CN101430567A - 可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机 - Google Patents

Abstract

本可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机基于工控机控制方式。本实时控制的循环检测线程，一方面进行行走运动控制，即实时读取前后向通道光电传感器1、2，条形码读取装置12及各种传感器13采集的信号，采集转换电路3、4到I/O转换基板7经PCI数据采集卡10至工控机11。工控机11读取信号与标准信号进行比较，决定执行不同程序段，由隔离驱动电路5控制小车两个电机6进行差动调速；另一方面，实时检测安装在堆垛机上的开关信号，通过分析、判断，发出不同的运动指令，分别驱动多个电机9实现堆垛机的动作。借助工控机上无线网卡接入点AP与有源接线器Hub，实现局域网有线、无线的无缝集成，同时可利用系统自带的终端服务完全控制远程计算机。

Description

可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机

一、技术领域

本发明是一种由行走时的小车和升降机组成的立体仓库存取装置。该车属室内搬运机械，可广泛应用于医药物品、果品、烟草、机械零件、电器等低、中货位仓库，是现代仓储必不可少的设备之一。

二、背景技术

目前无轨堆垛机一般有如下缺点

(1)一般无轨堆垛机不能转弯，只能在规定巷道中沿巷道行走，很不方便。

(2)一般无轨堆垛机行走及货叉动作不能通过远程智能进行控制。

(3)一般无轨堆垛机不能在室内按规定复杂路线自由行走。

三、发明内容

1、发明目的

本发明的发明目的是提供一种构造简洁，适用广泛，蓄电池为电源，精确稳定，可实现远程控制，具有一定智能的可移动式堆垛机。

2、技术方案

本发明的可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机由堆垛机行走小车机构部分、堆垛机电气控制部分及堆垛机升降和叉手前后移动机构三大部分组成。堆垛机机构部分由堆垛机机械部分、前后四个碰撞开关、前后两个光电传感器、前后两个条形码扫描、前后两个导向轮、左右两个驱动轮及电器控制盒电瓶组成。堆垛机电气控制部分主要由一个嵌入式工控机作为中央控制器，4只碰撞开关及两个条形码扫描器将输入信号通过数据采集卡输入工控机内存，确定堆垛机起停位置并在受到碰撞时得到保护；堆垛机整体部分装在行走小车上，堆垛机通过前后2组光电传感器让小车通过识别地上预先铺设的30mm宽的白条作为小车运行轨迹，在相应的工位铺设条形码用于识别工位代号，进行差动调速，让小车沿条形码轨道前进或后退；当小车运行到所要求工位附近时，自动减速行驶，并且纠正运行偏差，当小车的传感器接收到停止信号时，小车停止。工控机将信号输出给堆垛机可升降电机及叉手前后移动电机控制信号使堆垛机可升降并使叉手可前后动作。工控机由上位机通过无线网卡进行通讯。

3、技术效果

采用本发明的可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机的优点在于：

(1)智能控制：堆垛机采用基于微机的控制方式，具体将一台工业控制计算机安装在堆垛机上，安装我windows 2000 server操作系统，采用数据采集卡、无线网卡插入工控机PCI插槽，安装驱动软件。编写基于VisualC++的实时控制程序，程序中包含循环检测线程，一方面进行行走运动控制，即：实时读取前、后向通道光电传感器的信号，根据读取的信号与标准信号进行比较，决定执行不同的程序段，控制行走电机进行差动调速，进行运动纠偏，使堆垛机始终沿着白色的窄带前行，并根据接收到的信号进行起、停控制；另一方面，实时检测安装在堆垛机上的开关信号，根据接受到的信号，进行分析、判断，发出不同的运动指令，实现控制堆垛机的升、降、伸、缩、定时等。

(2)无线通讯：为实现堆垛机上工控机与上位控制机及系统内其他计算机联网，在工控机上安装了无线网卡，并借助无线接入点AP与有源接线器HUB，实现系统内局域网有线、无线的无缝集成。

(3)可实现远程控制：堆垛机的工控机上安装windows 2000 server操作系统，利用其自带的终端服务完全控制远程计算机，其操作过程：在堆垛机工控机上安装终端服务并配置终端服务器，创建客户机安装盘；在上位机(客户机)上：利用客户机安装盘安装“终端客户服务端”并对它进行配置。

(4)数据采集准确：利用PCI-7296数据采集卡插入计算机PCI插槽内，通过扁平电缆与直流电机的功率(驱动)模块相连；利用Visual C++开发实时控制程序，通过数据采集卡提供的库函数实现端口的读、写操作。

(5)寻迹准确可靠：小车行走采用差动调速控制驱动轮按轨迹行走，可算出对应1微秒的计数器频率，建立微秒级函数以便程序调用。程序核心部分包括：循环检测线程和自定义消息响应函数，在循环检测线程体内根据检测到不同数据位的变化，向主窗口发送不同的消息，从而调用不同消息响应函数，实现堆垛机的实时控制，从而使堆垛机能准确寻迹。

四、附图说明

图1是本发明可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机的总体结构示意图。其中有升降导杆(1)、叉手(2)、行走小车(3)、链式传动升降机构(4)及前后移动机构(5)。

图2是本发明可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机的行走小车机构分布示意图。其中有条形码扫描器(6)、光电传感器(7)、工控机及电瓶(8)、碰撞开关(9)、升降及叉手部分(10)、启动及停止接受信号(11)、驱动轮(12)及导向轮(13)。

图3是本发明可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机电气控制框图。

图4是本发明可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机总体控制框图。其中有光电传感器(前)(1)、有光电传感器(后)(2)、前、后采集转换电路(3)、(4)，小车隔离驱动(5)、小车电机(6)、I/O转换基板(7)、升降隔离驱动(8)、叉手升降电机(9)、PCI数据采集卡(10)、工控机(11)、条形码读取装置(12)和各种传感器(13)。

五、具体实施方案

本发明可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机行走小车部分按菱形结构安装驱动轮(12)及导向轮(13)，按图2行走小车分布示意图安装工控机及电瓶(8)和其它元器件。然后在铺设好的30mm宽白条场地进行小车寻迹行走试验。试验成功后可以按图1所示安装升降机构导杆(1)、叉手(2)、链式传动机构(4)及前后移动机构(5)。将数据采集卡及无线网卡插入工控机PCI槽，所有输入输出点经数据线连接到数据采集卡，对计算机进行配置并装入编制的VC++程序，接好电源。根据以上所述即可实现本发明。

Claims (4)

1、本发明的可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机由堆垛机行走小车机构部分、堆垛机电气控制部分及堆垛机升降和叉手前后移动机构三大部分组成。其特征在于：堆垛机采用基于微机的控制方式，将一台工控机安装在堆垛机上，并将PCI数据采集卡、无线网卡插入工控机PCI插槽，安装驱动软件。编写基于VC++的实时控制程序，包含循环检测线程：一方面进行行走控制，即实时读取前、后通道光电传感器的信号，根据读取信号与标准信号比较，控制行走电机出差动调速，进行运动纠偏；另一方面，实时检测安装在堆垛机上的开关信号，发出不同的运动指令，实现堆垛机升降伸缩运动。堆垛机还可通过无线网卡接受客户机对其进行远程控制。

2、根据权利要求1所述的堆垛机行走小车机构(见图1，图2)，其特征在于：在工作场地预先铺设30mm宽的白条作为小车运动轨迹，在相应的工位处铺设条形码，用于识别工位代码。行走小车通过装在前后部的光电传感器寻迹前进，条形码扫描用于识别具体工位，当小车运行到所要求的工位附近时，自动减速行驶，并进行纠偏，当小车的传感器接收到停止信号时，小车停止运行。堆垛机升降及叉手部分准备运行。

3、根据权利要求1所述的可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机的电气控制部分(见图3)，其特征在于：基于工控机的控制方式对整个系统中各运动单元发送控制指令，进行系统间的协调工作。系统执行动力来源是由2只24V直流电机。整个控制系统工作流程为：堆垛机得电，系统自检后，工控机进入执行状态，对外部传感器进行采样，得到外部信息后，按智能软件算法得出控制指令参数，对执行机构发送控制指令，循环执行此操作。

4、根据权利要求1所述的可远程控制和无线通讯的移动式堆垛机可实现远程控制，其特征在于：在工控机上安装无线网卡，借助于无线网卡接入点AP与有源接线器Hub，实现局域网有线、无线的无缝集成。为实现在控制室内的客户机对堆垛机的远程控制，工控机上安装Windows2000Server操作系统，利用操作系统自带的终端服务完全控制远程计算机。

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