CN104505893B - 一种agv小车无线充电单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种AGV小车无线充电单元，采用成熟的磁电转化无线充电技术，实现AGV小车的全自动供电管理，提高运行管理智能化和工作效率。其技术要点是：无线电源接收模块、无线供电模块分别安装在AGV小车、充电工位上，运行轨道与充电工位通过导向轨道连接，光电定位开关是无线供电模块的开关，计算机管理模块安装在AGV小车上，包含CCD识别装置，电源容量实时监控装置，计算机管理模块读取到路口转向识别标志，引导AGV小车进入导向轨道，识别充电工位识别标志，到达充电工位，继电器电路处于接通状态，接通充电线路，电池充电，当电池容量达到额定值，AGV小车离开充电工位，无线供电模块关闭，AGV小车经过岔路出口返回运行轨道。

Description

一种AGV小车无线充电单元
技术领域
本发明涉及一种AGV小车无线充电单元，属于装备制造技术领域。
背景技术
AGV小车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，是指装备有自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，AGV小车一般是以充电蓄电池为其动力来源，电池使用一段时间以后，需要对电池进行充电，补充能量，这就是AGV小车的电源管理，目前市场上一般采用半自动或人工管理的两种模式，半自动管理的模式需在小车装有电池能量检测电路，电池能量不足时，控制小车离开运行轨道，进入充电工位，然后由人工插上电源充电，充电结束后，再通过人工发出指令让小车回到运行轨道，人工管理模式就是定时给小车电池充电，比如利用车间晚上停工休息的时候，集中给小车电池充电。随着AGV小车的应用越来越普及，全自动电源管理模式也已经提上日程，采用无线供电技术易于实现全自动电源充电管理，目前主要有三种无线供电技术模型，磁电耦合、磁共振和射频无线供电，三种无线供电模式有关发明专利介绍如下：2011.12.14公开的一种磁共振无线供电电路(专利号：201010200474)，利用电磁波的共振进行电能传输，包括发送器和接收器，发送器包括振荡电路，驱动电路，辅助电路，控制模块，检测电路，调谐电容以及发送线圈，接收器包括接收线圈，整流电路，稳压电路，调谐电容。2011.08.03公开一种射频无线供电系统(专利号：201110089923)，可在较远距离内为物联网中低功耗节点提供安全稳定的无线供电。2012年10月16日公告的电动汽车、电动摩托车的无线供电驱动装置(专利号：CN201220527593.3)，在车轮轮胎内增设接收线圈，接收埋设于道路中的电磁振荡发射线圈发射出电能，实现电能从路面到电动汽车或电动摩托无线传输。
分析以上专利，磁共振和射频无线供电模式原理上没有问题，需要解决是安全频率问题、供电效率问题和实用价值问题，这些问题解决之前，基于磁共振和射频无线供电尚不能进入实质性的应用阶段，于目前已经达到实用程度的磁电转化模式，供电模块已经成熟，并且已经商品化，需要解决的技术就是如何在具体工程环境中应用的问题。
发明内容
本发明提出一种AGV小车无线充电单元，采用了成熟的磁电转换无线供电模式，应用在AGV小车的电源充电管理系统中，实现了AGV小车电源全自动管理模式，兼具有实用性、可行性和先进性。
本发明的技术方案为：一种AGV小车无线充电单元，包括无线供电模块、无线电源接收模块、光电定位开关、计算机管理模块、路口转向识别标志、充电工位识别标志、运行轨道、导向轨道组成，其特征在于：
无线电源接收模块安装在AGV小车上，无线供电模块安装在充电工位上，两者保持几何中心等高，运行轨道经一个岔路入口进入充电工位导向轨道，经过岔路出口返回运行轨道，路口转向识别标志设置在岔路入口；
充电工位识别标志是AGV小车在充电工位制动、停车和接通无线电源接收模块的标志，光电定位开关是启动和停止无线供电模块的开关，安装在充电工位上，光电定位开关的发射和接收模块分别安装在导向轨道的两侧；
计算机管理模块安装在AGV小车上，计算机管理模块由单片计算机、电池能量检测电路、CCD视觉识别装置、接口电路、继电器电路组成，电池能量检测电路将电池电压值转变成频率信号再转变成逻辑电平信号，经接口电路输入到单片计算机，单片计算机实时监控电池压降的变化(计算机管理模块实时的检测动力电池的剩余能量，低于规定值，启动自动充电模式)；CCD视觉识别装置是单片计算机的信号输入端，CCD视觉识别装置由CCD摄像头、图像采集卡组成，CCD摄像头通过识别路口转向识别标志及充电工位识别标志，通过图像采集卡传递识别信号至单片计算机；
继电器电路控制无线电源接收模块和电池之间的充电线路，单片计算机通过CCD视觉识别装置读取到路口转向识别标志，控制AGV小车减速，引导AGV小车进入导向轨道，到达充电工位，同时发出控制指令使继电器电路处于接通状态，接通无线电源接收模块和电池之间的充电线路(检测无线供电电路强度，最大强度位置也就是无线供电模块和无线电源接收模块基本对齐的位置，AGV小车制动停止)；无线供电模块开始为电池充电，电池能量检测电路检测电池，当电池容量达到额定值，单片计算机切断继电器电路，控制AGV小车离开充电工位，光电定位开关发出信号关闭无线供电模块，AGV小车经过岔路出口返回运行轨道。
充电工位导向轨道及运行轨道为条状彩色胶带，路口转向识别标志和充电工位识别标志为彩色胶带条形码，均通过不干胶固定在路面上。
有益效果：本发明一种AGV小车无线充电单元基于成熟的磁电转换技术，实现AGV小车全自动电源管理，提高了AGV小车运行和电池使用效率；采用成熟的磁电转化无线充电技术，商品化的无线供电模块和接收模块，使装置的研发周期短，工作稳定可靠，易维护保养，通过工位识别标识对小车进行定位，通过光电定位开关调节无线供电模块和无线电源接收模块之间的间隙，使之达到最佳的充电效率，小车的轨迹控制和电源管理共用一台单片计算机，节约成本。
附图说明
附图1是AGV小车无线充电单元位置布置示意图；
附图2是AGV小车无线充电单元电气原理示意图；
附图3是AGV小车无线充电单元控制电路原理示意图。
具体实施方式
结合附图1、附图2和附图3，进一步描述本发明专利如下：一种AGV小车无线充电单元，由无线供电模块3、无线电源接收模块4、光电定位开关1、计算机管理模块18、路口转向识别标志6、充电工位识别标志2、运行轨道9、充电工位导向轨道5组成，
无线电源接收模块4安装在AGV小车9上，无线供电模块3安装在充电工位上，两者保持几何中心等高，运行轨道9经一个岔路入口进入充电工位导向轨道5，经过岔路出口返回运行轨道9，路口转向识别标志6设置在岔路入口；
充电工位识别标志2是AGV小车在充电工位制动、停车和接通无线电源接收模块的标志，光电定位开关1是启动和停止无线供电模块的开关，安装在充电工位上，光电定位开关的发射和接收模块分别安装在导向轨道的两侧；
计算机管理模块18由单片计算机15、电池能量检测电路12、CCD视觉识别装置、接口电路17、继电器电路J1组成，CCD视觉识别装置由CCD摄像头7、图像采集卡16组成，
电池能量检测电路12将电池电压值转变成频率信号再转变成逻辑电平信号，经接口电路17输入到单片计算机15，单片计算机15实时监控电池压降的变化；CCD视觉识别装置(CCD摄像头7、图像采集卡16)是单片计算机的信号输入端，CCD摄像头7通过识别路口转向识别标志6及充电工位识别标志2，通过图像采集卡16传递识别信号至单片计算机15；
继电器电路J1控制无线电源接收模块4和电池之间的充电线路，单片计算机通过CCD视觉识别装置读取到路口转向识别标志6，控制AGV小车8减速，引导AGV小车8进入导向轨道，到达充电工位，遇到光电定位开关1，AGV小车8遮挡住其光路使其发出k1触点闭合信号，继电器线圈C带电，触点C1闭合，外部电源经变压器10和整流电路11向无线供电模块3供电；计算机管理模块18读取到路口转向识别标志6后，同时发出控制指令使继电器电路J1处于接通状态，接通无线电源接收模块4和电池13之间的充电线路；无线供电模块4开始为电池13充电，电池能量检测电路12检测电池，当电池13容量达到额定值，单片计算机17切断继电器电路J1，控制AGV小车8离开充电工位，光电定位开关1发出信号(k1切断)关闭无线供电模块3，AGV小车8经过岔路出口返回运行轨道9。
所述的充电工位导向轨道5及运行轨道9为条状彩色胶带，路口转向识别标志6和充电工位识别标志2为彩色胶带条形码，均通过不干胶固定在路面上。

Claims (2)

1.一种AGV小车无线充电单元，包括无线供电模块、无线电源接收模块、光电定位开关、计算机管理模块、路口转向识别标志、充电工位识别标志、运行轨道、充电工位导向轨道组成，其特征在于：
无线电源接收模块安装在AGV小车上，无线供电模块安装在充电工位上，两者保持几何中心等高，运行轨道经一个岔路入口进入充电工位导向轨道，经过岔路出口返回运行轨道，路口转向识别标志设置在岔路入口；
充电工位识别标志是AGV小车在充电工位制动、停车和接通无线电源接收模块的标志，光电定位开关是启动和停止无线供电模块的开关，安装在充电工位上，光电定位开关的发射和接收模块分别安装在导向轨道的两侧；
计算机管理模块安装在AGV小车上，计算机管理模块由单片计算机、电池能量检测电路、CCD视觉识别装置、接口电路、继电器电路组成，电池能量检测电路将电池电压值转变成频率信号再转变成逻辑电平信号，经接口电路输入到单片计算机，单片计算机实时监控电池压降的变化；CCD视觉识别装置是单片计算机的信号输入端，CCD视觉识别装置由CCD摄像头、图像采集卡组成，CCD摄像头通过识别路口转向识别标志及充电工位识别标志，通过图像采集卡传递识别信号至单片计算机；
继电器电路控制无线电源接收模块和电池之间的充电线路，单片计算机通过CCD视觉识别装置读取到路口转向识别标志，控制AGV小车减速，引导AGV小车进入导向轨道，到达充电工位，同时发出控制指令使继电器电路处于接通状态，接通无线电源接收模块和电池之间的充电线路；无线供电模块开始为电池充电，电池能量检测电路检测电池，当电池容量达到额定值，单片计算机切断继电器电路，控制AGV小车离开充电工位，光电定位开关发出信号关闭无线供电模块，AGV小车经过岔路出口返回运行轨道。
2.根据权利要求1所述的一种AGV小车无线充电单元，其特征在于：充电工位导向轨道及运行轨道为条状彩色胶带，路口转向识别标志和充电工位识别标志为彩色胶带制成的条形码，通过不干胶固定在相应位置的路面上。
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