CN108437833A - 一种专用仓储的自动转料车及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种专用仓储的自动转料车，包括车架，所述的车架尾端设置有万向轮，头端两侧设置有车轮，所述的车架上设置有车载充电机、与车载充电机的电池组；还包括左电机、右电机；所述的车架上设置有导航控制器，还设置有UWB定位模块、PC下位机、设备标签，所述的PC下位机连接有障碍物控制器、左电机控制器、右电机控制器。本发明有效的解决了在室内时仓储转料车的定位不便的问题，而且做到了仓储转料车的自动化行动，大大增加了工作效率，减少了人工人力。
Description
技术领域
本发明涉及一种专用仓储的自动转料车及控制方法。
背景技术
随着智能化装备的发展，精确位置服务需求已成为精准农业、农资仓储、农资物流等领域亟待解决的问题。在空旷的室外环境，GPS，BDS等全球导航卫星系统可实时监测得出具体位置信息。但室内的环境则要复杂很多，尤其是农资仓储的环境，受物料、货架等的遮挡干扰较多，常规的室外定位系统以及定位方法在定位精度上很难满足需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种专用仓储的自动转料车。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：
一种专用仓储的自动转料车，其特征在于：包括车架，所述的车架尾端两侧设置有万向轮，头端两侧设置有分别通过两侧传动轴固定的车轮，所述的车架上设置有车载充电机、与车载充电机连接的用以供电的电池组；还包括通过电机悬置在车架下侧面左、右侧的左电机、右电机，所述的左电机、右电机通过减速器与传动轴连接；所述的车架上设置有导航控制器，还设置有与导航控制器连接的UWB定位模块、PC下位机、设备标签，所述的PC下位机连接有障碍物控制器、左电机控制器、右电机控制器，其中，所述的左电机控制器与左电机连接，右电机控制器与右电机连接，所述的障碍物控制器连接有设置在车架后端面的传感器；所述的导航控制器通过定位基站与显示终端连接；其中，所述的左电机、右电机、导航控制器、PC下位机、障碍物控制器、左电机控制器、右电机控制器、传感器与电池组连接。
优选的，所述的万向轮固定在导向轮支座上，所述的导向轮支座通过螺栓固定在车架下侧面。可以更稳定便利的固定导向轮。
优选的，所述的车轮与车架连接有减震器与止推杆，并且所述的减震器与止推杆通过压盖固定在传动轴上。使得转料车行进更加稳定。
优选的，所述的车架尾端面设置有防撞条。用于对车体的防护。
优选的，所述的传动轴上在车轮内侧面设置有角度传感器。可以更有效的进行角度检测。
本发明前轮为驱动轮，采用双电机驱动，左电机控制器、右电机控制器分别控制左右轮的转速，构成双电机独立驱动模式。其行走、转向靠双电机+减速器的输出，双电机协同，需要PC下位机分别指令。车架前端设有红外或超声波传感器，可设多个。收集到信号传递给障碍物控制器，分析结果通讯到PC下位机，PC下位机反馈信号到两个电机控制器，从而控制两轮的运行速度，减速、停止或路径变化，如果路径变化则需要导航控制器重新计算并输出路径规划指令。车轮内侧设有角度传感器，用于传感车轮的转向角度。车体中心线中部设有UWB定位模块，与仓库基站时时无线通讯，以确定车辆的行进、停放位置，运行过程中定位模块时时反馈信息至导航控制器，导航控制器与PC下位机、电机控制器时时通讯。设备标签也与导航控制器通讯，用与基站查寻确定通讯目标体。
通过IR-UWB测距定位系统搭建平台，根据SDS-TWR算法测算出定位基站距离UWB定位模块的距离，并在信号传输的过程中将距离信息传输给UWB定位模块，PC下位机读取UWB定位模块接收的距离数据之后利用TOA定位算法确定UWB定位模块的位置信息，工作时的具体步骤如下：
S1：仓储转料车在仓库门口接到货物，管理人员在小车显示终端输入或APP输入货物的待送达的货道、货架编号。
S2：基站查找设备标签并时时跟踪，导航控制器立即进行接收、分析与基站进行通讯，并规划行驶路径。
S3：仓储转料车起步、加速，根据路径规划完成Y方向行走后，在预定位置导航控制器给PC下位机指令预转向。PC下位机发指令给两电机控制器分别控制左电机和右电机的速度，通过电子差速使一侧车轮加速，另一侧车轮减速实现转向，角度传感器时时感应转向角度，经PC下位机反馈根据测距算法时时发送数据与程序比对。转料车开始X方向行走，起步、加速。
S4：UWB定位模块随小车移动，与整车导航控制器、基站时时通讯，反馈车辆位置。
S5：在行驶过程中，红外线超声传感器进行移动物体或静止障碍物的检测，及时反馈障碍物相对速度、位置与车辆距离等，经障碍物控制器处理后上报PC下位机。PC下位机经电机控制器即时发指令，控制小车的减速、停止、变向或路径的二次规划等。
S6：小车到达预定货道位置前，会在设定位置预减速，导航控制器发出指令转向、减速、停止。
S7：卸货后转运车按照路径规划返回到门口。
其中，SDS-TWR算法为双面双程测距算法(symmetric double sided-two wayranging)，IR-UWB为脉冲超宽带(impulse radio-ultra wideband)，TOA算法为到达时间算法(time of arrival，TOA)，都是现有的成熟技术，在此不做赘述。
本发明有效的解决了在室内时仓储转料车的定位不便的问题，而且做到了仓储转料车的自动化行动，大大增加了工作效率，减少了人工人力。
附图说明
图1为本发明侧视图；
图2为本发明俯视图；
图3为本发明A-A视图；
其中，1、车架，2、车轮，3、万向轮，4、减震器，5、压盖，6、止推杆，7、导向轮支座，8、防撞条，9、螺栓，10、车载充电机，11、电池组，12、定位基站，13、导航控制器，14、UWB定位模块，15、设备标签，16、PC下位机，17、显示终端，18、障碍物控制器，19、左电机控制器，20、传感器，21、减速器，22、右电机，23、电机悬置，24、左电机，25、传动轴，26、角度传感器，27、右电机控制器。
具体实施方式
如图1-3所示，一种专用仓储的自动转料车，包括车架1，所述的车架1尾端两侧设置有万向轮3，头端两侧设置有分别通过两侧传动轴25固定的车轮2，所述的车架1上设置有车载充电机10、与车载充电机10连接的用以供电的电池组11；还包括通过电机悬置23在车架1下侧面左、右侧的左电机24、右电机22，所述的左电机24、右电机22通过减速器21与传动轴25连接；所述的车架1上设置有导航控制器13，还设置有与导航控制器13连接的UWB定位模块14、PC下位机16、设备标签15，所述的PC下位机16连接有障碍物控制器18、左电机控制器19、右电机控制器27，其中，所述的左电机控制器19与左电机24连接，右电机控制器27与右电机22连接，所述的障碍物控制器18连接有设置在车架1后端面的传感器20；所述的导航控制器13通过定位基站12与显示终端17连接；其中，所述的左电机24、右电机22、导航控制器13、PC下位机16、障碍物控制器18、左电机控制器19、右电机控制器27、传感器20与电池组11连接。
其中，所述的万向轮3固定在导向轮支座7上，所述的导向轮支座7通过螺栓9固定在车架1下侧面。所述的车轮2与车架1连接有减震器4与止推杆6，并且所述的减震器4与止推杆6通过压盖5固定在传动轴25上。所述的车架1尾端面设置有防撞条8。所述的传动轴25上在车轮2内侧面设置有角度传感器26。
Claims (7)
1.一种专用仓储的自动转料车，其特征在于：包括车架，所述的车架尾端两侧设置有万向轮，头端两侧设置有分别通过两侧传动轴固定的车轮，所述的车架上设置有车载充电机、与车载充电机连接的用以供电的电池组；还包括通过电机悬置在车架下侧面左、右侧的左电机、右电机，所述的左电机、右电机通过减速器与传动轴连接；所述的车架上设置有导航控制器，还设置有与导航控制器连接的UWB定位模块、PC下位机、设备标签，所述的PC下位机连接有障碍物控制器、左电机控制器、右电机控制器，其中，所述的左电机控制器与左电机连接，右电机控制器与右电机连接，所述的障碍物控制器连接有设置在车架后端面的传感器；所述的导航控制器通过定位基站与显示终端连接；其中，所述的左电机、右电机、导航控制器、PC下位机、障碍物控制器、左电机控制器、右电机控制器、传感器与电池组连接。
2.根据权利要求1所述的一种专用仓储的自动转料车，其特征在于：所述的万向轮固定在导向轮支座上，所述的导向轮支座通过螺栓固定在车架下侧面。
3.根据权利要求1所述的一种专用仓储的自动转料车，其特征在于：所述的车轮与车架连接有减震器与止推杆，并且所述的减震器与止推杆通过压盖固定在传动轴上。
4.根据权利要求1所述的一种专用仓储的自动转料车，其特征在于：所述的车架尾端面设置有防撞条。
5.根据权利要求1所述的一种专用仓储的自动转料车，其特征在于：所述的传动轴上在车轮内侧面设置有角度传感器。
6.根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的一种专用仓储的自动转料车，其特征在于包括如下控制方法：通过IR-UWB测距定位系统搭建平台，根据SDS-TWR算法测算出定位基站距离UWB定位模块的距离，并在信号传输的过程中将距离信息传输给UWB定位模块，PC下位机读取UWB定位模块接收的距离数据之后利用TOA定位算法确定UWB定位模块的位置信息。
7.根据权利要求6所述的一种专用仓储的自动转料车的控制方法，其特征在于使用过程包括如下步骤：
S1：仓储转料车在仓库门口接到货物，管理人员在小车显示终端输入或APP输入货物的待送达的货道、货架编号。
S2：基站查找设备标签并时时跟踪，导航控制器立即进行接收、分析与基站进行通讯，并规划行驶路径。
S3：仓储转料车起步、加速，根据路径规划完成Y方向行走后，在预定位置导航控制器给PC下位机指令预转向。PC下位机发指令给两电机控制器分别控制左电机和右电机的速度，通过电子差速使一侧车轮加速，另一侧车轮减速实现转向，角度传感器时时感应转向角度，经PC下位机反馈根据测距算法时时发送数据与程序比对。转料车开始X方向行走，起步、加速。
S4：UWB定位模块随小车移动，与整车导航控制器、基站时时通讯，反馈车辆位置。
S5：在行驶过程中，红外线超声传感器进行移动物体或静止障碍物的检测，及时反馈障碍物相对速度、位置与车辆距离等，经障碍物控制器处理后上报PC下位机。PC下位机经电机控制器即时发指令，控制小车的减速、停止、变向或路径的二次规划等。
S6：小车到达预定货道位置前，会在设定位置预减速，导航控制器发出指令转向、减速、停止。
S7：卸货后转运车按照路径规划返回到门口。
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