CN108454622A - Agv安全控制系统及安全型agv - Google Patents

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CN108454622A CN201810647836.9A CN201810647836A CN108454622A CN 108454622 A CN108454622 A CN 108454622A CN 201810647836 A CN201810647836 A CN 201810647836A CN 108454622 A CN108454622 A CN 108454622A
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Abstract

本发明提供的一种AGV安全控制系统及安全型AGV，涉及AGV技术领域。所述AGV安全控制系统包括安全继电器、避障模块、防碰撞模块及急停开关，所述避障模块及所述防碰撞模块均与所述安全继电器电连接，用于检测障碍物或碰撞信息，AGV包括电源及驱动控制器，所述安全继电器用于连接AGV的电源与驱动控制器，当所述避障模块及所述防碰撞模块检测到障碍物或碰撞信息时控制所述安全继电器断开AGV的电源与驱动控制器的连接，还可直接通过急停开关断开驱动控制器的电源，通过设置独立的安全控制系统，涉及安全功能的部件均采用双通道冗余设计，即使主控器发生故障，涉及安全功能的部件仍能正常工作。

Description

AGV安全控制系统及安全型AGV
技术领域
本发明涉及AGV技术领域，具体而言，涉及一种AGV安全控制系统及安全型AGV。
背景技术
随着工业自动化的大力推广，越来越多的机器进入到工厂，进入到人们的生活。而随着人与机器的交互越来越多，怎么保证人身财产安全成了不可忽视的问题。现有的自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，AGV)的控制系统，多数优先考虑功能的实现，而往往忽视了安全性的问题。尽管有一些可能设置了部分检测危险的功能部件，但是缺乏整体和详细的考虑而导致安全功能失效的情况还是会出现。因此急需设计一种AGV安全控制系统及其安全电路以保证安全系统的正常运作，极大限度保证人身财产安全。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种AGV安全控制系统及安全型AGV，以改善现有的AGV安全性能不足的问题，提高AGV的安全性能，保障人身财产安全。
本发明采用的技术方案如下：
本发明实施例提供了一种AGV安全控制系统，所述AGV安全控制系统包括安全继电器、避障模块及防碰撞模块，所述避障模块及所述防碰撞模块均与所述安全继电器电连接，用于检测障碍物或碰撞信息，AGV包括电源及驱动控制器，所述安全继电器用于连接AGV的电源与驱动控制器，当所述避障模块及所述防碰撞模块检测到障碍物或碰撞信息时控制所述安全继电器断开AGV的电源与驱动控制器的连接。
进一步地，所述AGV安全控制系统包括第一开关继电器及第二开关继电器，AGV的电源依次通过第一开关继电器、第二开关继电器与AGV的驱动控制器电连接，所述第一开关继电器、第二开关继电器均与所述安全继电器电连接，所述安全继电器用于当所述避障模块及所述防碰撞模块检测到障碍物或碰撞信息时控制第一开关继电器和\或第二开关继电器断开。
进一步地，所述安全继电器包括第一控制端口及第二控制端口，第一控制端口与所述第二控制端口电连接，所述安全继电器用于在所述第一控制端口与所述第二控制端口的电连接断开时控制所述第一开关继电器和\或第二开关继电器断开。
进一步地，所述避障模块包括避障传感器、避障控制器及第三开关继电器，所述避障传感器与所述避障控制器电连接，所述避障控制器与所述第三开关继电器电连接，所述第三开关继电器设置于所述第一控制端口与所述第二控制端口之间。
进一步地，所述避障传感器用于检测预设区域内的障碍物，当所述避障传感器检测到障碍物时，避障传感器生成障碍信号发送至所述避障控制器，所述避障控制器根据所述障碍信号控制所述第三开关继电器断开连接。
进一步地，所述防碰撞模块包括防碰撞传感器、防碰撞控制器及第四开关继电器，所述防碰撞传感器与防碰撞控制器电连接，所述防碰撞控制器与所述第四开关继电器电连接，所述第四开关继电器设置于所述第一控制端口与所述第三开关继电器之间。
进一步地，所述防碰撞传感器包括压敏器件，所述压敏器件用于在发生碰撞时产生碰撞信号，并将所述碰撞信号发送至所述防碰撞控制器，所述防碰撞控制器用于在接收到所述碰撞信号控制所述第四开关继电器断开连接。
进一步地，所述AGV安全控制系统包括急停开关，所述急停开关设置于所述第四开关继电器与所述第一控制端口之间。
进一步地，所述AGV安全控制系统还包括主控制器及声光报警器，所述主控制器与所述避障控制器电连接，所述避障控制器用于将所述障碍信号发送至所述主控制器，所述主控制器根据所述障碍信号控制声光报警器发出声光警报。
本发明实施例还提供了一种安全型AGV，其特征在于，所述安全型AGV包括前述的AGV安全控制系统。
相对现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种AGV安全控制系统及安全型AGV，所述AGV安全控制系统包括安全继电器、避障模块及防碰撞模块，所述避障模块及所述防碰撞模块均与所述安全继电器电连接，用于检测障碍物或碰撞信息，AGV包括电源及驱动控制器，所述安全继电器用于连接AGV的电源与驱动控制器，当所述避障模块及所述防碰撞模块检测到障碍物或碰撞信息时控制所述安全继电器断开AGV的电源与驱动控制器的连接。在出现异常情况时断开AGV电源与驱动控制器的电连接，通过设置独立的安全控制系统，即使主控器发生故障，涉及安全功能的部件仍能正常工作。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明所提供的一种AGV安全控制系统的示意图。
图2示出了避障模块的示意图。
图3示出了防碰撞模块的示意图。
图4示出了AGV安全控制系统的部分功能模块示意图。
图标：100-AGV安全控制系统；110-安全继电器；K1-第一开关继电器；K2-第二开关继电器；130-避障模块；131-避障控制器；133-避障传感器；K3-第三开关继电器；150-防碰撞模块；151-防碰撞控制器；153-防碰撞传感器；K4-第四开关继电器；K5-急停开关；170-主控制器；171-声光报警器；210-电源；230-驱动控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
在本发明的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
随着工业自动化的大力推广，越来越多的机器进入到工厂，进入到人们的生活。而随着人与机器的交互越来越多，怎么保证人身财产安全成了不可忽视的问题。现有的自动导引运输车的控制系统多数优先考虑功能的实现，而往往忽视了安全性的问题。尽管有一些可能设置了部分检测危险的功能部件，但是缺乏整体和详细的考虑而导致安全功能失效的情况还是会出现。
第一实施例
本实施例提供了一种AGV安全控制系统100，以改善现有的AGV安全性能不足等问题。请参阅图1，图1示出了本实施例提供的AGV安全控制系统100的示意图。
AGV安全控制系统100用于在AGV运行路线出现碰撞、障碍或者发生紧急状况时断开AGV的电源210供应，防止出现安全事故，损害人身财产安全。
AGV安全控制系统100包括主控制器170、声光报警器171、安全继电器110、避障模块130、防碰撞模块150、急停开关K5、第一开关继电器K1以及第二开关继电器K2。其中，第一开关继电器K1和第二开关继电器K2用于设置在AGV的电源210与驱动控制器230之间，采用双通道控制，避免元件出现故障影响AGV安全控制系统100的安全性能。安全继电器110与第一开关继电器K1、第二开关继电器K2电连接，所述安全继电器110用于在所述避障模块130、防碰撞模块150或急停开关K5的触发下控制所述第一开关继电器K1和第二开关继电器K2断开连接，以使AGV的电源210与驱动控制器230断开连接，使AGV的电机停止运行。
于本实施例中，所述避障模块130及所述防碰撞模块150均与所述安全继电器110电连接，用于检测障碍物或碰撞信息，AGV包括电源210及驱动控制器230，所述安全继电器110用于连接AGV的电源210与驱动控制器230，当所述避障模块130及所述防碰撞模块150检测到障碍物或碰撞信息时控制所述安全继电器110断开AGV的电源210与驱动控制器230的连接。
AGV安全控制系统100包括第一开关继电器K1及第二开关继电器K2，AGV的电源210依次通过第一开关继电器K1、第二开关继电器K2与AGV的驱动控制器230电连接，所述第一开关继电器K1、第二开关继电器K2均与所述安全继电器110电连接，所述安全继电器110用于当所述避障模块130及所述防碰撞模块150检测到障碍物或碰撞信息时控制第一开关继电器K1和\或第二开关继电器K2断开，以断开所述AGV电源210与驱动控制器230的连接，使AGV的电机停止运行。
需要说明的是，于本实施例中，涉及安全功能的部件均采用双通道冗余设计，例如，第一开关继电器K1的数量为2个，第二开关继电器K2的数量为2个，用于控制不同线路的通断，涉及到安全功能的器件皆采用安全型电气元件。检测元件和最终执行元件在系统故障时是失电状态，从而即使某一通道的安全功能器件出现故障，并不会影响整个安全控制系统的安全功能的正常运行。
安全继电器110包括第一控制端口及第二控制端口，第一控制端口与所述第二控制端口电连接，所述安全继电器110用于在所述第一控制端口与所述第二控制端口的电连接断开时控制所述第一开关继电器K1和\或第二开关继电器K2断开。
于本实施例中，所述安全继电器110可以选用UE系列的安全继电器110，例如SICKUE48安全继电器。
请参阅图2，所述避障模块130包括避障传感器133、避障控制器131及第三开关继电器K3，所述避障传感器133与所述避障控制器131电连接，所述避障控制器131与所述第三开关继电器K3电连接，所述第三开关继电器K3设置于所述第一控制端口与所述第二控制端口之间。
所述避障传感器133用于检测预设区域内的障碍物，预设区域即是所述AGV的保护区，当所述避障传感器133检测到保护区内存在障碍物时，避障传感器133生成障碍信号发送至所述避障控制器131，所述避障控制器131根据所述障碍信号控制所述第三开关继电器K3断开连接。需要说明是，所述第三开关继电器K3的数量可以为多个，所述避障控制器131可以有多个输出端口，用于控制多个第三开关继电器K3以保证安全性能，从而避免因某一个第三开关继电器K3出现故障而影响整个系统的安全性能。
于本实施例中，所述避障控制器131可以选用SICK S300 Advanced型传感器，SICKS300 Advanced型传感器具有270°的扫描范围、保护区最大2m的半径、4通道切换、带外部装置监控功能(EDM)。
SICK S300 Advanced型传感器具有OSSD1和OSSD2端口，OSSD1和OSSD2为保护区触发输出信号，并自带有心跳检测脉冲可防止两个信号极间短路。于本实施例中，OSSD1和ODDS2分别连接一个第三开关继电器K3，当检测到保护区有物体进入，OSSD1和ODDS2信号会同时断开输出，所述避障控制器131还包括监控端口，所述监控端口可以与多个所述第三开关继电器K3电连接，用于监控输出的开关继电器是否发生动作异常(例如开关继电器触点粘连等)。
请参阅图3，于本实施例中，AGV安全控制系统100还包括主控制器170及声光报警器171，声光报警器171与所述主控制器170电连接，所述主控制器170与所述避障控制器131电连接，所述避障控制器131用于在所述避障传感器133检测到将所述障碍信号发送至所述主控制器170，所述主控制器170根据所述障碍信号控制声光报警器171发出声光警报。
例如，所述SICK S300 Advanced型传感器包括OUTPUT1、2、3，可以设置输出相应的异常信号(障碍物等)至主控制器170，主控制器170控制所述声光报警器171发出相应的警报，从而实现报警等警示功能。
请参阅图4，所述防碰撞模块150包括防碰撞传感器153、防碰撞控制器151及第四开关继电器K4，所述防碰撞传感器153与防碰撞控制器151电连接，所述防碰撞控制器151与所述第四开关继电器K4电连接，所述第四开关继电器K4设置于所述第一控制端口与所述第三开关继电器K3之间。
所述防碰撞传感器153包括压敏器件，例如压敏电阻，所述压敏器件用于在发生碰撞时产生碰撞信号，例如，当AGV出现触边被挤压或线束出现接触不良，压敏电阻的阻值发生变化，从而生成碰撞信号，防碰撞传感器153将所述碰撞信号发送至所述防碰撞控制器151，所述防碰撞控制器151用于在接收到所述碰撞信号控制所述第四开关继电器K4断开连接。
需要说的是，第四开关继电器K4的数量可以为多个，所述防碰撞控制器151包括多个输出端口，每一个输出端口均用于与一个第四开关继电器K4对应连接，以控制第四开关继电器K4的工作状态，例如导通或断开。当AGV出现碰撞等情形，防碰撞控制器151控制所述第四开关继电器K4断开，从而断开所述安全继电器110第一控制端口及第二控制端口之间的连接，安全继电器110控制所述第一开关继电器K1及第二开关继电器K2断开，从而将所述AGV的电源210与所述驱动控制器230断开，防止AGV继续运行造成损失。
AGV安全控制系统100还包括急停开关K5，所述急停开关K5设置于所述第四开关继电器K4与所述第一控制端口之间，当出现紧急状况时，可以通过断开急停开关K5，使所述安全继电器110控制所述第一开关继电器K1及第二开关继电器K2断开，从而将所述AGV的电源210与所述驱动控制器230断开连接。
需要说的是，本实施例中，由避障控制器131控制的第三开关继电器K3、由防碰撞控制器151控制的第四开关继电器K4以及所述急停开关K5串联设置，当安全系统中任何一个部件动作、异常，或者这套安全系统中出现线束接触不良，第一开关继电器K1、第二开关继电器K2都会直接断开输出，AGV整车动力电源210断电，动力系统停止运行，防止出现安全事故。
需要说的是，本实施例提供的第三开关继电器K3、第四开关继电器K4、第一开关继电器K1及第二开关继电器K2均为安全型继电器，具有导杆，确保触点不会粘连。
第二实施例
本实施例提供一种安全型AGV，所述安全型AGV包括电源210、驱动控制器230及AGV安全控制系统100。所述电源210与所述驱动控制器230电连接，用以给驱动控制器230供电。所述AGV安全控制系统100包括第一开关继电器K1及第二开关继电器K2，所述第一开关继电器K1及所述第二开关继电器K2设置于所述电源210与所述驱动控制器230之间。
需要说的是，本实施例提供的AGV安全控制系统100，其结构组成与基本原理与第一实施例中提供的AGV安全控制系统100基本相同，为简要描述，本实施例对其不再作详细说明，本实施例未介绍详尽之处，请参阅第一实施例中的相关内容。
AGV安全控制系统100包括主控制器170、声光报警器171、安全继电器110、避障模块130、防碰撞模块150、急停开关K5、第一开关继电器K1以及第二开关继电器K2。其中，第一开关继电器K1和第二开关继电器K2用于设置在AGV的电源210与驱动控制器230之间，采用双通道控制，避免元件出现故障影响AGV安全控制系统100的安全性能。安全继电器110与第一开关继电器K1、第二开关继电器K2电连接，所述安全继电器110用于在所述避障模块130、防碰撞模块150或急停开关K5的触发下控制所述第一开关继电器K1和第二开关继电器K2断开连接，以使AGV的电源210与驱动控制器230断开连接，使AGV的电机停止运行。本实施例提供的安全型AGV的驱动电机带有失电自动抱闸装置，确保在断电后及时刹住不溜车。
综上所述，本发明提供了一种AGV安全控制系统及安全型AGV，所述AGV安全控制系统包括安全继电器、避障模块及防碰撞模块，所述避障模块及所述防碰撞模块均与所述安全继电器电连接，用于检测障碍物或碰撞信息，AGV包括电源及驱动控制器，所述安全继电器用于连接AGV的电源与驱动控制器，当所述避障模块及所述防碰撞模块检测到障碍物或碰撞信息时控制所述安全继电器断开AGV的电源与驱动控制器的连接。在出现异常情况时断开AGV电源与驱动控制器的电连接，通过设置独立的安全控制系统，即使主控器发生故障，涉及安全功能的部件仍能正常工作，安全控制系统中的任何一个部件检测到故障或异常情况均可控制AGV停止运行，保障了人身财产安全。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种AGV安全控制系统，其特征在于，所述AGV安全控制系统包括安全继电器、避障模块及防碰撞模块，所述避障模块及所述防碰撞模块均与所述安全继电器电连接，用于检测障碍物或碰撞信息，AGV包括电源及驱动控制器，所述安全继电器用于连接AGV的电源与驱动控制器，当所述避障模块及所述防碰撞模块检测到障碍物或碰撞信息时控制所述安全继电器断开AGV的电源与驱动控制器的连接。
2.如权利要求1所述的AGV安全控制系统，其特征在于，所述AGV安全控制系统包括第一开关继电器及第二开关继电器，AGV的电源依次通过第一开关继电器、第二开关继电器与AGV的驱动控制器电连接，所述第一开关继电器、第二开关继电器均与所述安全继电器电连接，所述安全继电器用于当所述避障模块及所述防碰撞模块检测到障碍物或碰撞信息时控制第一开关继电器和\或第二开关继电器断开。
3.如权利要求2所述的AGV安全控制系统，其特征在于，所述安全继电器包括第一控制端口及第二控制端口，第一控制端口与所述第二控制端口电连接，所述安全继电器用于在所述第一控制端口与所述第二控制端口的电连接断开时控制所述第一开关继电器和\或第二开关继电器断开。
4.如权利要求3所述的AGV安全控制系统，其特征在于，所述避障模块包括避障传感器、避障控制器及第三开关继电器，所述避障传感器与所述避障控制器电连接，所述避障控制器与所述第三开关继电器电连接，所述第三开关继电器设置于所述第一控制端口与所述第二控制端口之间。
5.如权利要求4所述的AGV安全控制系统，其特征在于，所述避障传感器用于检测预设区域内的障碍物，当所述避障传感器检测到障碍物时，避障传感器生成障碍信号发送至所述避障控制器，所述避障控制器根据所述障碍信号控制所述第三开关继电器断开连接。
6.如权利要求5所述的AGV安全控制系统，其特征在于，所述防碰撞模块包括防碰撞传感器、防碰撞控制器及第四开关继电器，所述防碰撞传感器与防碰撞控制器电连接，所述防碰撞控制器与所述第四开关继电器电连接，所述第四开关继电器设置于所述第一控制端口与所述第三开关继电器之间。
7.如权利要求6所述的AGV安全控制系统，其特征在于，所述防碰撞传感器包括压敏器件，所述压敏器件用于在发生碰撞时产生碰撞信号，并将所述碰撞信号发送至所述防碰撞控制器，所述防碰撞控制器用于在接收到所述碰撞信号控制所述第四开关继电器断开连接。
8.如权利要求7所述的AGV安全控制系统，其特征在于，所述AGV安全控制系统包括急停开关，所述急停开关设置于所述第四开关继电器与所述第一控制端口之间。
9.如权利要求5所述的AGV安全控制系统，其特征在于，所述AGV安全控制系统还包括主控制器及声光报警器，所述主控制器与所述避障控制器电连接，所述避障控制器用于将所述障碍信号发送至所述主控制器，所述主控制器根据所述障碍信号控制声光报警器发出声光警报。
10.一种安全型AGV，其特征在于，所述安全型AGV包括如权利要求1～9任意一项所述的AGV安全控制系统。
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