闭环控制的无人搬运车驱动装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种闭环控制的无人搬运车驱动装置，包括驱动车架，与驱动车架固定连接的右从动轮轴心、左从动轮轴心，安装于相应从动轮轴心上的从动轮子，各从动轮子分别与对应链轮连接，各链轮分别由相应的电机驱动；立轴通过转向轴承座与驱动车架可转动连接；立轴其下端穿过驱动车架，立轴其下端设有探测立轴和驱动车架之间转动角度的旋转编码器；立轴其上端设有伸缩机构。该种驱动装置避免了转弯时的卡住不动现象，保证了小车了运行的稳定性。AGV无人小车驱动装置在具有伸缩功能，空间体积占用最小，结构简单和实现难度较低。
【专利说明】闭环控制的无人搬运车驱动装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种驱动装置，尤其涉及无人搬运车的动力驱动装置，本实用新型属于AGV无人搬运车领域。
【背景技术】
[0002]无人搬运车已经是过去几十年发展起来的一个应用于工业生产中成品和半成品物料搬运的运载工具。无人搬运车英文名称(Automated Guided Vehicle, AGV),是指具备有电磁或者光学等自动引导装置的能够沿规定路线行进的，动力采用蓄电池作为主要动力源，具有各种保护功能和应用功能的无人操作设备。无人运载工具在上世纪五十年代就开始大量在汽车等领域的工厂和码头普及。目前的AGV小车主要是使用电脑系统进行控制，小车运行过程中的状态是电脑统一管理和控制的。计算机控制系统的导入，对于AGV小车系统作业过程的优化和效率的提高有极大的帮助。
[0003]长期以来，AGV无人小车存在着各种问题。较为突出和迫切需要解决的主要问题是:AGV无人小车的驱动装置在实际运行过程中由于路径设计不合理或者实际运行偏位，导航装置发出转向指令驱动差速装置进行转向，但是由于转向角度过大，容易出现驱动装置卡死的现象。针对此问题点，不同的厂商使用不同的解决方法，其中最为典型的是进行各种限位机构的开发和改进。但是由于结构复杂或者成本高昂而使得普遍推广较为困难。长期以来，AGV无人运载工具小车的此类通病，各厂商一直无法找到满意的解决方案，因此新型可靠低成本的新结构的研发显得尤为迫切，以克服无人小车实际应用的不足。
实用新型内容
[0004]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种闭环控制的无人搬运车驱动装置，该种驱动装置避免了转弯时的卡住不动现象，保证了小车运行的稳定性。
[0005]本实用新型可以采取如下技术方案:
[0006]一种闭环控制的无人搬运车驱动装置，其特征是:包括驱动车架，与驱动车架固定连接的右从动轮轴心、左从动轮轴心，安装于相应从动轮轴心上的从动轮子，各从动轮子分别与对应链轮连接，各链轮分别由相应的电机驱动；立轴通过转向轴承座与驱动车架可转动连接；立轴其下端穿过驱动车架，立轴其下端设有探测立轴和驱动车架之间转动角度的旋转编码器；立轴其上端设有伸缩机构。
[0007]本实用新型解决问题还可以进一步采取以下改进措施:
[0008]所述伸缩机构包括上支撑架、下支撑架，上支撑架、下支撑架之间设有两组支撑结构，各支撑结构由交叉设置的两支撑条构成，两支撑条之间在中部相互铰接，两支撑条的上、下端分别与对应上支撑架、下支撑架铰接；上支撑架、下支撑架之间设有弹簧。
[0009]前导向传感器、后导向传感器分别安装在驱动车架的前后端。
[0010]前导向传感器、后导向传感器分别安装在驱动车架的前后端，旋转编码器与控制系统电连接，前导向传感器、后导向传感器与控制系统电连接，电机与控制系统电连接；前导向传感器、后导向传感器每隔一定时间检测一次路径的偏差并反馈信号到控制系统，控制系统按照设定值算出偏离的理论角度值，每次偏离角度信号都与旋转编码器实际测量信号对比，通过不断的更新实时的偏差值，以此来校正控制对应电机间的速度差。
[0011]上述技术方案具有这样的技术效果:
[0012]1、本实用新型结构使用编码器进行旋转角度的测量，以此达到闭环控制的目的。区别于其他旋转角度控制机构最重要的一点是，其他机构一般只能做转动角度的极限位置的感应和限位，不能在驱动轮行走过程中测量出有效的数据传递给控制系统，而本方案可以解决上述问题，检测传感器每隔0.1s检测一次路径的偏差并反馈信号到PLC或者单片机控制系统，控制系统按照设定值通过模拟算法计算出偏离的理论角度值，每次偏离角度信号都与编码器实际测量信号对比，通过不断的更新实时的偏差值，以此来校正控制左右电机的速度差。使得整个驱动轮运行的过程可以完全实现闭环控制，本结构可以达到以上目的。由于有旋转编码器的存在，驱动轮只能在限定有效的180°以内的角度范围内旋转，由此不会出现转弯时候卡死不动，增加了 AGV小车实际运行中的稳定性。
[0013]2、本实用新型中，设有弹簧伸缩机构，可以有效地改善AGV无人搬运车驱动装置安装和实际运行过程中，驱动轮和地面接触力不够的问题，有效地避免了由于接触力不够或者路面高低不平造成AGV小车牵引力不足和运行时快时慢的不平稳状态。弹簧装置的使用，使得AGV无人小车驱动装置在具有伸缩功能，空间体积占用最小，结构简单和实现难度较低。
[0014]3、本实用新型结构简单，制作难度小，成本低，适合于大批量的推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型结构示意图。
[0016]图2是图1的A-A方向剖面图。
[0017]图3是图1的B-B方向剖面图。
[0018]图4是实施例的电路方框原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本实用新型进行具体描述。
[0020]实施例1:如图1、图2、图3、图4所示，闭环控制的无人搬运车驱动装置，包括驱动车架1，与驱动车架I固定连接的右从动轮轴心2、左从动轮轴心3，安装于相应从动轮轴心上的从动轮子4，各从动轮子分别与对应链轮5连接，各链轮5分别由相应的电机15驱动；立轴6通过转向轴承座7与驱动车架I可转动连接；立轴6其下端穿过驱动车架1，立轴6其下端设有探测立轴6和驱动车架I之间转动角度的旋转编码器8 ;立轴6其上端设有伸缩机构。
[0021]前导向传感器13、后导向传感器14分别安装在驱动车架的前后端，旋转编码器与控制系统电连接，前导向传感器、后导向传感器与控制系统电连接，左、右电机分别通过电机驱动器与控制系统电连接；前导向传感器、后导向传感器每隔一定时间检测一次路径的偏差并反馈信号到控制系统，控制系统按照设定值算出偏离的理论角度值，每次偏离角度信号都与旋转编码器实际测量信号对比，通过不断的更新实时的偏差值，以此来校正控制对应电机间的速度差。
[0022]本实用新型安装一个旋转编码器8进行旋转角度的测量，以此达到闭环控制的目的。区别于其他旋转角度控制机构最重要的一点是，其他机构一般只能做转动角度的极限位置的感应和限位，不能在驱动轮行走过程中测量出有效的数据传递给控制器系统，而本方案可以解决上述问题，使得整个驱动轮运行的过程可以完全实现闭环控制，本结构可以达到以上目的。实际控制过程中，例如当某一时刻Tl无人小车偏离了实际的运行轨道，前、后导向传感器检测一次路径的偏差并反馈信号到PLC或者单片机控制系统，控制系统按照设定值计算出偏离的理论角度值为30°之后，把校正角度信息传递到编码器，编码器记录设定值，控制系统驱动左右无刷电机进行差速运动，左右电机的差速运转产生转向。驱动装置的实际转向和编码器设定值进行比较，当编码器检测到驱动装置的实际旋转角度到达30°，编码器发出信号通知控制器，目前左右无刷电机的差速度满足目标设定值，左右电机的差速保持。AGV小车实际运行过程中，检测传感器每隔0.1s检测一次路径的偏差并反馈信号到PLC或者单片机控制系统，控制系统按照设定值通过模拟算法计算出偏离的理论角度值，每次偏离角度信号都与编码器实际测量信号对比，通过不断的更新实时的偏差值，以此来校正控制左右电机的速度差。由此，驱动轮装置形成一套由检测传感器?控制系统?编码器?控制系统?驱动装置?检测传感器?控制系统的一套闭环控制系统。由于有旋转编码器的存在，驱动轮只能在限定有效的180°以内的角度范围内旋转，由此不会出现转弯时候卡死不动，增加了 AGV小车实际运行中的稳定性。
[0023]电机通过平键和主动轮链轮进行连接，连接后主动轮链轮通过链条把动力传递到行走装置从动轮子，由于左右电机和传动机构以及行走机构都是相互独立的，因此，左右电机的差速转换使得AGV无人小车得以按照特定的方向进行转向。
[0024] 伸缩机构包括上支撑架9、下支撑架10，上支撑架9、下支撑架10之间设有两组支撑结构，各支撑结构由交叉设置的两支撑条11构成，两支撑条11之间在中部相互铰接，两支撑条的上、下端分别与对应上支撑架9、下支撑架10铰接；上支撑架9、下支撑架10之间设有弹簧12。该种结构简单，部件少。
[0025]本实用新型设有弹簧伸缩机构，可以有效地改善AGV无人搬运车驱动装置安装和实际运行过程中，驱动轮和地面接触力不够的问题，有效地避免了由于接触力不够或者路面高低不平造成AGV小车牵引力不足和运行时快时慢的不平稳状态。弹簧装置的使用，使得AGV无人小车驱动装置在具有伸缩功能时候，空间体积占用最小，结构简单和实现难度较低。
[0026]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】。但本实用新型定的保护范围并不局限于此。任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露之后，可轻易想到的变化或者替代，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此本实用新型的保护范围应该按照权利要求书的要求为准。
【权利要求】
1.一种闭环控制的无人搬运车驱动装置，其特征是:包括驱动车架，与驱动车架固定连接的右从动轮轴心、左从动轮轴心，安装于相应从动轮轴心上的从动轮子，各从动轮子分别与对应链轮连接，各链轮分别由相应的电机驱动；立轴通过转向轴承座与驱动车架可转动连接；立轴其下端穿过驱动车架，立轴其下端设有探测立轴和驱动车架之间转动角度的旋转编码器；立轴其上端设有伸缩机构。
2.根据权利要求1所述的闭环控制的无人搬运车驱动装置，其特征是:所述伸缩机构包括上支撑架、下支撑架，上支撑架、下支撑架之间设有两组支撑结构，各支撑结构由交叉设置的两支撑条构成，两支撑条之间在中部相互铰接，两支撑条的上、下端分别与对应上支撑架、下支撑架铰接；上支撑架、下支撑架之间设有弹簧。
3.根据权利要求1所述的闭环控制的无人搬运车驱动装置，其特征是:前导向传感器、后导向传感器分别安装在驱动车架的前后端。
4.根据权利要求1所述的闭环控制的无人搬运车驱动装置，其特征是:前导向传感器、后导向传感器分别安装在驱动车架的前后端，旋转编码器与控制系统电连接，前导向传感器、后导向传感器与控制系统电连接；前导向传感器、后导向传感器每隔一定时间检测一次路径的偏差并反馈信号到控制系统，控制系统按照设定值算出偏离的理论角度值，每次偏离角度信号都与旋转编码器实际测量信号对比，通过不断的更新实时的偏差值，以此来校正控制对应电机间的速度差。
【文档编号】G05D1/02GK203480310SQ201320503037
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】黄健 申请人:广东益翔自动化科技有限公司