閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置，包括驅動車架，與驅動車架固定連接的右從動輪軸心、左從動輪軸心，安裝于相應從動輪軸心上的從動輪子，各從動輪子分別與對應鏈輪連接，各鏈輪分別由相應的電機驅動；立軸通過轉向軸承座與驅動車架可轉動連接；立軸其下端穿過驅動車架，立軸其下端設有探測立軸和驅動車架之間轉動角度的旋轉編碼器；立軸其上端設有伸縮機構。該種驅動裝置避免了轉彎時的卡住不動現(xiàn)象，保證了小車了運行的穩(wěn)定性。AGV無人小車驅動裝置在具有伸縮功能，空間體積占用最小，結構簡單和實現(xiàn)難度較低。
【專利說明】閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種驅動裝置，尤其涉及無人搬運車的動力驅動裝置，本實用新型屬于AGV無人搬運車領域。
【背景技術】
[0002]無人搬運車已經是過去幾十年發(fā)展起來的一個應用于工業(yè)生產中成品和半成品物料搬運的運載工具。無人搬運車英文名稱(Automated Guided Vehicle, AGV),是指具備有電磁或者光學等自動引導裝置的能夠沿規(guī)定路線行進的，動力采用蓄電池作為主要動力源，具有各種保護功能和應用功能的無人操作設備。無人運載工具在上世紀五十年代就開始大量在汽車等領域的工廠和碼頭普及。目前的AGV小車主要是使用電腦系統(tǒng)進行控制，小車運行過程中的狀態(tài)是電腦統(tǒng)一管理和控制的。計算機控制系統(tǒng)的導入，對于AGV小車系統(tǒng)作業(yè)過程的優(yōu)化和效率的提高有極大的幫助。
[0003]長期以來，AGV無人小車存在著各種問題。較為突出和迫切需要解決的主要問題是:AGV無人小車的驅動裝置在實際運行過程中由于路徑設計不合理或者實際運行偏位，導航裝置發(fā)出轉向指令驅動差速裝置進行轉向，但是由于轉向角度過大，容易出現(xiàn)驅動裝置卡死的現(xiàn)象。針對此問題點，不同的廠商使用不同的解決方法，其中最為典型的是進行各種限位機構的開發(fā)和改進。但是由于結構復雜或者成本高昂而使得普遍推廣較為困難。長期以來，AGV無人運載工具小車的此類通病，各廠商一直無法找到滿意的解決方案，因此新型可靠低成本的新結構的研發(fā)顯得尤為迫切，以克服無人小車實際應用的不足。
實用新型內容
[0004]本實用新型需要解決的技術問題是提供一種閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置，該種驅動裝置避免了轉彎時的卡住不動現(xiàn)象，保證了小車運行的穩(wěn)定性。
[0005]本實用新型可以采取如下技術方案:
[0006]一種閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置，其特征是:包括驅動車架，與驅動車架固定連接的右從動輪軸心、左從動輪軸心，安裝于相應從動輪軸心上的從動輪子，各從動輪子分別與對應鏈輪連接，各鏈輪分別由相應的電機驅動；立軸通過轉向軸承座與驅動車架可轉動連接；立軸其下端穿過驅動車架，立軸其下端設有探測立軸和驅動車架之間轉動角度的旋轉編碼器；立軸其上端設有伸縮機構。
[0007]本實用新型解決問題還可以進一步采取以下改進措施:
[0008]所述伸縮機構包括上支撐架、下支撐架，上支撐架、下支撐架之間設有兩組支撐結構，各支撐結構由交叉設置的兩支撐條構成，兩支撐條之間在中部相互鉸接，兩支撐條的上、下端分別與對應上支撐架、下支撐架鉸接；上支撐架、下支撐架之間設有彈簧。
[0009]前導向傳感器、后導向傳感器分別安裝在驅動車架的前后端。
[0010]前導向傳感器、后導向傳感器分別安裝在驅動車架的前后端，旋轉編碼器與控制系統(tǒng)電連接，前導向傳感器、后導向傳感器與控制系統(tǒng)電連接，電機與控制系統(tǒng)電連接；前導向傳感器、后導向傳感器每隔一定時間檢測一次路徑的偏差并反饋信號到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按照設定值算出偏離的理論角度值，每次偏離角度信號都與旋轉編碼器實際測量信號對比，通過不斷的更新實時的偏差值，以此來校正控制對應電機間的速度差。
[0011]上述技術方案具有這樣的技術效果:
[0012]1、本實用新型結構使用編碼器進行旋轉角度的測量，以此達到閉環(huán)控制的目的。區(qū)別于其他旋轉角度控制機構最重要的一點是，其他機構一般只能做轉動角度的極限位置的感應和限位，不能在驅動輪行走過程中測量出有效的數(shù)據(jù)傳遞給控制系統(tǒng)，而本方案可以解決上述問題，檢測傳感器每隔0.1s檢測一次路徑的偏差并反饋信號到PLC或者單片機控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按照設定值通過模擬算法計算出偏離的理論角度值，每次偏離角度信號都與編碼器實際測量信號對比，通過不斷的更新實時的偏差值，以此來校正控制左右電機的速度差。使得整個驅動輪運行的過程可以完全實現(xiàn)閉環(huán)控制，本結構可以達到以上目的。由于有旋轉編碼器的存在，驅動輪只能在限定有效的180°以內的角度范圍內旋轉，由此不會出現(xiàn)轉彎時候卡死不動，增加了 AGV小車實際運行中的穩(wěn)定性。
[0013]2、本實用新型中，設有彈簧伸縮機構，可以有效地改善AGV無人搬運車驅動裝置安裝和實際運行過程中，驅動輪和地面接觸力不夠的問題，有效地避免了由于接觸力不夠或者路面高低不平造成AGV小車牽引力不足和運行時快時慢的不平穩(wěn)狀態(tài)。彈簧裝置的使用，使得AGV無人小車驅動裝置在具有伸縮功能，空間體積占用最小，結構簡單和實現(xiàn)難度較低。
[0014]3、本實用新型結構簡單，制作難度小，成本低，適合于大批量的推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型結構示意圖。
[0016]圖2是圖1的A-A方向剖面圖。
[0017]圖3是圖1的B-B方向剖面圖。
[0018]圖4是實施例的電路方框原理圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例對本實用新型進行具體描述。
[0020]實施例1:如圖1、圖2、圖3、圖4所示，閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置，包括驅動車架1，與驅動車架I固定連接的右從動輪軸心2、左從動輪軸心3，安裝于相應從動輪軸心上的從動輪子4，各從動輪子分別與對應鏈輪5連接，各鏈輪5分別由相應的電機15驅動；立軸6通過轉向軸承座7與驅動車架I可轉動連接；立軸6其下端穿過驅動車架1，立軸6其下端設有探測立軸6和驅動車架I之間轉動角度的旋轉編碼器8 ;立軸6其上端設有伸縮機構。
[0021]前導向傳感器13、后導向傳感器14分別安裝在驅動車架的前后端，旋轉編碼器與控制系統(tǒng)電連接，前導向傳感器、后導向傳感器與控制系統(tǒng)電連接，左、右電機分別通過電機驅動器與控制系統(tǒng)電連接；前導向傳感器、后導向傳感器每隔一定時間檢測一次路徑的偏差并反饋信號到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按照設定值算出偏離的理論角度值，每次偏離角度信號都與旋轉編碼器實際測量信號對比，通過不斷的更新實時的偏差值，以此來校正控制對應電機間的速度差。
[0022]本實用新型安裝一個旋轉編碼器8進行旋轉角度的測量，以此達到閉環(huán)控制的目的。區(qū)別于其他旋轉角度控制機構最重要的一點是，其他機構一般只能做轉動角度的極限位置的感應和限位，不能在驅動輪行走過程中測量出有效的數(shù)據(jù)傳遞給控制器系統(tǒng)，而本方案可以解決上述問題，使得整個驅動輪運行的過程可以完全實現(xiàn)閉環(huán)控制，本結構可以達到以上目的。實際控制過程中，例如當某一時刻Tl無人小車偏離了實際的運行軌道，前、后導向傳感器檢測一次路徑的偏差并反饋信號到PLC或者單片機控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按照設定值計算出偏離的理論角度值為30°之后，把校正角度信息傳遞到編碼器，編碼器記錄設定值，控制系統(tǒng)驅動左右無刷電機進行差速運動，左右電機的差速運轉產生轉向。驅動裝置的實際轉向和編碼器設定值進行比較，當編碼器檢測到驅動裝置的實際旋轉角度到達30°，編碼器發(fā)出信號通知控制器，目前左右無刷電機的差速度滿足目標設定值，左右電機的差速保持。AGV小車實際運行過程中，檢測傳感器每隔0.1s檢測一次路徑的偏差并反饋信號到PLC或者單片機控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按照設定值通過模擬算法計算出偏離的理論角度值，每次偏離角度信號都與編碼器實際測量信號對比，通過不斷的更新實時的偏差值，以此來校正控制左右電機的速度差。由此，驅動輪裝置形成一套由檢測傳感器?控制系統(tǒng)?編碼器?控制系統(tǒng)?驅動裝置?檢測傳感器?控制系統(tǒng)的一套閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于有旋轉編碼器的存在，驅動輪只能在限定有效的180°以內的角度范圍內旋轉，由此不會出現(xiàn)轉彎時候卡死不動，增加了 AGV小車實際運行中的穩(wěn)定性。
[0023]電機通過平鍵和主動輪鏈輪進行連接，連接后主動輪鏈輪通過鏈條把動力傳遞到行走裝置從動輪子，由于左右電機和傳動機構以及行走機構都是相互獨立的，因此，左右電機的差速轉換使得AGV無人小車得以按照特定的方向進行轉向。
[0024] 伸縮機構包括上支撐架9、下支撐架10，上支撐架9、下支撐架10之間設有兩組支撐結構，各支撐結構由交叉設置的兩支撐條11構成，兩支撐條11之間在中部相互鉸接，兩支撐條的上、下端分別與對應上支撐架9、下支撐架10鉸接；上支撐架9、下支撐架10之間設有彈簧12。該種結構簡單，部件少。
[0025]本實用新型設有彈簧伸縮機構，可以有效地改善AGV無人搬運車驅動裝置安裝和實際運行過程中，驅動輪和地面接觸力不夠的問題，有效地避免了由于接觸力不夠或者路面高低不平造成AGV小車牽引力不足和運行時快時慢的不平穩(wěn)狀態(tài)。彈簧裝置的使用，使得AGV無人小車驅動裝置在具有伸縮功能時候，空間體積占用最小，結構簡單和實現(xiàn)難度較低。
[0026]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】。但本實用新型定的保護范圍并不局限于此。任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型披露之后，可輕易想到的變化或者替代，都應該涵蓋在本實用新型的保護范圍之內，因此本實用新型的保護范圍應該按照權利要求書的要求為準。
【權利要求】
1.一種閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置，其特征是:包括驅動車架，與驅動車架固定連接的右從動輪軸心、左從動輪軸心，安裝于相應從動輪軸心上的從動輪子，各從動輪子分別與對應鏈輪連接，各鏈輪分別由相應的電機驅動；立軸通過轉向軸承座與驅動車架可轉動連接；立軸其下端穿過驅動車架，立軸其下端設有探測立軸和驅動車架之間轉動角度的旋轉編碼器；立軸其上端設有伸縮機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置，其特征是:所述伸縮機構包括上支撐架、下支撐架，上支撐架、下支撐架之間設有兩組支撐結構，各支撐結構由交叉設置的兩支撐條構成，兩支撐條之間在中部相互鉸接，兩支撐條的上、下端分別與對應上支撐架、下支撐架鉸接；上支撐架、下支撐架之間設有彈簧。
3.根據(jù)權利要求1所述的閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置，其特征是:前導向傳感器、后導向傳感器分別安裝在驅動車架的前后端。
4.根據(jù)權利要求1所述的閉環(huán)控制的無人搬運車驅動裝置，其特征是:前導向傳感器、后導向傳感器分別安裝在驅動車架的前后端，旋轉編碼器與控制系統(tǒng)電連接，前導向傳感器、后導向傳感器與控制系統(tǒng)電連接；前導向傳感器、后導向傳感器每隔一定時間檢測一次路徑的偏差并反饋信號到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按照設定值算出偏離的理論角度值，每次偏離角度信號都與旋轉編碼器實際測量信號對比，通過不斷的更新實時的偏差值，以此來校正控制對應電機間的速度差。
【文檔編號】G05D1/02GK203480310SQ201320503037
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權日:2013年8月16日
【發(fā)明者】黃健 申請人:廣東益翔自動化科技有限公司