專利名稱：磁導航差動式運載機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種搬運機器人，尤指一種磁導航差動方式的 運載式機器人。
背景技術：
隨著工業生產的發展，物流技術的提高，運載機器人已被廣泛 運用于汽車，食品，服裝，印刷和煙草，冶金，配貨中心等行業領 域，其中絕大多數采用電磁感應作為引導技術的運載機器人。本公司先前研發成功的一種新型的弱磁引導探測裝置和運載機 器人以此為核心形成的弱磁引導運載機器人系統整體技術。該弱磁引導探測裝置的電路只有在弱磁貼條正上方，并距離2至5厘米之 間時，電路輸出有效的電平信號。用于運載機器人的導航和路徑選 取和糾偏。該弱磁引導的運載機器人可以在無人監督的情況下完成物體的 搬運，可以由人工在需要走行的道路上貼設直線和曲線膠塑磁條， 是按工藝要求特別定做的導引用的弱磁膠帶，帶寬50mm，厚2mm 耐磨抗壓不退磁，用粘膠貼方法鋪設在地表面不會脫落。搬運車即 能按照這些線路行走。如要改變路線，只需改變磁性貼條就能方便 完成。同時，在引導路線旁邊規定地點，增加同樣材料的短貼條， 即可組成道路上的地址標志，供自動引導車的識別，準確定位進行 各種操作。
發明內容為了克服上述不足之處，本實用新型的主要目的旨在提供一種 弱磁導航探測器和運載機器人，整體組合結構包括有車體，電動 移載機構，電動組合舵輪總成，前、后輪及各種傳感器系統，語言， 燈光提示、音樂報警裝置及驅動轉向控制裝置的等，既能達到運行 穩定，抗干擾能力強，鋪設弱磁磁條簡單，又能適用于電磁導線無 法鋪設的場地，是運載機器人中一種新型可靠的磁導航差動式運載 機器人。本實用新型要解決的技術問題是要解決如何弱磁感應導引探 測系統和光電傳感相結合的引導裝置問題；要解決如何具有獨立完 善的車載計算機的控制系統問題；要解決如何具有系統上位機計算 機自動控制和車載觸摸式操作屏自動控制兩種工作模式，在應急情 況下可以人工操控等有關技術問題。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是該裝置主要 由舵輪、計算機、顯示屏、傳感器、電池、開關、電源、編碼器及 弱磁引導探測裝置等組成，該裝置至少包括有車體，電動移載機 構，電動組合舵輪總成，前、后輪及各種傳感器系統，語言，燈光 提示、音樂報警裝置及驅動轉向控制裝置；電動組合舵輪總成安裝 固定在車體的前方；其中-驅動轉向控制系統主要由驅動轉向機構、電動移載機構、提升 機構、車載計算機系統、無線通訊電臺、引導裝置和電源組成；該 引導裝置主要由弱磁引導探測裝置、對位光電傳感器、弱磁地標定 位傳感器組成一弱磁傳感引導系統；一車體下部的車身前、后部分別安裝固定有弱磁引導探測裝 置，在弱磁導引傳感器的上前方和車體后部，分別安裝固定有避碰 防撞傳感器及機械防撞機構；在車體的下部安裝固定有機械防撞機構，機械防撞機構與車體
后段的避碰防撞傳感器組合為一前后相應的避碰裝置；在車身兩側安裝固定有弱磁地標傳感器和對位光電傳感器； 在車身上部安裝固定有左右移動的電動移載機構，在電動移載機構中，安裝固定有光電負荷傳感器，負荷傳感器安裝固定在車體的頂部與電動移載機構的下部位置；在車體中段上方設置左右兩只對位光電傳感器；在車體后部安裝固定有電池組；在車體后上方的一距離處分別安裝固定有兩只急停開關，兩只 急停開關分別與前上方安裝固定的中央蜂鳴器之間有一間隔距離；在車體后上端安裝固定有觸摸式操作顯示屏，觸摸式操作顯示 屏與安裝在車體中部的車載計算機系統之間為排線連接；在車體前方一距離處的電動組合舵輪總成與絕對編碼器為同 軸連接，在距離前支撐輪的一距離處又與轉向電機連接，并為齒輪 嚙合傳動；在車體前上部安裝固定有無線通訊電臺； 在車體后下部安裝固定有固定輪。所述的磁導航差動式運載機器人的電動組合舵輪總成前方一 距離及前方處分別安裝固定有支撐輪與提升機構。所述的磁導航差動式運載機器人的電動移載機構的外形形狀 為矩形。本實用新型的有益效果是該弱磁導航探測器和運載機器人裝 置，運行穩定，抗干擾能力強，鋪設弱磁磁條簡單，改變路徑規劃 方便，轉彎半徑小，廠房安裝環境要求比較低，能適用于電磁導線 無法鋪設的場地，是運載機器人一種新型可靠的運行裝置；具體體 現在(1)本實用新型為弱磁感應導引探測系統和光電傳感相結合 的引導裝置，使得運載機器人抗電磁干擾能力強，運行更為穩定，
能適合于鋪設弱磁膠帶的場地；大大提高了運載機器人導引探 測的可靠性，精確性，從而保證了運載機器人處于最佳的運行狀態。(2) 本實用新型的磁導航差動式運載機器人，由于具有獨立 完善的車載計算機的控制系統。不但可以參與、作用由上位計算機 統一運行控制的車載運輸系統、也可以單獨執行由人工通過車載觸 摸式操作屏下達的各式運載任務。可以執行整個系統內各起始點和到達點的任意路徑。(3) 本實用新型的磁導航差動式運載機器人維修簡單，操作方便，安全可靠。具有系統上位機計算機自動控制和車載觸摸式操 作屏自動控制2種工作模式，在應急情況下可以人工操控等優點。


以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。 圖1為本實用新型整體結構示意圖； 圖2為本實用新型整體結構的俯視圖； 圖3為本實用新型整體結構的左視圖；附圖中標號說明l一 車體；2— 電動組合舵輪總成；3— 固定輪； 4一支撐輪；5— 電動移載機構；6— 提升機構；7— 車載計算機系統；8— 觸摸式操作顯示屏；9一機械防撞機構； IO—弱磁引導探測裝置；ll一無線通訊電臺；12— 電池組；13— 絕對編碼器；14— 對位光電傳感器；15— 避碰防撞傳感器；16— 蜂鳴器；17— 負荷傳感器；18— 急停開關；具體實施方式
請參閱附圖l、 2、 3所示，本實用新型為一種新型可靠的運行裝 置，整體結構達到國內首創水平，屬自主知識產權；部分創新點已達 國際同類產品的先進水平；本實用新型主要由舵輪、計算機、顯示屏、傳感器、電池、開關、 電源、編碼器及弱磁引導探測裝置等組成，該裝置至少包括有車體 (1)，電動移載機構(5)，電動組合舵輪總成(2)，前、后輪及各種 傳感器系統，語言，燈光提示、音樂報警裝置及驅動轉向控制裝置； 電動組合舵輪總成(2)安裝固定在車體(1)的前方；其中驅動轉向控制系統主要由驅動轉向機構、電動移載機構(5)、 提升機構(6)、車載計算機系統(7)、無線通訊電臺(11)、引導裝 置和電源組成；該引導裝置主要由弱磁引導探測裝置(10)、對位光 電傳感器(14)、弱磁地標定位傳感器組成一弱磁傳感引導系統；一車體(1)下部的車身前、后部分別安裝固定有弱磁引導探 測裝置(10)，在弱磁導引傳感器的上前方和車體(1)后部，分別 安裝固定有避碰防撞傳感器(15)及機械防撞機構(9);在車體(1)的下部安裝固定有機械防撞機構(9)，機械防撞 機構(9)與車體后段的避碰防撞傳感器(15)組合為一前后相應的避碰裝置；在車身兩側安裝固定有弱磁地標傳感器和對位光電傳感器 (14);在車身上部安裝固定有左右移動的電動移載機構(5)，在電動 移載機構(5)中，安裝固定有光電負荷傳感器(17)，負荷傳感器(17) 安裝固定在車體(1)的頂部與電動移載機構(5)的下部位 置；在車體(1)中段上方設置左右兩只對位光電傳感器(14);在車體(1)后部安裝固定有電池組(12);在車體(1)后上方的一距離處分別安裝固定有兩只急停開關(18) ，兩只急停開關(18)分別與前上方安裝固定的中央蜂鳴器(16) 之間有一間隔距離；在車體(1)后上端安裝固定有觸摸式操作顯示屏(8)，觸摸 式操作顯示屏(8)與安裝在車體(1)中部的車載計算機系統(7)之間為排線連接；在車體(1)前方一距離處的電動組合舵輪總成(2)與絕對編 碼器(13)為同軸連接，在距離前支撐輪(4)的一距離處又與轉向 電機連接，并為齒輪嚙合傳動；在車體(1)前上部安裝固定有無線通訊電臺(11);在車體(1)后下部安裝固定有固定輪(3)。所述的磁導航差動式運載機器人的電動組合舵輪總成(2)前 方一距離及前方處分別安裝固定有支撐輪(4)與提升機構(6)。所述的磁導航差動式運載機器人的電動移載機構(5)的外形 形狀為矩形。
本實用新型的實施例之一磁導航機器人包括車體，電動移載機構，電動舵輪驅動和轉向 總成，前、后輪及提升裝置，車載計算機系統及各種傳感器系統， 其包括，車身前后部的弱磁引導探測裝置，車身兩側弱磁地標傳感 器，光電對位傳感器，車身上部的移載機構中，裝有光電負荷傳感 器，控制移載任務執行及完成。在弱磁導引傳感器的上前方，分別 裝有防撞避碰探測器以及機械避碰裝置，此外為了提高系統的安全 效用本機器人裝有語言，燈光提示及音樂報警裝置。本實用新型磁導航差動式運載機器人的驅動轉向控制系統，由 驅動轉向機構、移載機構、提升機構、車載計算機、無線通訊裝置、 引導裝置和電源組成，都由車載計算機控制；車載計算機為高性能 的車載計算機PC104;通訊裝置則采用無線調制解調器(MODEN) 和自動信號增益裝置；電源采用高能鎳鎘蓄電池，而引導裝置則主 要是由弱磁引導探測裝置、光電對位傳感器，弱磁地標定位傳感器 等組成的一個弱磁傳感引導系統。本實用新型磁導航差動式運載機器人在其驅動與轉向控制系 統的支配下，完成前進、倒退、轉向等動作，由于采用弱磁引導方 式，因而大大提高了抗干擾性，運行路線探測的精確性，地標地址 檢測定位的準確性，從而保證了運載機器人處于最佳的運行狀態。如圖l所示在車體后上方距離約為400-410mm，有兩只急 停開關(18)與前上方中央蜂鳴器(16)距離約為700-800mm左 右，用于在發生故障時的提示與急停。如圖3所示在車體(l)的前400mm處電動組合舵輪總成(2) 與絕對編碼器(13)是同軸連接，距離后支撐輪(4) 500-750mm 左右，又與轉向電機連接，采用齒輪嚙合傳動，是行駛轉向的重要 部件。
如圖1所示支撐輪(4)與提升機構(6)安裝電動組合舵輪 總成約前方100-120mm及上方處，提升高度45-55mm左右，為避 免路況差，以及維修時采用，是一較新型的車體機械結構，采用杠 桿原理調節自如。如圖1所示為機械防撞機構(9)，與車體后段的避碰防撞傳 感器(15)組合了一個前后相應的避碰功能，其距為1000-1050米 左右，安裝在車體的下部，探測障礙物，使機器人自動停止。如圖2所示，觸摸式操作顯示屏(8)置于車體后上端中央與 安裝在車體中部的車載計算機系統(7)排線連接，便于修改參數， 及觀察，運行情況。如圖2所示在車體的車頂裝有左右移動的電動移載機構(5), 外形尺寸為500*500*100-120mm，能平穩自如地把物體準確送到工 位。如圖1所示弱磁引導探測裝置(10)安裝在車體下部的前后 約950-1000mm米左右是引導機器人方向的檢測器，如圖1所示在車體中段上方有左右兩只對位光電傳感器 (14)，使之能準確停靠指令工位，裝卸物體在檢測器。 如圖2所示在車體的前上部裝有無線通信電臺(11)。如圖1所示是一種安全可靠充電時間短，工作時間長的組合 電池(12)，安裝在車體(1)的中后部。如圖2所示，負荷傳感器(17)安裝固定在車體(1)的頂部，電動移載機構(5)的下方位置； 本實用新型的創新點如下采用特殊的弱磁材料，根據技術參數要點加工成條狀引導線， 以及運載機器人運行路徑探測自動控制器的導航技術。(自主知識 產權、國內首創)
運載機器人驅動機構與轉向系統的同步自動控制技術與模塊 化設計方法。(自主知識產權，國內首創)運載機器人自動尋跡運行，瞬時糾偏運行和精確地址坐標定位技術，導引精度達到士10mm,重復定位精度達到土5mm.(達到國際 同類產品先進水平)運載機器人的離線故障保護和手動恢復在線自動運行的功能 開發。(本公司國內首創)運載機器人的自動在線充電和自動活化的零切換功能的開發。 (國內外尚無先例)運載機器人車載磁導航探測器自動尋跡運行，偏移量的快速計 算控制模型，程序啟動或記憶丟失時的判斷及自動恢復運行的功能 開發。(達到國際同類產品先進水平)運載機器人運行環境和引導環境的動態畫面輸入軟件和數據 文件的自動生成技術。(達到國際同類產品先進水平)系統多輛運載機器人運行環境的群控技術和交通管理的實時 性和可靠性。(達到國際同類產品先進水平)運載機器人車載自動化控制系統與上位計算機管理系統調度 監控系統，執行機構的系統集成。(達到國際同類產品先進水平)運載機器人采用實用性和新穎性相結合的充滿人性化的設計 和無人化的操作管理。
權利要求1、 一種磁導航差動式運載機器人，該裝置主要由舵輪、計算 機、顯示屏、傳感器、電池、開關、電源、編碼器及弱磁引導探測 裝置組成，其特征在于該裝置至少包括有車體(1)，電動移載 機構(5)，電動組合舵輪總成(2)，前、后輪及各種傳感器系統， 語言，燈光提示、音樂報警裝置及驅動轉向控制裝置；電動組合舵 輪總成(2)安裝固定在車體(1)的前方；其中-驅動轉向控制系統主要由驅動轉向機構、電動移載機構(5)、 提升機構(6)、車載計算機系統(7)、無線通訊電臺(11)、引導裝 置和電源組成；該引導裝置主要由弱磁引導探測裝置(10)、對位光 電傳感器(14)、弱磁地標定位傳感器組成一弱磁傳感引導系統；一車體(1)下部的車身前、后部分別安裝固定有弱磁引導探 測裝置(10)，在弱磁導引傳感器的上前方和車體(1)后部，分別 安裝固定有避碰防撞傳感器(15)及機械防撞機構(9);在車體(1)的下部安裝固定有機械防撞機構(9)，機械防撞 機構(9)與車體后段的避碰防撞傳感器(15)組合為一前后相應的 避碰裝置；在車身兩側安裝固定有弱磁地標傳感器和對位光電傳感器(14);在車身上部安裝固定有左右移動的電動移載機構(5)，在電動 移載機構(5)中，安裝固定有光電負荷傳感器(17)，負荷傳感器 (17)安裝固定在車體(1)的頂部與電動移載機構(5)的下部位 置；在車體(1)中段上方設置左右兩只對位光電傳感器(14); 在車體(1)后部安裝固定有電池組(12);在車體(1)后上方的一距離處分別安裝固定有兩只急停開關(18)，兩只急停開關(18)分別與前上方安裝固定的中央蜂鳴器(16) 之間有一間隔距離；在車體(1)后上端安裝固定有觸摸式操作顯示屏(8)，觸摸 式操作顯示屏(8)與安裝在車體(1)中部的車載計算機系統(7) 之間為排線連接；在車體(1)前方一距離處的電動組合舵輪總成(2)與絕對編 碼器(13)為同軸連接，在距離前支撐輪(4)的一距離處又與轉向 電機連接，并為齒輪嚙合傳動；在車體(1)前上部安裝固定有無線通訊電臺(11);在車體(1)后下部安裝固定有固定輪(3)。
2、 根據權利要求1所述的磁導航差動式運載機器人，其特征 在于所述的電動組合舵輪總成(2)前方一距離及前方處分別安 裝固定有支撐輪(4)與提升機構(6)。
3、 根據權利要求1所述的磁導航差動式運載機器人，其特征 在于所述的電動移載機構(5)的外形形狀為矩形。
專利摘要一種涉及搬運機器人，尤指一種磁導航方式的磁導航差動式運載機器人。該裝置主要由舵輪、計算機、顯示屏、傳感器、電池、開關、電源、編碼器及弱磁引導探測裝置等組成，該裝置至少包括有車體，電動移載機構，電動組合舵輪總成，前、后輪及各種傳感器系統，語言，燈光提示、音樂報警裝置及驅動轉向控制裝置；電動組合舵輪總成安裝固定在車體的前方；主要解決如何弱磁感應導引探測系統和光電傳感相結合等有關技術問題；本實用新型的積極效果是運行穩定，抗干擾能力強，鋪設弱磁磁條簡單，改變路徑規劃方便，轉彎半徑小，廠房安裝環境要求比較低，能適用于電磁導線無法鋪設的場地，是一種新型可靠的運行裝置。
文檔編號G05D1/02GK201021981SQ200720067318
公開日2008年2月13日 申請日期2007年2月13日 優先權日2007年2月13日
發明者朱耀亮, 陳家祥 申請人:上海富洋科技發展有限公司