地面平整度测量AGV及测量方法

摘要

本发明提供一种地面平整度测量AGV及测量方法，所述地面平整度测量AGV包括：分别设置于AGV车身上的驱动总成、导航控制模块和数据采集装置；所述数据采集装置包括相连接的数据采集仪和传感检测组件，所述传感检测组件设置于所述驱动总成上；所述AGV通过所述导航控制模块控制所述驱动总成行走，在AGV行走的过程中通过所述数据采集装置实时获取传感数据。本发明通过导航控制模块实现自动导航，并通过设置于所述驱动总成上的传感检测组件来实时检测驱动轮起伏程度，并通过数据采集仪来分析和处理数据，进而能够快速找到并标识出不符合AGV活动要求的实际区域；本发明自动化程度高，能够实现自动化测量，省时、省力、高效且准确。

权利要求

1.一种地面平整度测量AGV，其特征在于，包括：分别设置于AGV车身上的驱动总成（1）、导航控制模块（2）和数据采集装置；所述数据采集装置包括相连接的数据采集仪（5）和传感检测组件，所述传感检测组件设置于所述驱动总成（1）上；所述AGV通过所述导航控制模块（2）控制所述驱动总成（1）行走，在AGV行走的过程中通过所述数据采集装置实时获取传感数据；

所述驱动轮固定组件还包括内侧板（12）、外侧板（13）、绞轴连接组件和导柱连接组件，所述内侧板（12）的一端通过所述绞轴连接组件与所述外侧板（13）的一端相连接，所述内侧板（12）的另一端通过所述导柱连接组件与所述外侧板（13）的另一端相连接；

所述导柱连接组件包括弹簧（8）、导柱（9）、连接座（15）和第一锁紧构件（14），所述连接座（15）分别与所述内侧板（12）和外侧板（13）相连接，所述第一锁紧构件（14）将弹簧（8）压缩套设于所述导柱（9）上，所述导柱（9）设置于所述连接座（15）的括弧形凹槽中；

所述绞轴连接组件的绞支座（11）和所述导柱连接组件的导柱（9）分别与车体的底板（10）固定连在一起，然后通过第一锁紧构件（14）把弹簧（8）压缩在所述连接座（15）的中间，所述弹簧（8）压缩产出的弹力作用在所述连接座（15）上。

2.根据权利要求1所述的地面平整度测量AGV，其特征在于，所述传感检测组件包括高度检测传感器（6）和传感数据传输件（7），所述高度检测传感器（6）通过传感数据传输件（7）连接至所述数据采集仪（5）。

3.根据权利要求1或2所述的地面平整度测量AGV，其特征在于，所述驱动总成（1）包括电机减速机总成（18）、驱动轮（22）和驱动轮固定组件，所述电机减速机总成（18）与所述驱动轮（22）相连接，所述驱动轮（22）设置于所述驱动轮固定组件中。

4.根据权利要求3所述的地面平整度测量AGV，其特征在于，所述驱动轮（22）设置于所述内侧板（12）和外侧板（13）之间。

5.根据权利要求1所述的地面平整度测量AGV，其特征在于，所述第一锁紧构件（14）包括一个或多个螺母；所述导柱连接组件还包括第二锁紧构件（16），所述连接座（15）通过所述第二锁紧构件（16）分别与所述内侧板（12）和外侧板（13）相连接。

6.根据权利要求4所述的地面平整度测量AGV，其特征在于，所述绞轴连接组件还包括绞轴（17），所述绞支座（11）通过绞轴（17）分别与所述内侧板（12）和外侧板（13）相连接。

7.根据权利要求3所述的地面平整度测量AGV，其特征在于，所述AGV车身上设置有导航传感器（4），所述导航传感器（4）与所述导航控制模块（2）相连接；所述驱动总成（1）还包括第一平键（19）、驱动轴（20）、第二平键（21）、挡板（23）和第三锁紧构件（24），所述电机减速机总成（18）通过第一平键（19）与所述驱动轴（20）相连接，所述驱动轮（22）通过第二平键（21）与所述驱动轴（20）相连接，所述第三锁紧构件（24）通过挡板（23）将所述驱动轴（20）设置于所述驱动轮（22）中。

8.一种地面平整度测量方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任意一项所述的地面平整度测量AGV，并包括以下步骤：步骤S1，导入要测量的地图；

步骤S2，规划AGV的测量路径；

步骤S3，启动AGV，根据规划的测量路径自动行驶，通过所述数据采集装置实时获取传感数据；

步骤S4，对所述传感数据进行分析和处理，获得实际的路面起伏程度。

9.根据权利要求8所述的地面平整度测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，采集到所述传感数据之后，将所述传感数据传输至所述数据采集装置的数据采集仪中；所述步骤S4包括以下子步骤：步骤S401，所述数据采集仪根据所述传感数据计算路面起伏程度；

步骤S402，所述数据采集仪根据AGV行走路径与路面起伏程度之间的对应关系，对路面起伏程度大于预设的起伏程度阈值的实际区域进行标记。

说明书

地面平整度测量AGV及测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种AGV，尤其涉及一种地面平整度测量AGV，并涉及应用于该地面平整度测量AGV的地面平整度测量方法。

背景技术

[0002] 现有路面平整度测量主要是采用各种专用的平整度测量仪人工测量，如颠簸累积仪、基于高程测量的激光测平仪和多探头车辙仪等，但大多为单一功能，价格高昂而且测量精度不够，而这些也主要应用于高速公路或室外路面的测量。现有技术中，针对室内AGV行驶路面起伏程度的测量暂时没有自动测量装置，依靠人工测量；由于有些项目面积大，测量地面起伏程度的工作量大，并且人工测量数据容易有差错。

[0003] 按GB/T 20721-2006《自动导引车通用技术条件》，AGV行走路面要求起伏程度在1平方米范围内的最大运行值小于3mm(含3mm)，AGV在现场实施的过程中，如果地面起伏程度较大，容易出现AGV打滑现象，造成不良影响。

[0004] 虽然现在存在路面平整度测量的方案，但是这种现有路面平整度测量仪主要用于室外路面如高速公路等的测量，其需要人工操作、功能单一、价格高昂且测量精度不够，因此，这种现有路面平整度测量仪很难应用于室内AGV行驶路面起伏程度的测量。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是需要提供一种应用于测量AGV行驶地面起伏程度的地面平整度测量AGV，旨在为AGV项目实施厂家提供地面起伏程度依据，确保AGV实施前地面起伏程度能到达要求；进一步地，还需要提供应用于该地面平整度测量AGV的地面平整度测量方法。

[0006] 对此，本发明提供一种地面平整度测量AGV，包括：分别设置于AGV车身上的驱动总成、导航控制模块和数据采集装置；所述数据采集装置包括相连接的数据采集仪和传感检测组件，所述传感检测组件设置于所述驱动总成上；所述AGV通过所述导航控制模块控制所述驱动总成行走，在AGV行走的过程中通过所述数据采集装置实时获取传感数据。

[0007] 本发明的进一步改进在于，所述传感检测组件包括高度检测传感器和传感数据传输件，所述高度检测传感器通过传感数据传输件连接至所述数据采集仪。

[0008] 本发明的进一步改进在于，所述驱动总成包括电机减速机总成、驱动轮和驱动轮固定组件，所述电机减速机总成与所述驱动轮相连接，所述驱动轮设置于所述驱动轮固定组件中。

[0009] 本发明的进一步改进在于，所述驱动轮固定组件包括内侧板、外侧板、绞轴连接组件和导柱连接组件，所述驱动轮设置于所述内侧板和外侧板之间，所述内侧板的一端通过所述绞轴连接组件与所述外侧板的一端相连接，所述内侧板的另一端通过所述导柱连接组件与所述外侧板的另一端相连接。

[0010] 本发明的进一步改进在于，所述导柱连接组件包括弹簧、导柱、连接座和第一锁紧构件，所述连接座分别与所述内侧板和外侧板相连接，所述第一锁紧构件将弹簧压缩套设于所述导柱上，所述导柱设置于所述连接座中。

[0011] 本发明的进一步改进在于，所述第一锁紧构件包括一个或多个螺母；所述导柱连接组件还包括第二锁紧构件，所述连接座通过所述第二锁紧构件分别与所述内侧板和外侧板相连接。

[0012] 本发明的进一步改进在于，所述绞轴连接组件包括绞支座和绞轴，所述绞支座通过绞轴分别与所述内侧板和外侧板相连接。

[0013] 本发明的进一步改进在于，所述AGV车身上设置有导航传感器，所述导航传感器与所述导航控制模块相连接；所述驱动总成还包括第一平键、驱动轴、第二平键、挡板和第三锁紧构件，所述电机减速机总成通过第一平键与所述驱动轴相连接，所述驱动轮通过第二平键与所述驱动轴相连接，所述第三锁紧构件通过挡板将所述驱动轴设置于所述驱动轮中。

[0014] 本发明还提供一种地面平整度测量方法，应用于如上所述的地面平整度测量AGV，并包括以下步骤：

[0015] 步骤S1，导入要测量的地图；

[0016] 步骤S2，规划AGV的测量路径；

[0017] 步骤S3，启动AGV，根据规划的测量路径自动行驶，通过所述数据采集装置实时获取传感数据；

[0018] 步骤S4，对所述传感数据进行分析和处理，获得实际的路面起伏程度。

[0019] 本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，采集到所述传感数据之后，将所述传感数据传输至所述数据采集装置的数据采集仪中；所述步骤S4包括以下子步骤：

[0020] 步骤S401，所述数据采集仪根据所述传感数据计算路面起伏程度；

[0021] 步骤S402，所述数据采集仪根据AGV行走路径与路面起伏程度之间的对应关系，对路面起伏程度大于预设的起伏程度阈值的实际区域进行标记。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用自然导航的AGV，通过在驱动轮的驱动轮固定组件(浮动结构)上安装所述传感检测组件来实时检测驱动轮起伏程度，进而可以还原路面起伏程度，并通过数据采集仪来分析和处理数据，把AGV行走路径与地面起伏程度进行对应，用户根据实际需求设置起伏程度阈值就能够自动标记出超出起伏程度阈值的点，这些点可以直接对应到AGV行走路径中，便于现场施工人员快速找到并标识出不符合AGV活动要求的实际区域。本发明自动化程度高，只需将要测量的行走路径地图导入并规划好路径后，就可以自动测量出来，能够快速且有效地找出地面起伏程度超出起伏程度阈值的地方，省时、省力、高效且准确。

附图说明

[0023] 图1是本发明一种实施例的剖视结构示意图；

[0024] 图2是本发明一种实施例的局部结构俯视示意图；

[0025] 图3是本发明一种实施例的俯视结构示意图；

[0026] 图4是本发明一种实施例的驱动总成的主视结构示意图；

[0027] 图5是本发明一种实施例的高度检测传感器的安装结构示意图；

[0028] 图6是本发明一种实施例的驱动总成的立体结构示意图；

[0029] 图7是本发明一种实施例的驱动总成的局部结构剖面示意图；

[0030] 图8是本发明一种实施例的导柱的立体结构示意图；

[0031] 图9是本发明一种实施例的连接座的立体结构示意图；

[0032] 图10是图4中驱动总成上A、B和C三个点在行驶路径中的几何关系及其局部放大示意图；

[0033] 图11是本发明一种实施例的GV行走路径与高度检测数据值之间的曲线图；

[0034] 图12是本发明一种实施例的AGV行走路径与路面起伏程度之间的曲线图；

[0035] 图13是是本发明一种实施例的工作流程示意图。

具体实施方式

[0036] 下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：

[0037] 如图1至图7所示，本例提供一种地面平整度测量AGV，包括：分别设置于AGV车身上的驱动总成1、导航控制模块2和数据采集装置；所述数据采集装置包括相连接的数据采集仪5和传感检测组件，所述传感检测组件设置于所述驱动总成1上；所述AGV通过所述导航控制模块2控制所述驱动总成1行走，在AGV行走的过程中通过所述数据采集装置实时获取传感数据。

[0038] 本例所述驱动总成1优选包括电机减速机总成18、驱动轮22和驱动轮固定组件，所述电机减速机总成18与所述驱动轮22相连接，所述驱动轮22设置于所述驱动轮固定组件中；所述传感数据为中间数据，主要是通过所述传感检测组件所获取的距离数据/高度检测数据，进而通过三角函数运算等计算得到地面平整度数据，其计算过程将在下面进行详细描述。

[0039] 其中，为了方便显示，本例中的图1至图3为去除外罩之后的结构示意图。本例所述AGV导入地图后，会通过地图功能实现自动导航，导航规划好了路径后，通过所述导航控制模块2控制所述驱动总成1实现AGV行走，并在AGV行走的过程中通过所述数据采集装置实时检测传感数据，进而为地面平整度数据的计算提供数据基础；具体为：当地面起伏时，通过驱动轮22的上下浮动可以把起伏的高度反映在驱动轮固定组件(包括内侧板12、外侧板13和连接座15等)上，进而使得设置于所述驱动轮固定组件上的传感检测组件能够采集到起伏的高度等数据。

[0040] 优选的，如图6所示，本例所述驱动轮固定组件包括内侧板12、外侧板13、绞轴连接组件和导柱连接组件，所述驱动轮22设置于所述内侧板12和外侧板13之间，所述内侧板12的一端通过所述绞轴连接组件与所述外侧板13的一端相连接，所述内侧板12的另一端通过所述导柱连接组件与所述外侧板13的另一端相连接。本例所述传感检测组件的高度检测传感器6优选设置于所述内侧板12上，便于对起伏高度数据的采集。

[0041] 如图5、图6、图8和图9所示，本例所述导柱连接组件包括弹簧8、导柱9、连接座15和第一锁紧构件14，所述连接座15分别与所述内侧板12和外侧板13相连接，所述第一锁紧构件14将弹簧8压缩套设于所述导柱9上，所述导柱9设置于所述连接座15中；本例所述连接座15为包括括弧形凹槽的连接座，用于容纳所述弹簧8和导柱9，实现对驱动轮22的上下浮动的起伏高度反馈。

[0042] 进一步的，本例所述第一锁紧构件14包括一个或多个螺母，优选采用两个螺母作为第一锁紧构件14，这样能够保证所述导柱连接组件的工作稳定性；所述导柱连接组件还包括第二锁紧构件16，所述连接座15通过所述第二锁紧构件16分别与所述内侧板12和外侧板13相连接，所述第二锁紧构件16优选包括4个螺钉，进而使得所述导柱连接组件的连接牢固性。

[0043] 如图6所示，本例所述绞轴连接组件包括绞支座11和绞轴17，所述绞支座11通过绞轴17分别与所述内侧板12和外侧板13相连接。

[0044] 值得一提的是，本例所述AGV还包括底板10，所述绞轴连接组件和导柱连接组件分别与所述底板10固定连接。更为具体的，所述绞轴连接组件的绞支座11和所述导柱连接组件导柱9与车体的底板10固定连在一起，然后通过第一锁紧构件14把弹簧8压缩在所述连接座15的中间，所述弹簧8压缩产出的弹力作用在所述连接座15上，进而作用在所述驱动轮22上，以此来保证所述驱动轮22上有足够的附着力而不打滑，这对于AGV来说是非常重要的。

[0045] 如图1和图2所示，本例所述AGV车身上设置有导航传感器4，所述导航传感器4与所述导航控制模块2相连接；所述传感检测组件包括高度检测传感器6和传感数据传输件7，所述高度检测传感器6通过传感数据传输件7连接至所述数据采集仪5。所述传感数据传输件7可以是传感器数据线缆，在实际应用中，还可以替换为无线模组等可替代的数据传输方式。

[0046] 如图7所示，本例所述驱动总成1还包括第一平键19、驱动轴20、第二平键21、挡板23和第三锁紧构件24，所述电机减速机总成18通过第一平键19与所述驱动轴20相连接，所述驱动轮22通过第二平键21与所述驱动轴20相连接，所述第三锁紧构件24通过挡板23将所述驱动轴20设置于所述驱动轮22中。所述第三锁紧构件24可以是螺钉或螺栓等锁紧构件。

[0047] 综上，如图4至图9所示，本例所述驱动总成1主要包括电机减速机总成18、驱动轴20、驱动轮22、内侧板12、外侧板13、绞支座11、绞轴17、导柱9、连接座15和弹簧8等；其中电机减速机总成18通过第一平键19使所述驱动轴20旋转，所述驱动轴20上的第二平键21使驱动轮22旋转，所述电机减速机总成18与内侧板12固定连接，而所述内侧板12通过绞支座11、绞轴17、连接座15、第二锁紧构件16(优选为4个螺钉)与外侧板13连接在一起，并且可绕所述绞轴17旋转。所述绞支座11和导柱9与车体的底板10固定连在一起，通过第一锁紧构件14(优选为两个螺母)把弹簧8压缩在所述连接座15的中间，所述弹簧8压缩产出的弹力作用在所述连接座15上，进而作用在所述驱动轮22上，以此来保证所述驱动轮22上有足够的附着力而不打滑。

[0048] 当地面起伏时，通过驱动轮22的上下浮动可以把起伏的高度反映在内侧板12、外侧板13和连接座15上。在整车中，如图3所示，本例两个所述驱动总成1优选通过螺钉固定在AGV底盘的底板10上，4个万向脚轮3优选通过螺钉固定在AGV底盘的底板10上，用于实现自然导航的导航传感器4安装在AGV车前，AGV车上安装有导航控制模块2和数据采集仪5，所述高度检测传感器6固定安装在所述驱动总成1的内侧板12上，所述内侧板12可随所述驱动轮22上下浮动而浮动，并通过传感数据传输件7将检测到的数据实时传输给所述数据采集仪
5。

[0049] 本例的工作原理如下：AGV通过导航传感器4和导航控制模块2实现自然导航，无需在地面布置二维码、磁条和反光板等标识，因而只需将AGV活动区域地图导入，对需要检测地面起伏程度的路径进行路线规划，AGV就可以按规划的路径行走。AGV四个万向轮3在底盘上前后对称布置，四个万向轮3中间的面积大概是1平方米，所述驱动轮22在前后的万向轮3的中心，因而所述驱动轮22实时检测到的地面起伏程度，可以表示为在1平方米内地面的起伏程度。当然，这个1平方米是一个优选数值，在实际应用中可以根据不同的需求进行相应的调整的。

[0050] 如图10所示，本例对路面起伏程度的检测过程：所述驱动轮22与地面接触点为B点，驱动轮22通过内侧板12和外侧板13绕绞点A旋转，绞点A其实就是绞轴17所在的位置，即A点为绞轴17所在的位置，绞点A与AGV底盘相对固定，C点为高度检测传感器6的安装点，B点是驱动轮22压在路面上的点。如图6所示，B点和C点的运功关系为：B点以半径R(A和B两点间的距离)绕A点运动，C点以半径r(A和C两点间的距离)绕A点运动，而B点和C点的相对位置是不变的(B和C两点之间距离为固定值)，半径R和半径r也为固定值，因而三角形ABC是不变的。所以，当地面上凸或下凹Δh时，B会绕绞点A旋转角度θ到达Bˊ，C会绕绞点A旋转角度θ到达Cˊ,而高度检测传感器6会时间检测h值，并将h值实时传递给数据采集仪5；而数据采集仪5可以将AGV行走路径和h数值对应绘制成曲线，如图11所示，其中，Bˊ为起伏时B点的错位点，Cˊ为起伏时C点的错位点，h表示的是高度检测数据，Δh为路面起伏程度。

[0051] D点为通过A点竖直直线上的某一点，M点为通过B点与直线AD垂直相交点，m点为通过Bˊ点与直线AD垂直相交点，N点为通过C点与直线AD垂直相交点,n点为通过Cˊ点与直线AD垂直相交点。

[0052] 本例设直线AB与AD的初始角度∠BAD为α，直线AC与AD的初始角度∠CAD为β，M和B两点直线距离为b，m与Bˊ两点直线距离为e，N与C两点直线距离为c，n与Cˊ两点直线距离为f，通过三角几何运算，则有：b＝Rsinθ、e＝Rsin(α+θ)、 c＝rsinθ、f＝rsin(β+θ)、 根据以上公式可得出：R为B点绕A点运动的半径，θ为B会绕绞
点A旋转角度，r为C点绕A点运动的半径，β为直线AC与AD的初始角度∠CAD。

[0053] 所述数据采集仪5根据公式 和高度检测传感器6的高度检测数据h，可进一步绘制出AGV行走路径与地面起伏程度Δh的曲线，如图12所示。

[0054] 同时，本例数据采集仪5具有数据分析功能，可以在曲线上标记出地面起伏程度值超出规定值的点，方便人员快速找出，并在实际AGV活动区域上标记出来。

[0055] 如图13所示，本例还提供一种地面平整度测量方法，应用于如上所述的地面平整度测量AGV，并包括以下步骤：

[0056] 步骤S1，导入要测量的地图；

[0057] 步骤S2，规划AGV的测量路径；

[0058] 步骤S3，启动AGV，根据规划的测量路径自动行驶，通过所述数据采集装置实时检测地面平整度数据；

[0059] 步骤S4，对所述地面平整度数据进行分析和处理，获得实际的路面起伏程度。

[0060] 本例所述步骤S3中，采集到所述地面平整度数据之后，将所述地面平整度数据传输至所述数据采集装置的数据采集仪中；所述步骤S4包括以下子步骤：

[0061] 步骤S401，所述数据采集仪5根据所述地面平整度数据计算路面起伏程度；

[0062] 步骤S402，所述数据采集仪5根据AGV行走路径与路面起伏程度之间的对应关系，对路面起伏程度大于预设的起伏程度阈值的实际区域进行标记。

[0063] 其中，本例在所述步骤S401之前，所述数据采集仪5优选先分析所述地面平整度数据，并绘制AGV行走路径与高度曲线图；本例所述步骤S401中，可以通过公式Δ对所述地面平整度数据进行关系式变换，得到路面起伏程度Δh；所述步骤S402中，所述数据采集仪5绘制AGV行走路径与路面起伏程度曲线图，然后，根据路面起伏程度曲线图找出不符合要求的点，并在实际区域标记。

[0064] 因此，本例采用自然导航的AGV，通过在驱动轮的驱动轮固定组件(浮动结构)上安装所述传感检测组件来实时检测驱动轮起伏程度，进而可以还原路面起伏程度，并通过数据采集仪来分析和处理数据，把AGV行走路径与地面起伏程度进行对应，用户根据实际需求设置起伏程度阈值就能够自动标记出超出起伏程度阈值的点，这些点可以直接对应到AGV行走路径中，便于现场施工人员快速找到并标识出不符合AGV活动要求的实际区域。本发明自动化程度高，只需将要测量的行走路径地图导入并规划好路径后，就可以自动测量出来，能够快速且有效地找出地面起伏程度超出起伏程度阈值的地方，省时、省力、高效且准确。

[0065] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。