本發(fā)明涉及一種基于動態(tài)的組合式智能移動agv及其對接方法，屬于移動設(shè)備對接領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前市場上存在著各種尺寸的agv（automatedguidedvehicle），針對不同的負載，不同的任務(wù)而設(shè)計。然而，市面上的智能移動agv都有其特性的工作環(huán)境和限定的負載范圍，要么針對體積較小、輕量化的產(chǎn)品進行運輸、周轉(zhuǎn)，或者是專門負載大型物件，其自身體積也較大，較笨重。

現(xiàn)有的這些智能移動agv的功能都是固定的，相互不能轉(zhuǎn)換、通用，如果產(chǎn)品變化區(qū)間較大，為了能運載各種重量的物品，則就需要好幾種類型的智能移動agv來滿足實際生產(chǎn)需求，常需要采購多種尺寸的agv。有時候往往為了少量的大型、重載物件，也需要配備大型的智能移動agv，agv閑置率比較高，也不夠靈活，而這種大型的智能移動agv造價往往很高，造成生產(chǎn)資源的極大的浪費。

中國發(fā)明專利公開號cn104518352a公開了一種兼容板對板對接的插頭及插座一體化式連接器，該連接器包括插頭、插座、箱體、用于校正插頭與插座之間安裝位置的活動板和多個對稱分布且用于引導(dǎo)校正插頭與插座之間位置的導(dǎo)柱，插頭的底端貫穿箱體后與插座固定連接，且插座的底端插接在活動板內(nèi)，多個導(dǎo)柱的一端固定在插頭的兩側(cè)上，且另一端依次貫穿箱體和插座兩側(cè)的通孔后插接在活動板的兩側(cè)上。本發(fā)明插頭與插座之間使用導(dǎo)柱進行位置校正引導(dǎo)，使上下插頭插座接插時能先期導(dǎo)正，同時插頭與插座之間增加一個活動板使兩設(shè)備及模塊間能自動快速校正安裝位置，避免兩設(shè)備及模塊間上下錯位出現(xiàn)不對位的現(xiàn)象，并實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備、模塊與模塊之間進行無縫、無線纜連接。然而該專利只能針對靜態(tài)的導(dǎo)向?qū)?，無法解決移動設(shè)備在運動中準(zhǔn)確對接并固定連接的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對目前市面上的智能移動agv存在的載重不靈活，使用不靈活的問題和不足，本發(fā)明旨在提供一種基于動態(tài)的組合式智能移動agv及其對接方法，該基于動態(tài)的組合式智能移動agv及其控制方法可以實現(xiàn)不同模式之間的互相切換，當(dāng)需要運輸大負載的物料時，雙車、三車、四車等組合而成的結(jié)合體，其運載能力和尺寸直接成倍的增加，可以作為大載荷的智能移動agv來完成工作，當(dāng)需要運輸小物料的時候，又可以切換成輕量化的模式去完成工作。而不再額外配備多種規(guī)格智能移動agv，實現(xiàn)效益的最大化，組合方式靈活，可以很好的適應(yīng)不同規(guī)格的物料。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

基于動態(tài)的組合式智能移動agv，包括第一agv，其結(jié)構(gòu)特點是，所述第一agv的至少一個側(cè)壁上裝有對接模塊；所述對接模塊包括至少一個所述對接子模塊和/或至少一個所述對接母模塊，所述對接子模塊用于與第二agv的對接母模塊對接相連，所述對接母模塊用于與第二agv的對接子模塊對接相連；所述對接子模塊具有對接子端，對接母模塊具有對接母端；

優(yōu)選所述第一agv的多個側(cè)壁上均裝有對接模塊一個對接子模塊和/或一個對接母模塊；更優(yōu)選所述第一agv的四個側(cè)壁上均裝有對接模塊一個對接子模塊和/或一個對接母模塊。

由此，兩對接的agv上分別設(shè)有對接子模塊和對接母模塊，也即對接的移動小車既有對接母端的角色又有對接子端的角色，更適于運動過程中的對接。

四個側(cè)壁上均設(shè)有一個對接子模塊和一個對接母模塊，則可以實現(xiàn)從任意一個側(cè)面進行對接。

優(yōu)選第一agv和第二agv結(jié)構(gòu)相同。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，還可以對本發(fā)明作進一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案：

為了方便在對接子模塊和對接母模塊對接后鎖緊，所述對接子端的端部設(shè)有鎖定機構(gòu)，當(dāng)?shù)谝籥gv的對接子端與第二agv的對接母模塊的對接母端對接、且第一agv的對接母端與第二agv的對接子模塊的對接子端對接到位時，所述鎖定機構(gòu)用于將第一agv的對接子端和對接母端與所述第二agv的對接母模塊的對接母端和對接子模塊的對接子端對接鎖定在一起；優(yōu)選所述對接子端的端部設(shè)有作為鎖定機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)塊，該旋轉(zhuǎn)塊插入與之對接的對接母端的凹槽內(nèi)并與對接母端固定連接在一起的；優(yōu)選所述旋轉(zhuǎn)塊的長度尺寸大于寬度尺寸，所述對接母端的凹槽的長度尺寸大于寬度尺寸。

所述第一agv的對接子端的旋轉(zhuǎn)塊的旋轉(zhuǎn)方向與所述第二agv的對接子模塊的對接子端的旋轉(zhuǎn)塊的旋轉(zhuǎn)方向相反。由此，兩個agv的對接子端對接后旋轉(zhuǎn)方向是相反的，以此實現(xiàn)對接位置偏移后，通過鎖緊實現(xiàn)位置的找正。

優(yōu)選地，所述對接子端包括電機安裝板，裝在電機安裝板上的電機，與電機的輸出端相聯(lián)的旋轉(zhuǎn)柱，以及固定在旋轉(zhuǎn)柱端部的旋轉(zhuǎn)塊；所述對接母端包括母端本體，母端本體內(nèi)開有用于容納所述旋轉(zhuǎn)塊的內(nèi)腔和設(shè)置在母端本體端部的凹槽，該凹槽作為旋轉(zhuǎn)塊進入所述內(nèi)腔的通道；所述凹槽的側(cè)壁在置于所述內(nèi)腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)塊轉(zhuǎn)動一定角度后作為防脫擋塊。由此，旋轉(zhuǎn)塊轉(zhuǎn)動一定角度后可以實現(xiàn)兩個agv的可靠連接，方便對接和脫離。

為了保證對接更加可靠，所述第一agv的對接子模塊和對接母模塊之間設(shè)有第一對接導(dǎo)向裝置，所述第二agv的對接子模塊和對接母模塊之間設(shè)有第二對接導(dǎo)向裝置；所述第一對接導(dǎo)向裝置和第二對接導(dǎo)向裝置為校正子端和/或校正母端，所述校正子端用于與對應(yīng)的校正母端對接；優(yōu)選所述校正子端包括具有尖端部的子校正塊和裝在子校正塊尖端的校正軸承或校正滾輪；所述校正母端包括母校正塊和開設(shè)在母校正塊上的v形槽。對接時，校正軸承或校正滾輪伸入所述v形槽內(nèi)。

為了通過校正子端和對應(yīng)的校正母端的對接為所述對接子模塊和對接母模塊提供導(dǎo)向，所述校正子端和/或校正母端通過迫導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)引所述對接子模塊的對接子端與相應(yīng)的對接母模塊的對接母端對接在一起。

作為一種具體的結(jié)構(gòu)形式，所述第一agv的側(cè)壁上通過安裝板設(shè)有橫向設(shè)置的滑軌和配合裝在滑軌內(nèi)的滑塊，所述滑塊對應(yīng)安裝在所述對接子模塊和對接母模塊的內(nèi)側(cè)，所述迫導(dǎo)向機構(gòu)包括固定在校正子端和校正母端上的限位塊，該限位塊與相應(yīng)滑塊之間設(shè)有彈性限位機構(gòu)。更有選地，所述彈性限位機構(gòu)包括固定在安裝板上的左限位板和右限位板，所述限位塊位于左限位板和右限位板之間，且所述限位塊與所述左限位板和右限位板之間分別設(shè)有彈性元件；優(yōu)選彈性元件為彈簧，所述彈性元件起到了智能移動agv動態(tài)對接位置的找準(zhǔn)，和對接后同步移動時限位的作用。由此，校正子端和對應(yīng)的校正母端的對接后，通過迫導(dǎo)向機構(gòu)迫使對接子模塊和對接母模塊移動到理想的對接位置，從而實現(xiàn)對接子模塊和對接母模塊的動態(tài)精準(zhǔn)對接。

基于同一個發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種所述的基于動態(tài)的組合式智能移動agv的對接方法，其包括如下步驟：

s1第一agv和/或第二agv移動，當(dāng)?shù)谝籥gv的對接子模塊與第二agv的對接母模塊對接時，第一agv的對接母模塊與第二agv的對接子模塊對接；

s2對接子模塊與對接母模塊對接時，對接子模塊與對接母模塊對接時，通過迫導(dǎo)向機構(gòu)實現(xiàn)對接位置偏移后的位置找正，并通過鎖定機構(gòu)將對接子模塊與對接母模塊鎖緊在一起。

優(yōu)選地，基于動態(tài)的組合式智能移動agv的對接方法包括如下步驟：

s11第一agv和/或第二agv移動，當(dāng)?shù)谝籥gv的校正子端或校正母端與第二agv的校正母端或校正子端對應(yīng)接觸，校正子端導(dǎo)入相應(yīng)的校正母端中；

s22校正子端導(dǎo)入相應(yīng)的校正母端的同時通過迫導(dǎo)向機構(gòu)迫使校正子模塊和校正母模塊橫向移動，從而校正對接子模塊和對接母模塊的相對位置；

s33第一agv的對接子模塊與第二agv的對接母模塊對接、第一agv的對接母模塊與第二agv的對接子模塊對接；對接子模塊與對接母模塊對接時，通過對接子模塊的對接子端端部的旋轉(zhuǎn)塊伸入對接母模塊的凹槽內(nèi)并由電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動而將對接子模塊和對接木模塊鎖緊在一起，所述第一agv的對接子端的旋轉(zhuǎn)塊的旋轉(zhuǎn)方向與第二agv的對接子端的旋轉(zhuǎn)塊的旋轉(zhuǎn)方向相反。

由此，將校正子端導(dǎo)入到校正母端之后，迫導(dǎo)向機構(gòu)帶動校正子模塊和校正母模塊在直線滑軌上運動，從而校正整個對接子模塊和對接母模塊的相對位置。兩個agv之間對接時，首先是校正子端和校正母端之間相互配合，隨后在迫導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)引下，對對接子模塊與對接母模塊的位置進行校正，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)的動態(tài)對接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的基于動態(tài)的組合式智能移動agv各agv之間可以相互自由組合、對接，每一輛agv都是相對獨立、完整的，可以單獨實現(xiàn)物料運輸、周轉(zhuǎn)的任務(wù)。這些agv功能可以相同，也可以不同，以實現(xiàn)不同的作業(yè)場合、作業(yè)環(huán)境的應(yīng)用(比如帶越障功能和不帶越障功能，可原地轉(zhuǎn)彎和不可原地轉(zhuǎn)彎等)。平時單獨工作，當(dāng)有需要的時候，可以自行組合，且組合方式可形成多種隊列形狀，如長隊或各種矩陣狀，一方面滿足不同尺寸物料的輸送，另一方面也實現(xiàn)大負載的物料的運輸。當(dāng)運輸完成的時候，又可以自行分離，作為小負載的智能移動設(shè)備使用繼續(xù)原來的工作，實現(xiàn)不同模式之間的自由切換。

相對于cn104518352a而言，本發(fā)明的對接和導(dǎo)向是針對兩個動態(tài)的物體，因此，cn104518352a的靜態(tài)導(dǎo)向?qū)訜o法實現(xiàn)本發(fā)明的兩個動態(tài)移動設(shè)備的對接，換句話說，本發(fā)明是實現(xiàn)兩個動態(tài)物體在運動過程中進行準(zhǔn)確對接，而且對接后還可以轉(zhuǎn)換位置，如左右對接后，轉(zhuǎn)到前后方。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本發(fā)明所述的對接子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述的對接母模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖2的縱截面剖視圖；

圖5是本發(fā)明所述對接模塊的對接狀態(tài)圖；

圖6是四臺組合式智能移動設(shè)備組合之后的狀態(tài)圖。

在圖中

1-本體；2-對接模塊；3-滑塊，4-校正子端，5-對接母端，6-對接子端；7-校正母端；8-對接安裝底板，9-直線滑軌，10-左限位機構(gòu)，11-右限位機構(gòu)，12-限位塊；13-安裝板，14-校正軸承，15-校正塊，16-電機安裝板，17-電機，18-旋轉(zhuǎn)軸承，19-軸承安裝蓋，20-旋轉(zhuǎn)柱，21-旋轉(zhuǎn)塊。

具體實施方式

以下將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。為敘述方便，下文中如出現(xiàn)“上”、“下”、“左”、“右”字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對結(jié)構(gòu)起限定作用。

一種基于動態(tài)的組合式智能移動agv，如圖1所示，包括第一agv，所述第一agv的四個側(cè)壁上裝有對接模塊2，由此，方便智能移動agv之間的自由組合和拆分。

如圖2和3所示，所述對接模塊2包括一個所述對接子模塊和一個所述對接母模塊，所述對接子模塊用于與第二agv的對接母模塊對接相連，所述對接母模塊用于與第二agv的對接子模塊對接相連；所述對接子模塊具有對接子端6，對接母模塊具有對接母端7。優(yōu)選所述第一agv的多個側(cè)壁上均裝有對接模塊一個對接子模塊和一個對接母模塊。所述對接子模塊具有對接子端6，對接母模塊具有對接母端7；所述對接子端6的端部設(shè)有鎖定機構(gòu)，當(dāng)?shù)谝籥gv的對接子端6與第二agv的對接母模塊的對接母端7對接、且第一agv的對接母端7與第二agv的對接子模塊的對接子端6對接到位時，所述鎖定機構(gòu)用于將第一agv的對接子端6和對接母端7與所述第二agv的對接母模塊的對接母端7和對接子模塊的對接子端6對接鎖定在一起。

所述對接子端6包括電機安裝板16，裝在電機安裝板16上的電機17，與電機的輸出端相聯(lián)的旋轉(zhuǎn)柱，以及固定在旋轉(zhuǎn)柱端部的旋轉(zhuǎn)塊；所述對接母端7包括母端本體，母端本體內(nèi)開有用于容納所述旋轉(zhuǎn)塊的內(nèi)腔和設(shè)置在母端本體端部的凹槽，該凹槽作為旋轉(zhuǎn)塊進入所述內(nèi)腔的通道；所述凹槽的側(cè)壁在置于所述內(nèi)腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)塊轉(zhuǎn)動一定角度后作為防脫擋塊。

所述第一agv的對接子模塊和對接母模塊之間設(shè)有第一對接導(dǎo)向裝置，所述第二agv的對接子模塊和對接母模塊之間設(shè)有第二對接導(dǎo)向裝置；所述第一對接導(dǎo)向裝置和第二對接導(dǎo)向裝置為校正子端和/或校正母端，所述校正子端用于與對應(yīng)的校正母端對接；優(yōu)選所述校正子端包括具有尖端部的子校正塊和裝在子校正塊尖端的校正軸承或校正滾輪；所述校正母端包括母校正塊和開設(shè)在母校正塊上的v形槽。

優(yōu)選地，所述校正子端和/或校正母端通過迫導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)引所述對接子模塊的對接子端6與相應(yīng)的對接母模塊的對接母端7對接在一起。所述第一agv的側(cè)壁上通過安裝板設(shè)有橫向設(shè)置的滑軌和配合裝在滑軌內(nèi)的滑塊，所述滑塊對應(yīng)安裝在所述對接子模塊和對接母模塊的內(nèi)側(cè)。所述迫導(dǎo)向機構(gòu)包括固定在校正子端和校正母端上的限位塊，該限位塊與相應(yīng)滑塊之間設(shè)有彈性限位機構(gòu)。所述彈性限位機構(gòu)包括固定在安裝板上的左限位板和右限位板，所述限位塊位于左限位板和右限位板之間，且所述限位塊與所述左限位板和右限位板之間分別設(shè)有彈簧。

所述第一agv的側(cè)壁上通過安裝板設(shè)有橫向設(shè)置的滑軌和配合裝在滑軌內(nèi)的滑塊，所述滑塊對應(yīng)安裝在所述對接子模塊和對接母模塊的內(nèi)側(cè)，所述迫導(dǎo)向機構(gòu)包括固定在校正子端和校正母端上的限位塊，該限位塊與相應(yīng)滑塊之間設(shè)有彈性限位機構(gòu)。

對接模塊可以隨時拆卸，可根據(jù)具體需要選擇，也可以選擇在其中某一兩個需要的方向安裝。每個智能移動agv模塊可以根據(jù)實際應(yīng)用場景和需求選擇相同的功能或者不同的功能。如果其他品牌的智能移動agv容許，也可以將對接模塊裝在其設(shè)備上，實現(xiàn)不同品牌設(shè)備間的對接。對接模塊有自動調(diào)整裝置，可以根據(jù)設(shè)備對接時的實際位置，進行調(diào)節(jié)（20mm的調(diào)節(jié)范圍），調(diào)整設(shè)備間定位的偏差。

如圖1所示，每個基于動態(tài)的組合式智能移動agv都是由本體1和對接模塊2組成，對接模塊2安裝于本體四周，可以從任意方位實現(xiàn)自由組合，也可以根據(jù)實際應(yīng)用需求，有選擇的安裝于某一兩個需要的方位。既可以是兩個相同功能的本體1一起組合，也可以是幾個不同功能本體1結(jié)合在一起。

對接子模塊和對接母模塊分別安裝于兩個本體1上，整個對接的子模塊和母模塊都安裝于直線滑軌上，在子模塊和母模塊安裝板13下面，有一個限位塊12，在限位塊兩邊各有一個限位機構(gòu)：左限位機構(gòu)10和右限位機構(gòu)11，子模塊和母模塊可沿直線滑軌9在設(shè)定的范圍（范圍根據(jù)實際情況和需要設(shè)定）內(nèi)左右滑動。在子模塊中間安裝了用于校正位置偏差的校正子端4，在母模塊端則是校正母端７。對接母端５和對接子端６分布于校正子端、校正母端兩邊。對接子端主要由旋轉(zhuǎn)電機17、旋轉(zhuǎn)軸承18和旋轉(zhuǎn)塊構(gòu)成21，旋轉(zhuǎn)電機17通過電機安裝板16安裝于對接子端的安裝板13上，旋轉(zhuǎn)柱20安裝于旋轉(zhuǎn)電機17的輸出端，旋轉(zhuǎn)塊21安裝在旋轉(zhuǎn)柱20的另一端，軸承安裝蓋19將旋轉(zhuǎn)軸承固定在旋轉(zhuǎn)柱20上。

當(dāng)需要組合的時候，先是校正子端４和校正母端７接觸，通過安裝在校正塊15的校正軸承14的導(dǎo)向，將校正子端４導(dǎo)入到校正母端７中，帶動校正子模塊和校正母模塊在直線滑軌9上運動，從而校正整個對接子模塊和對接母模塊的相對位置。當(dāng)位置校正好之后，第一安裝板上的對接子端6中的旋轉(zhuǎn)塊21已經(jīng)進入到第二安裝板上的對接母端5的凹槽中，對接子端6上的旋轉(zhuǎn)電機17旋轉(zhuǎn)帶動旋轉(zhuǎn)塊21旋轉(zhuǎn)，固定于對接母端5的凹槽中。分離時，先由旋轉(zhuǎn)電機17旋轉(zhuǎn)，將對接子端6上的旋轉(zhuǎn)塊21與對接母端5的凹槽分開，然后由本體１移動帶動對接子模塊和對接母模塊的分離，左、右限位機構(gòu)中的彈簧推動限位塊12，從而使對接子模塊和對接母模塊回歸到初始位置。

當(dāng)對接子模塊上既設(shè)有對接子端6又設(shè)有對接母端5，對接母模塊既設(shè)有對接母端5又設(shè)有對接子端6時，位置校正好之后，第一安裝板上的對接子端6中的旋轉(zhuǎn)塊21已經(jīng)進入到第二安裝板上的對接母端5的凹槽中，同時，第二安裝板上的對接子端6中的旋轉(zhuǎn)塊21已經(jīng)進入到第一安裝板上的對接母端5的凹槽中，兩個對接子端的旋轉(zhuǎn)電機17旋轉(zhuǎn)帶動旋轉(zhuǎn)塊21旋轉(zhuǎn)，同時固定于對應(yīng)的對接母端5的凹槽中。

如圖6所示，一種實施例是由四臺基于動態(tài)的組合式智能移動agv組合之后設(shè)備可以從不同的方向根據(jù)實際應(yīng)用場景隨意組合，以滿足實際生產(chǎn)的需要。

本實施例同時為組合式智能移動agv提供一種設(shè)計合理、邏輯簡單清晰的控制方法，使組合體能夠協(xié)同工作，發(fā)揮出組合體最大的能力。

本發(fā)明還提供了一種所述的基于動態(tài)的組合式智能移動agv的對接方法，其包括如下步驟：

s1第一agv和/或第二agv移動，當(dāng)?shù)谝籥gv的對接子模塊與第二agv的對接母模塊對接時，第一agv的校正子端或校正母端與第二agv的校正母端或校正子端對應(yīng)接觸，校正子端導(dǎo)入相應(yīng)的校正母端中,第一agv的對接母模塊與第二agv的對接子模塊對接；

s2對接子模塊與對接母模塊對接時，校正子端導(dǎo)入相應(yīng)的校正母端的同時通過迫導(dǎo)向機構(gòu)迫使校正子模塊和校正母模塊橫向移動，從而校正對接子模塊和對接母模塊的相對位置,然后通過鎖定機構(gòu)鎖緊實現(xiàn)對接位置偏移后的位置找正。

s3第一agv的對接子模塊與第二agv的對接母模塊對接、第一agv的對接母模塊與第二agv的對接子模塊對接；對接子模塊與對接母模塊對接時，通過對接子模塊的對接子端端部的旋轉(zhuǎn)塊伸入對接母模塊的凹槽內(nèi)并由電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動而將對接子模塊和對接木模塊鎖緊在一起，所述第一agv的對接子端的旋轉(zhuǎn)塊的旋轉(zhuǎn)方向與第二agv的對接子端的旋轉(zhuǎn)塊的旋轉(zhuǎn)方向相反。

由此，將校正子端導(dǎo)入到校正母端之后，迫導(dǎo)向機構(gòu)帶動校正子模塊和校正母模塊在直線滑軌上運動，從而校正整個對接子模塊和對接母模塊的相對位置。兩個agv之間對接時，首先是校正子端和校正母端之間相互配合，隨后在迫導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)引下，對對接子模塊與對接母模塊的位置進行校正，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)的動態(tài)對接。

上述實施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落入本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。