一種無反射板激光導(dǎo)航傳感器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種激光導(dǎo)航傳感器裝置，屬于機(jī)械電子信息技術(shù)領(lǐng)域，具體的 涉及一種無反射板激光導(dǎo)航傳感器裝置
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著物流系統(tǒng)的迅速發(fā)展，AGV的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展。AGV (automated guided vehicle)即自動(dòng)導(dǎo)引小車。根據(jù)美國物流協(xié)會(huì)定義，AGV是指裝備有電磁或光學(xué)自動(dòng)導(dǎo)引 裝置，能夠沿著規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有小車編程與停車選擇裝置、安全保護(hù)以及各種裝 載功能的運(yùn)輸小車。AGV的研制與開發(fā)涉及到計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、信息通訊、機(jī)械設(shè)計(jì)和電子 技術(shù)等多個(gè)學(xué)科，是集光、機(jī)電及計(jì)算機(jī)于一體的高新技術(shù)。它可以成為車間物流系統(tǒng)中物 料和信息之間的橋梁，智能AGV的特殊之處就在于智能AGV具有以下特點(diǎn)：
[0003] (1)優(yōu)化物流管理一一智能AGV系統(tǒng)與現(xiàn)有物流系統(tǒng)銜接，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化；
[0004] (2)場地要求較低一一智能AGV運(yùn)行路徑可以柔性更改；
[0005] (3)調(diào)度能力可靠一一上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和遠(yuǎn)程控制，調(diào)度能力優(yōu)秀；
[0006] (4)操作的安全性--智能AGV導(dǎo)航方式明確，具有自主測障，避障功能；
[0007] (5)成本可控制性一一智能AGV可減少大量人工，節(jié)省企業(yè)資源成本。
[0008] (6)減少廣品損傷 可減少人工造成的廣品損傷。
[0009] 智能AGV代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工或半機(jī)械運(yùn)輸方式，已經(jīng)是工廠和企業(yè)為降低產(chǎn)品生產(chǎn) 成本、擴(kuò)大消費(fèi)市場、提高企業(yè)競爭力的重要舉措。目前AGV已成為柔性制造、物流自動(dòng)化 等領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)之一。AGV之所以能夠?qū)崿F(xiàn)無人駕駛，導(dǎo)航和導(dǎo)引對(duì)其起到了至關(guān)重要的 作用，隨著技術(shù)的發(fā)展，目前能夠用于AGV的導(dǎo)航/導(dǎo)引技術(shù)主要有以下幾種：磁帶導(dǎo)航、激 光導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航。其中，激光導(dǎo)航AGV優(yōu)點(diǎn)：AGV定位精確；地面無需其他定位設(shè)施；行駛 路徑可靈活多變，能夠適合多種現(xiàn)場環(huán)境，它是目前國外許多AGV生產(chǎn)廠家優(yōu)先采用的先 進(jìn)導(dǎo)引方式；缺點(diǎn)是制造成本高、技術(shù)掌握在國外、技術(shù)封鎖等限制措施。
[0010] 激光導(dǎo)航AGV為AGV中最智能、最先進(jìn)的一種，在歐美國家存在大批量的運(yùn)用，由 于國外技術(shù)保密及價(jià)格的高昂，在國內(nèi)沒有大批量的運(yùn)用。因此，有必要設(shè)計(jì)出一種具有高 性價(jià)比、強(qiáng)抗干擾能力和目標(biāo)識(shí)別能力的激光導(dǎo)航傳感器，并成為了一種新的技術(shù)需求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011] (一）要解決的技術(shù)問題
[0012] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種無反射板激光導(dǎo)航傳 感器裝置及方法。該裝置通過固定激光接收器裝置，并結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，接收主控 制器發(fā)送的實(shí)時(shí)位置信息，實(shí)現(xiàn)激光導(dǎo)航AGV的高效運(yùn)行。
[0013] (二）技術(shù)方案
[0014] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提出了一種無反射板激光導(dǎo)航傳感器裝置，該裝置 包括激光發(fā)射器、激光接收器、無線傳感器和主控制器。
[0015] 優(yōu)選的，所述激光發(fā)射器安裝在運(yùn)動(dòng)的車體上，與激光接收器位于同一水平面上， 并且激光發(fā)射器通過電機(jī)的帶動(dòng)以可調(diào)頻率進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描激光接收器。
[0016] 進(jìn)一步的，所述的運(yùn)動(dòng)的車體優(yōu)先選擇AGV車體和AGV小車，也可以選擇普通的機(jī) 械車體。
[0017] 優(yōu)選的，所述激光接收器固定在運(yùn)動(dòng)車體運(yùn)行路徑的周圍墻上或固定支架上，并 將整個(gè)空間運(yùn)行位置建立直角坐標(biāo)系，并預(yù)先測量出激光接收器的地理位置坐標(biāo)，存儲(chǔ)于 激光接收器的存儲(chǔ)器中。
[0018] 進(jìn)一步的，激光接收器采用線陣接收的方式接收激光信號(hào)，即使激光發(fā)射器與激 光接收器沒有處于同一水平面上，激光接收器的接收部分仍然可以采集到激光信號(hào)。
[0019] 優(yōu)選的，所述無線傳感器基于CAN的RFID的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，將所述激光接收器的 地里位置坐標(biāo)無線傳輸給主控制器，同時(shí)主控制器記錄當(dāng)前編碼器的數(shù)值，根據(jù)預(yù)先的編 碼規(guī)則查詢激光接收器的位置信息，并計(jì)算相鄰激光接收器間的夾角信息。
[0020] 優(yōu)選的，所述主控制器以無線方式接收激光接收器位置數(shù)據(jù)信息，采集到4個(gè)位 置信息和相對(duì)應(yīng)的3個(gè)相鄰?qiáng)A角信息后，列寫非線性方程組，并采用最小二乘法迭代計(jì)算 出非線性方程組的根，即當(dāng)前激光發(fā)射器的坐標(biāo)信息。
[0021] 優(yōu)選的，所述激光發(fā)射器包括反射鏡、激光發(fā)射器、發(fā)射器頂部外殼、激光發(fā)射器 主旋轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸螺絲1~4、滑環(huán)、激光電源、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、推力軸承、普通軸承、支架、減速器、電 機(jī)和編碼器。
[0022] 進(jìn)一步的，所述反射鏡用于反射激光發(fā)射器發(fā)送的激光信號(hào)，并將激光信號(hào)平行 的投射到平面周圍的激光接收器中。
[0023] 進(jìn)一步的，所述激光發(fā)射器發(fā)射激光信號(hào)，首先投射到反射鏡中，然后在反射到四 周。
[0024] 進(jìn)一步的，所述激光發(fā)射器主旋轉(zhuǎn)軸用于勻速的水平旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射器，使得激光 發(fā)射信號(hào)能夠向四周發(fā)送信號(hào)，而不是只沿著同一個(gè)方向發(fā)射信號(hào)。
[0025] 進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)軸螺絲固定住發(fā)射器頂部外殼，且四個(gè)螺絲可拆卸，當(dāng)激光發(fā)射 器出現(xiàn)故障時(shí)，通過拆除螺絲即可對(duì)激光發(fā)射器進(jìn)行修理。
[0026] 進(jìn)一步的，所述滑環(huán)用于對(duì)激光發(fā)射器進(jìn)行供電，滑環(huán)上邊部分通過旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)部分的動(dòng)態(tài)平衡通過采用推力軸承和普通軸承相結(jié)合的方式，推力軸承位于 旋轉(zhuǎn)臺(tái)下方，推力軸承負(fù)責(zé)承載軸上面的壓力，減少中間部分主旋轉(zhuǎn)軸的徑向力，普通軸承 則可以"卡住"主旋轉(zhuǎn)軸，使其不能前后左右晃動(dòng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)部分加入推力軸承和軸承可以 更好地保證激光發(fā)射器的激光可以在同一水平面上掃描激光接收器，保證了信號(hào)的有效 性，降低了信號(hào)的丟失率。
[0027] 本實(shí)用新型提出了一種優(yōu)選的無反射板激光導(dǎo)航傳感器主控制器方法。
[0028] 所述方法基本是將系統(tǒng)復(fù)位初始化之后，主控制器接收分控制器傳送的數(shù)據(jù)信 息，其中分控制器是激光接收器，并基于CAN的RFID無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，主控 制器以無線的方式接收到的數(shù)據(jù)信息存入到存儲(chǔ)器中，并讀取當(dāng)前存儲(chǔ)器數(shù)值，根據(jù)編碼 的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定激光接收器的類別，同時(shí)將接收數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)值加1，判斷是否滿足要求；當(dāng) 未滿足要求時(shí)，重新進(jìn)行分控制器數(shù)據(jù)接收操作，否則進(jìn)入下一步，根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)以及相鄰坐 標(biāo)點(diǎn)之間的夾角信息，利用最小二乘迭代法進(jìn)行激光發(fā)射器位置迭代計(jì)算。
[0029] 本實(shí)用新型提出了一種優(yōu)選的無反射板激光導(dǎo)航傳感器方法，所述方法包括如下 步驟：
[0030] 步驟S101 :激光接收器編碼，傳感器協(xié)議約束；
[0031] 步驟S102 :主控制器存儲(chǔ)編碼和位置信息；
[0032] 步驟S103 :激光發(fā)射器實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)發(fā)射激光信號(hào)；
[0033] 步驟S104 :激光接收器接收激光信號(hào)并無線傳輸位置信息；
[0034] 步驟S105 :主控制器接收處理無線信號(hào)。
[0035] 進(jìn)一步的，所述步驟S102中，主控制器預(yù)先存儲(chǔ)激光接收器的編碼和位置信息， 之后根據(jù)無線接收的信息即可確認(rèn)激光接收器的確切信息。
[0036] 進(jìn)一步的，所述步驟S103中，運(yùn)動(dòng)小車行進(jìn)過程中，激光發(fā)射器實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)的發(fā)射 激光信號(hào)，使得周邊的激光接收器實(shí)時(shí)接收信號(hào)。
[0037] 進(jìn)一步的，所述步驟S104中，運(yùn)動(dòng)小車上邊的激光發(fā)射器發(fā)射激光信號(hào)之后，激 光接收