CN108810176A - Rgv小车操控系统及其操控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供RGV小车操控系统，包括RGV小车、手操器、WIFI装置以及433无线装置，手操器具有人机交互模块、手操器控制装置及急停按钮，人机交互模块具有输入部，RGV小车具有小车控制装置以及执行机构；RGV小车操控系统，在第一操控模式下，手操器控制装置通过WIFI装置实现与小车控制装置之间的信息交互；在第二操控模式下，手操器控制装置通过433无线装置实现与小车控制装置之间的信息交互。本发明提出的操控方法，通过采用独立的433无线通道供急停专用，解决了仅采用WIFI网络收发时的信号干扰以及WIFI网络中断场景下的RGV急停操作失效带来的风险，同时采用了RGV检测433无线网络状态机制，进一步提高了安全性。

Description

RGV小车操控系统及其操控方法

技术领域

本发明涉及移动机器人控制技术领域，尤其涉及RGV小车操控系统及其操控方法。

背景技术

RGV是有轨制导车辆(Rail Guided Vehicle)的英文缩写，又叫有轨穿梭小车，用于自动化立体仓库，是智能物流仓储行业的核心部件之一。目前，用于操控RGV的设备主要包括PLC控制柜和无线手操器两种，其中无线手操器因为其便捷和灵活的特点逐渐成为主流。但是现有技术中的无线手操器，用户和RGV小车之间所有的交互信息都是通过数据传输速率高的WIFI网络收发，当手操过程中出现误操作或者RGV发生故障需要紧急停车时如果出现WIFI连接突然中断，此时用户的急停指令是无法通过手操器发送给RGV小车的，另外如果现场WIFI信号比较多，容易发生相互干扰，急停指令也可能无法执行，这两种情况都会导致RGV小车发生跑飞或者撞击事故，存在一定的安全风险；再者，现在的RGV小车操控系统没有检测无线网络状态的功能，当无线网络中断时，手操器无法发送指令的情况下无法控制小车的运行状况，也会导致RGV小车失控、发生跑飞或者撞击事故，存在安全风险。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种RGV小车操控系统及其操控方法，通过采用独立的433无线通道供急停专用，解决了仅采用WIFI网络收发时的信号干扰以及WIFI网络中断场景下的RGV小车急停操作失效带来的风险，同时采用了RGV小车检测433无线网络状态机制进一步解决了无线网络中断时手操器无法控制小车的运行状况时带来的风险，大大提高了RGV操控系统的安全性。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种RGV小车操控系统，包括RGV小车、手操器、WIFI装置以及433无线装置，其中：

所述手操器具有人机交互模块、手操器控制装置及急停按钮，

所述人机交互模块具有与所述手操器控制装置电连接的输入部，所述输入部被设置成可供用户操作以控制RGV小车的正常运行；

所述急停按钮，与所述手操器控制装置电连接，被设置成可供用户操作以控制RGV小车的急停；

所述RGV小车具有小车控制装置以及通过其动作控制RGV小车运行的执行机构；

所述RGV小车操控系统，被设置成根据用户的操作指令决定第一操控模式与第二操控模式，其中：

在第一操控模式下，手操器控制装置被设置成通过WIFI装置实现与小车控制装置之间的信息交互；在第二操控模式下，手操器控制装置被设置成通过433无线装置实现与小车控制装置之间的信息交互。

进一步的实施例中，所述WIFI装置包括设置在手操器上的手操器WIFI模块和设置在RGV小车上的小车WIFI模块；所述433无线装置包括设置在手操器上的手操器433无线模块和设置在RGV小车上的小车433无线模块。

进一步的实施例中，所述手操器控制装置包括主控制器和与主控制器电连接的手操器微控制器；

所述小车控制装置包括PLC控制器和与PLC控制器电连接的小车微控制器；

所述主控制器与所述人机交互模块电连接，被设置成在第一操控模式下通过所述WIFI装置与所述PLC控制器之间建立网络连接；

所述手操器微控制器与所述急停按钮电连接，被设置成在第二操控模式下通过所述433无线装置与所述小车微控制器建立网络连接。

进一步的实施例中，所述RGV小车还包括与小车微控制器电连接的继电器，用于控制所述执行机构作急停动作。

进一步的实施例中，所述人机交互模块还包括与手操器控制装置电连接的显示部。

进一步的实施例中，所述RGV小车还包括与小车控制装置电连接的传感器，用于监测RGV小车的运行状态并将之反馈至小车控制装置。

进一步的实施例中，所述手操器还包括与手操器控制装置电连接的存储模块，所述存储模块被设置成存储有多种关于不同RGV小车相匹配的WIFI装置初始化配置参数数据和433无线装置初始化配置参数数据；

所述输入部，还被设置成可供用户操作以设定RGV小车的WIFI装置初始化配置参数数据和433无线装置初始化配置参数数据。

进一步的实施例中，所述WIFI装置初始化配置参数数据和433无线装置初始化配置参数数据均包括IP地址、通讯速率及通讯信道。

根据本发明的改进，还提出一种操控方法，其基于前述的RGV小车操控系统，该方法包括：

根据用户的操作指令来决定其第一操控模式与第二操控模式，其中：

响应于输入部的输入指令，手操器控制装置以第一操控模式实现与小车控制装置之间的信息交互，通过WIFI装置控制RGV小车的正常运行；

响应于急停按钮的急停指令，手操器控制装置以第二操控模式实现与小车控制装置之间的信息交互，通过433无线装置控制RGV小车的急停。

进一步的实施例中，该方法还包括：

小车控制装置周期性地接收来自手操器控制装置通过433无线装置发送的心跳报文，

如果在一个周期内未接收到心跳报文，小车控制装置控制其执行机构急停。

本发明提出的RGV小车操控系统及其操控方法，与现有技术相比，其显著的有益效果在于，

1）通过采用独立的433无线通道供急停专用，解决了仅采用WIFI网络收发时的信号干扰以及WIFI网络中断场景下的RGV急停操作失效带来的风险，同时采用了RGV小车检测433无线网络状态机制进一步解决了无线网络中断时手操器无法控制小车的运行状况时带来的风险，大大提高了RGV操控系统的安全性。

2）在初始化配置过程中，用户能够通过PC客户端或者访问网络服务器的方式将批量RGV小车的网络配置数据（包括层号、IP地址、无线装置地址等参数）预先存储于手操器的存储模块中，手操器通过调取存储模块中的数据库文件完成配置，进一步简化了其初始化配置过程。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，在附图中：

图1为本发明较优实施例的RGV小车操控系统的整体结构示意图。

图2为本发明较优实施例的RGV小车操控系统的操控方法的第二操控模式的流程示意图。

图3为本发明较优实施例的RGV小车操控系统的初始化配置的示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。

如图1至图2所示，根据本发明的较优实施例，提出了一种RGV小车操控系统，现有的远程RGV小车操控系统，用户和RGV小车之间所有的交互信息都是通过数据传输速率高的WIFI网络收发，当手操过程中出现误操作或者RGV发生故障需要紧急停车时如果出现WIFI连接突然中断，此时用户的急停指令是无法通过手操器发送给RGV小车的，另外如果现场WIFI信号比较多，容易发生相互干扰，急停指令也可能无法执行，这两种情况都会导致RGV小车发生跑飞或者撞击事故，存在一定的安全风险。值得一提的是，本发明下面公开的RGV小车操控系统，同样适用于其它物流仓储领域使用的移动机器人，比如AGV等。

本发明提出的RGV小车操控系统包括多个RGV小车2、手操器1、WIFI装置以及433无线装置。

手操器1具有人机交互模块11、手操器控制装置及急停按钮14。人机交互模块11具有与手操器控制装置电连接的输入部，输入部被设置成可供用户操作以控制RGV小车2的正常运行（比如前进、后退、停止等），前述的输入部可以为触摸屏和其他任何式样的输入部，比如按键、语音输入等。急停按钮14（可以为按键式按钮或者是触摸式按钮等任何形式的），与手操器控制装置电连接，被设置成可供用户操作以控制RGV小车2的急停。

RGV小车2具有小车控制装置以及通过其动作控制RGV小车2运行的执行机构26。执行机构26与小车的车轮连接，受小车控制装置的控制进行执行动作从而带动、控制RGV小车2的运行动作。

RGV小车操控系统，根据用户的操作指令决定第一操控模式与第二操控模式，在第一操控模式下（正常运行模式），手操器控制装置被设置成通过WIFI装置实现与小车控制装置之间的信息交互；在第二操控模式下（急停模式），手操器控制装置被设置成通过433无线装置实现与小车控制装置之间的信息交互。如果人机交互模块11的输入部被用户操作（比如通过触摸屏按下前进或者停止等），RGV小车操控系统按第一操控模式对小车进行操控，手操器控制装置通过WIFI装置发送正常运行的操作指令至小车控制装置，小车控制装置控制执行机构26完成执行动作以控制RGV小车2的正常运行（比如前进、后退、停止等）。如果急停按钮14被用户操作（比如当用户通过输入部进行误操作或者有意外情况发生需要急停时），RGV小车操控系统按第二操控模式对小车进行操控，手操器控制装置通过433无线装置发送急停操作指令至小车控制装置，小车控制装置控制执行机构26完成执行动作以控制RGV小车2的急停。如此，在正常运行时，手操器1通过数据传输速率高的WIFI网络发送指令至RGV小车2，效率高；当用户通过输入部进行误操作或者有意外情况发生需要急停时，手操器1通过专用的433无线装置发送急停指令至RGV小车2，这样解决了仅采用WIFI网络收发时的信号干扰指令无法发出以及WIFI网络中断场景下的指令无法发出导致RGV急停操作失效带来的风险。

在某些实施例中，如图1与图2所示，WIFI装置包括设置在手操器1上的手操器WIFI模块13和设置在RGV小车2上的小车WIFI模块21。433无线装置包括设置在手操器1上的手操器433无线模块16和设置在RGV小车2上的小车433无线模块23。手操器控制装置包括主控制器12和与主控制器12电连接的手操器微控制器15。小车控制装置包括PLC控制器22和与PLC控制器22电连接的小车微控制器24。主控制器12与人机交互模块11电连接，被设置成在第一操控模式下通过WIFI装置与PLC控制器22之间建立网络连接。手操器微控制器15与急停按钮14电连接，被设置成在第二操控模式下通过433无线装置与小车微控制器24建立网络连接。

在本实施例中，手操器WIFI模块13和小车WIFI模块21均为现有技术中市面上常见的WIFI无线收发器，在此不再赘述。主控制器12为ARM控制器，小车微控制器24和手操器微控制器15均为单片机，当然，本领域所属的技术人员也可以根据实际需求选择其它的微控制器。如图1和图2所示，主控制器12与人机交互模块11电连接，在第一操控模式下（正常运行模式），主控制器12通过手操器WIFI模块13、小车WIFI模块21与PLC控制器22之间建立网络连接完成数据收发。手操器微控制器15与急停按钮14电连接，在第二操控模式下（急停模式）下，手操器微控制器15通过手操器433无线模块16、小车433无线模块23与小车微控制器24建立网络连接完成数据收发。

优选地，如图1和如2所示，RGV小车2还包括与小车微控制器24电连接的继电器25，用于控制执行机构26作急停动作。当小车微控制器24接收到急停指令时，小车微控制器24停止向继电器25发送PWM波，继电器25一个周期内未收到PWM波即控制执行机构26急停。

优选地，人机交互模块11还包括与手操器控制装置电连接的显示部，在本实施例中为触摸显示屏，用于显示手操器1的电池电量，也能够显示433无线装置、WIFI装置的网络连接状态以及显示RGV小车2的运行状态（位移、速度等），可视化。

在某些优选的实施例中，如图1所示，RGV小车2还包括与小车控制装置（PLC控制器22）电连接的传感器27，传感器27为多种，包括编码器、速度传感器27等，用于监测RGV小车2的运行状态（位移、速度等）并将之反馈至小车控制装置（PLC控制器22），小车控制装置（PLC控制器22）通过WIFF无线装置反馈至手操器1主控制器12并通过人机交互模块11的显示部显示，可视化。

由于急停模式首先要完成433无线装置的参数配置，具体过程为：在手操器1与RGV小车2之间的WIFI网络连接正常而433无线网络连接为断开的情况下，当用户通过人机交互模块11输入操作指令时，用户必须先通过人机交互模块11完成手操器1和RGV小车2的433无线装置参数配置，包括地址（0-65535）、通讯速率（0-10bps）和通讯信道(0-127)，保证急停功能可用才能继续操作。因此，在一些优选的实施例中，如图3所示，手操器1还包括与手操器控制装置电连接的存储模块17，存储模块17被设置成存储有多种关于不同RGV小车2相匹配的WIFI装置初始化配置参数数据和433无线装置初始化配置参数数据。输入部，还被设置成可供用户操作以设定RGV小车2的WIFI装置初始化配置参数数据和433无线装置初始化配置参数数据。WIFI装置初始化配置参数数据和433无线装置初始化配置参数数据均包括IP地址、通讯速率及通讯信道。如此，如图2所示，手操器433无线模块16的参数由主控制器12通过RS485接口发送给手操器微控制器15，再由手操器微控制器15解析后通过USART接口设置到手操器433无线模块16，同时主控制器12定时（周期范围1s-3s）通过手操器微控制器15读取手操器1电池电量和手操器433无线模块16的设置参数。小车433无线模块23的参数则由主控制器12依次通过WIFI无线装置、PLC控制器22、小车微控制器24设置到小车433无线模块23，同时小车微控制器24定时（周期范围1s-3s）读取小车433无线模块23的设置参数并依次反馈至手操器1。

在本实施例中，当需要批量配置多个小车433无线模块23时，如图3所示，操控系统还包括PC客户端3和/或远端服务器4。因此，还可以由PC客户端3写入数据库文件5（包括多个RGV的层号、IP地址、433无线模块地址等），再将该数据库文件5通过串口或者局域网发送给手操器控制装置并存储在存储模块17，或者访问远端服务器4，写入数据库文件5（包括多个RGV的层号、IP地址、433无线模块地址等）并通过互联网发送给手操器控制装置并存储在存储模块17。用户通过手操器1人机交互模块11连接至某一个RGV小车2时只需要从显示部的设备列表中选中相应层号的RGV小车2433无线模块，由人机交互模块11的界面程序访问手操器1存储模块17查询RGV小车2的IP地址和小车433模块地址进行参数设置从而自动完成433无线模块连接。如果需要修改某个RGV的配置数据，则通过手操器1人机交互模块11输入或者通过PC客户端3和/或远端服务器4输入，数据库文件5中如果找不到直接创建新的数据项，如果已存在直接覆盖原有数据项。WIFF连接的操作方式同433无线模块连接，在此不再赘述。如此，当手操器1的人机交互模块11的输入部界面较小时，可以通过PC客户端3和/或远端服务器4进行输入设定；并且在初始化配置过程中，用户能够通过PC客户端3或者访问远端服务器4的方式将批量RGV小车2的网络配置数据（包括层号、IP地址、无线装置地址等参数）预先存储于手操器1的存储模块17中，手操器1通过调取存储模块17中的数据库文件5完成配置，进一步简化了其初始化配置过程。

根据本发明的改进，还提出一种操控方法，其基于前述的RGV小车操控系统，该方法包括：

根据用户的操作指令来决定其第一操控模式与第二操控模式，响应于输入部的输入指令，手操器控制装置以第一操控模式实现与小车控制装置之间的信息交互，通过WIFI装置控制RGV小车2的正常运行。响应于急停按钮14的急停指令，手操器控制装置以第二操控模式实现与小车控制装置之间的信息交互，通过433无线装置控制RGV小车2的急停。

优选地，如图2所示，该方法还包括：小车控制装置周期性地接收来自手操器控制装置通过433无线装置发送的心跳报文，如果在一个周期内未接收到心跳报文，小车控制装置控制其执行机构26急停。如此，小车控制装置的小车微控制器24定时（周期范围20ms-50ms）接收来自手操器控制装置的手操器微控制器15通过433无线装置发来的心跳报文，通过心跳报文的收发来判断433无线网络的连接状态（如果未收到心跳报文则表示433无线网络中断）并反馈至手操器1，手操器1的人机交互模块11显示433无线网络的连接状态。如图2所示，在未成功连接的情况下，禁用人机交互模块11中任何操作RGV小车2的功能，并立即停止向继电器25发送PWM波，实现紧急停车。在成功连接的情况下，如果用户按下急停按钮14，小车微控制器24接收到急停指令后立即停止向继电器25发送PWM波，继电器25未收到PWM波后开关断开，控制RGV的执行机构26进行紧急停车。如此，RGV小车2能够自行检测433无线网络状态，一旦433无线网络中断能够及时自行停车，进一步解决了433无线网络中断时手操器1无法控制小车的运行状况时带来的风险，大大提高了RGV操控系统的安全性。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1. RGV小车操控系统，包括RGV小车、手操器以及WIFI装置，其特征在于，还包括433无线装置，其中：

所述手操器具有人机交互模块、手操器控制装置及急停按钮，

所述人机交互模块具有与所述手操器控制装置电连接的输入部，所述输入部被设置成可供用户操作以控制RGV小车的正常运行；

所述急停按钮，与所述手操器控制装置电连接，被设置成可供用户操作以控制RGV小车的急停；

所述RGV小车具有小车控制装置以及执行机构；

所述RGV小车操控系统，被设置成根据用户的操作指令决定第一操控模式与第二操控模式，其中：

在第一操控模式下，手操器控制装置被设置成通过WIFI装置实现与小车控制装置之间的信息交互；

在第二操控模式下，手操器控制装置被设置成通过433无线装置实现与小车控制装置之间的信息交互。

2.根据权利要求1所述的RGV小车操控系统，其特征在于，所述WIFI装置包括设置在手操器上的手操器WIFI模块和设置在RGV小车上的小车WIFI模块；所述433无线装置包括设置在手操器上的手操器433无线模块和设置在RGV小车上的小车433无线模块。

3.根据权利要求1所述的RGV小车操控系统，其特征在于，

所述手操器控制装置包括主控制器和与主控制器电连接的手操器微控制器；

所述小车控制装置包括PLC控制器和与PLC控制器电连接的小车微控制器；

所述主控制器与所述人机交互模块电连接，被设置成在第一操控模式下通过所述WIFI装置与所述PLC控制器之间建立网络连接；

所述手操器微控制器与所述急停按钮电连接，被设置成在第二操控模式下通过所述433无线装置与所述小车微控制器建立网络连接。

4.根据权利要求3所述的RGV小车操控系统，其特征在于，所述RGV小车还包括与小车微控制器电连接的继电器，用于控制所述执行机构作急停动作。

5.根据权利要求1所述的RGV小车操控系统，其特征在于，所述人机交互模块还包括与手操器控制装置电连接的显示部。

6.根据权利要求5所述的RGV小车操控系统，其特征在于，所述RGV小车还包括与小车控制装置电连接的传感器，用于监测RGV小车的运行状态并将之反馈至小车控制装置。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的RGV小车操控系统，其特征在于，所述手操器还包括与手操器控制装置电连接的存储模块，所述存储模块被设置成存储有多种关于不同RGV小车相匹配的WIFI装置初始化配置参数数据和433无线装置初始化配置参数数据；

所述输入部，还被设置成可供用户操作以设定RGV小车的WIFI装置初始化配置参数数据和433无线装置初始化配置参数数据。

8.根据权利要求7所述的RGV小车操控系统，其特征在于，所述WIFI装置初始化配置参数数据和433无线装置初始化配置参数数据均包括IP地址、通讯速率及通讯信道。

9.操控方法，其基于前述权利要求1-8中任一项所述的RGV小车操控系统，其特征在于，该方法包括：

根据用户的操作指令来决定其第一操控模式与第二操控模式，其中：

响应于输入部的输入指令，手操器控制装置以第一操控模式实现与小车控制装置之间的信息交互，通过WIFI装置控制RGV小车的正常运行；

响应于急停按钮的急停指令，手操器控制装置以第二操控模式实现与小车控制装置之间的信息交互，通过433无线装置控制RGV小车的急停。

10.根据权利要求9所述的操控方法，其特征在于，该方法还包括：

小车控制装置周期性地接收来自手操器控制装置通过433无线装置发送的心跳报文，

如果在一个周期内未接收到心跳报文，小车控制装置控制其执行机构急停。