[发明专利]一种高精度的AGV驱动转向一体化装置及其控制方法

权利要求书

1.一种高精度的AGV驱动转向一体化装置，包括驱动模块和独立转向模块，所述驱动模块包括行走电机、驱动轮与旋转变压器，其特征在于：所述一体化装置还包括传动模块，所述传动模块包括支撑座和二级减速机构，所述二级减速机构包括传动大齿轮和齿轴，所述齿轴可转动地安装在所述支撑座内，所述齿轴上固定安装所述传动大齿轮，所述齿轴设有外齿，所述外齿与驱动轮的内齿圈啮合；所述行走电机的输出轴上安装传动小齿轮，所述传动小齿轮与所述传动大齿轮啮合，所述支撑 座上安装所述独立转向模块；所述独立转向模块包括支撑板、回转支撑轴承、转向电机、减速机和转向齿轮；所述支撑板固定在支撑座上，所述回转支撑轴承包括内圈和外圈，所述内圈固定在支撑板上，外圈设有与AGV机架固定的齿轮，所述转向电机为直流无刷伺服电机，承倒立状态，转向电机输出轴与减速机输入轴竖直平行放置，转向电机输出轴和减速机输入轴之间通过链轮和皮带连接，所述转向电机的轴上安装绝对值编码器；所述减速机固定在支撑板下方，减速机的输出轴穿过支撑板与转向齿轮同轴安装，所述转向齿轮与回转支撑轴承外圈齿轮啮合；所述行走电机采用无刷伺服电机，采用旋转变压器作为行走电机的速度反馈传感器；

当控制AGV转向时，由于回转支撑轴承外圈齿轮与AGV机架固定不动，转向电机经减速机减速增大力矩，使转向齿轮绕回转支撑轴承外圈齿轮运动，进而使得独立转向模块的支撑板、回转支撑轴承内圈、转向电机、减速机及支撑座、驱动轮、行走电机一起围绕回转支撑轴承外圈齿轮转动，实现AGV转向，且行走电机和转向电机的相对位置始终固定不变。

2.如权利要求1所述的一种高精度的AGV驱动转向一体化装置，其特征在于：所述支撑座上面放置有两个独立的限位开关。

3.如权利要求1所述的一种高精度的AGV驱动转向一体化装置，其特征在于：所述行走电机集成入所述驱动轮内，所述旋转变压器集成在行走电机后轴上，所述支撑座内安装第一支撑轴承和第二支撑轴承，所述齿轴装在所述第一支撑轴承和第二支撑轴承上。

4.如权利要求1所述的一种高精度的AGV驱动转向一体化装置，其特征在于：所述驱动模块还包括电磁制动器，所述电磁制动器安装在行走电机输出轴的前端。

5.如权利要求1所述的一种高精度的AGV驱动转向一体化装置，其特征在于：所述支撑板上固定安装两个独立的限位开关，所述支撑板下安装磁导航传感器。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的高精度的AGV驱动转向一体化控制装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1：系统上电，打开电磁制动器；

步骤2：伺服驱动器控制行走的无刷伺服电机，电机带动减速箱体中的两级减速机构，进而使驱动轮运动；与行走电机后轴直连的旋转变压器将电机的速度信息反馈至驱动器，驱动器通过闭环的速度反馈，进而控制伺服驱动器做电机的速度控制，使驱动轮做前后运动；

步骤3：转向模块通过绝对位置编码器直接读取当前位置信息以判断当前转向模块的角度位置；

步骤4：导航传感器时刻检测当前路径的位置信息，控制器根据当前路径信息与目标位置信息的偏差情况做一个自抗扰的运动控制算法，得到转向电机的输出量；

步骤5：转向电机通过驱动器做闭环的位置控制，电机带动链轮，链轮带动减速机，减速机通过转向齿轮与回转支撑轴承外圈齿轮的啮合进而带动回转支撑轴承外圈运动，最终实现驱动轮的转向；绝对值编码器可以实时读取当前转向的角度信息；

步骤6：当转向的幅度大于两个安全限位开关限定的范围，就会触发限位开关输出限位信号，转向电机停止转向；

步骤7：当行走停止，电磁制动器抱闸，进而防止行走电机运动，出现溜坡的现象。