CN107813721B - 工业agv智能充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业AGV智能充电系统。其包括工控机、AGV控制器充电装置和智能充电桩，AGV控制器充电装置包括AGV主控制器和AGV从控制器，智能充电桩包括充电机、充电桩控制器和受电装置。本发明通过对工控机、AGV控制器充电装置和智能充电桩进行智能化设计，实现了从工控机决策调度到AGV充电任务执行都无人为介入，并且系统的故障、异常处理机制能保证整个过程的安全执行；通过实际使用，其功能完善、过程可靠，能在很大程度上提升工作效率，减少因电量不足而导致的系统被迫停止，同时也延长了电池的使用寿命。

Description

工业AGV智能充电系统
技术领域
本发明属于智能化控制技术领域，尤其涉及一种工业AGV智能充电系统。
背景技术
随着工业自动化程度的提升，越来越多的AGV运输车取代了原有的以手动驾驶的运输车，作为离散型物流系统的媒介。其作为调节和联系离散型物流系统以使其作业连续化的必要的自动化搬运装卸手段，在自动化立体仓库、自动搬运装卸产线得到广泛的应用。
AGV运输车主要以动力电池作为起动力源，为保证其作业的连续化、延长电池的使用寿命、防止过多的人为介入干扰原有的自动化系统，其智能充电技术得到越来越多的注意。
发明内容
本发明的发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种工业AGV智能充电系统，以期实现AGV充电任务的智能化运行。
本发明的技术方案是：一种工业AGV智能充电系统，包括
工控机，其用于实时收集并显示AGV控制器充电装置和智能充电桩的工作状态信息，对工作状态信息进行分析处理并根据调度策略分别发送充电任务指令至AGV控制器充电装置和智能充电桩；
AGV控制器充电装置，其用于接收工控机发送的充电任务指令并执行充电任务，同时实时监测任务状态信息并发送至工控机，根据任务状态信息进行异常状态检测及处理；
智能充电桩，其用于接收工控机发送的充电任务指令控制充电机启停，同时监测充电机充电状态信息并发送至工控机，根据充电机充电状态信息进行异常状态检测及处理。
进一步地，所述工控机与AGV控制器充电装置及智能充电桩采用无线单播轮询的主从式通讯方式进行数据通信；设定工控机作为主机，AGV控制器充电装置及智能充电桩作为从机。
进一步地，所述AGV控制器充电装置包括AGV主控制器和AGV从控制器；所述AGV主控制器用于根据工控机的充电任务指令及异常状态处理决策直接控制AGV车体动力输出，并控制AGV从控制器执行充电任务；所述AGV从控制器用于执行充电任务。
进一步地，所述AGV主控制器包括第一UART通讯串口、第二UART通讯串口、第三UART通讯串口、AGV驱动接口和定时器；所述第一UART通讯串口用于通过第一无线射频模块与工控机进行通讯；所述第二UART通讯串口用于与AGV从控制器进行实时数据交互，接收AGV从控制器的采集信号，向AGV从控制器发送充电任务控制信号；所述第三UART通讯串口用于与磁导航传感器通讯，接收AGV车定位信号；所述AGV驱动接口用于向驱动器输入控制信号，控制AGV车的行驶动力输出、转向、叉子操作；所述定时器用于对充电任务过程进行超时故障检测。
进一步地，所述AGV从控制器包括第四UART通讯串口、第五UART通讯串口、第六UART通讯串口、第一IO接口、第二IO接口、第三IO接口和第四IO接口；所述第四UART通讯串口用于与AGV主控制器的第二UART通讯串口进行实时数据交互；所述第五UART通讯串口用于与RFID读写器进行通讯，读取地标信息；所述第六UART通讯串口用于与BMS模块进行通讯，实时获取电池充电信息；所述第一IO接口用于向充电接触器发送控制信号，控制与充电接触器连接的动力电池的接通与断开；所述第二IO接口用于接收红外接收器与智能充电桩的红外发射器的的匹配信号；所述第三IO接口用于向充电推杆发送位置信号；所述第四IO接口用于向充电推杆发送驱动控制信号。
进一步地，所述智能充电桩包括充电机、充电桩控制器和受电装置；所述充电机通过CAN通讯方式与充电桩控制器进行实时的控制命令以及充电状态信息的传输，输出端与受电装置连接。
进一步地，所述充电桩控制器包括CAN接口、第七UART通讯串口、第五IO接口、第六IO接口和电源模块；所述CAN接口用于向充电机发送启停控制信号和充电电流电压参数指令，接收充电机的充电状态信息；所述第七UART通讯串口用于通过第二无线射频模块与工控机进行通讯；所述第五IO接口与充电指示灯连接；所述第六IO接口与急停开关连接；所述电源模块与红外发射头连接。
进一步地，所述受电装置包括壳体及壳体内的一对折线型充电接触极板；所述充电接触极板的平行部分与壳体内壁之间设置有紧顶装置，紧顶装置与充电接触极板的平行部分通过绝缘体连接；所述充电接触极板的弯折部分形成V型导口，对应位置的壳体内壁设置有受电插口；所述受电插口设置有绝缘防水帘，其同侧还设置有红外发射器。
本发明的有益效果是：本发明通过对工控机、AGV控制器充电装置和智能充电桩进行智能化设计，实现了从工控机决策调度到AGV充电任务执行都无人为介入，并且系统的故障、异常处理机制能保证整个过程的安全执行；通过实际使用，其功能完善、过程可靠，能在很大程度上提升工作效率，减少因电量不足而导致的系统被迫停止，同时也延长了电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的工业AGV智能充电系统结构示意图。
图2是本发明的AGV控制器充电装置结构示意图。
图3是本发明的智能充电桩结构示意图。
图4是本发明的受电装置结构示意图。
图5是本发明的充电推杆结构示意图。
图6是本发明的精准定位示意图。
图7是本发明实施例中轮询状态转换示意图。
图8是本发明实施例中充电调度流程示意图。
图9是本发明实施例中异常检测流程示意图。
图10是本发明实施例中充电任务过程控制流程示意图。
图11是本发明实施例中充电节点任务控制流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明的工业AGV智能充电系统结构示意图。一种工业AGV智能充电系统，包括
工控机，其用于实时收集并显示AGV控制器充电装置和智能充电桩的工作状态信息，对工作状态信息进行分析处理并根据调度策略分别发送充电任务指令至AGV控制器充电装置和智能充电桩；
AGV控制器充电装置，其用于接收工控机发送的充电任务指令并执行充电任务，同时实时监测任务状态信息并发送至工控机，根据任务状态信息进行异常状态检测及处理；
智能充电桩，其用于接收工控机发送的充电任务指令控制充电机启停，同时监测充电机充电状态信息并发送至工控机，根据充电机充电状态信息进行异常状态检测及处理。
本发明的AGV运输车采用24V动力锂电池作为其整车供电电源，其中工控机实时查询收集各设备的状态，工控机调度中心对收集的数据进行分析处理，并根据一定的调度策略发送充电任务指令，相应的AGV运输车收到充电任务指令后，运行至固定的充电工位，随后进行充电任务。充电过程中智能充电桩会控制充电过程电流以及电压大小，并且实时监控充电状态，并将相关信息上传至工控机，工控机也会根据系统状态控制充电的启停。整个过程无需人工干预由系统自动完成，从而实现AGV运输车充电的智能化。
本发明的系统通讯采用无线单播轮询的方式进行通讯，由于系统中有多个自动化设备与主控平台进行通信，而各自动化设备间并无通信，为了防止通信冲突采用主从式通讯模式，其中以工控机作为主机，其余设备作为从机，只有主机有主动发送数据的权利，从机只作被动响应。从机和从机之间进行通讯需要以主机作为桥梁，主机这时起转播的作用。
本发明的工控机上位机端软件设计基于Qt，主要由调度器以及人机交互界面组成，完成系统的调度以及各个子系统状态的监控。AGV控制器负责接收上位机控制指令完成指定任务。充电桩控制器主要负责充电桩的充电控制包括启停、充电参数以及状态的监测。
本发明的工控机软件上采用定周期采样输出的模式，每个固定周期内对各个子系统进行状态采集，收集完毕后数据流分为两个方向，一是流向由人机交互模块显示输出，另一流向任务调度模块进行决策并且对其余子系统进行任务分配。
本发明在状态采集阶段利用工控机作为主机通过无线射频模块对每个子系统依次进行单播轮询，轮询过程中主控定义了“空闲”，“等待应答”，“应答处理”，“异常处理”四个状态。如图7所示，为本发明实施例中轮询状态转换示意图。当主控状态为“空闲”时以单播模式发送指令，主控转入“等待应答”状态，若子系统接收到询问指令响应主设备，主控接收到响应后状态转为“应答处理”，应答处理完成后，主控又返回“空闲”状态，若未收到子系统应答或者应答处理失败，则主控状态转为“异常处理”，异常处理完成后，主控返回“空闲”状态。
人机交互模块主要负责系统状态信息的显示、历史记录以及系统的启停。与系统充电信息相关的显示有，充电状态(正常/异常/空闲)、充电电流、充电电压以及充电时长，还有充电过程中的系统异常，例如：电推杆推出超时、充电电压异常等。与系统充电信息相关的历史记录有运输车信息管理表、调度信息管理表、关键位置信息管理表以及报警信息管理表，这4张数据信息存储表分别用于运输车的信息、调度过程信息、关键位置信息以及故障报警信息等。系统的启停控制由操作人员通过点击系统界面上的启动与停止按钮完成。
系统完成状态信息采集后如果系统正常，将对当前电量信息进行判断决策看是否需要向AGV指派充电任务。如图8所示，为本发明实施例中充电调度流程示意图。AGV运输车如果没有执行任务且运行正常会将其状态置为空闲。如果AGV运输车空闲，则调度器充电系统推理机会根据系统设定的工位用料速度判断接下来多长时间段内系统有多工位会处于需要加料的状态，以及AGV运输车当前所处位置到达充电工位开始充电所需时间、系统设定最短充电时间、AGV剩余电量等信息进行推理决策已确定是否需要指派充电任务。
如图2所示，为本发明的AGV控制器充电装置结构示意图。本发明的AGV控制器充电装置包括AGV主控制器和AGV从控制器；AGV主控制器均采用英飞凌公司的XMC4500作为控制芯片，AGV从控制器采用XMC4200作为控制芯片。
AGV主控制器根据工控机指令以及整车状态进行决策直接控制整车的动力输出，并且控制AGV从控制器实现充电子模块功能。AGV主控制器有三路通讯串口，其中第一UART通讯串口用于通过无线射频模块与工控机进行通讯，进行任务指令的接收与实时状态的上传；第二UART通讯串口用于与AGV从控制器进行实时数据交互，接收AGV从控制器的采集信号，向AGV从控制器发送充电任务控制信号；第三UART通讯串口用于与磁导航传感器的通讯，磁导航传感器不仅仅负责寻迹信号的采集，同时也可作为小车定位停止信号。AGV驱动接口主要负责给整车的驱动器输入控制信号，从而控制整车的行驶动力输出、转向、叉子等的控制。定时器主要负责对充电各个过程的超时故障检测。
AGV从控制器用于对充电功能子模块的控制，硬件组成上也有三路通讯串口，其中第四UART通讯串口用于与AGV主控制器通讯；第五UART通讯串口用于与RFID读写器通讯，读取地标信息从而判断当前所处工位；第六UART通讯串口用于与BMS通讯负责对电池信息的实时采集。按照功能用途将与充电相关IO分为了4组，其中第一IO接口用于为充电接触器的控制信号，负责接通与断开充电桩电力输出与动力电池的连接；第二IO接口用于负责接收红外接收器的信号，通过判断红外接收器是否接收到充电桩发出的红外信号从而判断出充电推杆伸出后能否正常接触到充电桩接收口；第三IO接口与第四IO接口分别为充电推杆的位置信号输入与驱动控制信号的输出，当AGV运输车到达充电工位时，靠伸出充电推杆与充电桩上取电装置接触取电。
AGV主控器和AGV从控制器均基于嵌入式实时操作系统，并采用动态线程管理技术来完成各个过程的执行和监控。系统任务执行和异常检测分为两个独立的线程，任务线程在执行任务的同时也会对与过程密切相关的方便检测的异常进行检测。任务执行线程会对当前的任务状态做实时更新，异常检测负责监视任务执行过程中实时的状态信息、以及结合工控机以及充电桩的相应通知，判断异常是否发生以及执行相应的异常处理。充电任务的执行过程中充电推杆的控制由从控制器执行。
AGV控制器充电装置异常处理负责接收其余任务的异常通知以及完成相应处理，例如通讯异常由通讯线程检测、电推杆异常由任务执行线程检测，同时异常检测线程也会对系统部分异常进行监测(例如避障异常、脱轨异常等)及处理。本发明定义了如下信息，其中EventStaWhlEnChk为开启该异常服务(检测和处理)的事件标志状态，ClearMode为异常清除方式有人为清除、系统自检以及人为或自检，CuurentState为该异常当前状态(检测/处理)，IsErrorFcn为检测该异常是否发生的标志，对于通知的异常只需判断异常是否被通知，而自检的异常需要对当前流过程进行监控分析，，HandleFcn会根据异常当前状态异常发生和清除做出相应的处理。将每个需要检测的异常注册在一张表中，然后异常服务会周期对这张表格进行检测。如图9所示，为本发明实施例中异常检测流程示意图。
AGV控制器充电装置收到充电指令会自动行驶至充电工位完成充电任务，当收到充电指令，会根据当前所在位置进行路径规划。路径规划过程会根据小车当前位置与目的位置，将行驶路径中途需要动作的位置(如需要转弯、叉子升降等)以及最终执行任务的位置(如装卸物料、充电等位置)，记为节点，记录在一张表格中，将这张表记为路径规划表。每个节点有一个唯一与之对应的标签号，每个动作的节点的物理位置上有一个地标与之对应，地标中预先写入了对应节点的标签号，可通过RFID读卡器进行读取。如果路径规划成功AGV运输车将根据出发点位置进行动力输出，随后小车会根据路径规划表依次找到每一个动作节点执行相应的动作，直到执行完表格中最后一个节点动作即目的地的任务，整个过程完毕。如图10所示，为本发明实施例中充电任务过程控制流程示意图。
当AGV小车到达充电工位后，首先进行位置姿态的调整，然后对主控制器会对从控制器发布推杆控制命令，并且监视推杆相应状态进行异常的判断通知。当充电推杆正常伸出接触到充电桩的受电装置后，主控制器会通知充电桩开始充电，这个通知过程是通过上位机间接作为桥梁间接通知的。如图11所示，为本发明实施例中充电节点任务控制流程示意图。
为保证充电的时充电推杆的伸出能正常接触到充电桩的受电装置，在伸出之前对AGV小车的位置姿态的调整尤为重要。在受电装置的机械结构设计中提到，受电装置允许充电推杆伸出后前后300mm的定位允许范围。
为了避免上述问题，AGV运输车在接近停止线时采用减速靠近的方式。当AGV运输车通过RFID读写器对地标信息进行读取，检测到到达充电工位，完成了粗略定位。如图6所示，为本发明的精准定位示意图。精确定位中采用一根与磁导轨锤直的的磁条作为停止线，粗略定位后，AGV运输车立即进行减速，缓慢行驶直到磁导航传感器停留在停止线上方完成精确定位。由于运输车减速后到检测到停止线距离很近，所以对系统运行效率产生的影响很小。磁导传感器的上面有16个磁传感器，AGV控制器通过判断是否每一个传感器均检测到磁场来判断是否到达停止线。
当小车精确定位完成后，控制器会判断充电定位光电开关是否接收到受电装置受体端有多路红外发射端的信号。如果接收到发射端的信号，说明充电推杆推出后能正常接触到受电装置受体。
如图3所示，为本发明的智能充电桩结构示意图。本发明的智能充电桩包括充电机、充电桩控制器和受电装置；充电机与充电桩控制器之间以CAN通讯的方式进行实时的控制命令以及充电状态信息的传输。充电机的充电输出电极连接在取电装置充电接触极板之间。充电桩控制器同时外接红外发射头，充电停止按钮以及无线射频模块。
如图5所示，为本发明的充电推杆结构示意图。充电插头安装在推杆前段，插入受电装置插口，电推杆上充电接触插头与受电装置内部充电上下极板接触，完成电气连接。
如图4所示，为本发明的受电装置结构示意图。受电装置包括壳体及壳体内的一对折线型充电接触极板；所述充电接触极板的平行部分与壳体内壁之间设置有紧顶装置，紧顶装置与充电接触极板的平行部分通过绝缘体连接；所述充电接触极板的弯折部分形成V型导口，对应位置的壳体内壁设置有受电插口；所述受电插口设置有绝缘防水帘，其同侧还设置有红外发射器。当充电推杆伸出，通过绝缘防水帘，经过v型导口伸入两充电接触极板之间，充电接触极板采用弹簧顶紧的方式保证充电插头与极板可靠接触。受电装置靠近受电插口的位置安装有红外发射器对推杆伸出后能否正常插入受电插口中做出预判断。
充电桩控制器采用XMC4200作为控制芯片，硬件组成上主要由两路通讯，其中CAN接口与充电机相连传输控制充电机的启停以及充电电流电压参数的指令以及接收充电机的充电状态信息，另一路第七UART通讯串口与第二无线射频模块相连负责与工控机通信，另外第五IO接口和第六IO接口分别与急停按钮以及充电指示灯相连；电源模块与红外发射头连接。
充电机负责控制充电启停、参数设置以及监视充电机充电状态。充电开启后充电机会通过CAN总线周期性上传充电机当前充电电流、充电电压、充电状态(正常异常)，充电桩控制器会对当前状态进行判断如果异常则停止充电并通知工控机，如果充电机通知状态正常，充电桩控制器也会对系统充电电流以及电压进行判断看是否符合设置要求，如果不符合也会停止充电并通知工控机。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种工业AGV智能充电系统，其特征在于，包括
工控机，其用于实时收集并显示AGV控制器充电装置和智能充电桩的工作状态信息，对工作状态信息进行分析处理并根据调度策略分别发送充电任务指令至AGV控制器充电装置和智能充电桩；
AGV控制器充电装置，其用于接收工控机发送的充电任务指令并执行充电任务，同时实时监测任务状态信息并发送至工控机，根据任务状态信息进行异常状态检测及处理；
所述AGV控制器充电装置包括AGV主控制器和AGV从控制器；所述AGV主控制器用于根据工控机的充电任务指令及异常状态处理决策直接控制AGV车体动力输出，并控制AGV从控制器执行充电任务；所述AGV从控制器用于执行充电任务；
AGV主控制器包括第一UART通讯串口、第二UART通讯串口、第三UART通讯串口、AGV驱动接口和定时器；所述第一UART通讯串口用于通过第一无线射频模块与工控机进行通讯；所述第二UART通讯串口用于与AGV从控制器进行实时数据交互，接收AGV从控制器的采集信号，向AGV从控制器发送充电任务控制信号；所述第三UART通讯串口用于与磁导航传感器通讯，接收AGV车定位信号；所述AGV驱动接口用于向驱动器输入控制信号，控制AGV车的行驶动力输出、转向、叉子操作；所述定时器用于对充电任务过程进行超时故障检测；
AGV从控制器包括第四UART通讯串口、第五UART通讯串口、第六UART通讯串口、第一IO接口、第二IO接口、第三IO接口和第四IO接口；所述第四UART通讯串口用于与AGV主控制器的第二UART通讯串口进行实时数据交互；所述第五UART通讯串口用于与RFID读写器进行通讯，读取地标信息；所述第六UART通讯串口用于与BMS模块进行通讯，实时获取电池充电信息；所述第一IO接口用于向充电接触器发送控制信号，控制与充电接触器连接的动力电池的接通与断开；所述第二IO接口用于接收红外接收器与智能充电桩的红外发射器的的匹配信号；所述第三IO接口用于向充电推杆发送位置信号；所述第四IO接口用于向充电推杆发送驱动控制信号；
智能充电桩，其用于接收工控机发送的充电任务指令控制充电机启停，同时监测充电机充电状态信息并发送至工控机，根据充电机充电状态信息进行异常状态检测及处理；
所述工控机与AGV控制器充电装置及智能充电桩采用无线单播轮询的主从式通讯方式进行数据通信；设定工控机作为主机，AGV控制器充电装置及智能充电桩作为从机。
2.如权利要求1所述的工业AGV智能充电系统，其特征在于，所述智能充电桩包括充电机、充电桩控制器和受电装置；所述充电机通过CAN通讯方式与充电桩控制器进行实时的控制命令以及充电状态信息的传输，输出端与受电装置连接。
3.如权利要求2所述的工业AGV智能充电系统，其特征在于，所述充电桩控制器包括CAN接口、第七UART通讯串口、第五IO接口、第六IO接口和电源模块；所述CAN接口用于向充电机发送启停控制信号和充电电流电压参数指令，接收充电机的充电状态信息；所述第七UART通讯串口用于通过第二无线射频模块与工控机进行通讯；所述第五IO接口与充电指示灯连接；所述第六IO接口与急停开关连接；所述电源模块与红外发射头连接。
4.如权利要求2所述的工业AGV智能充电系统，其特征在于，所述受电装置包括壳体及壳体内的一对折线型充电接触极板；所述充电接触极板的平行部分与壳体内壁之间设置有紧顶装置，紧顶装置与充电接触极板的平行部分通过绝缘体连接；所述充电接触极板的弯折部分形成V型导口，对应位置的壳体内壁设置有受电插口；所述受电插口设置有绝缘防水帘，其同侧还设置有红外发射器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109284092B (zh) * 2018-09-20 2021-06-11 山东电工电气集团新能科技有限公司 一种直流充电桩监控系统的软件实现方法
CN109353246B (zh) * 2018-10-29 2022-03-15 国网浙江电动汽车服务有限公司 一种充电站智能运维系统以及方法
CN110303933B (zh) * 2018-11-09 2021-11-16 林德（中国）叉车有限公司 一种自动导引车的电池自动充电方法
CN111284352A (zh) * 2018-12-06 2020-06-16 北京京东尚科信息技术有限公司 一种运输车充电方法和系统
CN109591649B (zh) * 2019-01-07 2021-10-29 新乡学院 基于rfid通信和互联网技术的agv电源系统
CN109895651A (zh) * 2019-01-16 2019-06-18 芜湖智久机器人有限公司 一种agv集群管理系统及方法
CN110108607A (zh) * 2019-05-06 2019-08-09 江苏耀群工业技术有限公司 一种智能巡回环境量测系统及量测方法
CN112180846B (zh) * 2019-07-05 2022-02-25 杭州海康机器人技术有限公司 自动导引运输车任务调度方法、装置及系统
CN110341532A (zh) * 2019-07-22 2019-10-18 北京特种机械研究所 一种agv自动充电管控系统及方法
CN111786191B (zh) * 2020-06-05 2022-06-21 蓝谷智慧(北京)能源科技有限公司 电连接器插拔机构及电连接器插拔机构的到位检测方法
CN111786237B (zh) * 2020-06-05 2022-06-24 蓝谷智慧(北京)能源科技有限公司 联动机构以及电连接器插拔机构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003070104A (ja) * 2001-08-23 2003-03-07 Nippon Yusoki Co Ltd 無人搬送車のバッテリ交換時期管理システム
KR20050069341A (ko) * 2003-12-31 2005-07-05 엘지.필립스 엘시디 주식회사 무인 반송차용 충전장치
CN105867389A (zh) * 2016-06-14 2016-08-17 深圳力子机器人有限公司 一种agv小车混合激光导航方法
CN106992566A (zh) * 2017-04-26 2017-07-28 安徽理工大学 一种用于共享电动单车的充电桩及其接口

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003070104A (ja) * 2001-08-23 2003-03-07 Nippon Yusoki Co Ltd 無人搬送車のバッテリ交換時期管理システム
KR20050069341A (ko) * 2003-12-31 2005-07-05 엘지.필립스 엘시디 주식회사 무인 반송차용 충전장치
CN105867389A (zh) * 2016-06-14 2016-08-17 深圳力子机器人有限公司 一种agv小车混合激光导航方法
CN106992566A (zh) * 2017-04-26 2017-07-28 安徽理工大学 一种用于共享电动单车的充电桩及其接口

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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李丽.AGV在线自动充电系统设计.《河南科技》.2012, *

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