基于模块化的组合式AGV系统和组合式AGV的运动控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于模块化的组合式AGV系统和组合式AGV的运动控制方法，系统包括：包括多个AGV驱动单元，每一所述AGV驱动单元包括主体框架、转向组件、驱动组件、控制中心和功能性机械辅助装置；驱动组件用于提供一个使转向组件转动的驱动力以及使功能性机械辅助装置升降的力；控制中心用于发送转向指令至驱动组件，控制驱动组件产生一个使转向组件转动的力；以及发送升降指令至驱动组件，控制驱动组件产生一个使功能性机械辅助装置升降的力；功能性机械辅助装置用于根据控制中心发送的升降指令进行升降。本发明专利技术解决了现有技术中AGV产品为专用产品，使用范围单一、经济价值低不宜大规模使用的技术问题。宜大规模使用的技术问题。宜大规模使用的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于模块化的组合式AGV系统和组合式AGV的运动控制方法


[0001]本专利技术涉及AGV
，具体涉及一种基于模块化的组合式AGV系统和组合式AGV的运动控制方法。

技术介绍

[0002]目前，市面上已经存在的AGV产品大多属于专用的产品，每一个产品都需要单独的研发设计，投入很多的人力物力，这些AGV产品的特点为：使用范围单一，价格昂贵，大规模使用不易。这样就造成了企业为了应对不同的需求会专门有针对性的定制不同产品的AGV，从而给企业带来更加高昂的使用和维护成本。
[0003]基于此，本专利技术提出了一种模块化的AGV驱动单元，这些驱动单元通过硬连接组合可以实现不同的功能。组合成的AGV有两种运行模式，一种就是自动导引车；第二种模式，可以通过遥控手柄或者手持设备(包括手机或者平板电脑)来控制组合成的AGV运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于模块化的组合式AGV系统和组合式AGV的运动控制方法，解决现有技术中AGV产品为专用产品,使用范围单一、经济价值低不宜大规模使用的技术问题。
[0005]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种基于模块化的组合式AGV系统，包括多个AGV驱动单元，每一所述AGV驱动单元包括主体框架、转向组件、驱动组件、控制中心和功能性机械辅助装置；
[0007]所述转向组件可转动的连接于所述主体框架的底部；
[0008]所述驱动组件搭载于所述主体框架且，用于提供一个使所述转向组件转动的驱动力以及使所述功能性机械辅助装置升降的力；
[0009]所述控制中心搭载于所述主体框架且与所述驱动组件通信连接，用于发送转向指令至所述驱动组件，控制所述驱动组件产生一个使所述转向组件转动的力；以及发送升降指令至所述驱动组件，控制所述驱动组件产生一个使所述功能性机械辅助装置升降的力；
[0010]所述功能性机械辅助装置固定连接于所述主体框架的顶部且与所述控制中心通信连接，用于根据所述控制中心发送的升降指令进行升降。
[0011]在一些实施例中，所述转向组件包括多个转向轮和多个转向装置，所述多个转向轮可转动的连接于所述主体框架的底部，所述转向装置与所述转向轮的数目一致，所述多个转向装置与分别与对应的所述转向轮连接，用于给对应的所述转向轮提供转向助力。
[0012]在一些实施例中，所述驱动组件包括多个轮毂电机、多个轮毂电机驱动器、多个驱动轮、多个转向电机、多个转向驱动器、顶升电机和顶升驱动器；
[0013]所述轮毂电机、轮毂电机驱动器与所述驱动轮的数目一致，所述多个轮毂电机与对应的所述驱动轮通过转轴连接，所述多个轮毂电机驱动器与对应的所述轮毂电机电性连
接且与所述控制中心通信连接，所述多个轮毂电机驱动器用于根据所述控制中心发送的驱动指令控制所述轮毂电机提供一个使所述驱动轮运动的力；
[0014]所述转向电机、转向驱动器与所述转向轮的数目一致，所述多个转向电机与对应的所述转向轮通过转轴连接，所述多个转向驱动器与对应的所述转向电机电性连接且与所述控制中心通信连接，所述多个转向驱动器用于根据所述控制中心发送的转向指令控制所述转向电机提供一个使所述转向轮转向的力；
[0015]所述顶升电机与所述功能性机械辅助装置电性连接，所述顶升驱动器与所述顶升电机电性连接且与所述控制中心通信连接，所述顶升驱动器用于根据所述控制中心发送的升降指令控制所述功能性机械辅助装置的升降。
[0016]在一些实施例中，所述主体框架包括第一层架体和第二层架体，所述第一层架体和所述第二层架体层叠间隔分布，所述第一层架体和所述第二层架体通过连接件固定连接；所述多个转向轮和所述多个驱动轮通过连接件固定连接于所述第一层架体，所述多个轮毂电机、所述多个轮毂电机驱动器、所述多个转向电机、所述多个转向驱动器、所述顶升电机、所述顶升驱动器和所述控制中心均内置于所述第二层架体。
[0017]在一些实施例中，还包括锂电池和锂电池稳压器，所述锂电池与所述多个轮毂电机驱动器、所述多个转向驱动器、所述顶升驱动器和所述控制中心电性连接，所述锂电池稳压器与所述锂电池电性连接，所述锂电池和所述锂电池稳压器均内置于所述第二层架体。
[0018]在一些实施例中，所述多个AGV驱动单元之间刚性可拆卸的连接。
[0019]第二方面，本专利技术还提供了一种基于模块化的组合式AGV的运动控制方法，应用于如上述任一项所述的基于模块化的组合式AGV系统，所述方法包括：
[0020]判断所述AGV系统的运动状态；
[0021]若所述AGV系统为直线运动，则通过所述控制中心控制所述驱动轮以相同的速度运动以及控制所述转向轮的转角为零；
[0022]若所述AGV系统为转向运动，则获取所述AGV系统中距离转向中心最近的且位于首排的所述AGV驱动单元的第一转向角；
[0023]基于所述转向角，根据转向角与转弯半径之间的关联关系，确定转弯半径；
[0024]基于所述转弯半径，根据所述转向角与转弯半径之间的关联关系，确定每一所述AGV驱动单元的目标转向角；
[0025]根据所述转向角和每一所述目标转向角，通过所述控制中心控制每一所述AGV驱动单元的转向运动。
[0026]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0027]基于实际应用需求，采用所述多个AGV驱动单元构造组合式AGV系统；
[0028]基于所述AGV驱动单元，构建单驱动轮驱动模型。
[0029]在一些实施例中，所述转向角与所述转弯半径之间的关联关系可通过如下公式表示：
[0030][0031]其中，α
i
为第一转向角，R为转弯半径，S为横向排列的AGV驱动单元之间的距离，L为纵向排列的AGV驱动单元之间的距离。
[0032]在一些实施例中，所述AGV系统中距离转向中心最远一侧的所述AGV驱动单元的目标转向角与转弯半径可通过如下公式表示：
[0033][0034]其中，β
i
为目标转向角，R为转弯半径，S为横向排列的AGV驱动单元之间的距离，L为纵向排列的AGV驱动单元之间的距离。
[0035]与现有技术相比，本专利技术提供的基于模块化的组合式AGV系统和组合式AGV的运动控制方法，由多个AGV驱动单元根据实际应用需求组合形成AGV系统，每个AGV驱动单元之间的通信是在ROS2系统下通过WIFI完成。其中每一个AGV驱动单元包括主体框架，主体框架用以承载其他电信设备和机械设备，以及转向组件和驱动组件，通过转向组件实现AGV系统的转向，通过驱动组件提供AGV系统运动的动力，并且通过携带的控制中心控制AGV系统的转向和直行过程，以实现便携式操纵的目的，最后搭载功能性机械辅助装置以满足不同的使用场景需求。
[0036]进一步的，本专利技术通过控制中心编写储存的运动控制算法，获取转向的第一个转向角，从而根据第一个转向角与转向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模块化的组合式AGV系统，其特征在于，包括多个AGV驱动单元，每一所述AGV驱动单元包括主体框架、转向组件、驱动组件、控制中心和功能性机械辅助装置；所述转向组件可转动的连接于所述主体框架的底部；所述驱动组件搭载于所述主体框架且，用于提供一个使所述转向组件转动的驱动力以及使所述功能性机械辅助装置升降的力；所述控制中心搭载于所述主体框架且与所述驱动组件通信连接，用于发送转向指令至所述驱动组件，控制所述驱动组件产生一个使所述转向组件转动的力；以及发送升降指令至所述驱动组件，控制所述驱动组件产生一个使所述功能性机械辅助装置升降的力；所述功能性机械辅助装置固定连接于所述主体框架的顶部且与所述控制中心通信连接，用于根据所述控制中心发送的升降指令进行升降。2.根据权利要求1所述的基于模块化的组合式AGV系统，其特征在于，所述转向组件包括多个转向轮和多个转向装置，所述多个转向轮可转动的连接于所述主体框架的底部，所述转向装置与所述转向轮的数目一致，所述多个转向装置与分别与对应的所述转向轮连接，用于给对应的所述转向轮提供转向助力。3.根据权利要求2所述的基于模块化的组合式AGV系统，其特征在于，所述驱动组件包括多个轮毂电机、多个轮毂电机驱动器、多个驱动轮、多个转向电机、多个转向驱动器、顶升电机和顶升驱动器；所述轮毂电机、轮毂电机驱动器与所述驱动轮的数目一致，所述多个轮毂电机与对应的所述驱动轮通过转轴连接，所述多个轮毂电机驱动器与对应的所述轮毂电机电性连接且与所述控制中心通信连接，所述多个轮毂电机驱动器用于根据所述控制中心发送的驱动指令控制所述轮毂电机提供一个使所述驱动轮运动的力；所述转向电机、转向驱动器与所述转向轮的数目一致，所述多个转向电机与对应的所述转向轮通过转轴连接，所述多个转向驱动器与对应的所述转向电机电性连接且与所述控制中心通信连接，所述多个转向驱动器用于根据所述控制中心发送的转向指令控制所述转向电机提供一个使所述转向轮转向的力；所述顶升电机与所述功能性机械辅助装置电性连接，所述顶升驱动器与所述顶升电机电性连接且与所述控制中心通信连接，所述顶升驱动器用于根据所述控制中心发送的升降指令控制所述功能性机械辅助装置的升降。4.根据权利要求3所述的基于模块化的组合式AGV系统，其特征在于，所述主体框架包括第一层架体和第二层架体，所述第一层架体和所述第二层架体层叠间隔分布，所述第一层架体和所述第二层架体通过连接件固定连接；所述多个转向轮和所述多个驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迅，王晓东，张泽建，杨亚能，
申请(专利权)人：湖北物资流通技术研究所湖北物资流通生产力促进中心，
类型：发明
国别省市：