一种自动导引小车的行走校准装置及校准方法与流程

本发明涉及智能物料搬运技术领域，具体为一种自动导引小车的行走校准装置及校准方法。

背景技术：

智能物料搬运装备，指用于制造车间内或车间之间物料移动、搬运的智能装备，包括自动导引小车(agv)、激光导引小车(lgv)、智能悬挂输送系统等，智能仓储装备，指能自动存储和取出货物的智能装备和系统，包括自动化立体仓库及其自动识别系统、巷道堆垛机、专家系统等。

agv是自动导引车的英文缩写，是指具有磁条，轨道或者激光等自动导引设备，沿规划好的路径行驶，以电池为动力，并且装备安全保护以及各种辅助机构(例如移载，装配机构)的无人驾驶的自动化车辆；通常多台agv与控制计算机(控制台)，导航设备，充电设备以及周边附属设备组成agv系统，其主要工作原理表现为在控制计算机的监控及任务调度下，agv可以准确的按照规定的路径行走，到达任务指定位置后，完成一系列的作业任务，控制计算机可根据agv自身电量决定是否到充电区进行自动充电。

而自动导引小车在使用时，经常容易出现路径偏差的情况，因此需要进行行走校准。

但是，现有的自动导引小车行走校准装置主要存在以下缺陷：

(1)由于自动导引小车在校准的时候是直接校准，并没有针对具体的情况进行校准，单一的校准方式导致校准结果不够准确，对整个自动导引小车的搬运效率产生影响；

(2)而在进行校准的时候，需要检测偏差情况，而传统的偏差检测方式只有在单一路径下才具有较高的精度，而一旦规划的路径发生变化，难以适应而容易出现检测结果不准确的问题，影响整体校准的质量。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种自动导引小车的行走校准装置及校准方法，通过感应检测机构的实时感应方式更加精确的计算出自动导引小车在行走的时候与规划路径之间的偏差，并且路径可选择性更强，校准方便高效，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自动导引小车的行走校准装置，包括安装在自动导引小车上的感应检测机构和用于移动转向的转向轮组，所述转向轮组上安装有自动调节机构，且自动导引小车底部设置有预埋通电线缆，所述感应检测机构和自动调节机构均通过控制系统控制；

所述转向轮组包括转向轴，所述转向轴通过齿轮齿条转向器连接有转向横杆，所述转向横杆两端分别通过转向节臂连接有左转向轮毂、右转向轮毂，所述转向轴上通过扭矩传感器连接有调节转轴，所述感应检测机构包括活动设置在自动导引小车底端两侧的两个活动检测块，所述活动检测块上通过微调架连接有电动推杆，所述电动推杆外端通过激光定位座安装在自动导引小车底部，所述自动调节机构包括安装在调节转轴上的从动齿轮盘。

进一步地，所述微调架包括与电动推杆连接的活动框，所述活动框上表面安装有若干个滚动钢珠并与自动导引小车底部接触，所述活动框侧面安装有若干个电动丝杠，所有的电动丝杠末端通过集中板与活动检测块连接。

进一步地，所述活动检测块上安装有若干个滑动金属轮，且自动导引小车底部设置有若干个与滑动金属轮匹配的滑动槽，所述滑动槽内壁设置有电磁铁板。

进一步地，所述活动检测块内部安装有粗线圈组和细线圈组，所述粗线圈组和细线圈组，所述粗线圈组和细线圈组采用交叉结构交错设置，且粗线圈组和细线圈组外端均连接有活动螺杆，所述活动螺杆与活动检测块固定连接，且活动检测块内部两端均安装有金属屏蔽框。

进一步地，所述自动调节机构还包括安装在自动导引小车上的若干个驱动主轴，且所有驱动主轴之间成均匀行星状分布，所述驱动主轴上均安装有主动齿轮盘，所述驱动主轴通过伺服电机驱动，且相邻的主动齿轮盘的直径大小成线性递增式分布，且每一个主动齿轮盘上均安装有不同颜色的指示灯。

进一步地，所述控制系统包括电信号检测模块、路径偏差检测模块和手动输入模块，所述电信号检测模块、路径偏差检测模块和手动输入模块输出端共同连接有中央处理模块，且中央处理模块输出端连接有电机驱动电路、信息反馈模块和用于校准的路径对比模块。

进一步地，所述电信号检测模块包括若干个用于检测电流信号的电流传感器，且路径偏差检测模块包括安装在自动导引小车上的实时全景摄像头，且手动输入模块包括蓝牙信号接收器和信号输入器。

本发明还提供了一种自动导引小车的行走校准方法，包括如下步骤：

s100、对自动导引小车的路径进行规划设定；

s200、对比分析规划路径与实时路径；

s300、根据对比情况进行校准，并与规划路径实时对比直至完成校准。

进一步地，所述步骤s100中，路径的规划过程为：

s101、输入物料仓库内部预埋通电线缆的位置信息；

s102、选择自动导引小车的路径位置数据；

s103、对比预埋通电线缆的位置和规划路径位置，计算得出不同路段的路径偏差轨迹。

进一步地，所述步骤s300中具体校准过程为：

将检测的实时路径信息和规划路径信息对比，得出两者信息之间偏差的大小和角度；

自动导引小车根据偏差的大小和角度进行调节，实现转向进行路径调节；

在规划路径和实时路径重合或者偏差范围小于某一范围的时候，自动导引小车保持当前状态行驶。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明利用可以活动调节的感应检测机构对自动导引小车进行感应检测，可以适应不同的路径规划，且检测精度高，极大的提高了整个自动导引小车的路径规划范围，实用性更强，同时双重检测的方式可以极大的提高检测精度；

(2)本发明利用间接调节的方式对自动导引小车进行转向调节，根据不同的转向调节角度选择不同的调节方式，提高转向精度的同时，不仅可以方便自动导引小车快速的移动搬运，而且通过精准的移动，提高自动导引小车的工作效率。

附图说明

图1为本发明的自动导引小车内部结构示意图；

图2为本发明的控制系统工作原理示意图；

图3为本发明的活动检测块结构示意图；

图4为本发明的感应检测机构结构示意图；

图5为本发明的自动调节机构结构示意图；

图6为本发明的行走校准方法工作流程示意图。

图中标号：

1-感应检测机构；2-转向轮组；3-预埋通电线缆；4-控制系统；5-自动调节机构；

101-活动检测块；102-微调架；103-电动推杆；104-激光定位座；105-滚动钢珠；106-电动丝杠；107-集中板；108-滑动金属轮；109-滑动槽；110-电磁铁板；111-粗线圈组；112-细线圈组；113-活动螺杆；114-活动框；115-金属屏蔽框；

201-转向轴；202-齿轮齿条转向器；203-转向横杆；204-转向节臂；205-左转向轮毂；206-右转向轮毂；207-扭矩传感器；208-调节转轴；

401-电信号检测模块；402-路径偏差检测模块；403-手动输入模块；404-中央处理模块；405-电机驱动电路；406-信息反馈模块；407-路径对比模块；408-电流传感器；409-实时全景摄像头；410-蓝牙信号接收器；411-信号输入器；

501-从动齿轮盘；502-驱动主轴；503-主动齿轮盘；504-伺服电机；505-指示灯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明提供了一种自动导引小车的行走校准装置，包括安装在自动导引小车上的感应检测机构1和用于移动转向的转向轮组2，所述转向轮组2上安装有自动调节机构5，且自动导引小车底部设置有预埋通电线缆3，所述感应检测机构1和自动调节机构5均通过控制系统4控制；

在本方案中，利用转向轮组2来实现自动导引小车的转向工作，便于在移动的时候及时调整行走方向，实现实时校准，而转向轮组2的转向调节通过自动调节机构5实现控制，在自动调节机构5的的作用下，确保移动过程中的自动导引小车更加精准，而且调节过程移动控制，同时通过具有感应检测功能的感应检测机构1来实时检测当前路径和规划路径之间的偏差，通过双向偏差检测的方式提高检测精度，有效减小因为检测不准确而产生的校准误差，极大的提高了自动导引小车的校准准确性，不仅可以方便自动导引小车快速的移动搬运，而且通过精准的移动，可以对自动导引小车起到良好的保护作用，同时提高了自动导引小车的工作效率。

所述转向轮组2包括转向轴201，所述转向轴201通过齿轮齿条转向器202连接有转向横杆203，所述转向横杆203两端分别通过转向节臂204连接有左转向轮毂205、右转向轮毂206，所述转向轴201上通过扭矩传感器207连接有调节转轴208，该转向轮组2的工作原理与汽车转向的原理相同，在调节转轴208的转动作用下，转动扭矩作用通过传递到转向轴201上，之后转向轴201通过齿轮齿条转向器202将转向作用力传输到转向横杆203，之后通过转向节臂204带动两侧的左转向轮毂205、右转向轮毂206进行转向，通过改变左转向轮毂205、右转向轮毂206的角度，对自动导引小车的移动进行转向调节，便于小车在不同的要求下工作。

所述感应检测机构1包括活动设置在自动导引小车底端两侧的两个活动检测块101，所述活动检测块101上通过微调架102连接有电动推杆103，所述电动推杆103外端通过激光定位座104安装在自动导引小车底部，在通过感应检测机构1来检测自动导引小车移动信息的时候，通过改变活动检测块101的位置，在检测的时候，可以直接检测到更加精准的数据，避免检测信号微弱对检测结果的准确性产应影响。

所述微调架102包括与电动推杆103连接的活动框104，所述活动框104上表面安装有若干个滚动钢珠105并与自动导引小车底部接触，所述活动框104侧面安装有若干个电动丝杠106，所有的电动丝杠106末端通过集中板107与活动检测块101连接，而通过电动推杆103进行粗略的位置调节，在多个电动丝杠106的作用下，整个微调架102可以细微的改变活动检测块101的位置，使得活动检测块101可以轻松的移动到准确位置，方便操作。

同时，微调架102在使用的时候，活动框104通过多个滚动钢珠106的作用下进行移动，减小移动摩擦力。

所述活动检测块101上安装有若干个滑动金属轮108，且自动导引小车底部设置有若干个与滑动金属轮108匹配的滑动槽109，所述滑动槽109内壁设置有电磁铁板110，在电动推杆103的作用下，活动检测块101通过滑动金属轮108在滑动槽109内部自由移动，通过改变活动检测块101的位置，使得活动检测块101可以在不同的位置进行感应检测，在自动导引小车移动发生偏移的时候，可以提高感应检测的精准度。

在实际使用的时候，预埋通电线缆3处于通电状态产生电磁场，而两个活动检测块101分布在预埋通电线缆3的两侧，通过调节活动检测块101的位置，在事先设定好线路路径的前提下，将两个活动检测块101的位置移动到更加靠近预埋通电线缆3的位置，使得活动检测块101在检测的时候电流信号更加强烈，从而提高检测精度，相对于传统的固定检测方式，该检测方式可以有效针对自动导引小车设定路径发生变化的情况，极大的提高检测结果的准确性。

所述活动检测块101内部安装有粗线圈组111和细线圈组112，所述粗线圈组111和细线圈组112，所述粗线圈组111和细线圈组112采用交叉结构交错设置，且粗线圈组111和细线圈组112外端均连接有活动螺杆113，所述活动螺杆113与活动检测块101固定连接，且活动检测块101内部两端均安装有金属屏蔽框115，在进行检测的时候，预埋通电线缆3通电之后产生的电磁信号，在活动检测块101内部的粗线圈组111和细线圈组112的作用下，产生电磁感应现象，从而在粗线圈组111和细线圈组112上形成电流，通过检测电流的大小来判断预埋通电线缆3的磁信号强度，从而判断自动导引小车当前位置和预埋通电线路3之间的位置差别，从而对自动导引小车完成定位工作。

同时设定的粗线圈组111和细线圈组112既可以同时使用来提高检测精度，也可以单独使用进行检测，通过两者相互结合的方式，可以有效提高检测精度，而且粗线圈组111和细线圈组112分别通过对应的活动螺杆113进行调节，使得粗线圈组111和细线圈组112既可以独立检测，又可以共同检测，单独检测时通过粗线圈组111来减小电流电阻，从而减小电阻的干扰作用，而共同检测的时候，通过同时分析粗线圈组111和细线圈组112的电流大小，可以有效的提高检测结果的准确性，避免单一检测影响结果。

所述自动调节机构5包括安装在调节转轴208上的从动齿轮盘501，所述自动调节机构5还包括安装在自动导引小车上的若干个驱动主轴502，且所有驱动主轴502之间成均匀行星状分布，所述驱动主轴502上均安装有主动齿轮盘503，所述驱动主轴502通过伺服电机504驱动，且相邻的主动齿轮盘503的直径大小成线性递增式分布，且每一个主动齿轮盘503上均安装有不同颜色的指示灯505，在自动导引小车需要转向的时候，通过改变调节转轴208即可实现，而自动调节机构5通过间接调节的方式对自动导引小车进行转向调节，操作方便，便于实现自动化处理。

当自动导引小车需要转向调节的时候，首先通过任意一个驱动主轴502带动主动齿盘503转动，通过齿轮的啮合作用来带动从动齿轮盘501转动，从而实现调节转轴208的转动作用，在调节转轴208转动之后，通过一系列作用将扭矩作用力传输到自动导引小车的左转向轮毂205、右转向轮毂206上，实现转向调节工作。

而在选择不同的驱动主轴502时，根据需要转向的角度大小，选择合适大小的驱动主轴502和主动齿轮盘503作为动力来驱动，从而对从动齿轮盘501调节的时候更加精准，可以提高自动导引小车转向调节的精确度。

如图2所示，所述控制系统4包括电信号检测模块401、路径偏差检测模块402和手动输入模块403，所述电信号检测模块401、路径偏差检测模块402和手动输入模块403输出端共同连接有中央处理模块404，且中央处理模块404输出端连接有电机驱动电路405、信息反馈模块406和用于校准的路径对比模块407。

所述电信号检测模块401包括若干个用于检测电流信号的电流传感器408，且路径偏差检测模块402包括安装在自动导引小车上的实时全景摄像头409，且手动输入模块403包括蓝牙信号接收器410和信号输入器411。

首先电信号检测模块401通过多个电流传感器408来检测活动检测块101内部的电流信号，检测的信号主要包括来自粗线圈组111和细线圈组112的电流信号，而路径偏差检测模块402主要通过实时全景摄像头409的拍摄方式直观的检测当前路径的状况，防止出现较大的偏差，检测的电流信号和视频信号经过放大处理之后传输到中央处理模块404，在中央处理模块404的处理作用之后，结合拍摄的视频信号和检测的电流信号，来精准的判断当前自动导引小车的位置，方便根据设定的路径进行校准处理工作。

中央处理模块404在判断信息之后，根据当前自动导引小车偏移路径的程度，选择最合适的电机进行驱动，从而对电机驱动电路405发出动作指令，控制对应的伺服电机504驱动，来实现自动导引小车的转向调节工作，同时在调节之后，一方面通过信息反馈模块406将校准之后的信息反馈到外部终端，另一方面，将校准之后的路径信号输出到路径对比模块407进行分析对比，保证路径在校准之后处于准确的状态。

如图6所示，本发明还提供了一种自动导引小车的行走校准方法，包括如下步骤：

s100、对自动导引小车的路径进行规划设定；

所述步骤s100中，路径的规划过程为：

s101、输入物料仓库内部预埋通电线缆的位置信息；

s102、选择自动导引小车的路径位置数据；

s103、对比预埋通电线缆的位置和规划路径位置，计算得出不同路段的路径偏差轨迹。

利用仓库内部预埋通电线缆的轨迹和规划的路径之间进行对比，从而得出自动导引小车在不同方向的路径偏差轨迹，而由于预埋通电线缆的位置是出于固定状态，对比两者之间的偏差即可得到路径的不同直线段偏差的轨迹方程。

s200、对比分析规划路径与实时路径，通过对比当前的实时路径和规划路径，根据偏差的大小，合理的调节自动导引小车的行走速度，防止偏差进一步扩大。

s300、根据对比情况进行校准，并与规划路径实时对比直至完成校准。

所述步骤s300中具体校准过程为：

将检测的实时路径信息和规划路径信息对比，得出两者信息之间偏差的大小和角度，根据偏差距离的大小和偏差角度的大小，确定校准信息，便于针对性的采取对应的校准措施。

自动导引小车根据偏差的大小和角度进行调节，实现转向进行路径调节，根据偏差距离的大小和偏差角度的大小对自动导引小车进行调节，在调节的时候，同时在校准完成之后，对校准结果进行检测；

在规划路径和实时路径重合或者偏差范围小于某一范围的时候，自动导引小车保持当前状态行驶，通过对比校准之后的路径和规划路径，在小于某一范围的时候即可校准完成，对自动导引小车的整个移动过程进行检测和实时校准，提高行走的准确性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。