[发明专利]一种可全向移动的自动导航小车

说明书

技术领域

本发明涉及一种导航小车，尤其是一种可全向移动的自动导航小车，属于自动化搬运的技术领域。

背景技术

自动导航小车（AGV）是现代工业自动化物流系统中的关键设备之一，一般以电池为动力，装备有电磁、光学或视觉等自动导航装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能。AGV作为一种轮式移动机器人，可通过导引装置自动地沿预定路径将物料运送到目的地。与传送带和有轨小车相比，AGV在自动化程度、路径设置柔性和空间利用率等方面都具有明显优势，且易与计算机控制的自动化生产系统有机结合，已成为现代制造系统和自动仓储系统中的关键性物流输送设备，在电子、化工、造纸、港口运输、烟草、制药和食品等众多行业中也应用广泛。

此外，AGV还可用于生产装配过程，如在发动机总装线，AGV可替代传统连续式固定装配线或地轨式装配台车，用于发动机的支承、移动和装配。国外也开始尝试将AGV用于F-35飞机的装配生产线。在国家大飞机重大科技专项的支持下，多AGV组成的智能移动装配系统有望出现在大飞机装配中，通过集群控制合作搬运大质量或大尺寸的部件。

AGV运动依靠车轮的转动，根据能否在轮轴方向产生位移，车轮可分为全方位轮和常规轮。根据轮轴与车体间的连接关系，常规轮可分为（1）、固定轮：车轮轮轴相对车体是固定的，若转速取决于车体运动速度，则为随动轮；若速度由电机控制，则为驱动轮。（2）、转向轮：车轮轮轴相对车体是可转动的，若转速和方向均取决于车体速度和方向，则为自由轮；若方向由操舵电机控制而转速取决于车体，则为操舵轮。

采用不同类型车轮与布局可构成移动机器人的不同转向方式，传统的AGV系统形式有采用两独立驱动轮的差速转向以及采用驱动轮和操舵轮的操舵转向，前者调整两驱动轮之间的速度差，而后者调整操舵轮的方向角。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可全向移动的自动导航小车，其结构简单紧凑，控制精度高，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述可全向移动的自动导航小车，包括车架及安装于所述车架上的若干随动轮；所述车架上还安装有至少两个导航驱动组件，所述导航驱动组件均匀对称地安装于车架下方的前端与后端；导航驱动组件的轴线与车架的轴线位于同一直线上；导航驱动组件包括左伺服驱动转向轮及右伺服驱动转向轮，所述左伺服驱动转向轮、右伺服驱动转向轮对称分布于车架轴线的两侧，且左伺服驱动转向轮、右伺服驱动转向轮能在车架下转动所需的角度；左伺服驱动转向轮通过导航驱动组件内的左轮伺服驱动模块驱动控制，右伺服驱动转向轮通过导航驱动组件内的右轮伺服驱动模块驱动控制；导航驱动组件还包括用于识别导航标示线的位置传感器以及用于检测导航驱动组件与车架间角度的角度传感器；所述位置传感器将检测的位置偏差传输到导航控制器内，所述导航控制器、角度传感器与AGV系统控制器连接；

AGV系统控制器能接收外部的运动速度指令及运动姿态指令，所述AGV系统控制器根据接收的运动速度指令向导航控制器输出速度控制信息，以使得导航控制器分别向左轮伺服驱动模块、右轮伺服驱动模块输出对应的速度驱动信号，且AGV系统控制器根据角度传感器检测输入的角度值及运动姿态指令对导航控制器输出的速度驱动信号进行补偿，以使得左轮伺服驱动模块、右轮伺服驱动模块分别驱动左轮伺服驱动转向轮、右轮伺服驱动转向轮驱动车架运动，且车架的运动速度及运动姿态与所接收的运动速度指令及运动姿态指令相匹配。

所述AGV系统控制器包括位置控制模块及姿态控制模块，所述位置控制模块与导航控制器连接，角度传感器、姿态控制模块及导航控制器与速度分配控制模块连接，所述速度分配控制模块与左轮伺服驱动模块及右轮伺服驱动模块连接。

所述导航驱动组件通过组件安装轴安装于支架的下方，且导航驱动组件通过安装轴能在支架的下方进行360度的转动。

所述位置传感器包括磁传感器，导航标示线为设置于地面的磁条。所述车架上设置四个随动轮，所述随动轮分布于车架四端角的下方。

所述AGV系统控制器对导航控制器输出的速度驱动信号进行补偿时，对输入到左轮伺服驱动模块的速度驱动信号加速度补偿值，对输入到右轮伺服驱动模块的速度驱动信号减去速度补偿值。