一种带有自动充电桩的物流搬运AGV的制作方法

本实用新型具体涉及一种带有自动充电桩的物流搬运AGV，属于AGV搬运小车技术领域。

背景技术：

随着工业自动化的发展，企业对工厂及物流仓储自动化提出了更高的要求。国外发达国家AGV产品种类齐全，技术先进，可满足物流自动化的要求，如kiva机器人，但其性价比不高及相关技术存在封锁。而国内小型化的物流搬运AGV目前仍较为缺失，特别是性价比高的小型物流搬运AGV，且当前的主要导航方式为激光视觉GPS磁带等导引方式。

AGV是自动导引小车(Automated Guided Vehicle)的简称，是指装有电磁或光电等自动导引装置，能够沿规定地面路径自动导引行驶，具备人机交互、安全保护、移载功能以及以电池为动力的搬运机器人。AGV是一个典型的机电一体化多技术多学科的集成系统。其应用领域也在不断扩展，并且取得了很好的效果。一般来说，AGV的主要应用在物流搬运、柔性装配线，加工线以及特殊场合用。

在当今的自动化工厂及物流仓储中，AGV小车的身影经常可见，但大部分AGV 的体型较大，占地面积大，使得工厂及仓储的面积无法得到充分使用，且其性价比不高，运行速度较慢，因此，无法充分发挥AGV小车的优势，以及对其推广造成一定的阻碍。

中国专利(CN 103625863 A)描述的是一种AGV物流运载机器人，包括底盘，车体部分，导引部分，车载输送线部分，人机界面操作部分，控制器部分组成。其中车体部分包括驱动机构，悬挂机构，控制箱，电池组，气压防撞机构，磁导航信号传感器及射频识别卡读写器；其导引方式为磁带导引。

中国专利(CN 103412593 A)描述的是一种潜伏式AGV移动搬运机器人，其导引方式为磁带导引，其中AGV包括驱动总成，车体骨架，黟县轮，控制系统模块，后面板及操作面板。其中驱动总成采用链传动，导引方式采用前后布置磁导航传感器，中间设有RFID读卡器；防撞方面有防撞条及红外避障检测模块；其采用升降牵引机构进行拉货。

中国专利(CN 205294021U)描述的是一种AGV物流配送小车，其包括车体，行走机构，输送机构，导航模块和AGV控制系统。其中输送机构可实现水平及竖直移动，且其上装个输送滚筒，竖直移动装有气缸；升降输送机构，行走机构，电机和气缸均连接到AGV控制系统。其导航模块采用磁导航传感器及 RFID读卡器。

对于专利(CN 103625863 A)描述的是一种AGV物流运载机器人，虽其成本较低，且上部设有输送机构，可实现AGV小车与产线的对接，但AGV车体形较大，占地面积大，对环境需要进行一定的改造，且磁带较易受损，导致工厂的使用空间没有得到高效的使用。

对于专利(CN 103412593 A)描述的是一种潜伏式AGV移动搬运机器人，虽其成本较低，且AGV车身高度较低，但AGV车体形较大，占地面积大，对环境需要进行一定的改造，且磁带较易受损，以及其升降拉货机构易受损且结构复杂，不适用于仓储行业的部分领域。

对于专利(CN 205294021U)描述的是一种AGV物流配送小车，采用磁带导航方式，为当前绝大多数AGV平台的主流设计，配置有升降输送机构，可较好的实现AGV的自动搬运，但其体型较大，占地面积大，升降输送机构复杂，控制方面也较为复杂，性价比不高。

本实用新型目的在于结合现实中AGV的使用状况，以及半/全自动化工厂与仓储对AGV的要求，寻求一种成本相对低廉、底盘稳定可靠、结构简单、导航精确以及无须对环境进行较大改造要求，扩展AGV的使用范围，使适应更复杂的环境。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的是提出一种新型的带有自动充电桩的物流搬运 AGV，采用视觉二维码与无反射板激光相混合的导引方式，以适应现代工厂及物流仓储对自动化的要求，其性价比较高，可实现企业成本的进一步下降。

本新型的具体技术方案为，带有自动充电桩的物流搬运AGV，包括AGV 小车及自动充电桩，AGV小车包括小车主体、底盘、控制单元、导航单元、驱动单元、防撞单元、升降单元、充电单元，所述控制单元包括控制器及无线通信装置，无线通信装置与上位机通信连接，所述导航单元包括二维码读取器及激光导航传感器，所述防撞单元包括声纳传感器及激光防撞传感器，升降单元包括齿轮机构、丝杆传动机构、导杆移动副、两个驱动马达，充电单元包括电池固定装置、蓄电池、自动充电接头，所述二维码读取器安装在底盘上，所述自动充电桩包括外壳、主安装架、充电器固定架、电池充电器、充电对接电极。

进一步的，所述控制单元还包括按键开关。

进一步的，所述驱动单元包括减震机构、驱动轮、两个直流马达。

进一步的，所述声纳传感器数量为8个，分别安装在小车主体的四周。

进一步的，所述自动充电桩外壳上还设有把手。

本实用新型的有益效果在于：使用本实用新型的带有自动充电桩的物流搬运AGV，采用二维码与无反射板激光混合导航的概念；通过二维码读取传感器读取当前二维码储存的信息，判断AGV是否到达操作位置及AGV当前的位置；驱动模块，采用双电机单独差速驱动、悬挂减震以及四个随动万向轮，可使小车做出任意动作，简化控制及导航算法，提高了其可靠性与稳定性，降低成本；采用双电机驱动，齿轮系以及导杆移动的概念，配合驱动模块，实现 AGV运输中物料始终保持相对位姿不变的设计概念；自动充电桩的布局，占地面积小以及便携移动把手的设计概念。本实用新型的设备应用范围既可用于工厂内的中小固体性物料或有固体外壳的流体性物料的运输，也可在仓储及医院等狭小场所中实现货品与废料的运输，具备二维码视觉导航稳定简易与无反射激光导航路径灵活可变的优点，且其结构、导航控制算法以及任务调度算法的要求较低。

附图说明

图1、图2为本实用新型的一种带有自动充电桩的物流搬运AGV的整体结构示意图。

图3、图4为本实用新型的一种带有自动充电桩的物流搬运AGV的内部结构示意图。

图5为图1中AGV小车的左视图。

图6为图1中AGV小车的仰视图。

图7为图1中AGV小车的主视图。

图8为图1中自动充电桩的外部结构示意图。

图9为图1中自动充电桩的内部结构示意图。

附图标记如下：1、小车主体，2、底盘,3、控制单元,4、导航单元， 5、驱动单元,6、防撞单元,7、升降单元,8、充电单元，9、二维码读取器， 10、激光导航传感器，11、声纳传感器，12、电池固定装置，13、蓄电池,14、自动充电接头,15、外壳，16、主安装架,17、充电器固定架,18、电池充电器,19、充电对接电极,20、按键开关,21、驱动轮，22、把手。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明：

如图1至图9所示，一种带有自动充电桩的物流搬运AGV，主要包括小车主体1、底盘2，和安装在小车主体1及底盘2上的控制单元3、导航单元4、驱动单元5、防撞单元6、升降单元7以及充电单元8构成的。工作时，小车主体1中的蓄电池13为AGV的所有用电设备提供电力来源，首先由上位机发送指令给控制单元3，控制单元3解说指令形成一系列的动作信息，发送给导航单元4、驱动单元5以及升降单元6，促使小车按照上位机发送的指令要求，沿着导引路径行驶；同时小车主体1感受周围环境信息，并反馈给控制单元3，控制单元3根据反馈的信息，做出下一步的决策。

充电单元8包括电池固定装置12、蓄电池13、自动充电接头14。当AGV 小车电量低到电量低限时，触发AGV自动充电命令，AGV将自动行驶到充电区，到充电位置点时，自动充电接头14及自动充电桩根据指令，将对AGV进行自行充电；充电完毕后，自动充电接头14自动断开充电回路。外置按键开关20用于对AGV小车进行急停、电源开/关等手动操作，还可设置人机交互屏用于与使用人员进行交互及演示如何操作AGV小车。

驱动单元5主要包括两个直流马达及其配套减震机构，属AGV动力执行装置。当驱动单元5接受到控制单元3发送的指令消息后，马达按照指令运转，经齿轮减速箱后，输出于驱动轮21上，促使AGV小车沿着规划的导引路径前行。

防撞单元6包括声纳防撞与激光防撞，其中激光防撞为一级远程防撞，可单独设置激光防撞传感器或使用前置的激光导航传感器10，声纳防撞为近程防撞，在AGV小车的四围配有8个声纳传感器11，实现AGV小车的360度无死角防撞。

升降单元6主要包括两个驱动马达、齿轮系、丝杆传动及导杆移动副构成，配合驱动单元5，可实现AGV运输过程中物料位姿的相对不变。

控制单元3包括控制器及无线通信装置，其中控制器为单片机控制模块，主要作用是通过无线网络接收AGV中央调度系统与AGV客户端软件指令；接收激光导航传感器10、声纳传感器11、二维码读取器9及按键开关20等数据感知外界环境。无线通信装置接受上位机指令，并将指令发送给控制单元3进行处理。

导航单元4包括二维码读取器9与激光导航传感器10。其中二维码读取器 9作为AGV读取运行过程中路线上二维码的储存信息，用于反馈AGV当前大体位置及AGV的下一步运动指令；激光导航传感器10可用于AGV的无反射板路径规划，也可作为AGV辅助防抖装置，与二维码反馈信息进行数据整合，实现 AGV的精确运行。

AGV移动自动充电桩包括外壳15、充电对接电极19、主安装架16、充电器固定架17、电池充电器18以及把手22；其中充电对接电极19与AGV平台充电电极对接形成闭合回路，经过AGV平台的控制模块检测，实现闭合对接与否；把手22用于方便移动充电平台；电池充电器用于对AGV车上电池进行充电。

本实用新型的一种新型的带有自动充电桩的物流搬运AGV经过试验、模拟及使用，结果证明此实用新型能够可靠、稳定、便携的实现物料的搬运，以及对窄小空间的高度适应。本实用新型不仅可以用于工厂中的中小件固体性物料或有固体外壳的流体性物料的运输，还可以用于对其他应用场合，如外空探索、配合机械臂可替代人在危险环境中的操作等。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。