[0001] 本发明涉及自动化运输装备技术领域，尤其是涉及一种AGV“互”型差速轮组装置及其控制方法。

[0002] 自动导引车(AGV,Automated guided vehicle)在非结构化的环境中具有自动驾驶的功能，其已经成为自动化物流运输系统和柔性制造系统的关键设备。因此，AGV在电子产品装配、汽车制造、物流等行业的需求在国内呈现爆发式增长，拥有广阔的发展前景。

[0003] “互”型差速轮组装置是AGV系统的核心部件，传统的AGV驱动系统主要包括单轮驱动方式、普通差速驱动方式和一些全方位的驱动系统。单轮驱动方式的AGV有一个单轮驱动单元包含转向部分，两个从动轮一般为不能转向的固定轮，这种结构转弯半径大。普通差速驱动方式的AGV安装了左右两个对称的驱动电机，通过控制两个电机的速度来进行行走以及转向控制，在路面不平坦的情况下不能保证双轮有效接触地面，易造成打滑，存在控制精度低的问题；且在总体积的限制下，无法安装大功率电机以及大减速比的减速机，其负载能力也受到影响。

[0004] 所以普通的差速驱动方式的AGV不能满足自由度高与大载荷的运输场景。而具有全方位的驱动系统，并且载重量大、自由度高的AGV，目前技术还不够成熟。如授权公开号为CN103895695A的“舵轮驱动装置”，转向电机距地面的高度较小，在平整度不好的复杂路面环境下，转向电机有与地面摩擦的风险，甚至损坏电机。如果使用大功率的转向电机或者使用更大减速比的减速机，则转向电机与地面的高度则会更小。另外，该装置是通过转向电机的小齿轮旋转带动大齿轮旋转，大齿轮通过转向支架带动驱动轮轮轴，从而使驱动轮总成转向。这种方式设计的驱动装置，存在驱动电机在转向过程中与转向电机发生碰撞的风险。

[0034] 以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

[0035] 除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

[0036] 实施例

[0037] 如图1、图2所示，一种AGV“互”型差速轮组装置，包括驱动模块、传动模块、悬挂系统模块和辅助转向模块，驱动模块包括中心对称设置的两个驱动轮1、两个行走电机2和两个增量式编码器3。传动模块包括底板支撑座4、设置于底板支撑座上的安装座5和两个二级减速机构，二级减速机构包括减速机6、第一传动齿轮7、第二传动齿轮8和传动链条9。行走电机2采用无刷伺服电机，采用增量式编码器3作为行走电机的速度反馈传感器，增量式编码器3集成在行走电机后轴上。

[0038] 第一传动齿轮8和驱动轮1安装在安装座5上，减速机6与行走电机2 同轴连接，第一传动齿轮7安装在减速机6的输出轴上，传动链条9连接第一传动齿轮7和第二传动齿轮8。行走电机2转动时，通过第一传动齿轮7带动传动链条9，再带动第二传动齿轮8，从而带动驱动轮1转动，通过驱动器控制行走电机2来实现AGV的行走。

[0039] 安装座5安装悬挂系统模块，悬挂系统模块包括第一支撑板10、悬挂连接轴11、支撑弹簧12、支撑柱13。第一支撑板10通过悬挂连接轴11与安装座5连接。支撑弹簧12与支撑柱13安装在第一支撑板10与安装座5之间。通过支撑弹簧12连接，使车身能进行一定的左右倾斜，增加接地性与稳定性。

[0040] 第一支撑板10上安装辅助转向模块，辅助转向模块包括第二支撑板14、回转支撑轴承15、设置于第二支撑板上的绝对值编码器16，第二支撑板14 与第一支撑板10固定连接，回转支撑轴承15设置内圈和外圈，内圈与第二支撑板14固定连接，外圈与AGV机架连接，并在外侧设有第一齿轮，绝对值编码器轴上设置第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合。两个轮组进行差速运动后，带动整个驱动模块、悬挂模块与回转支撑轴承15内圈一起转动，实现转向。

[0041] 驱动模块还包括电磁制动器18，电磁制动器18安装在行走电机2输出轴的后端。第一支撑板10上安装硬限位挡块19。第二支撑板10上面设置两个独立的限位开关20，所述回转支撑轴承15外圈下方设置限位柱21。

[0042] 一种AGV“互”型差速轮组装置的控制方法，包括以下步骤：

[0043] S1：系统上电，打开电磁制动器；

[0044] S2：两个伺服驱动器同时控制两个行走电机，行走电机带动两级减速机构使驱动轮运动；与行走电机后轴直连的增量式编码器将电机的速度信息反馈至伺服驱动器，伺服驱动器通过闭环的速度反馈控制行走电机的行走速度，并控制驱动轮做前后运动；

[0045] S3：辅助转向模块通过绝对值编码器直接读取当前位置信息以判断当前辅助转向模块的角度位置；

[0046] S4：导航传感器时刻检测当前路径的位置信息，控制器根据当前路径信息与目标位置信息的偏差情况进行自抗扰的运动控制算法，得到转向电机的输出量；

[0047] S5：需要转向时，两个伺服驱动器依据算法控制两个行走电机分别旋转，电机带动两级减速机构，进而使两个驱动轮做不同的运动，达到转向的目的；

[0048] S6：绝对值编码器可以实时读取当前转向的角度信息，当转向的幅度大于两个限位开关限定的范围时限位开关输出限位信号，同时转向电机停止转向；当转向幅度过大时，回转支撑轴承外圈所安装的限位柱碰到第一支撑板上的硬限位挡块，使转向停止。

[0049] S7：当行走停止时，电磁制动器抱闸，从而防止行走电机运动。

[0050] 因此，本发明采用上述一种AGV“互”型差速轮组装置及其控制方法，行走减速机、行走电机与驱动轮“互”字形结构放置，在保证大功率与大驱动能力的同时有效减少了整体体积，使轮组能适应更多种车架；悬挂系统模块使轮组能够整体上下缓冲，并能左右倾斜调整，极大的增加了地面适应性，降低了对路面平整度的要求，使驱动轮适用于更复杂的地面环境；并且采用一种高精度AGV驱动转向一体化控制方法，易于控制。

[0051] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。