[发明专利]一种新型全向轮行走及防碰撞系统

说明书

本发明具体涉及一种安全性高、有效提高工作效率的新型全向轮行走及防碰撞系统；所述防碰撞系统包括设置在移动平台上的物体运动信息采集组、物体图像体积信息采集组、碰撞信息采集组、安全防护组以及报警装置；每个AGV小车根据所探测到的障碍物的位置，能做到识别与控制的准确性和快速性，从而及时主动地避让障碍物；当ECU判断碰撞到的是人体时，还可以弹出安全气囊以更好的保护人体。

技术领域

本发明涉及仓储系统用AGV小车技术领域，特别涉及一种新型全向轮行走及防碰撞系统。

背景技术

在自动化仓储系统中，AGV小车是该系统的关键设备。现有的AGV小车(AutomatedGuidedVehicle，简称AGV)，通常也称为无人搬运车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagneticpath-following system)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。现有的AGV小车，运行过程中与障碍物碰撞的事故或者小车之间的碰撞时常会发生，因此需要设计防碰撞措施，然而现有的防碰撞措施并不完善，例如安装了防碰撞缓冲装置的专利如CN201620658216，该装置包括安装座、防撞板、第一缓冲子机构和第二缓冲子机构，碰撞缓冲装置虽然可以减小撞击力，起到缓冲作用，但AGV小车与障碍物仍会相撞，无法提前主动避让，也无法减少撞击率。一旦发生碰撞，AGV小车无法根据自身速度、障碍物的速度做出相应的安全动作，危险性较高。

目前的AGV小车的一个应用方向是仓储系统，例如超大型仓库、超大货架，或超大图书馆等，将自动驾驶技术增加到AGV小车中，实现取货、提货的全自动化流程，相比于传统的人工控制方式工作效率有较大提高，如专利CN20152028999所述的一种基于AGV的立体仓储系统，包括AGV小车导航磁条、读卡器、升降电梯、立体货架和料车，实现了仓库中货物高效的存取，使仓储更加智能化与自动化，但是现有的技术中，并未考虑到仓储系统使用过程中或进行维护时，仍然会有人进入的情况，例如当仓储系统自动运行时，有人突然闯入，这时AGV小车还在自动运行，会造成严重的安全事故；或者相关工作人员进入仓库中进行例行检查或维修等操作时，为了安全保障，往往需要将AGV小车全部停运，当工作人员撤离后，再启动小车，使仓储系统的工作效率难以进一步提高，同时如果工作人员还未撤离，小车突然因故障或误操作而重新启动，则会对停留在仓库中的工作人员形成极大的安全危害。

全向轮能够实现全方位的移动，一种特殊的轮子是关键。我们称之为全向轮。常见的主要有麦克纳姆(Mecanum)轮和连续切换轮两种，对于麦克纳姆轮，麦克纳姆轮由轮辐和固定在外周的许多小滚子构成，轮子和滚子之间的夹角通常为45°。每个轮子具有三个自由度，一个是绕轮子轴心转动，第二个是绕滚子轴心转动，第三个是绕轮子和地面的接触点转动。轮子由电机驱动，其余两个自由度自由运动。由三个或以上的麦克纳姆轮可以构成全方位移动机器人平台。目前利用麦克纳姆轮实现移动平台的方法如图1所示，在平台下方布置4个麦克纳姆轮，其中位于对角线上的两个麦克纳姆轮的滚子角度一致，而相邻的两个麦克纳姆轮的滚子角度相反，即一个为45°，另一个为-45°；当平台需要向前或向后移动，则四个麦克纳姆轮同向旋转，当平台需要原地旋转，则左前、左后方的麦克纳姆轮同向旋转，右前、右后方的麦克纳姆轮同向旋转，且左前与右前的麦克纳姆轮旋向相反；当平台需要平移时，则左前、右后方的麦克纳姆轮同向旋转，右前、左后方的麦克纳姆轮同向旋转，且左前与右前的麦克纳姆轮旋向相反。

为了实现四个麦克纳姆轮的旋转方向随时改变，现有技术均使用四个电机分别驱动四个麦克纳姆轮，即一个电机单独对应一个麦克纳姆轮，为了精确控制平台的移动，往往对电机的控制要求非常高，对四个电机的转速、输入功率的精度要求也非常高，使得全向轮行走系统的成本非常高，电机也占用了较大的空间，使系统体积过大。