本發明涉及舵輪,特別是涉及一種運行穩定性高的立式舵輪、舵輪檢測方法及運輸車。
背景技術:
1、在現代智能物流搬運和工業自動化場景中,agv(automated?guided?vehicle)和移動機器人的應用正呈現出日益廣泛的趨勢。立式舵輪作為這些設備中關鍵的行走和轉向單元,其性能對于整個系統的精準運行以及使用安全起著至關重要的作用。其中,精確的速度測量是實現高效運動控制、精確路徑規劃和安全穩定運行的基礎。
2、現有技術中,傳統的立式舵輪通常采用單一測速裝置,常見的如安裝在行走電機、轉向電機輸出軸端的編碼器。而為了滿足上述安全性和可靠性的設計要求,傳統做法會使用雙路信號設計,即在安裝編碼器的基礎上,再增設一路編碼器。其中一路信號用于設備的控制操作,而另一路信號則用于設備的安全回路。然而這種方式仍存在局限性,一方面兩路相同的編碼器設置在運行環境較為惡劣的情況下,如負載變化較大、傳動部件老化、高溫高濕環境等情況下可能會產生故障,使得整個舵輪的速度監測機制失效,影響整個設備的運行穩定性。另一方面,編碼器的成本較高,加裝編碼器的方式顯著增加了整個舵輪的成本。
技術實現思路
1、基于此,有必要針對現有立式舵輪的速度監測裝置在運行環境較為惡劣的情況下會產生故障,且成本較高的問題,提供一種運行穩定性高的立式舵輪、舵輪檢測方法及運輸車。
2、第一發明,本發明提出了一種運行穩定性高的立式舵輪,其包括:安裝板、行走電機、轉向電機、減速機和行走輪;行走電機通過減速機帶動行走輪自轉;轉向電機帶動行走輪沿z軸轉向;
3、還包括監測模塊一、監測模塊二和數據處理器;
4、其中,監測模塊一用于監測行走輪自轉時的轉速和轉向;監測模塊一包括:測速盤一、接近開關一、接近開關二;測速盤一的外圓周面上均勻設置有多個輪齒一,其跟隨行走電機的輸出軸旋轉;接近開關一、接近開關二的接收端與輪齒一相對應;
5、當接近開關一接收端的中線與輪齒一的中間位置對應時,接近開關二接收端的中線與輪齒一的邊緣位置相對應;當輪齒一位于接近開關一接收端的檢測區域時,接近開關一產生得電信號a1;當輪齒一位于接近開關二接收端的檢測區域時,接近開關二產生得電信號b1;
6、監測模塊二與監測模塊一結構相同,其用于監測行走輪轉向時的轉速和轉向;監測模塊二包括:測速盤二、接近開關三、接近開關四;測速盤二的外圓周面上均勻設置有多個輪齒二,其跟隨轉向電機的輸出軸旋轉;接近開關三、接近開關四的接收端與輪齒二相對應;
7、當接近開關三接收端的中線與輪齒二的中間位置對應時,接近開關四接收端的中線與輪齒二的邊緣位置相對應;當輪齒二位于接近開關三接收端的檢測區域時,接近開關三產生得電信號a2;當輪齒二位于接近開關四接收端的檢測區域時,接近開關四產生得電信號b2;
8、數據處理器,其用于:
9、(1)根據接收或失去a1、b1的先后順序來判斷測速盤一的正反轉方向;
10、(2)根據接收或失去a2、b2的先后順序來判斷測速盤二的正反轉方向;
11、(3)根據單位時間內接收a1或b1的數量計算測速盤一的轉速;
12、(4)根據單位時間內接收b2或b2的數量計算測速盤二的轉速。
13、第二方面,本發明還提出了一種立式舵輪行走方向的檢測方法,其應用在第一方面中的運行穩定性高的立式舵輪上。其包括以下步驟:
14、s1、采集a1、b1、a2、b2,并將a1按時域擬合成方波a11,b1按時域擬合成方波b11;
15、a2按時域擬合成方波a22,b2按時域擬合成方波b22;
16、s2、將a11和b11合成,并確定a11和b11的重合部分c1;
17、將a22和b22合成,并確定a22和b22的重合部分c2;
18、s3、以c1為起點,判斷a11、b11出現變化的先后順序;若a11先出現變化,則表示行走輪順時針自轉;反之,則表示行走輪逆時針自轉;
19、以c2為起點,判斷a22、b22出現變化的先后順序;若a22先出現變化,則表示行走輪順時針轉向;反之,則表示行走輪逆時針轉向。
20、第三方面,本發明還提出了一種自動導引運輸車,其包括運輸車本體和第一方面中的運行穩定性高的立式舵輪。立式舵輪用于帶動運輸車本體移動和轉向。
21、本發明的有益效果在于:
22、1、本發明通過監測模塊一、監測模塊二和數據處理器的設置,每一個監測模塊中,利用兩個接近開關與測速盤的相對位置不同,它們會先后產生相應的得電信號,通過分析這個先后時間差能夠準確地監測電機的正反轉情況,同時針對單個接近開關的得失電信號情況,還能夠實現對電機轉速的有效監測。此外,相對現有的立式舵輪改進結構而言,加裝一個編碼器的成本在幾百至上千元,而一個接近開關的成本在幾十至上百元,從而顯著減低了產品成本。
23、2、本發明在持續監測行走輪轉速的過程中,監測模塊一、監測模塊二中任意一個接近開關損壞,另一個接近開關仍然能夠監測轉速,從而大大提高了系統安全冗余性和系統運行穩定性。
24、3、本發明采用模塊化設計,使得該立式舵輪保持結構緊湊性和功能性的同時,能夠使得立式舵輪能夠方便迭代升級,加快立式舵輪更新換代的速度,以快速適應市場的多樣化需求。
1.一種運行穩定性高的立式舵輪,其包括:安裝板(1)、行走電機(2)、轉向電機(3)、減速機(4)和行走輪(5);行走電機(2)通過減速機(4)帶動行走輪(5)自轉;轉向電機(3)帶動行走輪(5)沿z軸轉向;
2.根據權利要求1所述的運行穩定性高的立式舵輪,其特征在于,測速盤一(12)套設在行走電機(2)的輸出軸上。
3.根據權利要求2所述的運行穩定性高的立式舵輪,其特征在于,安裝板(1)的頂部連接有支架(8);行走電機(2)、接近開關一(6)、接近開關二均連接在支架(8)上;減速機(4)安裝在安裝板(1)的底部,且減速機(4)的輸入軸與行走電機(2)的輸出軸連接,其輸出軸與行走輪(5)連接。
4.根據權利要求1所述的運行穩定性高的立式舵輪,其特征在于,轉向電機(3)連接在安裝板(1)的頂部,且通過傳動機構帶動行走輪(5)沿z軸轉向;傳動機構包括:
5.根據權利要求1所述的運行穩定性高的立式舵輪,其特征在于,接近開關一(6)、接近開關二的設置方向與測速盤一(12)的端面平行或垂直;
6.根據權利要求1所述的運行穩定性高的立式舵輪,其特征在于,其還包括制動模塊(10);制動模塊(10)設置在行走電機(2)和減速機(4)之間,用于對行走電機(2)的輸出軸進行制動。
7.根據權利要求6所述的運行穩定性高的立式舵輪,其特征在于,制動模塊(10)為電磁抱閘器、盤式制動器、鼓式制動器、鉗式制動器、帶式制動器中的任意一種。
8.根據權利要求1所述的運行穩定性高的立式舵輪,其特征在于,在數據處理器的作用(1)中,將a1按時域擬合成方波a11,b1按時域擬合成方波b11;將a11和b11合成,并確定a11和b11的重合部分c1;以c1為起點,判斷a11、b11出現變化的先后順序;若a11先出現變化,則表示行走輪(5)順時針自轉;反之,則表示行走輪(5)逆時針自轉;
9.一種立式舵輪行走方向的檢測方法,其特征在于,其應用在如權利要求1至8中任意一項所述的運行穩定性高的立式舵輪上;其包括以下步驟:
10.一種自動導引運輸車,其特征在于,其包括運輸車本體和如權利要求1至8中任意一項所述的運行穩定性高的立式舵輪;立式舵輪用于帶動運輸車本體移動和轉向。