CN103558853A - 自由路径下能自动升降agv控制系统 - Google Patents

Abstract

为了提高AGV的控制度，本发明提供了一种自由路径下能自动升降AGV控制系统，包括：AGV控制模块、信息存储模块、数据发射模块、AGV执行模块和手持终端；手持终端向所述AGV控制模块输入指令，AGV控制模块检测和控制AGV执行模块运行状态，AGV执行模块执行行驶、无级升降和装卸动作，信息存储模块保存AGV控制模块、AGV执行模块及手持终端的指令和信息，数据发射模块将上述信息发送到上位机，每个从无线信号收发器ID号各自相互独立，AGV执行模块的ID号也相互独立，AGV执行模块由AGV无线行驶控制装置、AGV无线无级升降控制装置和AGV无线装卸控制装置组成。具有稳定性高、操作实用性强。

Description

自由路径下能自动升降AGV控制系统

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，涉及一种自动控制装置，更具体地，涉及一种具有自由路径、无级升降和自动装卸功能的AGV控制系统。

背景技术

自动引导小车（automated guided vehicle，简称AGV），也称作无人搬运车，在工业领域被广泛应用于生产现场货物运送。然而，目前，在应用过程中，AGV是以设定的速度在具有电磁或光学等自动导引装置的轨道上来回运动或停止在某个位置，行驶路径固定，用户只能选择启动或停止AGV的运动，而无法根据实际需求对AGV的运动路径进行灵活控制。现有大部分AGV是需要人现场操控，对于一些工业环境复杂或危险的场合，无法实现远程控制；AGV各个机构部分运行非独立的，不能够同时运作各个机构部分，无法满足高要求的应用场合。

中国专利申请CN201110130015.6公开了一种分布式结构的AGV控制平台，包括由LIN总线双向数据通信相连的一个主节点和三个从机节点，且三个从机节点相互独立，均具有用于与主节点基于LIN总线通信的LIN接口模块和特定的本地标识符；其中主节点包含主控制板、LIN接口模块、红外循迹模块、电机驱动模块及供能模块；而三个从机节点分别包含控制并反馈AGV运行以及采集轨迹信息供主节点程序处理的从控制板、超声波避障模块、温度检测模块、小车加速度测倾模块、小车红外左轮测速模块、电量检测模块和小车红外右轮测速模块。虽然这类控制平台能够实现一定程度的自动控制，但是其无法自由改变方向。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种自由路径下能自动升降AGV控制系统。该系统不仅能利用无线控制AGV进行自由路径下行驶，而且可以同时控制AGV的自由升降和自动装卸，以此提高工作效率，满足高要求的场合。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种自由路径下能自动升降AGV控制系统，包括：AGV控制模块、信息存储模块、数据发射模块、AGV执行模块和手持终端；其中：所述手持终端向所述AGV控制模块输入指令，所述AGV控制模块检测和控制AGV执行模块运行状态，所述AGV执行模块执行行驶、无级升降和装卸动作，所述信息存储模块保存AGV控制模块、AGV执行模块及手持终端的指令和信息，所述数据发射模块将上述信息发送到上位机，所述每个从无线信号收发器的ID号各自相互独立，AGV执行模块的ID号也相互独立，所述AGV执行模块由AGV无线行驶控制装置、AGV无线无级升降控制装置和AGV无线装卸控制装置组成。

进一步地，所述AGV控制模块包括：一个无线信号收发器、多个从无线信号收发器、一个无线信号发射器和有线手持发射器。其中，主无线信号收发器接收操作终端的指令，相应地对从无线信号收发器发出控制信息，检测和控制AGV执行模块运行状态，接收从无线信号收发器的反馈信息，从无线信号收发器对AGV执行模块发出指令和接收反馈信息。

进一步地，所述信息存储模块保存的信息包括手持终端ID号、多个从无线信号收发器ID号和AGV执行模块ID号。

进一步地，所述手持终端由无线操作终端和有线操作终端组成。

进一步地，所述信息存储模块包括：CPU控制模块、信息安全模块、存储模块和接口模块。所述信息存储模块保存AGV控制模块信息、AGV执行模块的运行状态信息、手持终端的输入指令。

进一步地，所述数据发射模块设置有CPU控制模块、通讯模块、信息安全模块、存储模块和接口模块。所述数据发射模块通过使用有线通讯方式或无线通讯方式与上位机进行通信。其中，有线通讯方式通信时，数据发射模块通过检测AGV控制模块采集AGV执行模块的运行状态信息，并根据接收到的手持终端的指令，通过RS232串口将采集到的数据发送至上位机；采用无线通讯方式通信时，数据发射模块利用无线通信模块，采用IP通讯方式的通讯接口，通过GPRS无线传输数据至上位机，实现人机交互。

进一步地，所述AGV执行模块中，AGV无线行驶控制装置控制AGV的行驶方向，AGV的行驶方向有前进、后退、向左和向右，行驶路径为自由路径，且采用有人无线操作或有线操作两种方式；AGV无线无级升降控制装置控制AGV的无级上下升降，采用无级方法控制升降，同时自由保留行程开关位置，根据具体应用对象可设置相应的行程开关；AGV无线装卸控制装置控制AGV自动装卸货物，实施AGV自动装货或自动卸货。

进一步地，所述手持终端包括无线操作终端和有线操作终端。本发明主要采用无线操作终端，有线操作终端作为备用设备。无线操作终端采用按键方式对AGV控制模块输入指令，各个按键操控相对应的AGV执行模块中各个装置，各个装置相互独立运行。

进一步地，在所述AGV无线行驶控制装置设置有由前轮和后轮组成AGV的行驶方向机构，AGV控制模块接收来自无线操作终端的指令，控制方向电机模块的运行，实现AGV的前进、后退、向左和向右操作。

进一步地，所述AGV无线无级升降控制装置设置有：起落架、电机模块、第二控制模块和底板构成的升降机构，第二控制模块接收来自无线操作终端的指令，控制电机模块的正反转，驱动起落架的快速上升或下降，实现AGV的无级升降操作。

进一步地，所述AGV无线装卸控制装置设置有：控制电机模块、滚轴和挡板构成的装卸机构，控制电机模块接收来自无线操作终端的指令，控制滚轴的正反转，货物从挡板进出，实现AGV的装卸操作。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1、本系统稳定性高、系统操作的实用性强，可广泛适用于工业及其他应用领域。

2、本系统充分考虑了系统的实用性和应用场合的复杂性，采用无线或有线两种控制，本发明主要采用无线控制，能够通过无线或有线发送控制指令，可对AGV进行有选择地实施操作控制AGV与已有相比行驶是自由路径，非固定路径才能行驶，使得AGV行驶路径控制更加灵活。

3、本系统对于升降部分采用无线无级升降控制，可在任何可控高度进行升降，速度快、定位准确，同时保留行程开关预留口，能够满足特殊的应用场合，使得应用范围更广。

4、本系统通过实现AGV无线自动装卸，大大简化人工装卸带来的不变，提高了AGV的工作效率，同时行驶路径控制、无级升降控制和无线自动装卸三者相互独立运行，可同时运行各个部分不受影响和干扰，可操控性和实时性更强。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的控制系统的组成框图；

图2为根据本发明的一个实施例的控制模块的组成框图；

图3为根据本发明的一个实施例的信息存储模块的组成框图；

图4为根据本发明的一个实施例的数据发射模块的组成框图；

图5为根据本发明的一个实施例的AGV执行模块组成示意图；

图6为根据本发明的一个实施例的系统工作流程图；

图7为根据本发明的一个实施例的AGV整车结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，详细说明本发明的实施例。

参见图1，示出了本发明的自由路径下能自动升降AGV控制系统的具体组成。该自由路径下能自动升降AGV控制系统包括：AGV控制模块、信息存储模块、数据发射模块、AGV执行模块和手持终端。其中：所述手持终端向所述AGV控制模块输入指令，所述AGV控制模块检测和控制AGV执行模块运行状态，所述AGV执行模块执行行驶、无级升降和装卸动作，所述信息存储模块保存AGV控制模块、AGV执行模块及手持终端的指令和信息，所述数据发射模块将上述信息发送到上位机，所述AGV执行模块由AGV无线行驶控制装置、AGV无线无级升降控制装置和AGV无线装卸控制装置组成。

参见图2，示出了根据本发明的一个实施例的控制模块的组成框图。AGV控制模块包括一个主无线信号收发器、多个从无线信号收发器、一个无线信号发射器和有线手持发射器，主无线信号收发器接收控制终端的指令信息，相应地对从无线信号收发器发出控制信息，检测和控制AGV执行模块运行状态，接收从无线信号收发器的反馈信息，从无线信号收发器对AGV执行模块发出指令和接收反馈信息。从无线信号收发器具有两种作用：一种是向各个装置发射指令，另一种是向主无线信号收发器反馈AGV执行模块信息。

其中，从无线信号发射器具有两种作用：一种是向各个装置发射指令，另一种是向主无线信号收发器反馈AGV执行模块信息。

在一个优选的实施例中，从无线信号收发器的数量为3。主无线信号收发器允许3个从无线信号收发器同时收发，并与AGV执行模块内各个装置同时运行。3个从无线信号收发器收发各自独立，AGV执行模块内各个装置运行各自独立。

参见图3，示出了根据本发明的一个实施例的信息存储模块的组成框图。信息存储模块包括：CPU控制模块、信息安全模块、存储模块和接口模块。所述信息存储模块保存AGV控制模块信息（该AGV控制模块信息包括主无线信号收发器接收来自手持终端输入指令和从无线信号收发器的反馈信息）、AGV执行模块的运行状态信息（包括AGV行驶状态，AGV升降位置，AGV装卸量）、手持终端的输入指令（包括无线信号发射器的输入指令或有线手持装置的输入指令）。信息安全模块、存储模块和接口模块可以分别由不同的存储器件或存储电路构成，也可以在同一存储器件或存储电路上实现。在一个实施例中，CPU控制模块采用存储读写控制芯片，实现对信息安全模块、存储模块和接口模块的读写操作，用以保存或读取数据。

本实施例中，信息存储模块保存的信息包括手持终端ID号、多个从无线信号收发器ID号和AGV执行模块ID号。每个从无线信号收发器ID号各自相互独立，AGV执行模块的ID号也相互独立。

参见图4，示出了根据本发明的一个实施例的数据发射模块的组成框图。数据发射模块包括：CPU控制模块、通讯模块、信息安全模块、存储模块、接口模块。所述数据发射模块通过使用有线通讯方式或无线通讯方式与上位机进行通信。其中，有线通讯方式通信时，数据发射模块通过检测AGV控制模块采集AGV执行模块的运行状态信息，并根据接收到的手持终端的指令，通过RS232串口将采集到的数据发送至上位机；采用无线通讯方式通信时，数据发射模块利用无线通信模块，采用IP通讯方式的通讯接口，通过GPRS无线传输数据至上位机，实现人机交互。

参见图5，示出了根据本发明的一个实施例的AGV执行模块的组成框图。AGV执行模块中，AGV无线行驶控制装置控制AGV小车的行驶方向，本发明采用的是自由路径，自由路径是采用有人操作的无线或有线控制方式；AGV无线无级升降控制装置控制AGV的无级上下升降，采用无级方法控制升降，同时自由保留行程开关，根据具体应用对象可设置相应的行程开关位置；AGV无线装卸控制装置控制AGV自动装卸货物。

本实施例中，手持终端包括无线操作终端和有线操作终端。根据本发明的一个优选的实施例，主要采用无线操作终端，有线操作终端作为备用设备。在本发明的各实施例中，无线操作终端采用按键方式对AGV控制模块输入指令，各个按键操控相对应的AGV执行模块中的各个装置，且各个装置相互独立运行。

图6是自由路径下能自动升降AGV控制系统的工作流程图。对于AGV的无线操作，关键是要保证无线指令的正确执行。具体工作流程如下：

（1）系统进行初始化，包括各电路和器件的上电初始化和执行机构的位置初始化。初始化结束后，进入待机状态。

（2）选择操作平台。如果选用有线操作平台，则进行相应的有线操作。根据图6的实施例，选用无线操作平台后再进行下一步操作。

（3）对AGV工作电源的状态进行检测：AGV工作电源达不到要求时，对其进行相应的充电，若满足工作要求对其进行下一步操作。

（4）完成电源检测操作之后，再对AGV进行操作，AGV无线装卸操作、AGV无线无级升降操作和AGV无线行驶操作三者可同时进行，具体操作终端在按键的设置上确保三种操作相互独立，且各自工作不会彼此产生干扰和影响。

例如，控制模块检测到AGV无限装卸操作指令后，对应AGV装卸机构执行装货或者卸货的无线操作。控制模块检测到AGV无线无级升降操作指令后，对应AGV升降机构执行无级升或降的无线操作。控制模块检测到AGV无线行驶操作指令后，对应AGV行驶机构执行前进、后退、向左和向右等的无线行驶操作；若无操作指令的输入则处于待机状态。

图7是AGV整车结构示意图。自由路径下能自动升降AGV控制系统包括：控制电机模块1、滚轴2、挡板3、起落架4、电机模块5、前轮6、底板7、后轮8、AGV控制模块9、方向电机模块10、挡板11、电源模块12和第二控制模块13。

所述AGV无线行驶控制装置设置有由前轮6和后轮8组成AGV的行驶方向机构，AGV控制模块9接收来自无线操作终端的指令，控制方向电机模块10的运行，实现AGV的前进、后退、向左和向右操作。

所述AGV无线无级升降控制装置设置有：起落架4、电机模块5、第二控制模块13和底板7构成的升降机构，第二控制模块13接收来自无线操作终端的指令，控制电机模块5的正反转，驱动起落架4的快速上升或下降，实现AGV的无级升降操作。

所述AGV无线装卸控制装置设置有：控制电机模块1、滚轴2和挡板3构成的装卸机构，控制电机模块1接收来自无线操作终端的指令，控制滚轴2的正反转，货物从挡板3进出，实现AGV的装卸操作，整个系统的供电部分由电源模块12承担。

当控制电机模块1接收到无线操作终端的装货指令时，滚轴2组会同时向左转动，货物通过挡板3进入滚轴2的上方，货物接近预定位置时控制电机停止滚轴，当控制电机模块1接收到无线操作终端的卸货指令时，滚轴2组会同时向右转动，货物运动离开挡板3位置时控制电机停止滚轴；AGV控制模块9接收到无线操作终端的前进指令时，由方向电机模块10驱动后轮8向右转动，带动前轮6的前进，AGV控制模块9接收到无线操作终端的后退指令时，由方向电机模块10驱动后轮8向左转动，带动前轮6的后退，AGV控制模块9接收到无线操作终端的向左指令时，由方向电机模块10驱动两个后轮8，其中左侧后轮速度低于右侧后轮速度，带动前轮6实现向左的操作，AGV控制模块9接收到无线操作终端的向右指令时，由方向电机模块10驱动两个后轮8，其中左侧后轮速度大于右侧后轮速度，带动前轮6实现向右的操作；第二控制模块13接收到无线操作终端的升起指令时，由电机模块5控制电机正转驱动起落架4实施向上操作，达到最高位置时第二控制模块13会自动控制电机停止转动，第二控制模块13接收到无线操作终端的降落指令时，由电机模块5控制电机反转驱动起落架4实施向下操作，达到最低位置时第二控制模块13会自动控制电机停止转动；整个AGV控制系统由电源模块12供电，内置可充电铅蓄电池。挡板11可适度调整角度，满足不同场合对其要求。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解及应用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易对这些实施例做出各种修改，并把此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例。本领域技术人员根据发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自由路径下能自动升降AGV控制系统，包括：AGV控制模块、信息存储模块、数据发射模块、AGV执行模块和手持终端；其特征在于，所述手持终端向所述AGV控制模块输入指令，所述AGV控制模块检测和控制AGV执行模块运行状态，所述AGV执行模块执行行驶、无级升降和装卸动作，所述信息存储模块保存AGV控制模块、AGV执行模块及手持终端的指令和信息，所述数据发射模块将上述信息发送到上位机，所述AGV执行模块由AGV无线行驶控制装置、AGV无线无级升降控制装置和AGV无线装卸控制装置组成，所述每个从无线信号收发器的ID号各自相互独立，AGV执行模块的ID号也相互独立。

2.根据权利要求1所述的自由路径下能自动升降AGV控制系统，其特征在于，所述AGV控制模块包括：一个无线信号收发器、多个从无线信号收发器、一个无线信号发射器和有线手持发射器。

3.根据权利要求1所述的自由路径下能自动升降AGV控制系统，其特征在于，所述手持终端由无线操作终端和有线操作终端组成。

4.根据权利要求1-3之一所述的自由路径下能自动升降AGV控制系统，其特征在于，所述信息存储模块包括：CPU控制模块、信息安全模块、存储模块和接口模块。

5.根据权利要求1-3之一所述的自由路径下能自动升降AGV控制系统，其特征在于，所述数据发射模块设置有CPU控制模块、通讯模块、信息安全模块、存储模块和接口模块。

6.根据权利要求1-3之一所述的自由路径下能自动升降AGV控制系统，其特征在于，所述AGV执行模块中，AGV无线行驶控制装置控制AGV的行驶方向，AGV的行驶方向有前进、后退、向左和向右，行驶路径为自由路径，且采用有人无线操作或有线操作两种方式；AGV无线无级升降控制装置控制AGV的无级上下升降，采用无级方法控制升降，同时自由保留行程开关位置，根据具体应用对象可设置相应的行程开关；AGV无线装卸控制装置控制AGV自动装卸货物，实施AGV自动装货或自动卸货。

7.根据权利要求1-3之一所述的自由路径下能自动升降AGV控制系统，其特征在于，所述手持终端包括无线操作终端和有线操作终端。

8.根据权利要求1-3之一所述的自由路径下能自动升降AGV控制系统，其特征在于，在所述AGV无线行驶控制装置设置有由前轮和后轮组成AGV的行驶方向机构，实现AGV的前进、后退、向左和向右操作。

9.根据权利要求1-3之一所述的自由路径下能自动升降AGV控制系统，其特征在于，所述AGV无线无级升降控制装置设置有：起落架、电机模块、第二控制模块和底板构成的升降机构，第二控制模块接收来自无线操作终端的指令，控制电机模块的正反转，驱动起落架的快速上升或下降，实现AGV的无级升降操作。

10.根据权利要求1-3之一所述的自由路径下能自动升降AGV控制系统，其特征在于，所述AGV无线装卸控制装置设置有：控制电机模块、滚轴和挡板构成的装卸机构，控制电机模块接收来自无线操作终端的指令，控制滚轴的正反转，货物从挡板进出，实现AGV的装卸操作。

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