本發明涉及一種用于移動機器人教學/研發的教研用AGV平臺，特別涉及一種易于生產和裝配的減震型模塊化教研用AGV平臺。

背景技術：

AGV即自動導引車(Automated Guided Vehicle，簡稱AGV)，作為一種智能運載體，可廣泛應用于煙草、汽車制造、電子、紡織、醫療、食品、造紙等行業。上世紀50年代，Barrett電子公司在美國成功開發第一臺AGV，依靠布置在一間雜貨倉庫空中的導引線運輸貨物。

早期的AGV主要被用作自動拖車，應用于郵局、圖書館、車站、碼頭和機場等場合。隨著科學技術發展，尤其是先進的環境感知技術、遠程通訊以及人工智能發展，AGV逐步從有軌巡航向無軌巡航轉變，由室內環境轉向室外環境，甚至用于軍事以及危險場所，通過集成其他探測和拆卸設備，用于戰場排雷、陣地偵查、危險環境作業等場合等。在電子商務和快遞物流市場爆炸式發展的今天，AGV作為物流裝備中自動化水平最高的產品之一，擁有巨大的市場空間。

雖然AGV應用領域非常廣泛，但目前我國各行業AGV實際應用總體規模并不大，仍處于發展初期。在當前階段急切需要進行參與研發及推廣應用，尤其是研究相關的自主定位、智能導航、協同作業算法以及可視化調度系統研究等，并依托具體應用背景，選配關鍵傳感器部件，調試環境感知算法或相關導航控制算法。可惜，從事AGV研究的研究人員普遍缺乏合適的實驗平臺，或是過多依賴軟件仿真從事，缺乏實物平臺實驗，所得成果的實用價值難以體現。另外大量花費過多的時間精力和科研資源，重復搭建過于簡易的和不可靠的AGV科研平臺，缺乏模塊化特點，裝配極為不便，同時伴隨著維護困難、電器線路裸露、壽命短、缺少減震能力、環境適應性差等問題，制約了科研效率。此外，由國外進口的教研用AGV平臺一般基于復雜腔體機構和連接方式裝配集成，價格過于昂貴，不宜大規模用于科普教學研究。

在當前條件下，尤其需要一種便于裝配、維護且成本低廉，可大規模推廣的AGV研發平臺，具備一定減震性能以室外路面環境，還預留必要的通訊接口、編程接口及充電接頭，便于采集傳感器數據、修改控制程序和電能補給。本申請正是基于上述需求背景下研發而成的。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是要提供一種便于裝配、維護簡單、成本低廉的易于生產和裝配的減震型模塊化教研用AGV平臺。

為了解決以上的技術問題，本發明提供了一種易于生產和裝配的減震型模塊化教研用AGV平臺，包括主動模塊、支撐模塊和控制盒，所述主動模塊、支撐模塊和控制盒分別是獨立裝配模塊。在控制盒底板前側設有螺紋孔，通過螺栓連接主動模塊的前緩沖板過孔和螺紋孔，實現主動模塊與控制盒之間模塊化裝配和減震式連接；在控制盒底板后側設有螺紋孔，通過螺栓連接支撐模塊的后緩沖板過孔和螺紋孔，實現支撐模塊與控制盒之間模塊化裝配和減震式連接。主動模塊的插針板與控制盒底板上的插眼板對接實現電氣連接，主動模塊提供動力，支撐模塊提供減震和支撐，控制盒提供電力和控制信號。

所述主動模塊包括前緩沖板、插針板、前緩沖組件和輪轂電機組，前緩沖板通過前緩沖組件與輪轂電機組進行緩沖式機械連接，所述插針板固定在前緩沖板下側，針口朝上，輪轂電機組的信號線及動力線與插針板各插針的針腳焊接，焊接后用溶膠固定。

所述輪轂電機組包括左側輪轂電機、右側輪轂電機、底層連接板、左側間隔板組、左側緊壓板、右側間隔板組件和右側緊壓板，左側輪轂電機的連接軸和右側輪轂電機的連接軸分別被固定在底層連接板的兩側形成輪轂電機組，左側間隔板組和左側緊壓板與底層連接板的左側固定將左側輪轂電機的連接軸壓緊在底層連接板左側，右側間隔板組和右側緊壓板與底層連接板的右側固定將右側輪轂電機的連接軸壓緊在底層連接板右側，左、右側間隔板組限制左、右側輪轂電機連接軸的水平活動。

所述前緩沖組件包括至少二個以上的螺栓和相同套數的碟簧片，螺栓穿過前緩沖板的過孔后串接碟簧片，再穿過輪轂電機組底層連接板的過孔經螺母連接，螺母預緊使前緩沖組件同時充分接觸前緩沖板和底層連接板實現緩沖式連接。

所述支撐模塊包括后緩沖板、后緩沖組件和萬向輪，后緩沖板通過后緩沖組件與萬向輪連接。

所述后緩沖組件包括至少二個以上的螺栓和相同套數的碟簧片，螺栓穿過后緩沖板的過孔后串接碟簧片，再穿過萬向輪的過孔經螺母連接，螺母預緊使后緩沖組件同時充分接觸后緩沖板和萬向輪實現緩沖式連接。

所述控制盒采用卡槽薄板結構形成的密閉盒體，密閉盒體內裝載左右驅動器、控制板、電源模塊、觸摸屏和開關，底板裝有插眼板，插眼板眼口朝下，電源模塊粘接在底板上，左右驅動器固定于底板的兩側。

所述密閉盒體是由圍框、底板和蓋板上下連接構成一個密封空間，圍框尾部固定有控制板，且在圍框上設置開口，顯露控制板上的通訊接口、編程接口和充電接口，便于修改控制程序、連接傳感器以及充電。開關通過自身外殼塑料彈性固定在蓋板的通孔中。觸摸屏固定在蓋板上，便于人機交互操作。

所述圍框包括角鋁和薄板，各薄板插接在各角鋁的L型邊沿的間隙中，環形連接形成上下開口框體。角鋁上下端設有螺紋孔，分別在上下端螺紋連接固定底板和蓋板形成密封的控制盒盒體。

所述控制盒內的插眼板、電池模塊、左右驅動器、控制板、開關、觸摸屏之間相互進行電氣連接，左右驅動器對應電機線頭的引腳與插眼板的各插眼焊接，焊接后用溶膠固定。

本發明的優越功效在于：

1） 本發明采用簡易薄板和常見標準部件，即可快速裝配為封閉式教研用的AGV平臺，成本低、裝配便捷、減震性強，具有室外適應能力，可廣泛推廣用于AGV的教學研究；

2） 本發明降低了科研條件門檻，讓更多的研究人員參與技術應用研究，同時充分節約了科研人員寶貴的時間精力，以更高效率從事相關核心智能感知/控制算法研究。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發明各模塊之間連接的示意圖；

圖2是本發明主動模塊的結構示意圖；

圖3是本發明控制盒內部布局示意圖；

圖4是本發明控制盒圍框和控制板布局示意圖；

圖5是本發明控制盒蓋板布局示意圖；

圖中標號說明

1—動力模塊；

10—前緩沖板； 101—前緩沖板過孔；

11—前緩沖碟簧組； 12—插針板；

13—輪轂電機組；

130—左側輪轂電機； 131—右側輪轂電機；

132—底層連接板； 133—左側緊壓板；

134—左側間隔板組； 135—右側緊壓板；

136—右側間隔板組；

2—支撐模塊；

20—后緩沖板； 21—后緩沖碟簧組；

22—萬向輪；

3—控制盒；

30—底板； 31—插眼板；

32—圍框；

320—角鋁； 321—薄鋁板；

322—螺紋孔；

33—蓋板；

34—控制板；

340—通訊接口； 341—編程接口；

35—鋰電池； 350—充電接口；

36—左驅動器； 37—右驅動器；

38—開關； 39—觸摸屏。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

下面結合附圖詳細說明本發明的實施例。

圖1示出了本發明實施例的結構示意圖。如圖1所示，本發明提供了一種易于生產和裝配的減震型模塊化教研用AGV平臺，包括主動模塊1、支撐模塊2和控制盒3，所述主動模塊1、支撐模塊2和控制盒3分別是獨立裝配模塊。在控制盒3底板30前側設有四個螺紋孔，通過螺栓連接主動模塊1的前緩沖板10過孔和這四個螺紋孔，實現主動模塊1與控制盒3之間模塊化裝配和減震式連接；在控制盒3底板30后側也設有四個螺紋孔，通過螺栓連接支撐模塊2的后緩沖板20過孔和這四個螺紋孔，實現支撐模塊2與控制盒3之間模塊化裝配和減震式連接。主動模塊1的插針板12與控制盒底板30上的插眼板31對接實現電氣連接，主動模塊1提供動力，支撐模塊2提供減震和支撐，控制盒3提供電力和控制信號。

如圖2所示，所述主動模塊1包括前緩沖板10、插針板12、前緩沖碟簧組11和輪轂電機組13，前緩沖板10通過前緩沖碟簧組11與輪轂電機組13進行緩沖式機械連接，所述插針板12固定在前緩沖板10下側，針口朝上，輪轂電機組13的信號線及動力線與插針板12各插針的針腳焊接，焊接后用溶膠固定。所述輪轂電機組13的信號線及動力線包括傳遞里程增量信號的霍爾線以及UVW三相動力線。

所述輪轂電機組13包括左側輪轂電機130、右側輪轂電機131、底層連接板132、左側緊壓板133、左側間隔板組134、右側緊壓板135和右側間隔板組件136，左側輪轂電機130的連接軸和右側輪轂電機131的連接軸分別被固定在底層連接板132的兩側形成輪轂電機組13。

所述底層連接板132左側攻有螺紋，左側間隔板組134及左側緊壓板133在相應位置設有過孔，利用長螺栓經過孔和底層連接板132左側螺紋孔連接，將左側輪轂電機130的連接軸壓緊在底層連接板132左側，借助左側間隔板組134限制左側輪轂電機130連接軸的水平活動，左側緊壓板133中間位置設有頂絲螺紋孔，利用頂絲即可將左側輪轂電機130的連接軸牢牢固定在底層連接板132的左側。

所述底層連接板132右側攻有螺紋，右側間隔板組136以及右側緊壓板135在相應位置設有過孔，利用長螺栓經過孔和底層連接板132右側螺紋孔連接，將右側輪轂電機131的連接軸壓緊在底層連接板132右側，借助右側間隔板組136限制右側輪轂電機131連接軸的水平活動，右側緊壓板135中間位置設有頂絲螺紋孔，利用頂絲即可將右側輪轂電機131的連接軸牢牢固定在底層連接板132的右側。

所述前緩沖碟簧組11包括四個螺栓和四套碟簧片，螺栓穿過前緩沖板10的過孔后串接碟簧片，再穿過輪轂電機組13底層連接板132的過孔經螺母連接，螺母預緊使前緩沖碟簧組11同時充分接觸前緩沖板10和底層連接板132，利用前緩沖碟簧組11的彈性，實現緩沖式連接。

所述主動模塊1中，左鍘輪轂電機130和右側輪轂電機131采用永康羅頓工貿有限公司的250W的單邊連接軸6.5寸無刷直流輪轂電機；前緩沖板10、底層連接板132、左側緊壓板133、左側間隔板組134，右側緊壓板133以及右側間隔板組134均采用7mm厚的鋁合金板材制成；前緩沖碟簧組11采用M5不銹鋼螺栓和Φ16*8.2*0.9的碟簧構成；插針板12則采用普通PCB板和2.54間距的杜邦排針焊接而成。

所述支撐模塊2包括后緩沖板20、后緩沖碟簧組21和萬向輪22，后緩沖板21通過后緩沖碟簧組21與萬向輪22連接。

所述后緩沖碟簧組21包括四個螺栓和四套碟簧片，螺栓穿過后緩沖板20的過孔后串接碟簧片，再穿過萬向輪22的過孔經螺母連接，螺母預緊使后緩沖碟簧組21同時充分接觸后緩沖板20和萬向輪22，利用后緩沖碟簧組21的彈性，實現緩沖式連接。

所述支撐模塊2中，后緩沖板20采用7mm厚的鋁合金板材制成；后緩沖碟簧組21采用M5不銹鋼螺栓和Φ16*8.2*0.9的碟簧構成；萬向輪22采用佛山耀程五金電氣商行的YCDZ65SB型腳輪。

如圖3和圖5所示，所述控制盒3采用卡槽薄板結構形成的密閉盒體，密閉盒體內裝載左驅動器36、右驅動器37、控制板34、鋰電池35、觸摸屏39和開關38，插眼板31通過螺紋連接固定在底板30上，插眼板31眼口朝下；鋰電池35通過海綿雙面膠粘接在底板30上，左驅動器36和右驅動器37通過螺紋連接固定于底板30的兩側。

如圖5所示，所述密閉盒體是由圍框32、底板30和蓋板33上下連接構成一個密封空間，圍框32尾部固定有控制板34，且在圍框32上設置開口，顯露控制板34上的通訊接口340、編程接口341和充電接口350，便于修改控制程序、連接傳感器以及充電。開關38通過自身外殼塑料彈性固定在蓋板33的一個方形孔中。觸摸屏39通過螺絲連接固定在蓋板33上，便于人機交互操作。

如圖4所示，所述圍框32包括角鋁320和薄鋁板321，各薄鋁板321插接在各角鋁320的L型邊沿的間隙中，環形連接形成上下開口框體。角鋁320上下端設有螺紋孔322，分別在上下端螺紋連接固定底板30和蓋板33形成密封的控制盒盒體。

所述控制盒3中，插眼板31采用普通PCB板和2.54間距的杜邦排母制作而成；控制板34基于STM32F429單片機制成，控制板34上采用TPS5450芯片進行電源管理，另外引出了2路串口接口和一路USB接口作為通訊接口340，引出JTAG接口作為編程接口341；鋰電池35采用24V/10AH帶有12mm口徑充電接頭的鋰電池組；左驅動器36和右驅動器37采用成都愛控電子科技有限公司AQMD6010BLS型無刷直流驅動器；開關38采用樂清鑫皖電子有限公司的KCD3-11-Y船型開關；觸摸品39采用廣州大彩科技有限公司的DC48270B043_06TF型觸摸屏；底板30和蓋板33分別采用7mm和3mm鋁合金板加工而成；圍框32所用的角鋁320采用100mm長的直角型R15機箱角鋁，薄鋁板321為3mm鋁合金板加工而成。

所述控制盒內的插眼板31、鋰電池35、左驅動器36、右驅動器37、控制板34、開關38、觸摸屏39之間相互進行電氣連接，左驅動器36和右驅動器37對應電機線頭的引腳與插眼板31的各插眼焊接，焊接后用溶膠固定。主動模塊1和控制盒3相互裝配時，僅需要對準插針板12和插眼板31進行相互插接，即可完成控制盒3的左驅動器36和右驅動器37與主動模塊1的左鍘輪轂電機130和右側輪轂電機131所需電氣連接。

以上所述僅為本發明的優先實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。