[发明专利]一种抱夹式自动导引运输车

权利要求书

1.一种抱夹式自动导引运输车，所述抱夹式自动导引运输车包括行走装置(2)，所述行走装置(2)的上方固定安装有提升装置(3)，所述提升装置(3)通过传动组件与抱夹装置(4)传动连接，所述提升装置(3)的上表面固定安装有CCD摄像机(1)、超声波传感器(5)、无线路由器(6)和控制装置(7)；

所述行走装置(2)包括左右对称设置的两组支撑架，每组支撑架均包括底盘(2-11)，所述底盘(2-11)上表面通过支撑底板(2-8)垂直固定有三块支撑侧板(2-9)，所述支撑侧板(2-9)上方与连接板(2-10)固定连接；减速器(2-2)通过减速器支座(2-3)固定安装在所述底盘(2-11)上表面中间位置，伺服电机(2-1)的输出轴与减速器(2-2)的输入轴相连，所述减速器(2-2)的输出轴通过车轮轴(2-4)与主动轮(2-6)连接，所述主动轮(2-6)转动安装在第一轴承座(2-5)之间，所述底盘(2-11)两侧还转动安装有两个万向轮(2-7)；

所述提升装置(3)包括提升盖板(3-11)和提升载板(3-13)，所述提升盖板(3-11)和提升载板(3-13)通过提升侧板(3-12)固定连接，所述提升载板(3-13)通过螺栓固定安装在所连接板(2-10)的上方；

所述提升盖板(3-11)上表面中间位置固定安装有提升电机(3-1)，所述提升电机(3-1)的输出轴与T型减速换向器(3-2)的输入轴连接，所述T型减速换向器(3-2)两侧通过第一联轴器(3-3)与传动轴(3-4)相连，两根传动轴(3-4)均通过第二轴承座(3-5)固定在提升盖板(3-11)上表面，所述传动轴(3-4)远离所述T型减速换向器(3-2)的一端均与蜗轮丝杠升降机(3-6)相连接，所述蜗轮丝杠升降机(3-6)通过螺母固定在提升盖板(3-11)上，所述蜗轮丝杠升降机(3-6)的输出端与丝杠(3-6-1)的一端转动连接，所述丝杠(3-6-1)另一端转动连接在轴承座组件(3-7)内，所述轴承座组件(3-7)固定在提升载板(3-13)上表面；所述提升盖板(3-11)与所述提升载板(3-13)之间通过导向轴支座(3-9)固定设置有四根导向轴(3-8)，抱夹装置通过滑动套筒(3-10)滑动套设在四根导向轴(3-8)的表面，所述丝杠(3-6-1)表面的丝杠螺母(3-6-2)与所述抱夹载板(4-2)固定连接；

所述抱夹装置(4)包括抱夹载板(4-2)，所述抱夹载板(4-2)上开设有与所述滑动套筒(3-10)和所述丝杠螺母(3-6-2)外形相适配的通孔，所述抱夹载板(4-2)上表面固定安装有步进电机(4-1)，所述步进电机(4-1)输出端通过第二联轴器(4-3)与双向丝杠(4-4)转动连接，所述双向丝杠(4-4)通过丝杠支座(4-5)固定在所述抱夹载板(4-2)上表面，所述双向丝杠(4-4)的表面对称套设有两个丝杠螺母(4-6)，每个所述丝杠螺母(4-6)均与一个滑动横板(4-14)上表面固定连接，所述抱夹载板(4-2)上固定设置有四个托板(4-9)，每个托板(4-9)上均固定安装有导向光轴支座(4-8)，相对应的两个导向光轴支座(4-8)之间安装有导向光轴(4-7)，两根导向光轴(4-7)的方向与所述双向丝杠(4-4)的方向平行，所述滑动横板(4-14)通过滑块(4-10)套设在导向光轴(4-7)表面，抱夹臂(4-12)的一端通过槽型安装板(4-11)固定安装在所述滑动横板(4-14)的下表面，抱夹臂(4-12)的另一端固定安装有防滑夹板(4-13)；

所述的CCD摄像机(1)、超声波传感器(5)、无线路由器(6)和控制装置(7)均安装在提升盖板(3-11)上；所述控制装置(7)包括嵌入式控制器以及控制系统；控制系统包括自主行走模块，图像控制模块，信息交互模块；

使用抱夹式自动引导运输车对物体进行运输的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：首先CCD摄像机(1)对车间环境信息进行视觉信息采集，然后通过无线路由器(6)将采集到的车间环境信息传送到上位机，上位机对接收到的视觉数据信息进行分析，提取到小车起点位置信息及车间环境信息，同时构建出相应的拓扑图，拓扑图中相应的节点(N₁，N₂，N₃…N_i)，分别对应的车间货物存在的位置信息，其坐标为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)…(x_i，y_i)，在利用Dijkstra算法计算出小车初始位置到下个货物目标点的最短路径信息；步骤二：上位机将拓扑图及规划的最优路径信息传送至控制装置(7)，控制装置(7)接收到相应指令后，控制行走装置(2)移动，当行走装置(2)沿着最优路径行驶时，两个伺服电机(2-1)带动减速器(2-2)，车轮轴(2-4)和主动轮(2-6)共同旋转，带动小车直行，直行时两侧车轮速度不能保证完全一致，会导致小车产生位置偏差，需要对两侧车轮速度纠偏，若左侧车轮为速度v₁，右侧车轮速度为v₂，小车向左偏差距离d，则在下一时刻设定小车左侧车轮速度v′₁＝v₁+λd+τθ，小车右侧车轮速度v′₂＝v₂-λd-τθ，其中λ和τ为校正系数，可调节小车直行时位置偏差，当小车转弯时，通过控制两个伺服电机(2-1)电机差速使小车一侧的驱动轮转速大于另一侧，从而实现转弯，当小车在运行过程中，超声波传感器(5)检测到障碍物时，通过CCD摄像机(1)采集到障碍物图像信息，判断出障碍物位置信息，通过无线路由器(6)传输到上位机，上位机对接收到的视觉数据信息进行分析，重新规划路线，使小车实现避障；

步骤三：当小车到达预定的搬运货物位置，行走装置(2)运动停止，控制装置(7)向提升电机(3-1)驱动器发送命令，提升电机(3-1)通过T型减速换向器(3-2)带动传动轴(3-4)旋转，传动轴(3-4)通过联轴器(3-3)带动蜗轮丝杠升降机(3-6)转动，同时蜗轮丝杠升降机(3-6)驱动丝杠(3-6-1)旋转，在四根导向轴(3-8)的共同作用，带动抱夹装置下降；

步骤四：抱夹装置(4)下降到指定位置时，控制装置(7)发出相应指令，抱夹装置(4)上的步进电机(4-1)通过联轴器(4-3)带动双向丝杠(4-4)旋转，从而带动滑动横板(4-14)相向运动，使固定在滑动横板(4-14)上的抱夹臂(4-12)相向运动，实现对物体的夹取；当抱夹臂(4-12)夹紧货物后，提升电机(3-1)反向转动，通过提升装置(3)将货物提起，完成相应操作后，将货物移动到目的地。