本发明涉及移动机器人控制技术领域，尤其涉及穿梭车翻爪机构及翻爪控制方法。
背景技术
穿梭车式仓储系统是在传统的货架上加上高精度导轨，穿梭车在高精度轨道上平稳运行的仓储物流自动化系统，同一巷道中可以同时允许多台穿梭车工作，极大的提高了仓储空间利用率。穿梭车（rgv）是穿梭车式仓储系统中的智能型搬运设备，以其智能、灵活的特点获得了越来越多的应用。翻爪是穿梭车（rgv）的执行机构，在进行物料搬运时，翻爪需要在工作位置（如附图7的3-1）与闲置位置（如附图7的3-2）之间频繁切换。
目前翻爪机构采用的是电机、传动轴及翻爪组合构成的结构方式或者电机、联轴器、传动轴及翻爪组合构成的结构方式(如专利号为cn201520374236.1的中国专利文献），但是翻爪的位置通过接近开关去检测(如专利号为cn201520372532.8的中国专利文献），加上联轴器自身背隙，使得翻爪在位置反馈上存在一个误差区间，因此接近开关在检测翻爪位置时会存在位置误差，通常情况下需要电机不断的堵转（靠物理位置禁止它继续翻转）来保持翻爪的精准位置，此种方式既降低了效率，也大大损伤了电机寿命。
另外，目前市面上的翻爪机构在翻转过程中，传动轴上的轴承受轴向力的作用会造成轴承受损，增加了维修成本；并且翻爪机构直接安装在固定板上，对装配要求高，同时不便于安装、更换及拆卸维修。
技术实现要素：
本发明旨在解决上述问题，提供穿梭车翻爪机构及翻爪控制方法，通过电机带动传动轴和翻爪运转，中间通过角度传感器对翻爪的绝对位置进行控制，较现有技术中的翻爪机构通过接近开关检测翻爪的位置，提高了检测精度，同时不需要靠堵转保持位置精度，大大提高了电机的使用寿命。
为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
穿梭车翻爪机构，其通过一固定板安装在穿梭车上，包括翻爪、传动组件、电机组件以及控制组件，其中：
所述传动组件具有第一端和第二端；
所述电机组件,包括电机和安装在固定板上的电机安装板，所述电机的输出轴从电机安装板上的一安装孔穿过固定连接至所述传动组件的第一端；
所述控制组件包括控制器和与控制器电连接的角度传感器，
所述角度传感器,用于采集电机输出轴旋转的角度并反馈至控制器；
所述翻爪固定连接至所述传动组件的第二端；
所述控制器，被设置成根据角度传感器采集的角度控制电机的运转以控制翻爪翻转。
进一步的实施例中，角度传感器具有一适配于电机输出轴的内孔，所述内孔被设置成随着电机输出轴作旋转运动。
进一步的实施例中，所述传动组件包括传动轴、第一轴承及第二轴承，
所述传动轴具有与电机输出轴连接的传动轴第一端、以及与翻爪连接的传动轴第二端，
所述传动轴第一端连接有第一轴承，
所述传动轴第二端连接有第二轴承。
进一步的实施例中，
所述第一轴承与第二轴承之间还设置有套设于传动轴上的衬套；
所述第二轴承与翻爪之间还设置有套设于传动轴上的隔套。
进一步的实施例中，所述传动组件还包括固定座，所述固定座固定安装在固定板上；
所述传动轴通过第一轴承及第二轴承连接至所述固定座上。
进一步的实施例中，所述电机输出轴具有一用于定位的削平边，所述传动轴第一端端面具有一适配于电机输出轴的第一槽孔，所述电机输出轴插入传动轴的所述第一槽孔，通过紧固螺栓将传动轴与电机输出轴固定连接。
进一步的实施例中，所述穿梭车翻爪机构还包括一垫片，所述翻爪具有第二槽孔，所述传动轴第二端插入翻爪的所述第二槽孔，并通过紧固螺栓将传动轴、翻爪、垫片依次固定连接。
进一步的实施例中，所述控制组件整体呈方形板状结构，所述电机安装板朝向控制组件的一面上设置有与控制组件结构适配的安装槽。
进一步的实施例中，所述电机安装板的安装槽外周还设置有取板槽。
根据本发明的改进，还提出翻爪控制方法，其基于前述的穿梭车翻爪机构，该方法包括：
控制器发送信号至电机控制电机旋转；
电机带动角度传感器和传动组件旋转；
传动组件带动翻爪旋转作翻转运动，同时角度传感器采集电机输出轴旋转的角度并反馈至控制器；
控制器根据角度传感器采集的角度控制电机的运转以控制翻爪翻转。
本发明提出的穿梭车翻爪机构及翻爪控制方法，与现有技术相比，其显著的有益效果在于，通过电机带动传动轴和翻爪运转，中间通过角度传感器对翻爪的绝对位置进行控制，较现有技术中的翻爪机构通过接近开关检测翻爪的位置，提高了检测精度，同时不需要靠堵转保持位置精度，大大提高了电机的使用寿命；在传动轴上两个轴承内侧增加衬套，保证轴承不会因为紧固螺栓的缩进对轴承产生损伤；并且翻爪机构通过结构优化设计分成了电机组件和传动组件，最后通过外形定位组装成一体，独立装配，降低了安装、更换及拆卸维修成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，在附图中：
图1为本发明较优实施例的穿梭车翻爪机构的整体结构示意图。
图2为本发明较优实施例的穿梭车翻爪机构的爆炸图。
图3为本发明较优实施例的穿梭车翻爪机构的电机组件与控制组件的安装示意图。
图4为本发明较优实施例的穿梭车翻爪机构的传动组件的示意图。
图5为本发明较优实施例的穿梭车翻爪机构的电机组件与传动组件的安装示意图。
图6为本发明较优实施例的穿梭车翻爪机构的电机组件与传动组件的定位示意图。
图7为本发明较优实施例的穿梭车翻爪机构的翻爪的工作示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。
根据本发明的较优实施例，提出了穿梭车翻爪机构，翻爪是穿梭车（rgv）的执行机构，在进行物料搬运时，翻爪需要在工作位置（如附图7的3-1）与闲置位置（如附图7的3-2）之间频繁切换。现有的翻爪机构通常情况下需要电机不断的堵转（靠物理位置禁止它继续翻转）来保持翻爪的精准位置，既降低了效率，也大大损伤了电机寿命；并且当设备意外断电后，重新上电时，需要靠堵转来确定初始位置，无法确定绝对位置，降低了效率。
因此，本发明提出了穿梭车翻爪机构，其通过一固定板5安装在穿梭车上，整体随着穿梭车的移动而移动。如图1至图7所示，包括翻爪3、传动组件2、电机组件1以及控制组件4。传动组件2具有第一端和第二端。电机组件1,包括电机1-1和安装在固定板5上的电机安装板1-2。电机1-1包括机身和电机输出轴1-11，电机输出轴1-11从电机安装板1-2上的一安装孔穿过通过螺栓固定连接至传动组件2的第一端。控制组件4，安装在电机安装板1-2上，包括控制器和与控制器电连接的角度传感器4-1。角度传感器4-1,用于采集电机输出轴1-11旋转的角度并反馈至控制器；角度传感器4-1还具有一适配于电机输出轴1-11的内孔4-11，内孔4-11被设置成随着电机输出轴1-11作旋转运动。翻爪3固定连接至传动组件2的第二端。控制器根据角度传感器4-1采集的角度控制电机1-1的运转以控制翻爪3翻转。
应当理解的是，前述的控制器、角度传感器4-1和电机1-1是本领域所熟知的技术，根据本发明的公开可以使用现有的，或者未来开发的任何适当的结构，在此不再赘述。在本实施例中，角度传感器4-1从底部出线，压线块压住，保护线缆不受损；电机安装板1-2是采用铝合金一次机械加工方式而成。
本发明的工作原理为：控制组件4根据上位机的指令发送信号至电机1-1，电机输出轴1-11旋转带动角度传感器4-1的内孔4-11和传动组件2旋转，传动组件2的第二端与翻爪3之间通过螺丝紧固方式传动；同时，在电机输出轴1-11旋转的过程中，角度传感器4-1实时反馈出电机输出轴1-11的旋转位置至控制器，当翻转位置（工作位置或者闲置位置）接近时，控制器控制电机1-1提前减速，在需要的绝对位置上停止并保持，如果翻爪3被外部力量转动后，角度传感器4-1检测后实时反馈至控制器，控制器发送信号至电机1-1，电机1-1继续转动，转到需要的绝对位置。如果设备被意外断电后，重新上电时，由于控制组件4记录的是绝对位置，控制组件4将发送信号控制电机1-1继续旋转直到翻爪3恢复到断电之前的位置。本发明所公开的翻爪机构，通过各个组件的模块化设计，并通过外形定位组装成一体，独立装配，降低了安装、更换及拆卸维修成本。
在一些优选的实施例中，如图2和图4所示，传动组件2包括传动轴2-1、第一轴承2-2及第二轴承2-3。传动轴2-1具有与电机输出轴1-11连接的传动轴第一端、以及与翻爪3连接的传动轴第二端。传动轴第一端连接至第一轴承2-2内孔，传动轴第二端连接至第二轴承2-3的内孔。在本实施例中，第一轴承2-2和第二轴承2-3为深沟球轴承，第一轴承2-2与第二轴承2-3之间还设置有套设于传动轴2-1上的衬套2-5。第二轴承2-3与翻爪3之间还设置有套设于传动轴2-1上的隔套2-4。如此，传动轴2-1上两个轴承（2-2、2-3）之间增加了衬套2-5，既保证了隔套2-4不会将轴承轴向压死，也保证传动轴2-1受轴向力时不会产生轴向位移，增加了轴向限位，当螺丝6锁紧时，如图4所示，压力传递至翻爪3，轴向力会继续传递到衬套2-5上，不会传递到第一轴承2-2和第二轴承2-3的内外圈上，保护第一轴承2-2和第二轴承2-3不受损，提高其使用寿命，降低维修成本。
优选地，如图2和图4所示，为了便于模块化安装、拆卸及维修，传动组件2还包括固定座2-6，固定座2-6固定安装在固定板5上；传动轴2-1通过第一轴承2-2及第二轴承2-3连接至固定座2-6上。
在某些实施例中，如图5所示，电机输出轴1-11具有一用于定位的削平边，传动轴第一端端面具有一适配于电机输出轴1-11的第一槽孔，应当理解的是，角度传感器4-1的内孔4-11同样适配于电机输出轴1-11的削平边。电机输出轴1-11插入传动轴2-1的第一槽孔，通过紧固螺栓将传动轴2-1与电机输出轴1-11固定连接，消除了电机输出轴1-11与传动轴2-1之间的空转背隙。如此，电机输出轴1-11转动带动角度传感器4-1内孔4-11转动，反馈出角度变化，当然，电机输出轴1-11与传动轴2-1之间也是通过削平边传动，从结构上保证了翻爪3固定在传动轴2-1上，在工作的时候不易产生偏移，同时也保证了安装的防呆性。
优选地，如图2所示，穿梭车翻爪机构还包括一垫片3-3，翻爪3具有第二槽孔，传动轴第二端插入翻爪3的第二槽孔，并通过紧固螺栓将传动轴2-1、翻爪3、垫片3-3依次固定连接，有效的保护了翻爪3在工作转态与闲置转态频繁切换时，螺栓不被震松，提高了结构稳定性。
在一些优选的实施例中，如图3所示，为便于控制组件4的安装和拆卸，控制组件4为整体呈方形板状结构的工控板，电机安装板1-2朝向控制组件4的一面上设置有与控制组件4结构适配的安装槽；电机安装板1-2的安装槽外周还设置有取板槽1-21。
根据本发明的改进，还提出翻爪控制方法，其基于前述的穿梭车翻爪机构，如图1至图3所示，该方法包括：
控制器发送信号至电机1-1并控制电机1-1旋转。
电机1-1带动角度传感器4-1和传动组件2旋转。
传动组件2带动翻爪3旋转作翻转运动，同时角度传感器4-1采集电机输出轴1-11旋转的角度并反馈至控制器。
控制器根据角度传感器4-1采集的角度控制电机1-1的运转以控制翻爪3翻转。
如果设备被意外断电后，重新上电时，由于控制组件4记录的是绝对位置，控制组件4将发送信号控制电机1-1继续旋转直到翻爪3恢复到断电之前的位置。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。