CN111158367A - 雷达导航自动导引小车 - Google Patents

Abstract

本发明提供雷达导航自动导引小车在外壳的雷达安装面开设凹槽，凹槽中朝向槽口的槽底为雷达导向面，所述雷达安装于所述凹槽，所述雷达在水平面上因所述雷达导向面形成的阴影区小于因所述外壳形成的阴影区，从而减少雷达的阴影区，使得雷达能够探测至小车两侧，同时，由于通过开槽的方式来避让雷达的扫描信号，因此对车身的整体构造不会造成影响，车身的外壳也不需要大幅改变形状，车身仍然可以基本保留原有的安装空间和平衡性。

Description

雷达导航自动导引小车

技术领域

本发明涉及自动导引小车技术领域，特别涉及一种雷达导航自动导引小车。

背景技术

AGV自动导引小车一般利用雷达装置进行导航。行进过程中，自动导引小车需要随时监控四周的环境情况，为了节约成本，减少雷达的使用量，一般是将雷达安装与自动导引小车的顶部，这样雷达就可以监控到四周所有的环境状态。

然而，自动导引小车的顶部有时会被用于安装其他期间，从而与雷达的安装相互冲突。例如发明人的自动导引小车就在车辆的顶部安装了机械手，从而无法在顶部安装雷达。这种情况下，雷达则必须安装在车辆的周侧：前方、两侧和后方。由于装在车辆周侧的雷达的探测范围会被车辆自身阻挡而形成阴影区(探测盲区)，例如安装在车辆前方的雷达，由于受到车身的阻挡，其探测范围就只有车辆前方180°的范围，而对于车辆两侧和后方的情况，则无法探测，如果需要车辆能够探测到两侧情况，则需要在车辆两侧在分别安装雷达。无疑，这会大幅的增加自动导引小车的整体成本，而且在多雷达信号的合成等过程也使车辆的识别、控制过程变得更加复杂。

对此，目前的一个思路是改变车辆的外壳结构，使其外壳变为曲面，这样可以稍微减少对雷达的阻挡，但是，车身结构的设计需要考虑的因素非常多，例如车身的平衡、内部器件的安装空间等因素都制约车身的设计，因此，如果车身的前端面设计为对雷达的阻挡非常小的形状，则对车身的平衡、安装空间等会带来较大的影响。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种自动导引小车，该小车能够在尽可能扩大雷达的探测范围的情况下，不影响车身的平衡性和安装空间。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种雷达导航自动导引小车，包括外壳和雷达，所述外壳的雷达安装面形成有凹槽，所述凹槽中朝向槽口的槽底为雷达导向面，所述雷达安装于所述凹槽，所述凹槽形成能够避让雷达扫描信号的避免通道，以使所述雷达在水平面上因所述雷达导向面形成的阴影区小于因所述外壳形成的阴影区。

其中，所述凹槽在水平面的投影宽度等于所述外壳的最大宽度。

其中，所述雷达导向面包括左翼面和右翼面，所述左翼面和所述右翼面在水平面的投影相交，所述左翼面和所述右翼面的交汇处前方为雷达安装区。

其中，所述左翼面的外端侧与所述右翼面的夹角小于等于90°。

其中，所述雷达导向面和外壳侧面均为圆弧柱面，所述雷达导向面的圆弧曲率大于所述外壳侧面的圆弧曲率。

其中，还包括车架，和位于车架顶部的机械手，所述车架包括底层板、中层板和顶板，三者从下至上依次层叠，所述底层板安装有车轮，底层板的顶面安装有储能装置及动力装置，所述中层板安装有控制器，所述机械手安装于顶板。

其中，所述底层板的面积大于中层板的面积，所述中层板的面积大于顶板的面积。

其中，所述底层板按照有一组共轴的主动轮和一组共轴的从动轮，主动轮组和从动轮组之间的区域为配重区域，配重区域的宽度大于主动轮组的宽度和从动轮组的宽度，配重区域布置有配重件。

其中，所述储能装置为电池组，所述电池组设置于配重区域的中部，所述电池组的两翼布置有所述配重件。

其中，所述机械手包括与顶板垂直设置的基臂，所述基臂顶部设置有旋转臂，所述旋转臂能够绕所述基臂的中轴旋转。

本发明的有益效果：本发明的雷达导航自动导引小车在外壳的雷达安装面(即车身用于安装雷达的那一面，通常为正面)开设凹槽，凹槽中朝向槽口的槽底为雷达导向面，所述雷达安装于所述凹槽，所述雷达在水平面上因所述雷达导向面形成的阴影区小于因所述外壳形成的阴影区，从而减少雷达的阴影区，使得雷达能够探测至小车两侧，同时，由于通过开槽的方式来避让雷达的扫描信号，因此对车身的整体构造不会造成影响，车身的外壳也不需要大幅改变形状，车身仍然可以基本保留原有的安装空间和平衡性。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明雷达导航自动导引小车在外壳与车架分离状态下的示意图。

图2为本发明雷达导航自动导引小车沿中层板的剖面示意图。

图3为本发明雷达导航自动导引小车沿底层板的剖面示意图。

在图1至图3中包括有：

1——车架、11——底层板、12——中层板、13——顶板、14——立柱、15——主动轮、16——驱动电机、17——电池组、18——配重块、19——从动轮、2——外壳、21——凹槽、22——左翼面、23——右翼面、3——机械手、31——旋转臂、4——雷达、5——摄像头、6——控制器。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

本发明雷达导航自动导引小车(实施例中简称小车)的具体实施方式，如图1所示，包括车架1、外壳2、机械手3、雷达4和摄像头5。在本实施例中，为了便于描述，假定雷达4安装面为小车的正面，通常，小车最主要的扫描区域即其前方，因此通常雷达4安装面就是小车的正面，在某些特殊情况下，雷达4安装面也可以是小车的侧面或者背面，无论是那一面，其原理是一直的，在此不再赘述。

外壳2中下部基本呈圆柱状，在外壳2的中间位置处，形成有一道凹槽21，凹槽21的槽口朝向小车的正面，凹槽21的槽底(朝向槽口的一面)为雷达4导向面，雷达4导向面与槽口间形成了能够避让雷达4信号的避让通道，雷达4安装在在凹槽21的前端，雷达4发出的扫描信号能够沿该避让通道及雷达4导向面向小车的两侧传播，最终到达小车的两侧并接收两侧回传的信号，从而实现对小车两侧的探测。当然，雷达4导向面的形状也必须有所要求，雷达4导向面的形状必须对雷达4信号的阻挡尽可能小，即在雷达4的扫描路径上要尽可能的避让，使得雷达4在水平面上因所述雷达4导向面形成的阴影区小于因所述外壳2形成的阴影区。当然，为了尽可能的减少车身对雷达4信号的阻挡，凹槽21在水平面的投影宽度最好等于外壳2的最大宽度，这样雷达4信号在两侧才不会受到车身的阻挡。

为了确保雷达4导向面对雷达4的避让效果，如图2所示，雷达4导向面包括左翼面22和右翼面23，所述左翼面22和所述右翼面23在水平面的投影相交，所述左翼面22和所述右翼面23的交汇处前方为雷达4安装区。具体的，本实施例中，雷达4导向面的所述左翼面22与所述右翼面23的夹角小于等于90°，从而使得雷达4信号的探测范围达到270°，实践发现，此时凹槽21仍然基本不会占据车身太多的空间，而270°的探测范围已经涵盖了车身的前方和侧方，基本满足了大部分需求，所以90°属于一个相对较由的选择。当然，如果希望雷达4信号的探测的范围更大，那么夹角可以设置得更加小，但是这种情况下，凹槽21占据的空间可能会偏大。

当然，要使雷达4在水平面上因所述雷达4导向面形成的阴影区小于因所述外壳2形成的阴影区，也还有其他方式。例如，将雷达4导向面和外壳2侧面均为圆弧柱面，但是雷达4导向面的圆弧曲率大于所述外壳2侧面的圆弧曲率，此时由于雷达4导向面更加弯曲，在相同的圆心的情况下，雷达4导向面的直径更小，因此其在雷达4扫描路径上的形成的遮挡也更小。因此，雷达4导向面的形状本领域技术人员可以灵活调整，只要确保雷达4导向面和外壳2侧面均为圆弧柱面，所述雷达4导向面的圆弧曲率大于所述外壳2侧面的圆弧曲率即可。

本实施例中，车架1包括三层：底层板11、中层班和顶板13，这三层板冲下至上依次层叠设置，底层板11的面积大于中层板12的面积，中层板12的面积大于顶板13的面积，相邻层板之间由立柱14固定支撑，使得相邻层板之间形成可以放置部件的容置空间。

下层板开设有四个轮孔，用于容置两组车轮：主动轮15和从动轮。一组主动轮15包括两个主动轮15，这两个主动轮15共轴，即两者轮轴在同一直线上。根据需要，主动轮15的数量可以更多，只要所有的主动轮15共轴即可。从动轮的布置与主动轮15同理，不过，从动轮选用的是全向轮，即在从动轮的轮面设置有轴向与从动轮轴向垂直的子轮，使得车辆的转向更加顺畅。而为了便于控制转向，每个主动轮15均配置有一个驱动电机16作为驱动机构，驱动电机16安装在底层板11，每个驱动电机16控制一个主动轮15，从而通过控制两个驱动电机16的转速差即可控制智能机械手3小车的转向。

如图3所示，底层板11上，在主动轮15组和驱动轮组之间的区域为配重区域，配重区域安装有电池组17和配重块18，电池组17安置在配重区域的中部位置，配重块18对称的放置在电池组17的两侧，使得配重块18又恰好位于一个主动轮15和一个从动轮中间的区域。在本实施例中，经过实践，要求将配重块18的尺寸足够大，以使得配重区域的宽度大于主动轮15组的宽度和从动轮组的宽度，这样才能使得底层板11上排布的期间的重量分布更为均匀，使得重心尽可能靠近底层板11的中心位置，减少侧翻几率。

智能机械手3小车还包括有安装在外壳2的雷达4和摄像头5，有控制器6更具雷达4的信号控制主动轮15的驱动电机16，并根据摄像头5的信号控制机械手3。其中，控制器6安装在中层板12的位置，这样，相对较轻的控制不会占据底层板11的空间，使得底层板11能够尽可能缩小尺寸并且使重心集中，而位于中层板12的控制器6也离雷达4和摄像头5更近，便于连线。

在本实施例中，机械手3安装于顶板13，并且机械手3包括与顶板13垂直设置的基臂，所述基臂顶部设置有旋转臂31，所述旋转臂31能够绕所述基臂的中轴旋转，这样机械手3就能够在车身保持不动的情况下，也可以对周围360°区域内的物品进行操作。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.雷达导航自动导引小车，其特征在于：包括外壳和雷达，所述外壳的雷达安装面形成有凹槽，所述凹槽中朝向槽口的槽底为雷达导向面，所述雷达安装于所述凹槽，所述凹槽形成能够避让雷达扫描信号的避让通道，从而使得所述雷达在水平面上因所述雷达导向面形成的阴影区小于因所述外壳形成的阴影区。

2.如权利要求1所述的雷达导航自动导引小车，其特征在于：所述凹槽在水平面的投影宽度等于所述外壳的最大宽度。

3.如权利要求1所述的雷达导航自动导引小车，其特征在于：所述雷达导向面包括左翼面和右翼面，所述左翼面和所述右翼面在水平面的投影相交，所述左翼面和所述右翼面的交汇处前方为雷达安装区。

4.如权利要求2所述的雷达导航自动导引小车，其特征在于：所述左翼面与所述右翼面的夹角小于等于90°。

5.如权利要求1所述的雷达导航自动导引小车，其特征在于：所述雷达导向面和外壳侧面均为圆弧柱面，所述雷达导向面的圆弧曲率大于所述外壳侧面的圆弧曲率。

6.如权利要求1所述的雷达导航自动导引小车，其特征在于：还包括车架，和位于车架顶部的机械手，所述车架包括底层板、中层板和顶板，三者从下至上依次层叠，所述底层板安装有车轮，底层板的顶面安装有储能装置及动力装置，所述中层板安装有控制器，所述机械手安装于顶板。

7.如权利要求6所述的雷达导航自动导引小车，其特征在于：所述底层板的面积大于中层板的面积，所述中层板的面积大于顶板的面积。

8.如权利要求6所述的雷达导航自动导引小车，其特征在于：所述底层板按照有一组共轴的主动轮和一组共轴的从动轮，主动轮组和从动轮组之间的区域为配重区域，配重区域的宽度大于主动轮组的宽度和从动轮组的宽度，配重区域布置有配重件。

9.如权利要求8所述的雷达导航自动导引小车，其特征在于：所述储能装置为电池组，所述电池组设置于配重区域的中部，所述电池组的两翼布置有所述配重件。

10.如权利要求6所述的雷达导航自动导引小车，其特征在于：所述机械手包括与顶板垂直设置的基臂，所述基臂顶部设置有旋转臂，所述旋转臂能够绕所述基臂的中轴旋转。

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