专利名称：磁导航差动式运载机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种搬运机器人，尤指一种磁导航差动方式的 运载式机器人。
背景技术：
随着工业生产的发展，物流技术的提高，运载机器人已被广泛 运用于汽车，食品，服装，印刷和烟草，冶金，配货中心等行业领 域，其中绝大多数采用电磁感应作为引导技术的运载机器人。本公司先前研发成功的一种新型的弱磁引导探测装置和运载机 器人以此为核心形成的弱磁引导运载机器人系统整体技术。该弱磁引导探测装置的电路只有在弱磁贴条正上方，并距离2至5厘米之 间时，电路输出有效的电平信号。用于运载机器人的导航和路径选 取和纠偏。该弱磁引导的运载机器人可以在无人监督的情况下完成物体的 搬运，可以由人工在需要走行的道路上贴设直线和曲线胶塑磁条， 是按工艺要求特别定做的导引用的弱磁胶带，带宽50mm，厚2mm 耐磨抗压不退磁，用粘胶贴方法铺设在地表面不会脱落。搬运车即 能按照这些线路行走。如要改变路线，只需改变磁性贴条就能方便 完成。同时，在引导路线旁边规定地点，增加同样材料的短贴条， 即可组成道路上的地址标志，供自动引导车的识别，准确定位进行 各种操作。
发明内容为了克服上述不足之处，本实用新型的主要目的旨在提供一种 弱磁导航探测器和运载机器人，整体组合结构包括有车体，电动 移载机构，电动组合舵轮总成，前、后轮及各种传感器系统，语言， 灯光提示、音乐报警装置及驱动转向控制装置的等，既能达到运行 稳定，抗干扰能力强，铺设弱磁磁条简单，又能适用于电磁导线无 法铺设的场地，是运载机器人中一种新型可靠的磁导航差动式运载 机器人。本实用新型要解决的技术问题是要解决如何弱磁感应导引探 测系统和光电传感相结合的引导装置问题；要解决如何具有独立完 善的车载计算机的控制系统问题；要解决如何具有系统上位机计算 机自动控制和车载触摸式操作屏自动控制两种工作模式，在应急情 况下可以人工操控等有关技术问题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该装置主要 由舵轮、计算机、显示屏、传感器、电池、开关、电源、编码器及 弱磁引导探测装置等组成，该装置至少包括有车体，电动移载机 构，电动组合舵轮总成，前、后轮及各种传感器系统，语言，灯光 提示、音乐报警装置及驱动转向控制装置；电动组合舵轮总成安装 固定在车体的前方；其中-驱动转向控制系统主要由驱动转向机构、电动移载机构、提升 机构、车载计算机系统、无线通讯电台、引导装置和电源组成；该 引导装置主要由弱磁引导探测装置、对位光电传感器、弱磁地标定 位传感器组成一弱磁传感引导系统；一车体下部的车身前、后部分别安装固定有弱磁引导探测装 置，在弱磁导引传感器的上前方和车体后部，分别安装固定有避碰 防撞传感器及机械防撞机构；在车体的下部安装固定有机械防撞机构，机械防撞机构与车体
后段的避碰防撞传感器组合为一前后相应的避碰装置；在车身两侧安装固定有弱磁地标传感器和对位光电传感器； 在车身上部安装固定有左右移动的电动移载机构，在电动移载机构中，安装固定有光电负荷传感器，负荷传感器安装固定在车体的顶部与电动移载机构的下部位置；在车体中段上方设置左右两只对位光电传感器；在车体后部安装固定有电池组；在车体后上方的一距离处分别安装固定有两只急停开关，两只 急停开关分别与前上方安装固定的中央蜂鸣器之间有一间隔距离；在车体后上端安装固定有触摸式操作显示屏，触摸式操作显示 屏与安装在车体中部的车载计算机系统之间为排线连接；在车体前方一距离处的电动组合舵轮总成与绝对编码器为同 轴连接，在距离前支撑轮的一距离处又与转向电机连接，并为齿轮 啮合传动；在车体前上部安装固定有无线通讯电台； 在车体后下部安装固定有固定轮。所述的磁导航差动式运载机器人的电动组合舵轮总成前方一 距离及前方处分别安装固定有支撑轮与提升机构。所述的磁导航差动式运载机器人的电动移载机构的外形形状 为矩形。本实用新型的有益效果是该弱磁导航探测器和运载机器人装 置，运行稳定，抗干扰能力强，铺设弱磁磁条简单，改变路径规划 方便，转弯半径小，厂房安装环境要求比较低，能适用于电磁导线 无法铺设的场地，是运载机器人一种新型可靠的运行装置；具体体 现在(1)本实用新型为弱磁感应导引探测系统和光电传感相结合 的引导装置，使得运载机器人抗电磁干扰能力强，运行更为稳定，
能适合于铺设弱磁胶带的场地；大大提高了运载机器人导引探 测的可靠性，精确性，从而保证了运载机器人处于最佳的运行状态。(2) 本实用新型的磁导航差动式运载机器人，由于具有独立 完善的车载计算机的控制系统。不但可以参与、作用由上位计算机 统一运行控制的车载运输系统、也可以单独执行由人工通过车载触 摸式操作屏下达的各式运载任务。可以执行整个系统内各起始点和到达点的任意路径。(3) 本实用新型的磁导航差动式运载机器人维修简单，操作方便，安全可靠。具有系统上位机计算机自动控制和车载触摸式操 作屏自动控制2种工作模式，在应急情况下可以人工操控等优点。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图1为本实用新型整体结构示意图； 图2为本实用新型整体结构的俯视图； 图3为本实用新型整体结构的左视图；附图中标号说明l一 车体；2— 电动组合舵轮总成；3— 固定轮； 4一支撑轮；5— 电动移载机构；6— 提升机构；7— 车载计算机系统；8— 触摸式操作显示屏；9一机械防撞机构； IO—弱磁引导探测装置；ll一无线通讯电台；12— 电池组；13— 绝对编码器；14— 对位光电传感器；15— 避碰防撞传感器；16— 蜂鸣器；17— 负荷传感器；18— 急停开关；具体实施方式
请参阅附图l、 2、 3所示，本实用新型为一种新型可靠的运行装 置，整体结构达到国内首创水平，属自主知识产权；部分创新点已达 国际同类产品的先进水平；本实用新型主要由舵轮、计算机、显示屏、传感器、电池、开关、 电源、编码器及弱磁引导探测装置等组成，该装置至少包括有车体 (1)，电动移载机构(5)，电动组合舵轮总成(2)，前、后轮及各种 传感器系统，语言，灯光提示、音乐报警装置及驱动转向控制装置； 电动组合舵轮总成(2)安装固定在车体(1)的前方；其中驱动转向控制系统主要由驱动转向机构、电动移载机构(5)、 提升机构(6)、车载计算机系统(7)、无线通讯电台(11)、引导装 置和电源组成；该引导装置主要由弱磁引导探测装置(10)、对位光 电传感器(14)、弱磁地标定位传感器组成一弱磁传感引导系统；一车体(1)下部的车身前、后部分别安装固定有弱磁引导探 测装置(10)，在弱磁导引传感器的上前方和车体(1)后部，分别 安装固定有避碰防撞传感器(15)及机械防撞机构(9);在车体(1)的下部安装固定有机械防撞机构(9)，机械防撞 机构(9)与车体后段的避碰防撞传感器(15)组合为一前后相应的避碰装置；在车身两侧安装固定有弱磁地标传感器和对位光电传感器 (14);在车身上部安装固定有左右移动的电动移载机构(5)，在电动 移载机构(5)中，安装固定有光电负荷传感器(17)，负荷传感器(17) 安装固定在车体(1)的顶部与电动移载机构(5)的下部位 置；在车体(1)中段上方设置左右两只对位光电传感器(14);在车体(1)后部安装固定有电池组(12);在车体(1)后上方的一距离处分别安装固定有两只急停开关(18) ，两只急停开关(18)分别与前上方安装固定的中央蜂鸣器(16) 之间有一间隔距离；在车体(1)后上端安装固定有触摸式操作显示屏(8)，触摸 式操作显示屏(8)与安装在车体(1)中部的车载计算机系统(7)之间为排线连接；在车体(1)前方一距离处的电动组合舵轮总成(2)与绝对编 码器(13)为同轴连接，在距离前支撑轮(4)的一距离处又与转向 电机连接，并为齿轮啮合传动；在车体(1)前上部安装固定有无线通讯电台(11);在车体(1)后下部安装固定有固定轮(3)。所述的磁导航差动式运载机器人的电动组合舵轮总成(2)前 方一距离及前方处分别安装固定有支撑轮(4)与提升机构(6)。所述的磁导航差动式运载机器人的电动移载机构(5)的外形 形状为矩形。
本实用新型的实施例之一磁导航机器人包括车体，电动移载机构，电动舵轮驱动和转向 总成，前、后轮及提升装置，车载计算机系统及各种传感器系统， 其包括，车身前后部的弱磁引导探测装置，车身两侧弱磁地标传感 器，光电对位传感器，车身上部的移载机构中，装有光电负荷传感 器，控制移载任务执行及完成。在弱磁导引传感器的上前方，分别 装有防撞避碰探测器以及机械避碰装置，此外为了提高系统的安全 效用本机器人装有语言，灯光提示及音乐报警装置。本实用新型磁导航差动式运载机器人的驱动转向控制系统，由 驱动转向机构、移载机构、提升机构、车载计算机、无线通讯装置、 引导装置和电源组成，都由车载计算机控制；车载计算机为高性能 的车载计算机PC104;通讯装置则采用无线调制解调器(MODEN) 和自动信号增益装置；电源采用高能镍镉蓄电池，而引导装置则主 要是由弱磁引导探测装置、光电对位传感器，弱磁地标定位传感器 等组成的一个弱磁传感引导系统。本实用新型磁导航差动式运载机器人在其驱动与转向控制系 统的支配下，完成前进、倒退、转向等动作，由于采用弱磁引导方 式，因而大大提高了抗干扰性，运行路线探测的精确性，地标地址 检测定位的准确性，从而保证了运载机器人处于最佳的运行状态。如图l所示在车体后上方距离约为400-410mm，有两只急 停开关(18)与前上方中央蜂鸣器(16)距离约为700-800mm左 右，用于在发生故障时的提示与急停。如图3所示在车体(l)的前400mm处电动组合舵轮总成(2) 与绝对编码器(13)是同轴连接，距离后支撑轮(4) 500-750mm 左右，又与转向电机连接，采用齿轮啮合传动，是行驶转向的重要 部件。
如图1所示支撑轮(4)与提升机构(6)安装电动组合舵轮 总成约前方100-120mm及上方处，提升高度45-55mm左右，为避 免路况差，以及维修时采用，是一较新型的车体机械结构，采用杠 杆原理调节自如。如图1所示为机械防撞机构(9)，与车体后段的避碰防撞传 感器(15)组合了一个前后相应的避碰功能，其距为1000-1050米 左右，安装在车体的下部，探测障碍物，使机器人自动停止。如图2所示，触摸式操作显示屏(8)置于车体后上端中央与 安装在车体中部的车载计算机系统(7)排线连接，便于修改参数， 及观察，运行情况。如图2所示在车体的车顶装有左右移动的电动移载机构(5), 外形尺寸为500*500*100-120mm，能平稳自如地把物体准确送到工 位。如图1所示弱磁引导探测装置(10)安装在车体下部的前后 约950-1000mm米左右是引导机器人方向的检测器，如图1所示在车体中段上方有左右两只对位光电传感器 (14)，使之能准确停靠指令工位，装卸物体在检测器。 如图2所示在车体的前上部装有无线通信电台(11)。如图1所示是一种安全可靠充电时间短，工作时间长的组合 电池(12)，安装在车体(1)的中后部。如图2所示，负荷传感器(17)安装固定在车体(1)的顶部，电动移载机构(5)的下方位置； 本实用新型的创新点如下采用特殊的弱磁材料，根据技术参数要点加工成条状引导线， 以及运载机器人运行路径探测自动控制器的导航技术。(自主知识 产权、国内首创)
运载机器人驱动机构与转向系统的同步自动控制技术与模块 化设计方法。(自主知识产权，国内首创)运载机器人自动寻迹运行，瞬时纠偏运行和精确地址坐标定位技术，导引精度达到士10mm,重复定位精度达到土5mm.(达到国际 同类产品先进水平)运载机器人的离线故障保护和手动恢复在线自动运行的功能 开发。(本公司国内首创)运载机器人的自动在线充电和自动活化的零切换功能的开发。 (国内外尚无先例)运载机器人车载磁导航探测器自动寻迹运行，偏移量的快速计 算控制模型，程序启动或记忆丢失时的判断及自动恢复运行的功能 开发。(达到国际同类产品先进水平)运载机器人运行环境和引导环境的动态画面输入软件和数据 文件的自动生成技术。(达到国际同类产品先进水平)系统多辆运载机器人运行环境的群控技术和交通管理的实时 性和可靠性。(达到国际同类产品先进水平)运载机器人车载自动化控制系统与上位计算机管理系统调度 监控系统，执行机构的系统集成。(达到国际同类产品先进水平)运载机器人采用实用性和新颖性相结合的充满人性化的设计 和无人化的操作管理。
权利要求1、 一种磁导航差动式运载机器人，该装置主要由舵轮、计算 机、显示屏、传感器、电池、开关、电源、编码器及弱磁引导探测 装置组成，其特征在于该装置至少包括有车体(1)，电动移载 机构(5)，电动组合舵轮总成(2)，前、后轮及各种传感器系统， 语言，灯光提示、音乐报警装置及驱动转向控制装置；电动组合舵 轮总成(2)安装固定在车体(1)的前方；其中-驱动转向控制系统主要由驱动转向机构、电动移载机构(5)、 提升机构(6)、车载计算机系统(7)、无线通讯电台(11)、引导装 置和电源组成；该引导装置主要由弱磁引导探测装置(10)、对位光 电传感器(14)、弱磁地标定位传感器组成一弱磁传感引导系统；一车体(1)下部的车身前、后部分别安装固定有弱磁引导探 测装置(10)，在弱磁导引传感器的上前方和车体(1)后部，分别 安装固定有避碰防撞传感器(15)及机械防撞机构(9);在车体(1)的下部安装固定有机械防撞机构(9)，机械防撞 机构(9)与车体后段的避碰防撞传感器(15)组合为一前后相应的 避碰装置；在车身两侧安装固定有弱磁地标传感器和对位光电传感器(14);在车身上部安装固定有左右移动的电动移载机构(5)，在电动 移载机构(5)中，安装固定有光电负荷传感器(17)，负荷传感器 (17)安装固定在车体(1)的顶部与电动移载机构(5)的下部位 置；在车体(1)中段上方设置左右两只对位光电传感器(14); 在车体(1)后部安装固定有电池组(12);在车体(1)后上方的一距离处分别安装固定有两只急停开关(18)，两只急停开关(18)分别与前上方安装固定的中央蜂鸣器(16) 之间有一间隔距离；在车体(1)后上端安装固定有触摸式操作显示屏(8)，触摸 式操作显示屏(8)与安装在车体(1)中部的车载计算机系统(7) 之间为排线连接；在车体(1)前方一距离处的电动组合舵轮总成(2)与绝对编 码器(13)为同轴连接，在距离前支撑轮(4)的一距离处又与转向 电机连接，并为齿轮啮合传动；在车体(1)前上部安装固定有无线通讯电台(11);在车体(1)后下部安装固定有固定轮(3)。
2、 根据权利要求1所述的磁导航差动式运载机器人，其特征 在于所述的电动组合舵轮总成(2)前方一距离及前方处分别安 装固定有支撑轮(4)与提升机构(6)。
3、 根据权利要求1所述的磁导航差动式运载机器人，其特征 在于所述的电动移载机构(5)的外形形状为矩形。
专利摘要一种涉及搬运机器人，尤指一种磁导航方式的磁导航差动式运载机器人。该装置主要由舵轮、计算机、显示屏、传感器、电池、开关、电源、编码器及弱磁引导探测装置等组成，该装置至少包括有车体，电动移载机构，电动组合舵轮总成，前、后轮及各种传感器系统，语言，灯光提示、音乐报警装置及驱动转向控制装置；电动组合舵轮总成安装固定在车体的前方；主要解决如何弱磁感应导引探测系统和光电传感相结合等有关技术问题；本实用新型的积极效果是运行稳定，抗干扰能力强，铺设弱磁磁条简单，改变路径规划方便，转弯半径小，厂房安装环境要求比较低，能适用于电磁导线无法铺设的场地，是一种新型可靠的运行装置。
文档编号G05D1/02GK201021981SQ200720067318
公开日2008年2月13日 申请日期2007年2月13日 优先权日2007年2月13日
发明者朱耀亮, 陈家祥 申请人:上海富洋科技发展有限公司