CN109435760A - Agv叉车自主充电控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是针对现有AGV叉车充电装置之间没有相互协调，AGV叉车充电需要定时定点造成场地浪费或是AGV叉车电量不足造成工作故障的问题，设计了AGV叉车自主充电控制方法。包括：管理服务器，与充电桩以及AGV叉车通讯连接；携带WiFi模块的充电桩，与管理服务器通讯连接，与AGV叉车通过WiFi通讯连接；AGV叉车，与管理服务器通讯连接，与充电桩通过WiFi通讯连接。实质性效果在于通过管理服务器对AGV叉车剩余电量的监控来给叉车分配任务，达到叉车运转效率最高的目的，同时对叉车启动电量和充电电量的范围选定能够使得叉车的电池工作在最优状态，提高生产效率的同时降低了叉车养护成本。

Description

AGV叉车自主充电控制装置及方法
技术领域
本发明涉及叉车控制方法，具体涉及AGV叉车自主充电控制方法。
背景技术
AGV叉车包含托盘叉车式AGV，宽脚堆高式叉车AGV，无脚堆高式叉车AGV。用于堆栈托盘类货物的物流周转，由液压升降系统、差速驱动系统、PLC控制系统、导引系统、通信系统、警示系统、操作系统和动力电源组成，是集液压升降和PLC控制的可编程无线调度的自动导引小车；本产品采用电磁感应作为导航方式辅助RFID识别可运行于复杂路径、多站点可靠循迹；主驱动采用自主研发的差动伺服电机驱动，配置高精度角度转向舵机，使整车运行响应迅速定位精准；独立液压升降系统辅助高精度位移传感器使叉车可在其升降在行程内任意位置停靠，大大提高装载柔性化和举升的位置精度。车间物料配送，减少车间过道作业人员，打造绿色化工厂。工厂仓库码垛，使仓储更加规范有序，充分提高空间利用率及运输效率。叉车运载能力强可以直接叉取物料托盘进行运输，转弯时自动减速且有自动识别障碍物并及时停止等功能，行走安全可靠；主要用于生产线上的原材料配送及半成品、成品的运输和工厂仓库码垛等；在工业生产中能代替人做某些单调、频繁、劳动强度大且重复长时间作业或是危险、恶劣环境下的作业。
中国公开专利号CN 207200323U，公开日2018年4月6日，实用新型名称电动叉车用智能充电机公开了一种电动叉车用智能充电机，设有壳体，其特征在于壳体内设有控制器MCU、充电机 构、充电曲线更换电路，其中控制器MCU分别与充电机构、充电曲线更换电路相连接，所述充 电机构包括变压器、整流电路、分流器、电流检测电路、放大电路、充电电流控制电路、A/D转 换电路、D/A转换电路，其中控制器MCU分别与A/D转换电路、D/A转换电路相连接，A/D转换电 路的另一端与电流检测电路的输出端相连接，电流检测电路的输入端与放大电路的输出端 相连接，放大电路的输入端与分流器的输出端相连接，分流器的输入端与整流电路相连接， 整流电路与待充电电池的正负极相连接且整流电路与变压器相连接，充电电流控制电路连 接在D/A转换电路与整流电路之间，还设有与控制器MCU相连接的无线通信电路。
但是其不足之处是结构过于简单，并不具备所谓的智能，只是基于传统的充电方式并附加了检测模块。
中国公开专利号CN 106816901A公开日期2017年06月09日，发明名称电动叉车充电器，公开了一种电动叉车充电器，包括：具有第一充电输出端的第一降压转换模块；具有第二充电输出端的第二降压转换模块；多个主功率模块，多个主功率模块之间进行CAN通信，且多个主功率模块中的任意一个主功率模块分别与第一和第二降压转换模块进行CAN通信以接收充电电流需求，多个主功率模块的输出端并联以将每个主功率模块的输出电流进行累加，并根据充电电流需求对累加后的输出电流进行分配以给第一降压转换模块和/或第二降压转换模块供电，以使第一和第二充电输出端给不同的电动叉车上的动力电池包充电。该电动叉车充电器既可以给一台电动叉车充电，又可以同时给两台电动叉车充电，且输出功率可调。
但是其不足之处是提供了一种一桩多充的办法却不能解决车数大于单桩最大充电数时充电的解决并且由于一桩多充的原因需要AGV叉车在进入充电区时需要进行更多的动作，加长了操作指令和充电流程。
发明内容
本发明是针对现有AGV叉车充电装置之间没有相互协调，AGV叉车充电需要定时定点造成场地浪费或是AGV叉车电量不足造成工作故障的问题，设计了AGV叉车自主充电控制方法。
AGV叉车自主充电控制方法，包括：
M1，服务器安排任务队列；
M2，AGV叉车唤醒并检查剩余电池电量，电量小于设定值A继续充电，电量大于设定值A则执行步骤M3；
M3，AGV叉车执行任务并实时检查剩余电池电量；
M4，单次任务执行完毕若剩余电量大于设定值B则跳转步骤M3；
M5，根据AGV叉车任务队列和AGV叉车剩余电量判断是否充电；
M6，回充电桩待机。
根据实际使用过程中最大行程来回距离单次来回的距离耗电来推算最大电池电量在30%上下的设定值A，设定值A的取值范围应该为22%-32%之间，通过对设定值A的设置来达到对电池处于最佳养护的状态，延长锂电池的使用寿命，同时保证了在突发状态下能够最大限度的调动所有在充电桩进行充电的AGV叉车具有一定的行动能力至少能够保持一次来回运输的任务。
作为优选，所述的步骤M3包括：
A1，电池模块读取实时电压电流，计算剩余电量；
A2，电量值小于设定值B则读取任务队列，有剩余任务则执行A3，没有剩余任务则跳转步骤A5；
A3，若任务队列任务数大于2，通知服务器把任务序号2以后的任务重新安排；
A4，AGV叉车执行当前任务至完成；
A5，AGV叉车回充电点。
作为优选，所述的步骤M5包括：
B1，AGV叉车剩余电池电量大于设定值A则执行步骤M3，剩余电池电量小于设定值A则执行步骤B2；
B2，申请充电，由服务器安排充电桩；
B3，执行完当前任务，并把任务队列剩余任务交由服务器重新安排；
B4，到达指定充电桩充电；
B5，检测是否有新的任务，有新任务且电池剩余电量大于设定值C则执行步骤M3，若电池剩余电量小于设定值C则继续充电；
B6，若没有任务则充电待机，直至有新任务则跳转步骤B5。
作为优选，所述的步骤B2包括：
C1，服务器接受充电请求；
C2，服务器搜寻空闲充电桩；
C3，服务器计算AGV叉车与所有空闲充电桩的距离；
C4，服务器选择AGV叉车与充电桩之间距离最小的充电桩为当前AGV叉车充电用充电桩；
C5；服务器把充电桩位置发送给AGV叉车。
作为优选，所述的步骤M6，包括：
D1，AGV叉车到达指定充电桩前方；
D2，AGV叉车侧边光电检测未检测到触碰信息则跳转步骤D4，若检测到则执行步骤D3；
D3，AGV叉车重新调整位置，并执行步骤D2；
D4，充电桩接近开关到位，AGV叉车发送充电信号给充电桩；
D5，充电桩对AGV叉车进行充电，并发送充电信息到管理服务器。
AGV叉车自主充电装置，包括：
管理服务器，用于协调多个AGV叉车的任务与充电桩的分配，与充电桩以及AGV叉车通讯连接；
携带WiFi模块的充电桩，与管理服务器通讯连接，与AGV叉车通过WiFi通讯连接；
AGV叉车，与管理服务器通讯连接，与充电桩通过WiFi通讯连接。
本发明的实质性效果在于通过管理服务器对AGV叉车剩余电量的监控来给叉车分配任务，达到叉车运转效率最高的目的，同时对叉车启动电量和充电电量的范围选定能够使得叉车的电池工作在最优状态，从而延长叉车的养护间隔，延长叉车电池的使用寿命，提高生产效率的同时降低了叉车成本。
附图说明
图1 本发明的方法流程图；
图2 本发明的服务器时序检索图；
图3 本发明的AGV叉车TS系统充电部分程序截图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
如图1和图2所示，所述的AGV叉车自主充电控制方法，包括：
M1，服务器安排任务队列；
M2，AGV叉车唤醒并检查剩余电池电量，电量小于设定值A继续充电，电量大于设定值A则执行步骤M3；
M3，AGV叉车执行任务并实时检查剩余电池电量；
M4，单次任务执行完毕若剩余电量大于设定值B则跳转步骤M3；
M5，根据AGV叉车任务队列和AGV叉车剩余电量判断是否充电；
M6，回充电桩待机。
根据实际使用过程中最大行程来回距离单次来回的距离耗电来推算最大电池电量在30%上下的设定值A，设定值A的取值范围应该为22%-32%之间，通过对设定值A的设置来达到对电池处于最佳养护的状态，延长锂电池的使用寿命，同时保证了在突发状态下能够最大限度的调动所有在充电桩进行充电的AGV叉车具有一定的行动能力至少能够保持一次来回运输的任务。
所述的步骤M3包括：
A1，电池模块读取实时电压电流，计算剩余电量；
A2，电量值小于设定值B则读取任务队列，有剩余任务则执行A3，没有剩余任务则跳转步骤A5；
A3，若任务队列任务数大于2，通知服务器把任务序号2以后的任务重新安排；
A4，AGV叉车执行当前任务至完成；
A5，AGV叉车回充电点。
所述的步骤M5包括：
B1，AGV叉车剩余电池电量大于设定值A则执行步骤M3，剩余电池电量小于设定值A则执行步骤B2；
B2，申请充电，由服务器安排充电桩；
B3，执行完当前任务，并把任务队列剩余任务交由服务器重新安排；
B4，到达指定充电桩充电；
B5，检测是否有新的任务，有新任务且电池剩余电量大于设定值C则执行步骤M3，若电池剩余电量小于设定值C则继续充电；
B6，若没有任务则充电待机，直至有新任务则跳转步骤B5。
所述的步骤B2包括：
C1，服务器接受充电请求；
C2，服务器搜寻空闲充电桩；
C3，服务器计算AGV叉车与所有空闲充电桩的距离；
C4，服务器选择AGV叉车与充电桩之间距离最小的充电桩为当前AGV叉车充电用充电桩；
C5；服务器把充电桩位置发送给AGV叉车。
所述的步骤M6，包括：
D1，AGV叉车到达指定充电桩前方；
D2，AGV叉车侧边光电检测未检测到触碰信息则跳转步骤D4，若检测到则执行步骤D3；
D3，AGV叉车重新调整位置，并执行步骤D2；
D4，充电桩接近开关到位，AGV叉车发送充电信号给充电桩；
D5，充电桩对AGV叉车进行充电，并发送充电信息到管理服务器。
AGV叉车自主充电装置，包括：
管理服务器，用于协调多个AGV叉车的任务与充电桩的分配，与充电桩以及AGV叉车通讯连接；
携带WiFi模块的充电桩，与管理服务器通讯连接，与AGV叉车通过WiFi通讯连接；
AGV叉车，与管理服务器通讯连接，与充电桩通过WiFi通讯连接。
其中AGV叉车使用了WiFi模块作为通讯以及定位的装置，通过多点WIFI的协调可以准确的对AGV叉车在任务过程中的位置进行定位，同时WIFI模块的充电桩也能够在AGV叉车在充电的过程中通过wifi通讯确保叉车充电电压和充电电流防止充电过载或者失压失流的问题，另外当AGV行驶到充电桩时，通过AGV底部的接近开关以及侧边充电机的光电来判断AGV是否到位，只有接近开关以及光电同时到位，充电机才会供电，从而保证了自主充电的安全性。
如图3所示其部分PLC程序如下：
if Output.StartCharger and not Input.BatteryChargeRet THEN
Input.ChargingDone := true;
else
Input.ChargingDone := false;
end_if;
if Battery.B_SOC <= 490 THEN
Truck.LowBattery := true;
elsif Battery.B_SOC > 800 THEN
Truck.LowBattery := false;
这段PLC程序能够保证AGV叉车在抵达充电桩时能够对充电桩的对接达到98%准确对接，当出现问题的时候，也可以通过WiFi传输信息来使叉车重新进行对接。

Claims (6)

1.AGV叉车自主充电控制方法，其特征在于，包括：
M1，服务器安排任务队列；
M2，AGV叉车唤醒并检查剩余电池电量，电量小于设定值A继续充电，电量大于设定值A则执行步骤M3；
M3，AGV叉车执行任务并实时检查剩余电池电量；
M4，单次任务执行完毕若剩余电量大于设定值B则跳转步骤M3；
M5，根据AGV叉车任务队列和AGV叉车剩余电量判断是否充电；
M6，回充电桩待机。
2.根据权利要求1所述的AGV叉车自主充电控制方法，其特征在于，所述的步骤M3包括：
A1，电池模块读取实时电压电流，计算剩余电量；
A2，电量值小于设定值B则读取任务队列，有剩余任务则执行A3，没有剩余任务则跳转步骤A5；
A3，若任务队列任务数大于2，通知服务器把任务序号2以后的任务重新安排；
A4，AGV叉车执行当前任务至完成；
A5，AGV叉车回充电点。
3.根据权利要求1所述的AGV叉车自主充电控制方法，其特征在于，所述的步骤M5包括：
B1，AGV叉车剩余电池电量大于设定值A则执行步骤M3，剩余电池电量小于设定值A则执行步骤B2；
B2，申请充电，由服务器安排充电桩；
B3，执行完当前任务，并把任务队列剩余任务交由服务器重新安排；
B4，到达指定充电桩充电；
B5，检测是否有新的任务，有新任务且电池剩余电量大于设定值C则执行步骤M3，若电池剩余电量小于设定值C则继续充电；
B6，若没有任务则充电待机，直至有新任务则跳转步骤B5。
4.根据权利要求3所述的AGV叉车自主充电控制方法，其特征在于，所述的步骤B2包括：
C1，服务器接受充电请求；
C2，服务器搜寻空闲充电桩；
C3，服务器计算AGV叉车与所有空闲充电桩的距离；
C4，服务器选择AGV叉车与充电桩之间距离最小的充电桩为当前AGV叉车充电用充电桩；
C5；服务器把充电桩位置发送给AGV叉车。
5.根据权利要求2或3所述的AGV叉车自主充电控制方法，其特征在于，所述的步骤M6，包括：
D1，AGV叉车到达指定充电桩前方；
D2，AGV叉车侧边光电检测未检测到触碰信息则跳转步骤D4，若检测到则执行步骤D3；
D3，AGV叉车重新调整位置，并执行步骤D2；
D4，充电桩接近开关到位，AGV叉车发送充电信号给充电桩；
D5，充电桩对AGV叉车进行充电，并发送充电信息到管理服务器。
6.AGV叉车自主充电装置适用于权利要求1所述的AGV叉车自主充电控制方法，其特征在于，包括：
管理服务器，用于协调多个AGV叉车的任务与充电桩的分配，与充电桩以及AGV叉车通讯连接；
携带WiFi模块的充电桩，与管理服务器通讯连接，与AGV叉车通过WiFi通讯连接；
AGV叉车，与管理服务器通讯连接，与充电桩通过WiFi通讯连接。
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