CN105867384B - 一种柔性传输的智能车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能流转设备技术领域，具体指一种柔性传输的智能车；包括传输平台，传输平台上设有N个可水平转动的滚轴，所述传输平台下方设有位移机构，位移机构与传输平台之间连接有升降调节装置；所述传输平台内设有传输同步电机、车载电源和主控装置，传输平台上设有无线通信模块和定位模块，无线通信模块和定位模块通过线路分别连接主控装置；本发明结构合理，传输平台具有转速可控的滚轴、全向轮移动和高度调节功能；分配一定数量的柔性传输智能车达到指定位置，各传输平台上的滚轴以同一速度和方向匀速转动，实现物品传输链条的组建；输送完毕后，回到非工作区进入休眠状态等待被激活；使物品流转变得更加灵活、高效和便捷。

Description

一种柔性传输的智能车

技术领域

本发明涉及智能流转设备技术领域，具体指一种柔性传输的智能车。

背景技术

目前在工业生产和日常生活中广泛应用的传输装置仍然是带式传输机。带式输送机是以摩擦驱动的连续方式运输物料；它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送，其具有输送能力强，输送距离远，结构简单方便维护等特点,在各个行业中被普遍使用。但是带式传输机也有较多的缺陷，如：皮带容易打滑、皮带容易受磨损、皮带容易断裂、体积较大移动不够灵活且在较小的空间内无法使用、输送距离固定无法调节等。而滚轴输送机能很好的满足大质量或高温产品的转运需求，由于其滚轴的传递间距固定，不同体积的产品转运适应性不强，因此多应用于冶金领域的前端初加工环节。上述两种传输机都存在输送轨迹固定，需要占用较多的生产空间，且实际生产环境中各种设备和布局情况较为复杂，固定线路的传输机线路调整不便。因此，有必要对现有技术进行改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、使用方便、周转灵活的柔性传输的智能车。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的一种柔性传输的智能车，包括传输平台，传输平台上设有N个可水平转动的滚轴，N为大于4的整数，所述传输平台下方设有位移机构，位移机构与传输平台之间连接有升降调节装置；所述传输平台内设有传输同步电机、车载电源和主控装置，传输同步电机分别与N个滚轴传动连接，所述主控装置通过线路分别连接位移机构、升降调节装置、传输同步电机和车载电源，传输平台上设有无线通信模块和定位模块，无线通信模块和定位模块通过线路分别连接主控装置。

根据以上方案，所述位移机构包括四个支撑轴杆，支撑轴杆的下端设有万向轮，万向轮上设有轮毂电机；所述四个支撑轴杆的上端分别与升降调节装置转动连接，且任一支撑轴杆与升降调节装置之间均设有独立的转向电机，所述转向电机、轮毂电机分别通过线路与主控装置连接。

根据以上方案，所述升降调节装置包括四个直线电机，四个直线电机分别与对应的支撑轴杆转动连接，直线电机上设有与传输平台连接的升降轴，直线电机通过线路与主控装置连接。

根据以上方案，所述主控装置包括处理器和FPGA逻辑电路，FPGA逻辑电路通过线路分别连接传输同步电机、轮毂电机、转向电机和直线电机，所述无线通信模块、处理器、FPGA逻辑电路通过线路依次连接。

根据以上方案，所述定位模块包括RFID模块、距离传感器和电磁吸盘，传输平台的前后两端分别设有一组距离传感器和电磁吸盘，RFID模块、距离传感器和电磁吸盘分别通过线路与处理器连接。

本发明有益效果为：本发明结构合理，传输平台具有转速可控的滚轴传输物品，传输平台具有全向轮移动和高度调节功能；通过在上位机中设定任务，分配一定数量的柔性传输智能车达到指定位置，处理器可以根据传输过程起始点和终止点的位置规划最优路径后按照一定的顺序进行直线编队连接，编队完成后将所有的车轮置于制动状态，且调节传输平台高至合适的位置，各传输平台上的滚轴以同一速度和方向匀速转动，实现物品传输链条的组建；当物品输送完毕后，解散编队依次回到非工作区进入休眠状态，等待被激活；从而使工厂中的物品传输变得更加灵活、高效和便捷，对智能工厂的发展有较大的推动。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的各部件的架构关系示意图。

图中：

1、传输平台；2、位移机构；3、升降调节装置；11、滚轴；12、传输同步电机；13、车载电源；14、无线通信模块；15、距离传感器；16、电磁吸盘；17、RFID模块；21、支撑轴杆；22、转向电机；23、万向轮；24、轮毂电机；31、升降轴；32、直线电机；41、处理器；42、FPGA逻辑电路。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1所示，本发明所述的一种柔性传输的智能车，包括传输平台1，传输平台1上设有N个可水平转动的滚轴11，N为大于4的整数，所述传输平台1下方设有位移机构2，位移机构2与传输平台1之间连接有升降调节装置3；所述传输平台1内设有传输同步电机12、车载电源13和主控装置4，传输同步电机12分别与N个滚轴11传动连接，N个滚轴11以同一方向同一速度在传输平台1进行转动，且M个传输平台1依次连接后M*N个同向同速的滚轴11组成传送链，实现从起始端至终止端之间的物品流转，所述主控装置4通过线路分别连接位移机构2、升降调节装置3、传输同步电机12和车载电源13，传输平台1上设有无线通信模块14和定位模块，无线通信模块14和定位模块通过线路分别连接主控装置4，本发明采用的无线通信模块14，可进行指令数据的收发、实现与云端通信，无线通信模块14通过云端接收用户设定的任务并将数据输入主控装置4中，也可以将智能车的工作参数发送至云端。

所述传输平台1通过N个采用摩擦系数较大的滚轴11组成单个独立的传输装置即智能车，在本实施例中N取值为8，且N个滚轴11之间的间距可根据实际需求进行配置；智能车具有位移机构2实现非工作区与工作区之间的自行走，升降调节装置3可改变传输平台1的传输高度从而满足使用需求；在实际应用中，通过上位机可以同时对M个智能车上的主控装置4设定任务，M个智能车接收指令后采用依次追逐的方式自行运动到指定位置，主控装置4根据传输过程起始点和终止点的位置规划最优路径后，M个智能车进行编号，采用追逐的方式紧跟上一小车运动轨迹，依次运动至传输最优路径上进行编队，完成后将所有智能车的位移机构2切换到制动状态，并调节传输平台1高至合适的位置，各传输平台1上的滚轴11以同一速度和方向匀速转动，从而实现智能化的产品流转线布置。当传输任务完毕后，通过上位机或终端对主控装置4下达指令后，M个智能车解散编队依次回到非工作区进入休眠状态，等待下一次被激活；这就使工厂中的物品传输变得更加灵活、高效和便捷，对智能工厂的发展有较大的推动。

所述位移机构2包括四个支撑轴杆21，支撑轴杆21的下端设有万向轮23，万向轮23上设有轮毂电机24；所述四个支撑轴杆21的上端分别与升降调节装置3转动连接，且任一支撑轴杆21与升降调节装置3之间均设有独立的转向电机22，本发明采用轮毂电机24驱动万向轮23实现位移，可简化智能车的机械结构，通过独立的转向电机22使运动更加灵活；所述转向电机22、轮毂电机24分别通过线路与主控装置4连接。

所述升降调节装置3包括四个直线电机32，四个直线电机32分别与对应的支撑轴杆21转动连接，直线电机32上设有与传输平台1连接的升降轴31，直线电机32通过线路与主控装置4连接；所述直线电机32可将电能直接转换成直线运动机械能，改变传输平台1的自身高度，而不需要任何中间转换机构的传动装置，简化了机械结构。

如图2所示，所述主控装置4包括处理器41和FPGA逻辑电路42，FPGA逻辑电路42通过线路分别连接传输同步电机12、轮毂电机24、转向电机22和直线电机32上的驱动电路，各电机上具有独立且对应的驱动电路，如轮毂电机24采用的变频器；所述处理器41发出的控制信号经FPGA逻辑电路42输出PWM信号，实现对传输同步电机12控制从而达到对滚轴11的控制、对轮毂电机24的控制从而改变智能车的行进状态和制动状态、对转向电机22的控制从而改变智能车的行进方向、对直线电机32的控制从而改变传输平台1的高度位置调整。

所述无线通信模块14、处理器41、FPGA逻辑电路42通过线路依次连接，无线通信模块14可进行指令数据的收发、实现与云端通信，无线通信模块14通过云端接收用户设定的任务并将数据输入处理器41中，也可以将智能车的工作参数发送至云端，无线通信模块14可以采用WiFi模块或者4G通讯模块，可以使用互联网和服务器作为云端为智能车提供云服务，用户可以通用PC、手机等移动终端访问智能车的工作状态和下达智能车任务。

所述定位模块包括RFID模块17、距离传感器15和电磁吸盘16，传输平台1的前后两端分别设有一组距离传感器15和电磁吸盘16，RFID模块17、距离传感器15和电磁吸盘16分别通过线路与处理器41连接；所述RFID模块17实现智能车自身的定位，距离传感器15检测前后两个智能车首尾之间的距离，通过A/D模数转换后将数据传输至处理器4中，当距离较短时，处理器4输出信号电磁吸盘16导电将前后两个智能车连接呈一体。

本发明的工作流程如下：

开始进行初始化之后，所有的智能车按照顺序进行排列编号，处理器41读取无线通信模块14的输入数据然后根据设定的物品传输起始点和终止点，通过RFID模块17进行自身定位，并规划出智能车移动到起始点以及物品传输过程的最佳路径，然后主控装置4根据最佳路径给出各电机的驱动信号通过总线方式发送至FPGA逻辑电路42，FPGA逻辑电路42产生PWM信号控制智能车，实现其运动方向、转向和升降柱的高度调节；然后M个智能车按编号依次采用追逐的方式紧跟前一个智能车的运动轨迹，运动至最佳传输路径上依次按直线排列；主控装置4将各电机的实时运动参数发送至无线通信模块14，然后上传至云端，可以方便用户进行实时监测；接下来主控装置4读取距离传感器数据，当两车首尾距离小于2cm时，电磁吸盘16通电工作，两辆小车紧密的连接在一起；最后主控装置4发送轮毂电机24、直线电机32的制动信号给FPGA逻辑电路42，使万向轮23处于制动状态，升降轴31高度固定，传输同步电机12带动滚轴11同步转动，智能车开始正常进行物品的传输。

当不再需要传输物品时，智能车运动至非工作区域进入休眠状态，用户通过移动设备设定智能车回到非工作区域命令时，主控装置4读取无线通信模块14数据，然后通过RFID模块17进行自身定位并规划出移动到非工作区域的最佳路径，然后将各电机驱动信号发送至FPGA逻辑电路42，然后M个智能车按编号依次采用追逐的方式紧跟前一个智能车的运动轨迹，依次回到非工作区域，并将智能车的实时运动参数发送至无线通信模块14上传至云端。最后主控装置4发送传输同步电机12、轮毂电机24、直线电机32的制动信号给FPGA逻辑电路42，使万向轮23处于制动状态，小车处于制动状态后进入休眠模式。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (1)

1.一种柔性传输的智能车，包括传输平台（1），传输平台（1）上设有N个可水平转动的滚轴（11），N为大于4的整数，其特征在于：所述传输平台（1）下方设有位移机构（2），位移机构（2）与传输平台（1）之间连接有升降调节装置（3）；所述传输平台（1）内设有传输同步电机（12）、车载电源（13）和主控装置（4），传输同步电机（12）分别与N个滚轴（11）传动连接，所述主控装置（4）通过线路分别连接位移机构（2）、升降调节装置（3）、传输同步电机（12）和车载电源（13），传输平台（1）上设有无线通信模块（14）和定位模块，无线通信模块（14）和定位模块通过线路分别连接主控装置（4）；

所述位移机构（2）包括四个支撑轴杆（21），支撑轴杆（21）的下端设有万向轮（23），万向轮（23）上设有轮毂电机（24）；所述四个支撑轴杆（21）的上端分别与升降调节装置（3）转动连接，且任一支撑轴杆（21）与升降调节装置（3）之间均设有独立的转向电机（22），所述转向电机（22）、轮毂电机（24）分别通过线路与主控装置（4）连接；

所述升降调节装置（3）包括四个直线电机（32），四个直线电机（32）分别与对应的支撑轴杆（21）转动连接，直线电机（32）上设有与传输平台（1）连接的升降轴（31），直线电机（32）通过线路与主控装置（4）连接；

所述主控装置（4）包括处理器（41）和FPGA逻辑电路（42），FPGA逻辑电路（42）通过线路分别连接传输同步电机（12）、轮毂电机（24）、转向电机（22）和直线电机（32），所述无线通信模块（14）、处理器（41）、FPGA逻辑电路（42）通过线路依次连接；

所述定位模块包括RFID模块（17）、距离传感器（15）和电磁吸盘（16），传输平台（1）的前后两端分别设有一组距离传感器（15）和电磁吸盘（16），RFID模块（17）、距离传感器（15）和电磁吸盘（16）分别通过线路与处理器（41）连接；

工作流程如下：

开始进行初始化之后，所有的智能车按照顺序进行排列编号，处理器（41）读取无线通信模块（14）的输入数据然后根据设定的物品传输起始点和终止点，通过RFID模块（17）进行自身定位，并规划出智能车移动到起始点以及物品传输过程的最佳路径，然后主控装置（4）根据最佳路径给出各电机的驱动信号通过总线方式发送至FPGA逻辑电路（42），FPGA逻辑电路（42）产生PWM信号控制智能车，实现其运动方向、转向和升降柱的高度调节；然后M个智能车按编号依次采用追逐的方式紧跟前一个智能车的运动轨迹，运动至最佳传输路径上依次按直线排列；主控装置（ 4） 将各电机的实时运动参数发送至无线通信模块（14），然后上传至云端，可以方便用户进行实时监测；接下来主控装置（4）读取距离传感器数据，当两车首尾距离小于2cm时，电磁吸盘（16）通电工作，两辆小车紧密的连接在一起；最后主控装置（4）发送轮毂电机（24）、直线电机（32）的制动信号给FPGA逻辑电路（42），使万向轮（23）处于制动状态，升降轴（31）高度固定，传输同步电机（12）带动滚轴（11）同步转动，智能车开始正常进行物品的传输；

当不再需要传输物品时，智能车运动至非工作区域进入休眠状态，用户通过移动设备设定智能车回到非工作区域命令时，主控装置（4）读取无线通信模块（14）数据，然后通过RFID模块（17）进行自身定位并规划出移动到非工作区域的最佳路径，然后将各电机驱动信号发送至FPGA逻辑电路（42），然后M个智能车按编号依次采用追逐的方式紧跟前一个智能车的运动轨迹，依次回到非工作区域，并将智能车的实时运动参数发送至无线通信模块（14）上传至云端；最后主控装置（4）发送传输同步电机（12）、轮毂电机（24）、直线电机（32）的制动信号给FPGA逻辑电路（42），使万向轮（23）处于制动状态，小车处于制动状态后进入休眠模式。