CN102402226A - 非接触式供电自动导引车的电磁导引装置 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种用于非接触式供电自动导引车的电磁导引装置，属于机电类，自动导引车的机械部分由上部用于承载物件的车体和下部的行走小车组成。在行走小车底盘框架的下部安装有用于调整驱动轮运行轨迹和精度的两组各两个驱动轮和两个同步带轮，控制和调整安装在行走小车底盘框架上驱动轮按照自动导引车要求的轨迹行驶，在自动导引车的行驶路径上埋设金属线，在金属线加载导引频率，在自动导引车上设置有由两个感应线圈组成的电磁感应传感器，通过比较两个线圈中信号的强弱而得到电磁感应传感器相对导引线的偏移量，通过一定的导引计算及自动化电气控制系统的控制实现自动导引车的电磁导引。

Description

非接触式供电自动导引车的电磁导引装置

技术领域

本发明型涉及机电类，特别涉及一种非接触式供电自动导引车的电磁导引装置。

背景技术

随着我国汽车工业和物流业的快速发展，大型物流仓储基地的规模不断壮大，其自动化和智能化程度越来越高，采用自动导引车进行物流传输已成为当今自动化仓储系统中物流传输的主要方向。传统的自动导引车是以电池为动力，装有非接触导向装置和独立寻址系统的无人驾驶自动运输车。由于采用电池供电，传统的自动导引车的功率和行驶距离受到极大的限制，自动导引车的利用率也不高；传统的自动导引车动力电源一般配用的是“高倍率开口镉镍电池”，以适应其快速充电和较大电流放电的要求。但受“ 镉镍电池”记忆效应的影响，使用、维护比较麻烦，成本较高。同时由于“镉镍电池”中镉的污染，不适应环保的要求。

在我国目前的汽车生产分装线上，还没有采用本发明的非接触式供电自动导引车及其配套的电磁导引装置，而一般是采用人力推动前端小车行驶到各个分装工位，完成该工位的安装任务后，再由人工推至下一个工位，完成全部分装工作后，由工人推到前端安装工位进行前端的合装工作，整个过程中都需要有操作人员推动小车的工作，这样一方面加大了员工的任务量，另一方面也使前端安装任务中受员工操作影响较多，当节拍时间达到一定的限额时，过多的员工操作因素将会对节拍产生影响。所以，更换原有人力推动的前端小车为非接触式供电自动导引车及其电磁导引装置，不仅减轻目前员工的工作量，同时满足生产节拍的要求。而自动导引车是技术含量相当高的智能化整体装置，涉及自动导引车的非接触式电源供电技术、电气自动化控制技术、自动导引技术和安全保障系统，以及与地面控制中心的通讯技术等一系列难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触式供电的自动导引车的电磁导引装置，解决非接触式供电的自动导引车的自动导引、纠偏的问题。

本发明主要由自动导引车机械部分、为自动导引车提供非接触式电源供电系统、实现自动导引车各个部分控制的电气自动控制系统装置、用于自动导引车的电磁引导装置、实现自动导引车安全运行的安全保障系统装置和实现安全保障系统自动控制和人机交流的无线通讯系统装置所组成。其中电气自动控制系统装置包括上位监控系统（即地面控制系统），由上位监控系统中的中央控制计算机自动控制自动导引车的行进。

自动导引车的机械部分由上部用于承载工艺物件的车体和下部用于承重和行走小车组成。其中，车体主要由用于在小车行进中保证安全的防护装置，用于承载物件的车身主体、用于小车电气控制、显示小车运行状态的控制面板，设置于车体上部、用于完成装载物件或设置有专用支撑定位或限位专用结构的托举机构，用于电能储存的蓄电池及电池箱，用于提供动力电源和控制电源的车内电控柜及其电气自动控制系统装置。

行走小车的驱动器框架上安装有用于实现小车运行目标的电磁导引装置、为小车运行提供电力的电源拾取器（取电器）、用于小车驱动的伺服电机；行走小车的驱动器框架下部安装两组四个驱动轮，且构成每组的两个左驱动轮和两个右驱动轮呈成平行状态的驱动行走结构。以及具有用于调整驱动轮运行轨迹和精度的四个同步带调整装置、同步带轮，以及同步带。电磁导引装置的作用在于控制和调整安装在底盘框架上驱动行走机构按照自动导引车要求的轨迹正常行驶，满足运行方向的准确性。自动导引车行走的路径是根据实际工作条件设计的，它有若干“段”（Segment）组成，每一“段”都指明了该段的起始点，终止点，以及自动导引车在该段的行驶速度和转向信息，其自动导引车在工作环路中将按顺序行驶。电磁导引装置具体结构是：

在自动导引车的行驶路径的地面上埋设导引前进方向的金属线，此金属线的设置满足生产工艺要求，按照预定的工艺路线布置，并要求有一定的精准度；

在金属线加载导引频率，自动导引车上设置有对金属线发出导引频率识别的电磁感应传感器，通过对地面上金属线发出的导引频率的识别； 

在自动导引车上设置有通过比较电磁感应传感器两个线圈中信号的强弱、便能得到电磁感应传感器相对导引线的偏移量，通过自动导引车电气自动控制系统装置一定的导引计算后，实现自动导引车的电磁自动导引。

电磁感应导引传感器，包括前驱动轮的电磁感应导引传感器和用于后驱动轮的电磁感应导引传感器，通过行驶过程中比较电磁感应导引传感器两个线圈中频率信号的强弱，得到电磁感应导引传感器相对导引线的偏移量；在行驶过程中，设于车内电控柜中的中央控制器不断读取前后实际位置坐标点数值，通过一定的导引数据计算后，将运行偏差转换成速度和转向的命令值，将相关的数据传送到自动导引车的电气自动控制系统装置中，电气自动控制系统装置的中央控制器，随时修正自动导引车在行走过程中产生的偏差。周而复始，就可自动实现自动导引车的电磁导引，按照工艺路线精准的运行。

非接触式供电的自动导引车的电磁导引装置的控制环节以中央控制器CPU为核心，获取电磁感应导引传感器、横向偏移量，并转向控制及差速计算的控制信息；获取路径信息、速度传感器、车体理论方位的信息，通过中央控制器CPU处理后，进行速度控制进行速度控制，并将有关信息和数据传送给上位控制系统（地面监控系统）。电磁导引装置的控制路径及方法如下：

a、电磁感应导引传感器获得横向偏移量，并由自动导引车电气自动控制系统装置进行转向控制差速计算，并将有关信息传送给中央控制器CPU；

b、装于自动导引车的电气自动控制系统装置的中央控制器CPU根据获取路径信息的路径偏移量，进行速度控制；

c、速度传感器根据作用在车轮和车身之间的一切力和力矩：支撑力、制动力和驱动力的车体理论，将有关的数据输送到上位监控系统，由上位监控系统自动控制自动导引车的行进。

本发明的优点在于：电磁导引装置主要优点是引线隐蔽，不易污染和破损，导引原理简单而可靠，便于控制和通讯，对声光无干扰，制造成本较低。

附图说明

图1为本发明车体上部与下部其中一个小车拆分结构示意图。

图2为本发明电磁导引原理示意图。

图3为本发明电磁导引工作路径框图。

附图序号含义：1.车体、11.装置、12.车身主体、13.控制面板、14.托举机构15.蓄电池、16.电池箱、17.车内电控柜；2.底盘框架、21.电磁感应导引传感器、22.电源拾取器（取电器）、23.驱动器框架、24.伺服电机.、25.驱动轮、26.同步带调整装置、27.同步带、28.同步带轮；31.地面、32金属线、33.导引频率；40.中央控制器CPU、41.横向偏移量、42.转向控制差速计算、43.路径信息、44.速度控制、45.速度传感器、46.车体理论方位、47.上位监控系统。

具体实施方式

如附图1所示，自动导引车的机械部分由上部的车体1和下部的底盘驱动装置2组成，其中，车体主要由用于在小车行进中保证安全的防护装置11，用于承载物件的车身主体12、用于小车电气控制、显示小车运行状态的控制面板13，设置于车体上部、用于完成装载物件或设置有专用支撑定位或限位的专用结构的托举机构14，用于电能储存的蓄电池15及电池箱16，用于自动电气控制的车内电控柜17构成；

底盘框架2由电磁感应导引传感器21、电源拾取器（取电器）22、驱动器框架23、伺服电机24、驱动轮25、同步带调整装置26、同步带27、同步带轮28组成；

在底盘框架2的下部安装两组四个驱动轮25，以及同步带调整装置26、同步带27和同步带轮28，构成每组的两个驱动轮25呈成平行状态的驱动结构、满足自动导引车的运行要求。

如附图2所示，在自动导引车的行驶路径的地面31上埋设金属线32，在金属线32加载导引频率33，通过对导引频率的识别来实现自动导引车的自动导引；在自动导引车设置有由感应线圈A和感应线圈B组成的电磁感应导引传感器21，通过比较其感应线圈A和感应线圈B中电磁信号的强弱得到电磁感应导引传感器21相对金属线32的偏移量，通过一定的导引计算后，将相关的数据传送到电气自动控制系统装置，动实现自动导引车的电磁导引。

如附图3所示，电磁导引装置的控制环节以中央控制器CPU 40为核心，获取电磁感应导引传感器21获得的横向偏移量41、转向控制差速计算42的控制信息；中央控制器CPU 40同时获取路径信息43、速度传感器45、车体理论方位46的信息，通过中央控制器CPU 40处理后，通过速度控制44环节进行速度控制，并将有关信息和数据传送给上位监控系统48。电磁导引装置的控制路径及方法如下：

a、电磁感应导引传感器21获得横向偏移量41，并由自动导引车电气自动控制系统装置进行转向控制差速计算42，并将有关信息传送给中央控制器CPU 40；

b、装于自动导引车的电气自动控制系统装置的中央控制器CPU 40根据获取路径信息43的路径偏移量，进行速度控制44；

c、速度传感器45根据作用在车轮和车身之间的一切力和力矩：支撑力、制动力和驱动力的车体理论值，将有关的数据输送到上位监控系统48，由上位监控系统自动控制自动导引车的行进。

自动导引车电磁导引装置路径对地面平整度要求不高，但在自动导引车行驶路径（导引线）的周围25cm的范围内不应有其他强磁物质存在，否则将影响导引效果和精度。

Claims (3)

1.一种用于非接触式供电自动导引车的电磁导引装置，主要由自动导引车的机械部分、非接触式电源供电系统、电气自动控制系统装置、安全保障系统装置和通讯系统装置所构成，其特征在于：进一步包括有用于自动导引车的电磁引导装置：

在自动导引车的行驶路径的地面（31）上埋设满足生产工艺要求、按照预定的工艺路线布置的金属线（32）；

在金属线（32）上加载导引频率（33），自动导引车上设置有对地面金属线（32）发出导引频率识别的电磁感应导引传感器（21），通过比较其线圈A和线圈B两电磁信号的强弱得到电磁感应导引传感器（21）相对地面金属线（32）的偏移量，通过自动导引车电气自动控制系统装置导引计算，实现自动导引车的电磁自动导引。

2.依据权利要求1所述的非接触式供电自动导引车的电磁导引装置，其特征在于：电磁感应导引传感器（21），包括前部驱动轮处的电磁感应导引传感器，以及后部驱动轮处的电磁感应导引传感器，在行驶过程中，自动导引车设于车内电控柜（17）的电气自动控制系统装置中的中央控制器不断读取前后实际位置坐标点数值，将计算的运行偏差转换成速度和转向的命令值、将相关的数据传送到随时修正和控制自动导引车在行走过程中产生偏差的电气自动控制系统装置的中央控制器。

3.依据权利要求1所述的非接触式供电自动导引车的电磁导引装置，其特征在于：非接触式供电自动导引车的电磁导引装置以中央控制器CPU（40）为核心，获取电磁感应导引传感器（21）提供的横向偏移量（41）、转向控制差速计算（42）的控制信息；获取路径信息（43）实现速度控制，并将有关信息和数据传送给上位监控系统（48）；电磁导引装置的控制路径及方法如下：

a、电磁感应导引传感器（21）获得横向偏移量（41），由电气自动控制系统装置进行转向控制差速计算（42），将有关信息传送给中央控制器CPU（40）；

b、装于自动导引车的电气自动控制系统装置的中央控制器CPU（40）根据获取路径信息（43）的路径偏移量，实现速度控制；

c、速度传感器（45）根据作用在车轮和车身之间的一切力和力矩：支撑力、制动力和驱动力的车体理论值，将有关的数据输送到上位监控系统（48），由上位监控系统自动控制自动导引车的行进。

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