本發(fā)明涉及一種用于移動(dòng)機(jī)器人教學(xué)/研發(fā)的教研用AGV平臺(tái)，特別涉及一種易于生產(chǎn)和裝配的減震型模塊化教研用AGV平臺(tái)。

背景技術(shù)：

AGV即自動(dòng)導(dǎo)引車(Automated Guided Vehicle，簡(jiǎn)稱AGV)，作為一種智能運(yùn)載體，可廣泛應(yīng)用于煙草、汽車制造、電子、紡織、醫(yī)療、食品、造紙等行業(yè)。上世紀(jì)50年代，Barrett電子公司在美國(guó)成功開(kāi)發(fā)第一臺(tái)AGV，依靠布置在一間雜貨倉(cāng)庫(kù)空中的導(dǎo)引線運(yùn)輸貨物。

早期的AGV主要被用作自動(dòng)拖車，應(yīng)用于郵局、圖書(shū)館、車站、碼頭和機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)合。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，尤其是先進(jìn)的環(huán)境感知技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊以及人工智能發(fā)展，AGV逐步從有軌巡航向無(wú)軌巡航轉(zhuǎn)變，由室內(nèi)環(huán)境轉(zhuǎn)向室外環(huán)境，甚至用于軍事以及危險(xiǎn)場(chǎng)所，通過(guò)集成其他探測(cè)和拆卸設(shè)備，用于戰(zhàn)場(chǎng)排雷、陣地偵查、危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)等場(chǎng)合等。在電子商務(wù)和快遞物流市場(chǎng)爆炸式發(fā)展的今天，AGV作為物流裝備中自動(dòng)化水平最高的產(chǎn)品之一，擁有巨大的市場(chǎng)空間。

雖然AGV應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，但目前我國(guó)各行業(yè)AGV實(shí)際應(yīng)用總體規(guī)模并不大，仍處于發(fā)展初期。在當(dāng)前階段急切需要進(jìn)行參與研發(fā)及推廣應(yīng)用，尤其是研究相關(guān)的自主定位、智能導(dǎo)航、協(xié)同作業(yè)算法以及可視化調(diào)度系統(tǒng)研究等，并依托具體應(yīng)用背景，選配關(guān)鍵傳感器部件，調(diào)試環(huán)境感知算法或相關(guān)導(dǎo)航控制算法。可惜，從事AGV研究的研究人員普遍缺乏合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，或是過(guò)多依賴軟件仿真從事，缺乏實(shí)物平臺(tái)實(shí)驗(yàn)，所得成果的實(shí)用價(jià)值難以體現(xiàn)。另外大量花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間精力和科研資源，重復(fù)搭建過(guò)于簡(jiǎn)易的和不可靠的AGV科研平臺(tái)，缺乏模塊化特點(diǎn)，裝配極為不便，同時(shí)伴隨著維護(hù)困難、電器線路裸露、壽命短、缺少減震能力、環(huán)境適應(yīng)性差等問(wèn)題，制約了科研效率。此外，由國(guó)外進(jìn)口的教研用AGV平臺(tái)一般基于復(fù)雜腔體機(jī)構(gòu)和連接方式裝配集成，價(jià)格過(guò)于昂貴，不宜大規(guī)模用于科普教學(xué)研究。

在當(dāng)前條件下，尤其需要一種便于裝配、維護(hù)且成本低廉，可大規(guī)模推廣的AGV研發(fā)平臺(tái)，具備一定減震性能以室外路面環(huán)境，還預(yù)留必要的通訊接口、編程接口及充電接頭，便于采集傳感器數(shù)據(jù)、修改控制程序和電能補(bǔ)給。本申請(qǐng)正是基于上述需求背景下研發(fā)而成的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種便于裝配、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低廉的易于生產(chǎn)和裝配的減震型模塊化教研用AGV平臺(tái)。

為了解決以上的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種易于生產(chǎn)和裝配的減震型模塊化教研用AGV平臺(tái)，包括主動(dòng)模塊、支撐模塊和控制盒，所述主動(dòng)模塊、支撐模塊和控制盒分別是獨(dú)立裝配模塊。在控制盒底板前側(cè)設(shè)有螺紋孔，通過(guò)螺栓連接主動(dòng)模塊的前緩沖板過(guò)孔和螺紋孔，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)模塊與控制盒之間模塊化裝配和減震式連接；在控制盒底板后側(cè)設(shè)有螺紋孔，通過(guò)螺栓連接支撐模塊的后緩沖板過(guò)孔和螺紋孔，實(shí)現(xiàn)支撐模塊與控制盒之間模塊化裝配和減震式連接。主動(dòng)模塊的插針板與控制盒底板上的插眼板對(duì)接實(shí)現(xiàn)電氣連接，主動(dòng)模塊提供動(dòng)力，支撐模塊提供減震和支撐，控制盒提供電力和控制信號(hào)。

所述主動(dòng)模塊包括前緩沖板、插針板、前緩沖組件和輪轂電機(jī)組，前緩沖板通過(guò)前緩沖組件與輪轂電機(jī)組進(jìn)行緩沖式機(jī)械連接，所述插針板固定在前緩沖板下側(cè)，針口朝上，輪轂電機(jī)組的信號(hào)線及動(dòng)力線與插針板各插針的針腳焊接，焊接后用溶膠固定。

所述輪轂電機(jī)組包括左側(cè)輪轂電機(jī)、右側(cè)輪轂電機(jī)、底層連接板、左側(cè)間隔板組、左側(cè)緊壓板、右側(cè)間隔板組件和右側(cè)緊壓板，左側(cè)輪轂電機(jī)的連接軸和右側(cè)輪轂電機(jī)的連接軸分別被固定在底層連接板的兩側(cè)形成輪轂電機(jī)組，左側(cè)間隔板組和左側(cè)緊壓板與底層連接板的左側(cè)固定將左側(cè)輪轂電機(jī)的連接軸壓緊在底層連接板左側(cè)，右側(cè)間隔板組和右側(cè)緊壓板與底層連接板的右側(cè)固定將右側(cè)輪轂電機(jī)的連接軸壓緊在底層連接板右側(cè)，左、右側(cè)間隔板組限制左、右側(cè)輪轂電機(jī)連接軸的水平活動(dòng)。

所述前緩沖組件包括至少二個(gè)以上的螺栓和相同套數(shù)的碟簧片，螺栓穿過(guò)前緩沖板的過(guò)孔后串接碟簧片，再穿過(guò)輪轂電機(jī)組底層連接板的過(guò)孔經(jīng)螺母連接，螺母預(yù)緊使前緩沖組件同時(shí)充分接觸前緩沖板和底層連接板實(shí)現(xiàn)緩沖式連接。

所述支撐模塊包括后緩沖板、后緩沖組件和萬(wàn)向輪，后緩沖板通過(guò)后緩沖組件與萬(wàn)向輪連接。

所述后緩沖組件包括至少二個(gè)以上的螺栓和相同套數(shù)的碟簧片，螺栓穿過(guò)后緩沖板的過(guò)孔后串接碟簧片，再穿過(guò)萬(wàn)向輪的過(guò)孔經(jīng)螺母連接，螺母預(yù)緊使后緩沖組件同時(shí)充分接觸后緩沖板和萬(wàn)向輪實(shí)現(xiàn)緩沖式連接。

所述控制盒采用卡槽薄板結(jié)構(gòu)形成的密閉盒體，密閉盒體內(nèi)裝載左右驅(qū)動(dòng)器、控制板、電源模塊、觸摸屏和開(kāi)關(guān)，底板裝有插眼板，插眼板眼口朝下，電源模塊粘接在底板上，左右驅(qū)動(dòng)器固定于底板的兩側(cè)。

所述密閉盒體是由圍框、底板和蓋板上下連接構(gòu)成一個(gè)密封空間，圍框尾部固定有控制板，且在圍框上設(shè)置開(kāi)口，顯露控制板上的通訊接口、編程接口和充電接口，便于修改控制程序、連接傳感器以及充電。開(kāi)關(guān)通過(guò)自身外殼塑料彈性固定在蓋板的通孔中。觸摸屏固定在蓋板上，便于人機(jī)交互操作。

所述圍框包括角鋁和薄板，各薄板插接在各角鋁的L型邊沿的間隙中，環(huán)形連接形成上下開(kāi)口框體。角鋁上下端設(shè)有螺紋孔，分別在上下端螺紋連接固定底板和蓋板形成密封的控制盒盒體。

所述控制盒內(nèi)的插眼板、電池模塊、左右驅(qū)動(dòng)器、控制板、開(kāi)關(guān)、觸摸屏之間相互進(jìn)行電氣連接，左右驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)電機(jī)線頭的引腳與插眼板的各插眼焊接，焊接后用溶膠固定。

本發(fā)明的優(yōu)越功效在于：

1） 本發(fā)明采用簡(jiǎn)易薄板和常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)部件，即可快速裝配為封閉式教研用的AGV平臺(tái)，成本低、裝配便捷、減震性強(qiáng)，具有室外適應(yīng)能力，可廣泛推廣用于AGV的教學(xué)研究；

2） 本發(fā)明降低了科研條件門檻，讓更多的研究人員參與技術(shù)應(yīng)用研究，同時(shí)充分節(jié)約了科研人員寶貴的時(shí)間精力，以更高效率從事相關(guān)核心智能感知/控制算法研究。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明各模塊之間連接的示意圖；

圖2是本發(fā)明主動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明控制盒內(nèi)部布局示意圖；

圖4是本發(fā)明控制盒圍框和控制板布局示意圖；

圖5是本發(fā)明控制盒蓋板布局示意圖；

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1—?jiǎng)恿δK；

10—前緩沖板； 101—前緩沖板過(guò)孔；

11—前緩沖碟簧組； 12—插針板；

13—輪轂電機(jī)組；

130—左側(cè)輪轂電機(jī)； 131—右側(cè)輪轂電機(jī)；

132—底層連接板； 133—左側(cè)緊壓板；

134—左側(cè)間隔板組； 135—右側(cè)緊壓板；

136—右側(cè)間隔板組；

2—支撐模塊；

20—后緩沖板； 21—后緩沖碟簧組；

22—萬(wàn)向輪；

3—控制盒；

30—底板； 31—插眼板；

32—圍框；

320—角鋁； 321—薄鋁板；

322—螺紋孔；

33—蓋板；

34—控制板；

340—通訊接口； 341—編程接口；

35—鋰電池； 350—充電接口；

36—左驅(qū)動(dòng)器； 37—右驅(qū)動(dòng)器；

38—開(kāi)關(guān)； 39—觸摸屏。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種易于生產(chǎn)和裝配的減震型模塊化教研用AGV平臺(tái)，包括主動(dòng)模塊1、支撐模塊2和控制盒3，所述主動(dòng)模塊1、支撐模塊2和控制盒3分別是獨(dú)立裝配模塊。在控制盒3底板30前側(cè)設(shè)有四個(gè)螺紋孔，通過(guò)螺栓連接主動(dòng)模塊1的前緩沖板10過(guò)孔和這四個(gè)螺紋孔，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)模塊1與控制盒3之間模塊化裝配和減震式連接；在控制盒3底板30后側(cè)也設(shè)有四個(gè)螺紋孔，通過(guò)螺栓連接支撐模塊2的后緩沖板20過(guò)孔和這四個(gè)螺紋孔，實(shí)現(xiàn)支撐模塊2與控制盒3之間模塊化裝配和減震式連接。主動(dòng)模塊1的插針板12與控制盒底板30上的插眼板31對(duì)接實(shí)現(xiàn)電氣連接，主動(dòng)模塊1提供動(dòng)力，支撐模塊2提供減震和支撐，控制盒3提供電力和控制信號(hào)。

如圖2所示，所述主動(dòng)模塊1包括前緩沖板10、插針板12、前緩沖碟簧組11和輪轂電機(jī)組13，前緩沖板10通過(guò)前緩沖碟簧組11與輪轂電機(jī)組13進(jìn)行緩沖式機(jī)械連接，所述插針板12固定在前緩沖板10下側(cè)，針口朝上，輪轂電機(jī)組13的信號(hào)線及動(dòng)力線與插針板12各插針的針腳焊接，焊接后用溶膠固定。所述輪轂電機(jī)組13的信號(hào)線及動(dòng)力線包括傳遞里程增量信號(hào)的霍爾線以及UVW三相動(dòng)力線。

所述輪轂電機(jī)組13包括左側(cè)輪轂電機(jī)130、右側(cè)輪轂電機(jī)131、底層連接板132、左側(cè)緊壓板133、左側(cè)間隔板組134、右側(cè)緊壓板135和右側(cè)間隔板組件136，左側(cè)輪轂電機(jī)130的連接軸和右側(cè)輪轂電機(jī)131的連接軸分別被固定在底層連接板132的兩側(cè)形成輪轂電機(jī)組13。

所述底層連接板132左側(cè)攻有螺紋，左側(cè)間隔板組134及左側(cè)緊壓板133在相應(yīng)位置設(shè)有過(guò)孔，利用長(zhǎng)螺栓經(jīng)過(guò)孔和底層連接板132左側(cè)螺紋孔連接，將左側(cè)輪轂電機(jī)130的連接軸壓緊在底層連接板132左側(cè)，借助左側(cè)間隔板組134限制左側(cè)輪轂電機(jī)130連接軸的水平活動(dòng)，左側(cè)緊壓板133中間位置設(shè)有頂絲螺紋孔，利用頂絲即可將左側(cè)輪轂電機(jī)130的連接軸牢牢固定在底層連接板132的左側(cè)。

所述底層連接板132右側(cè)攻有螺紋，右側(cè)間隔板組136以及右側(cè)緊壓板135在相應(yīng)位置設(shè)有過(guò)孔，利用長(zhǎng)螺栓經(jīng)過(guò)孔和底層連接板132右側(cè)螺紋孔連接，將右側(cè)輪轂電機(jī)131的連接軸壓緊在底層連接板132右側(cè)，借助右側(cè)間隔板組136限制右側(cè)輪轂電機(jī)131連接軸的水平活動(dòng)，右側(cè)緊壓板135中間位置設(shè)有頂絲螺紋孔，利用頂絲即可將右側(cè)輪轂電機(jī)131的連接軸牢牢固定在底層連接板132的右側(cè)。

所述前緩沖碟簧組11包括四個(gè)螺栓和四套碟簧片，螺栓穿過(guò)前緩沖板10的過(guò)孔后串接碟簧片，再穿過(guò)輪轂電機(jī)組13底層連接板132的過(guò)孔經(jīng)螺母連接，螺母預(yù)緊使前緩沖碟簧組11同時(shí)充分接觸前緩沖板10和底層連接板132，利用前緩沖碟簧組11的彈性，實(shí)現(xiàn)緩沖式連接。

所述主動(dòng)模塊1中，左鍘輪轂電機(jī)130和右側(cè)輪轂電機(jī)131采用永康羅頓工貿(mào)有限公司的250W的單邊連接軸6.5寸無(wú)刷直流輪轂電機(jī)；前緩沖板10、底層連接板132、左側(cè)緊壓板133、左側(cè)間隔板組134，右側(cè)緊壓板133以及右側(cè)間隔板組134均采用7mm厚的鋁合金板材制成；前緩沖碟簧組11采用M5不銹鋼螺栓和Φ16*8.2*0.9的碟簧構(gòu)成；插針板12則采用普通PCB板和2.54間距的杜邦排針焊接而成。

所述支撐模塊2包括后緩沖板20、后緩沖碟簧組21和萬(wàn)向輪22，后緩沖板21通過(guò)后緩沖碟簧組21與萬(wàn)向輪22連接。

所述后緩沖碟簧組21包括四個(gè)螺栓和四套碟簧片，螺栓穿過(guò)后緩沖板20的過(guò)孔后串接碟簧片，再穿過(guò)萬(wàn)向輪22的過(guò)孔經(jīng)螺母連接，螺母預(yù)緊使后緩沖碟簧組21同時(shí)充分接觸后緩沖板20和萬(wàn)向輪22，利用后緩沖碟簧組21的彈性，實(shí)現(xiàn)緩沖式連接。

所述支撐模塊2中，后緩沖板20采用7mm厚的鋁合金板材制成；后緩沖碟簧組21采用M5不銹鋼螺栓和Φ16*8.2*0.9的碟簧構(gòu)成；萬(wàn)向輪22采用佛山耀程五金電氣商行的YCDZ65SB型腳輪。

如圖3和圖5所示，所述控制盒3采用卡槽薄板結(jié)構(gòu)形成的密閉盒體，密閉盒體內(nèi)裝載左驅(qū)動(dòng)器36、右驅(qū)動(dòng)器37、控制板34、鋰電池35、觸摸屏39和開(kāi)關(guān)38，插眼板31通過(guò)螺紋連接固定在底板30上，插眼板31眼口朝下；鋰電池35通過(guò)海綿雙面膠粘接在底板30上，左驅(qū)動(dòng)器36和右驅(qū)動(dòng)器37通過(guò)螺紋連接固定于底板30的兩側(cè)。

如圖5所示，所述密閉盒體是由圍框32、底板30和蓋板33上下連接構(gòu)成一個(gè)密封空間，圍框32尾部固定有控制板34，且在圍框32上設(shè)置開(kāi)口，顯露控制板34上的通訊接口340、編程接口341和充電接口350，便于修改控制程序、連接傳感器以及充電。開(kāi)關(guān)38通過(guò)自身外殼塑料彈性固定在蓋板33的一個(gè)方形孔中。觸摸屏39通過(guò)螺絲連接固定在蓋板33上，便于人機(jī)交互操作。

如圖4所示，所述圍框32包括角鋁320和薄鋁板321，各薄鋁板321插接在各角鋁320的L型邊沿的間隙中，環(huán)形連接形成上下開(kāi)口框體。角鋁320上下端設(shè)有螺紋孔322，分別在上下端螺紋連接固定底板30和蓋板33形成密封的控制盒盒體。

所述控制盒3中，插眼板31采用普通PCB板和2.54間距的杜邦排母制作而成；控制板34基于STM32F429單片機(jī)制成，控制板34上采用TPS5450芯片進(jìn)行電源管理，另外引出了2路串口接口和一路USB接口作為通訊接口340，引出JTAG接口作為編程接口341；鋰電池35采用24V/10AH帶有12mm口徑充電接頭的鋰電池組；左驅(qū)動(dòng)器36和右驅(qū)動(dòng)器37采用成都愛(ài)控電子科技有限公司AQMD6010BLS型無(wú)刷直流驅(qū)動(dòng)器；開(kāi)關(guān)38采用樂(lè)清鑫皖電子有限公司的KCD3-11-Y船型開(kāi)關(guān)；觸摸品39采用廣州大彩科技有限公司的DC48270B043_06TF型觸摸屏；底板30和蓋板33分別采用7mm和3mm鋁合金板加工而成；圍框32所用的角鋁320采用100mm長(zhǎng)的直角型R15機(jī)箱角鋁，薄鋁板321為3mm鋁合金板加工而成。

所述控制盒內(nèi)的插眼板31、鋰電池35、左驅(qū)動(dòng)器36、右驅(qū)動(dòng)器37、控制板34、開(kāi)關(guān)38、觸摸屏39之間相互進(jìn)行電氣連接，左驅(qū)動(dòng)器36和右驅(qū)動(dòng)器37對(duì)應(yīng)電機(jī)線頭的引腳與插眼板31的各插眼焊接，焊接后用溶膠固定。主動(dòng)模塊1和控制盒3相互裝配時(shí)，僅需要對(duì)準(zhǔn)插針板12和插眼板31進(jìn)行相互插接，即可完成控制盒3的左驅(qū)動(dòng)器36和右驅(qū)動(dòng)器37與主動(dòng)模塊1的左鍘輪轂電機(jī)130和右側(cè)輪轂電機(jī)131所需電氣連接。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。