[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

说明书

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，所述驱动模块包括驱动轮、行走电机和旋转变压器，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，所述支承座上安装独立转向模块。转向减速机与转向电机竖直平行安装，极大的降低了独立转向模块与地面的高度，降低了AGV车对路面平整度的要求；以及提供一种高精度AGV驱动转向一体化控制方法。本发明提供一种灵活性良好、简化结构、稳定性较好、易于控制的高精度AGV驱动转向一体化装置及其控制方法。

技术领域

本发明属于自动化运输装备领域，具体是一种高精度的AGV驱动转向一体化装置及其控制方法，实现AGV的转向和速度的控制。

背景技术

自动导引车(AGV,Automated guided vehicle)在非结构化的环境中具有自动驾驶的功能，其已经成为自动化物流运输系统和柔性制造系统的关键设备。因此，AGV在电子产品装配、汽车制造、物流等行业的需求在国内呈现爆发式增长，拥有广阔的发展前景。

驱动转向一体化装置是AGV系统的核心部件，传统的AGV驱动系统包括单轮驱动方式和差速驱动方式。单轮驱动方式的AGV有一个单轮驱动单元包含转向部分，两个从动轮一般为不能转向的固定轮，这种结构转弯半径大。差速驱动方式的AGV是通过安装左右两个对称的驱动电机的速度差进行转向控制，控制比较繁琐，在高速情况下容易出现速度偏离，使AGV失控。所以差速驱动方式的AGV不能满足自由度高与大载荷的运输场景。

目前，行业市场上也有全方位的驱动系统，且具有载重量大、自由度高的特点。在中国专利上，公开了一些全方位驱动的装置与方法。如授权公开号为CN103895695A的“舵轮驱动装置”，转向电机距地面的高度较小，在平整度不好的复杂路面环境下，转向电机有与地面摩擦的风险，甚至损坏电机。如果使用大功率的转向电机或者使用更大减速比的减速机，则转向电机与地面的高度则会更小。另外，该装置是通过转向电机的小齿轮旋转带动大齿轮旋转，大齿轮通过转向支架带动驱动轮轮轴，从而使驱动轮总成转向。这种方式设计的驱动装置。存在驱动电机在转向过程中与转向电机发生碰撞的风险。又如授权公开号为CN202542387U的“多轮系移动机器人转向同步系统”，在驱动支架上安装旋转编码器，将旋转编码器的转轴端部与固定大齿轮啮合的转角小齿轮连接。由于编码器检测的是转向电机经减速之后的速度，使得通过齿轮传动安装角度反馈传感器的方式，一方面，会使使旋转编码器反馈信号误差变大，影响AGV行驶过程的稳定性，严重时会导致在设定位置附件徘徊的现象；另一方面，用于控制电机的有效编码器分辨率会下降。这类的驱动装置的转向电机同样的距离地面高度小，在有凹凸的路面情况下，转向电机会与地面摩擦，甚至损坏电机。此外，该设计使用三相交流感应电机，需使用复杂的驱动器，同时不能满足在重载情况下起动力矩，无法满足高精度的行车轨迹的情况。

发明内容

为了克服已有AGV驱动装置的灵活性较差、结构复杂、不易控制的不足，本发明提供一种灵活性良好、简化结构、稳定性较好、易于控制的高精度的AGV驱动转向一体化装置及其控制方法。

为了解决上述技术问题本发明提供如下的技术方案：

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，所述驱动模块包括驱动轮、行走电机和旋转变压器，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，所述支承座上安装独立转向模块。