的配重需要足够大才能抵御各工况下不同方向的倾覆。这就直接导致了车体结构的庞大，从而影响车辆的机动性。此外，整车自重的增加导致了能耗的增加。目前，国内外重心自主平衡技术方面的研究只局限在两轮机器人上，如：利用闭环极点配置和自适应控制算法等，设计主辅两个控制器实现柔性两轮自平衡机器人系统的运动控制；利用红外传感替代传统三仪（倾角仪、加速度计、陀螺仪）进行姿态检测，利用增量式PID控制的DSP控制算法实现两轮直立式机器人的自平衡控制等，在高位拣选车上还缺乏相应的重心自主平衡技术的研究和应用。

发明内容

为克服现有技术上的不足，本发明提供一种高位拣选车的重心自主平衡装置，目的在于使高位拣选车的配重变轻，车体体积更小，运行更灵活，车辆重心及运行状态可随时调整，保证车辆运行的稳定和安全。

本发明的技术方案如下：一种高位拣选车的重心自主平衡装置，其包括可动配重机构和控制系统，可动配重机构由配重机构底座（401）、设置在配重机构底座（401）上的纵向运动机构、与纵向运动机构连接的横向运动机构以及固定在横向运动机构上且固定在高位拣选车的底盘上的配重装置组成，其中纵向运动机构和横向运动机构的两条直线导轨（402、416）成90度自下而上两层交叉设置；控制系统由分别安装在高位拣选车的车轮轮轴上的多个压力传感器和控制器（10）组成；控制器（10）包含有配重移动控制单元和车辆行驶状态控制单元。

上述纵向运动机构包括相互连接的纵向步进电机（409）、纵向滚珠丝杠（404）、和纵向直线导轨（402），纵向直线导轨（402）通过纵向导轨滑块（403）连接所述横向运动机构；纵向滚珠丝杠（404）分别通过纵向丝杠螺母（405）和纵向丝杠螺母安装座（406）连接所述横向运动机构，纵向直线导轨（402）端部位置设置有纵向微动限位开关（429）。

上述横向运动机构设置在横向运动机构安装座（415）上，包括有横向步进电机（423）、横向滚珠丝杠（418）、横向直线导轨（416）；横向直线导轨（416）通过横向导轨滑块（417）与所述配重装置连接，横向滚珠丝杠（418）通过横向丝杠螺母（419）、横向丝杠螺母安装座（420）连接所述配重装置；

上述配重装置包括配重箱安装板（427）和配重箱（428）。

本发明通过采取以上技术方案，可以随时检测到车轮轮轴载荷比是否符合设定的标准，在不符合设定标准的情况下由控制器的配重移动控制单元启动步进电机对配重箱进行纵向和横向移动，以调整车辆的重心。在配重箱到达极限位置后各车轮轮轴的载荷比仍然达不到设定的标准时，控制器的车辆行驶状态控制单元可对车辆的速度、加速度及车轮转向角进行限制调整，以减小车辆的惯性力和离心力，保证车辆运行的稳定和安全。由于使用可移动的配重箱，与传统的静配重相比，重量大为减轻，车辆体积变小，运行更灵活，节省能耗，也提高了工作效率。

附图说明

图1为可动配重机构的结构示意图；

图2为重心自主平衡技术在高位拣选车上的应用示意图。