一种全向AGV机器人教学平台的制作方法

一种全向agv机器人教学平台
技术领域
1.本实用新型属于机器人实验设备技术领域，更具体地，涉及一种全向agv机器人教学平台。


背景技术：

2.agv(automated guided vehicle)机器人指的是装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。agv最显著的特点是无人驾驶，agv上装备有自动导向系统，可以保障系统在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。
3.为了能够让学生充分理解agv的执行过程，往往需要使用到用于教学agv机器人进行实验教学；但是，目前的agv机器人教学平台缺少自动回航充电功能，当电量不足时需要人工将其移送到充电座上，比较麻烦。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种全向agv机器人教学平台，包括壳体和控制器，所述壳体内设有电源和驱动机构，所述驱动机构和电源分别与所述控制器相连，所述壳体的两侧分别设有移动轮，所述驱动机构的输出端与所述移动轮连接，所述壳体的下端面上设有充电接头，所述充电接头与所述控制器相连，所述壳体上与所述充电接头的相应位置处设有定位相机，所述定位相机与所述控制器相连，所述定位相机用于促使所述充电接头与外部充电器相连。
5.本实用新型作进一步改进，所述充电接头的一端设有过渡斜面，且所述充电接头的两侧设有卡接槽，所述卡接槽用于与外部充电座限位卡接。
6.本实用新型作进一步改进，所述壳体包括底盘、支撑台和安装座，所述支撑台的两端分别与所述底盘和安装座连接，所述移动轮和充电接头分别设置在所述底盘上。
7.本实用新型作进一步改进，所述底盘内设有两个激光雷达，两个所述激光雷达分别与所述控制器相连，两个所述激光雷达分别伸出所述底盘的上端面，且两个所述激光雷达分别设置在所述支撑台左右两侧。
8.本实用新型作进一步改进，所述安装座的上端面设有拓展安装板，所述拓展安装板上平行分布有多个安装卡槽。
9.本实用新型作进一步改进，所述安装座上设有控制按钮、数据传输接口和wifi天线，所述wifi天线设置在所述安装座的上端面，所述控制按钮、数据传输接口和wifi天线分别与所述控制器相连。
10.本实用新型作进一步改进，所述安装座的上端面设有拓展接口仓，所述拓展接口仓内设有多个拓展接口，所述拓展接口分别与所述控制器相连。
11.本实用新型作进一步改进，所述移动轮包括两个前轮和两个后轮，两个前轮对称分布在所述底盘的左右两侧，两个后轮对称分布在所述底盘的左右两侧，所述驱动机构包
括两个前轮电机和两个后轮电机，两个所述前轮电机分别与所述底盘连接，每个前轮电机的输出端与对应的一个前轮连接；所述底盘内设有后轮减震机构，所述后轮减震机构分别与两个后轮电机连接，每个后轮电机的输出端与对应的一个后轮连接。
12.本实用新型作进一步改进，所述后轮减震机构包括支撑块和安装块，所述支撑块与所述底盘连接，所述安装块的中部与所述支撑块铰接，且所述安装块能够以铰接点为轴心摆动，所述后轮电机与所述安装块连接，且两个后轮电机呈镜像分布在所述安装块的两端，所述安装块的两端分别设有弹性件，所述弹性件远离所述安装块的一端与所述底盘连接。
13.本实用新型作进一步改进，所述前轮和后轮均是麦克纳姆轮。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本技术中，通过在壳体上设置充电接头和定位相机，使得本技术具有自动返航充电功能，避免人工移送充电的麻烦，提高了用户的使用好感；具体地，通过控制器控制驱动机构工作，驱动移动轮将该全向agv机器人教学平台回航到充电座附近区域；再通过定位相机拍摄实时图像，并反馈给控制器，控制器根据反馈的图像控制驱动机构工作，进行二次定位，确保充电接头与充电座相连，从而完成该全向agv机器人教学平台的回航充电。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本技术实施例整体结构示意图；
18.图2是本技术实施例另一视角结构示意图；
19.图3是本技术实施例侧视结构示意图；
20.图4是本技术实施例中安装座内部结构示意图；
21.图5是本技术实施例中后轮与后轮减震机构结构示意图。
具体实施方式
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
23.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实
施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
25.如图1-5所示，一种全向agv机器人教学平台，包括控制器、底盘1、支撑台2和安装座3，支撑台2两端通过螺丝分别与底盘1和安装座3固定连接，底盘1内安装有电源4和驱动机构，驱动机构和电源4分别与控制器相连，电源4为可重复充放电的蓄电池；底盘1的两侧分别设有移动轮，移动轮与驱动机构的输出端连接，且驱动机构能够驱动移动轮转动，从而驱使该全向agv机器人教学平台移动；底盘1的下端面上设有充电接头5，充电接头5与控制器相连，底盘1上与充电接头5的相应位置处设有定位相机6，定位相机6与控制器相连，定位相机6用于促使充电接头5与外部充电座相连。
26.工作时，通过驱动机构能够驱动移动轮转动，进而控制该全向agv机器人教学平台移动到指定位置，方便完成教学实验；当需要回航充电时，通过控制器控制驱动机构工作，驱动移动轮将该全向agv机器人教学平台回航到充电座附近区域；再通过定位相机6拍摄实时图像，并反馈给控制器，控制器根据反馈的图像控制驱动机构工作，进行二次定位，确保充电接头5与充电座相连，从而完成该全向agv机器人教学平台的回航充电。
27.为了便于充电接头5与外部充电座相连，在充电接头5的一端设有过渡斜面51，充电接头5的两侧设有卡接槽52，外部充电座上设置有与卡接槽52适配的卡块；当该全向agv机器人教学平台移动到外部充电座的相应位置后，通过过渡斜面51便于充电接头5卡入充电座内，通过卡接槽52与外部充电座上的卡块配合，使得该全向agv机器人教学平台能够与充电座电性相连，确保自动返航充电时充电接头5与外部充电座的配合精准度。
28.底盘1内安装有两个激光雷达7，两个激光雷达7分别与控制器相连，两个激光雷达7分别伸出底盘1的上端面，且两个激光雷达7分别设置在支撑台2左右两侧。本实施例中，支撑台2的俯视正投影呈类似菱形的形状，且两个激光雷达7分别分布在菱形的两个对角外侧；通过设置两个激光雷达7能够对该全向agv机器人教学平台的四周进行监测，从而实现无死角构图定位，提高该全向agv机器人教学平台的控制精准度。
29.移动轮包括两个前轮8和两个后轮9，两个前轮8对称分布在底盘1的左右两侧，两个后轮9对称分布在底盘1的左右两侧；驱动机构包括两个前轮电机10和两个后轮电机11，两个前轮电机10分别固定安装在底盘1上，每个前轮电机10的输出端与对应的一个前轮8固定连接；底盘1内设有后轮减震机构，后轮减震机构分别与两个后轮电机11连接，每个后轮电机11的输出端与对应的一个后轮9连接。后轮减震机构包括支撑块12和安装块13，支撑块12与底盘1通过螺丝固定连接，安装块13的中部通过轴承与支撑块12铰接，且安装块13能够以铰接点为轴心摆动，后轮电机11与安装块13固定连接，且两个后轮电机11呈镜像分布在安装块13的两端，安装块13的两端分别设有弹性件14，弹性件14远离安装块13的一端与底盘1连接。本实施例中，弹性件14为螺旋弹簧；在其它实施例中，弹性件14也可以选用弹片等其它弹性结构。
30.该后轮减震机构类似于跷跷板结构，当安装块13的一端翘起时，另一端则会下坠；设置后轮减震机构使得该全向agv机器人教学平台具备减震功能，能够胜任在不平坦路面上进行教学实验的需求；具体地，当该全向agv机器人教学平台移动到不平坦的路面时，其中一个后轮9会顶起与之连接的安装块13的一端，另一个后轮9会下坠拉伸安装块13的另一端，使得安装块13以铰接点摆动，使得两个后轮9倾斜，以适应不平台的路面，此时一个弹性件14被拉伸，另一个弹性件14被压缩，离开不平坦路面后，在两个弹性件14的弹力作用下驱
动安装块13复位，确保两个前轮8和两个后轮9始终能够着地，从而起到减震的效果。
31.工作时，前轮电机10能够驱动对应的前轮8运动，后轮电机11能够驱动对应的后轮9运动，四轮驱动提高了该全向agv机器人教学平台的动力性能。
32.本实施例中，两个前轮8和两个后轮9都是麦克纳姆轮，麦克纳姆轮能够实现全方位移动，包括前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式；麦克纳姆轮能够提高该全向agv机器人教学平台的运动灵活性，从而满足不同教学实验的要求。
33.安装座3的上端面上固定安装有拓展安装板15，拓展安装板15上平行分布有多个安装卡槽151；设置拓展安装板15和安装卡槽151是为了便于安装外部结构；在其中一些实施例中，可以在拓展安装板15上安装机械手20、装货箱等外部拓展机构，从而满足不同教学实验的要求。
34.安装座3上设有控制按钮16、数据传输接口17和wifi天线18，wifi天线18设置在安装座3的上端面，控制按钮16、数据传输接口17和wifi天线18分别与控制器相连。
35.本实施例中，控制按钮16为急停按钮，用于在紧急情况下控制该全向agv机器人教学平台停止工作；数据传输接口17包括usb接口和hdmi显示接口，usb接口能够用于连接外部设备进行数据交互，hdmi显示接口能够外接显示器，从而提高该全向agv机器人教学平台功能性，以适应不同的教学实验要求。
36.安装座3的上端面上开设有拓展接口仓19，拓展接口仓19贯穿拓展安装板15，拓展接口仓19内设有多个拓展接口，且每个拓展接口分别与控制器相连。本实施例中，拓展接口包括usb接口、网络接口、电源输出接口。通过设置拓展接口能够适用不同的教学实验，以提高该全向agv机器人教学平台的通用性。
37.工作原理：
38.使用该全向agv机器人教学平台进行实验教学之前，需要先在拓展安装板15上安装相应的执行机构；在进行教学实验时，通过控制器控制前轮电机10和后轮电机11工作，驱动前轮8和后轮9运动；激光雷达7实时检测周围环境，并反馈信号给控制器，控制器根据预定行程控制前轮8和后轮9移动，进而控制该全向agv机器人教学平台移动到相应位置；当移动到不平坦的路面时，其中一个后轮9会顶起与之连接的安装块13的一端，另一个后轮9会下坠拉伸安装块13的另一端，使得安装块13以铰接点摆动，使得两个后轮9倾斜，以适应不平台的路面，此时一个弹性件14被拉伸，另一个弹性件14被压缩，离开不平坦路面后，在两个弹性件14的弹力作用下驱动安装块13复位，确保两个前轮8和两个后轮9始终能够着地，从而起到减震的效果；当需要返航充电时，先控制该agv机器人教学平台移动到与外部充电座的相应位置，之后通过定位相机6拍摄实时图像，并反馈给控制器，控制器根据反馈的图像控制驱动机构工作，进行二次定位，确保充电接头5与充电座相连，从而完成该全向agv机器人教学平台的回航充电。
39.显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以有许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的在于对本技术公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相
关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。