CN108649682B - 一种自动导引车辆控制器的供电装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种自动导引车辆控制器的供电装置，包括车载直流电池组、第一继电器、第二继电器、微控制器、第一DC‑DC变换器和第二DC‑DC变换器；所述车载直流电池组引出两个供电回路，第一供电回路上依次连接有第一继电器、第一DC‑DC变换器；第二供电回路上依次连接有第二继电器、第二DC‑DC变换器；第一继电器和第二继电器的控制端分别与微控制器接口电连接；第一供电回路在车载直流电池组与第一继电器之间设有车载电源开关、在第一继电器与第一DC‑DC变换器之间设有控制器电源开关，车载电源开关和控制器电源开关的开闭触发信号端分别经光电耦合器与微控制器接口电连接。本发明能稳定、可靠为控制器提供电源，对控制器进行保护，既保证供电的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电源控制技术领域，具体涉及一种自动导引车辆控制器的供电装置及方法。
背景技术
自动导引车是指具有磁条，轨道或者激光等自动导引设备，沿规划好的路径行驶，以电池为动力，并且装备安全保护以及各种辅助机构(例如移载，装配机构)的无人驾驶的自动化车辆。通常多台AGV与控制计算机(控制台)，导航设备，充电设备以及周边附属设备组成AGV系统，其主要工作原理表现为在控制计算机的监控及任务调度下，AGV可以准确的按照规定的路径行走，到达任务指定位置后，完成一系列的作业任务。全方位移动自动导引车不仅可沿车体纵向前进和后退，绕车体中心原地旋转，还可沿车体横向左移和右移，并可在保持车体姿态不变的同时，沿平面内任意方向运动，对有限作业空间具有良好的机动性。基于上述优势，自动导引车在智能物流领域已得到广泛的应用。
自动导引车辆的研发是人工智能一个重要的领域，而在自动导引车辆的控制系统中，用于实现定位、导航、路径规划、轨迹跟踪等功能的控制器是整个控制系统的中枢。所以控制器的供电稳定性和可靠性问题自然也就成为系统设计中的重要一环。目前，自动导引车辆领域中，有单独为控制器配备一个电源的方法，也有在车载直流电池组基础上应用整套电源管理系统的供电方法。但现有控制器供电方案不能有效防止控制器过流过压，或在误操作、控制器异常时，对控制器进行保护。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种自动导引车辆控制器的供电装置，能防止过流过压，能实时监测控制器的状态，能在误操作、控制器异常时，对控制器进行保护，既保证供电的可靠性，又提高了自动导引过程中的安全性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种自动导引车辆控制器的供电装置，包括车载直流电池组、第一继电器、第二继电器、微控制器、第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器；所述车载直流电池组引出两个供电回路，第一供电回路上依次连接有第一继电器、第一DC-DC变换器，第一DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端连接；第二供电回路上依次连接有第二继电器、第二DC-DC变换器，第二DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端连接；第一继电器和第二继电器的控制端分别与微控制器接口电连接；第一供电回路在车载直流电池组与第一继电器之间设有车载电源开关、在第一继电器与第一DC-DC变换器之间设有控制器电源开关，车载电源开关和控制器电源开关的开闭触发信号端分别经光电耦合器与微控制器接口电连接。
本发明的工作原理如下：本发明设有两个供电电源回路，为防止一个电源失效后控制器不能工作，提出冗余式电源设计方法，能稳定、可靠为控制器提供电源，对控制器进行保护，既保证供电的可靠性，又提高了自动导引过程中的安全性。当车载电源开关和控制器电源开关被按下时，中断触发唤醒微控制器，微控制器输出高电平控制第一继电器控制端，使得第一继电器的输出端接通，第一供电回路正式形成；接着微控制器输出高电平控制第二继电器控制端，使得第二继电器闭合，此时车载直流电池组与第二DC-DC变换器接通，第二供电回路生成，于是第一供电回路和第二供电回路对控制器形成冗余电源。
进一步地，所述第一继电器和第二继电器为固态继电器。
进一步地，所述微控制器为单片机。
作为本发明的一种改进，第一DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝，第二DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝。
作为本发明的一种改进，所述第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器上设有电压信号端，第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器的电压信号端分别经光电耦合器与微控制器接口电连接。
本发明还提供一种自动导引车辆控制器的供电方法。
一种自动导引车辆控制器的供电方法，其包括以下步骤：
采用车载直流电池组、第一继电器和第一DC-DC变换器依次连接构成的第一供电回路，以及车载直流电池组、第二继电器和第二DC-DC变换器依次连接构成的第二供电回路，分别为控制器供电；
在第一供电回路上设有车载电源开关和控制器电源开关；
利用微控制器根据控制车载电源开关和控制器电源开关的开闭信号控制第一继电器和第二继电器动作，当车载电源开关和控制器电源开关被按下时，微控制器控制第一继电器闭合，第一供电回路正式形成；接着微控制器控制第二继电器闭合，第二供电回路正式形成。
作为本发明的一种改进，第一DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝，第二DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝。
作为本发明的一种改进，利用微控制器采集第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器的电压数据信号，并根据电压数据信号的稳定性来控制第一继电器和第二继电器动作，当电压数据信号显示不稳定、过压或者欠压时，微控制器控制继电器断开，并报警提醒变换器工作异常。
作为本发明的一种改进，利用微控制器采集控制器的运行状态信号和开启关闭触发信号，并根据运行状态信号和开启关闭触发信号来控制第一继电器和第二继电器动作，当微控制器检测到控制器运行异常或者关机时，微控制器控制继电器断开。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明设有两个供电电源回路，为防止一个电源失效后控制器不能工作，提出冗余式电源设计方法，能稳定、可靠为控制器提供电源，对控制器进行保护，既保证供电的可靠性，又提高了自动导引过程中的安全性。
附图说明
图1为本发明自动导引车辆控制器的供电装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例
请参考图1，一种自动导引车辆控制器的供电装置，包括车载直流电池组、第一继电器、第二继电器、微控制器、第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器，其中所述微控制器为单片机；
所述车载直流电池组引出两个供电回路，第一供电回路上依次连接有第一继电器、第一DC-DC变换器，第一DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端连接；
第二供电回路上依次连接有第二继电器、第二DC-DC变换器，第二DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端连接；第一继电器和第二继电器的控制端分别与微控制器接口电连接；
第一供电回路在车载直流电池组与第一继电器之间设有车载电源开关、在第一继电器与第一DC-DC变换器之间设有控制器电源开关，车载电源开关和控制器电源开关的开闭触发信号端分别经光电耦合器与微控制器接口电连接。
本发明的工作原理如下：本发明设有两个供电电源回路，为防止一个电源失效后控制器不能工作，提出冗余式电源设计方法，能稳定、可靠为控制器提供电源，对控制器进行保护，既保证供电的可靠性，又提高了自动导引过程中的安全性。当车载电源开关和控制器电源开关被按下时，中断触发唤醒微控制器，微控制器输出高电平控制第一继电器控制端，使得第一继电器的输出端接通，第一供电回路正式形成；接着微控制器输出高电平控制第二继电器控制端，使得第二继电器闭合，此时车载直流电池组与第二DC-DC变换器接通，第二供电回路生成，于是第一供电回路和第二供电回路对控制器形成冗余电源。
在本实施例中，所述第一继电器和第二继电器为固态继电器。
在本实施例中，第一DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝，第二DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝。通过设置恢复保险丝可以防止了过流过压，提高了供电质量。
作为本发明的一种改进，所述第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器上设有电压信号端，第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器的电压信号端分别经光电耦合器与微控制器接口电连接。当从电压信号端接收的数据显示不稳定、过压或者欠压时，微控制器控制继电器断开，并报警提醒变换器工作异常，进一步提高了控制器得到供电质量。
一种采用上述供电装置对自动导引车辆控制器供电的供电方法，其包括以下步骤：
采用车载直流电池组、第一继电器和第一DC-DC变换器依次连接构成的第一供电回路，以及车载直流电池组、第二继电器和第二DC-DC变换器依次连接构成的第二供电回路，分别为控制器供电；
在第一供电回路上设有车载电源开关和控制器电源开关；
利用微控制器根据控制车载电源开关和控制器电源开关的开闭信号控制第一继电器和第二继电器动作，当车载电源开关和控制器电源开关被按下时，微控制器控制第一继电器闭合，第一供电回路正式形成；接着微控制器控制第二继电器闭合，第二供电回路正式形成。
在本实施例中，第一DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝，第二DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝。通过设置恢复保险丝可以防止了过流过压，提高了供电质量.
在本实施例中，利用微控制器采集第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器的电压数据信号，并根据电压数据信号的稳定性来控制第一继电器和第二继电器动作，当电压数据信号显示不稳定、过压或者欠压时，微控制器控制继电器断开，并报警提醒变换器工作异常。进一步提高了控制器得到供电质量。
在本实施例中，利用微控制器采集控制器的运行状态信号和开启关闭触发信号，并根据运行状态信号和开启关闭触发信号来控制第一继电器和第二继电器动作，当微控制器检测到控制器运行异常或者关机时，微控制器控制继电器断开。在控制器上有运行状态检测端子和开机关机触发端子，当控制器正常运行时，运行检测端子是24V，如果控制器死机或者程序崩溃时，运行检测端子是0V；控制器开机触发是0-24V高电平触发，关机触发是24-0V低电平触发。这两者分别通过光电耦合器连接到微控制器的接口上，利用微控制器和光电耦合器，通过实时监测控制器的运行状态端子，当异常发生时，微控制器通过控制继电器断开使得控制器自动关机，将自动导引车辆切换到手动驾驶模式，能很好防止控制器异常状态下，车辆的安全问题。
当控制器在运行，车辆工作在自动导引模式，而车载电源开关在误关闭的情况下，控制器不会立刻关机，由第二供电回路继续为控制器供电，此时微控制器检测运行状态检测端子的状态，确认控制器关机成功后，再控制第一继电器和第二继电器断开，控制器安全断电。也即是本发明能在误操作、控制器异常时，对控制器进行保护，既保证供电的可靠性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自动导引车辆控制器的供电装置，其特征在于：包括车载直流电池组、第一继电器、第二继电器、微控制器、第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器；所述车载直流电池组引出两个供电回路，第一供电回路上依次连接有第一继电器、第一DC-DC变换器，第一DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端连接；第二供电回路上依次连接有第二继电器、第二DC-DC变换器，第二DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端连接；第一继电器和第二继电器的控制端分别与微控制器接口电连接；第一供电回路在车载直流电池组与第一继电器之间设有车载电源开关、在第一继电器与第一DC-DC变换器之间设有控制器电源开关，车载电源开关和控制器电源开关的开闭触发信号端分别经光电耦合器与微控制器接口电连接；
利用微控制器和光电耦合器，通过实时监测控制器的运行状态检测 端子，当异常发生时，微控制器通过控制继电器断开使得控制器自动关机，将自动导引车辆切换到手动驾驶模式；
当控制器在运行，车辆工作在自动导引模式，而车载电源开关在误关闭的情况下，控制器不会立刻关机，由第二供电回路继续为控制器供电，此时微控制器检测运行状态检测端子的状态，确认控制器关机成功后，再控制第一继电器和第二继电器断开，控制器安全断电。
2.根据权利要求1所述的自动导引车辆控制器的供电装置，其特征在于：所述第一继电器和第二继电器为固态继电器。
3.根据权利要求1所述的自动导引车辆控制器的供电装置，其特征在于：所述微控制器为单片机。
4.根据权利要求1所述的自动导引车辆控制器的供电装置，其特征在于：第一DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝，第二DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝。
5.根据权利要求1所述的自动导引车辆控制器的供电装置，其特征在于：所述第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器上设有电压信号端，第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器的电压信号端分别经光电耦合器与微控制器接口电连接。
6.一种自动导引车辆控制器的供电方法，其特征在于包括以下步骤：
采用车载直流电池组、第一继电器和第一DC-DC变换器依次连接构成的第一供电回路，以及车载直流电池组、第二继电器和第二DC-DC变换器依次连接构成的第二供电回路，分别为控制器供电；
在第一供电回路上设有车载电源开关和控制器电源开关；
利用微控制器根据控制车载电源开关和控制器电源开关的开闭信号控制第一继电器和第二继电器动作，当车载电源开关和控制器电源开关被按下时，微控制器控制第一继电器闭合，第一供电回路正式形成；接着微控制器控制第二继电器闭合，第二供电回路正式形成；
利用微控制器和光电耦合器，通过实时监测控制器的运行状态检测 端子，当异常发生时，微控制器通过控制继电器断开使得控制器自动关机，将自动导引车辆切换到手动驾驶模式；
当控制器在运行，车辆工作在自动导引模式，而车载电源开关在误关闭的情况下，控制器不会立刻关机，由第二供电回路继续为控制器供电，此时微控制器检测运行状态检测端子的状态，确认控制器关机成功后，再控制第一继电器和第二继电器断开，控制器安全断电。
7.根据权利要求6所述的自动导引车辆控制器的供电方法，其特征在于：第一DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝，第二DC-DC变换器的输出端与控制器的供电端之间设有自恢复保险丝。
8.根据权利要求6所述的自动导引车辆控制器的供电方法，其特征在于：利用微控制器采集第一DC-DC变换器和第二DC-DC变换器的电压数据信号，并根据电压数据信号的稳定性来控制第一继电器和第二继电器动作，当电压数据信号显示不稳定、过压或者欠压时，微控制器控制继电器断开，并报警提醒变换器工作异常。
9.根据权利要求6所述的自动导引车辆控制器的供电方法，其特征在于：利用微控制器采集控制器的运行状态信号和开启关闭触发信号，并根据运行状态信号和开启关闭触发信号来控制第一继电器和第二继电器动作，当微控制器检测到控制器运行异常或者关机时，微控制器控制继电器断开。
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