CN109507976A - 一种agv车载控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种AGV车载控制系统，包括主控单元、磁导航传感器、电机控制器、电池模块、电源防护模块，所述主控单元与磁导航传感器连接，用于将识别到路面磁条信息发送给主控单元；所述主控单元与驱动控制器连接，所述驱动控制器与驱动电机连接，用于通过驱动控制器来控制驱动电机带动小车运行；所述电池模块通过电源防护模块为系统中的用电模块供电。本发明的优点在于：设置电源保护模块，对AGV的供电电源进行限流、稳压保护，避免电池输出波动对于整个AGV控制系统的影响；通过设置磁导航传感器，识别地面磁条，按任务规划路径行驶。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种AGV车载控制系统。
背景技术
自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，AGV)是指装备有电磁或光学引导装置，能够按照规定的导引路线行驶，具有小车运行和停车装置、安全保护装置或光学导引装置。随着企业信息集成化的发展，AGV自动运输系统作为物流信息化、自动化的重要手段，得到广泛应用。
传统的车间物流运输大部分由传送带、人力推车等组成，一方面物流输送效率低下，上下游工序之间不能很好的衔接，另一方面，随着劳动力价格的上升，现有系统人力成本急剧增加。而AGV自动运输系统则不存在传统车间物流运输的局限性，能够实现物流信息化，在企业信息化建设、降低人力成本、提高企业效益等方面作用巨大。
现在AGV车载控制系统内，安全防护不够全面，实际应用中复杂的环境下会出现各种的问题，造成不必要的财产损害和人员伤害。现在的AGV只能简单环形，磁道不重叠，或者是极少的简单的交叉，磁道铺设简单，不能很好的满足实际生产中复杂环境、多任务要求。电源防护部分不够，会出现机器运行的不稳定，会出现烧主板烧元器件的情况。电机的反冲电压峰值会很高，超出系统元器件可承受的电压幅度，对这一部分的防护也需要考虑。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种AGV车载控制系统，该系统可以做到更好的电源防护、适应性更好，更加智能化的物流需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种AGV车载控制系统，包括主控单元、磁导航传感器、电机控制器、电池模块、电源防护模块，所述主控单元与磁导航传感器连接，用于将识别到路面磁条信息发送给主控单元；所述主控单元与驱动控制器连接，所述驱动控制器与驱动电机连接，用于通过驱动控制器来控制驱动电机带动小车运行；所述电池模块通过电源防护模块为系统中的用电模块供电。
所述电源防护模块包括空气开关、固态继电器、稳压模块，所述电池模块依次通过空气开关、固态继电器、稳压模块后为系统各模块供电。
所述主控单元通过无线通讯模块与上位机调度中心连接，用于接收上位机调度中心的调度信息。
所述主控单元与避障传感器连接，所述避障传感器用于检测小车行驶路径上的障碍物信息，并根据障碍物的信息所处位置信息控制AGV的运行速度。
所述障碍物传感器分别设置在小车的车头和车尾处。
所述主控单元分别连接指示灯和语音提醒模块，用于发出提醒信息。
所述主控单元与RFID读卡器模块连接，用于读取地面上设置的RFID卡，读取站点信息并执行对应站点的指令任务。
所述主控单元与电源电压检测模块连接，用于检测电源的电压数据，在主控单元中预设预警电压值、停止电压值，当检测到的电压小于预警电压值时，主控单元发出低压报警信号；当电压低于停止电压值时，主控单元发出报警信号并停止小车运行。
所述主控单元与牵引升降模块连接，所述牵引升降模块用于控制连接机构与物料车之间的连接与否。
所述主控单元与驱动升降模块，所述驱动升降模块用于将驱动轮升起或降下。
本发明的优点在于：设置电源保护模块，对AGV的供电电源进行限流、稳压保护，避免电池输出波动对于整个AGV控制系统的影响；通过设置磁导航传感器，识别地面磁条，按任务规划路径行驶，在指定地点进行物料车的装卸，实现完全自动化运作；防撞条+避障传感器+语音播放+指示灯，全方位的安全防护，保证车辆运行过程中，更加有效的自动避开运行通道上的障碍物，提示工作人员，使AGV不间断持续运行。驱动升降模块对驱动单元进行提升，将整个动力轮一起升离地面，避免推行过程中，驱动电机产生的反冲电压，避免因反冲电压损坏系统电气元件。设计RFID读卡模块，在分叉路口、任务站点和特定路段粘贴站点ID卡，使AGV可以完成路径选择、加减速、执行相应任务、避障等等，适应复杂环境，多路径重叠，多任务调度等等运输的需要，使系统灵活多变，通过简单的设置做到适应复杂的需求。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明控制系统结构原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，一种AGV车载控制系统，基于STM32微处理器的车载控制系统，系统包括主控单元、磁导航传感器、电机控制器、电池模块、电源防护模块，主控单元选用ST公司、Cortex-M3内核的STM32F207ZGT作为AGV主控芯片，主频120M，该芯片含有丰富的外设资源，满足AGV复杂控制的需要。主控单元连接识别路面磁条的磁导航传感器，用于将识别到路面磁条信息发送给主控单元，磁导航传感器通过CAN总线与主控单元连接，主控单元与与小车的驱动控制器连接，驱动控制器与驱动电机连接，用于通过驱动控制器来控制驱动电机带动小车运行；电池模块通过电源防护模块为系统中的用电模块供电。电池防护模块用于对电池的供电电源进行保护。
电源防护模块具体包括空气开关、固态继电器、稳压模块。电池模块输出端依次通过空气开关、固态继电器后为系统各模块供电，给主控板供电还需要通过稳压模块。空气开关在电流大于设定的电流阈值时，自动断开，断开系统电源回路，避免电流异常对系统电器元件的冲击。固态继电器实现了控制端与负载端的隔离，实现用微小的控制信号直接驱动大电流负载。稳压模块用于对电池输出电压进行稳压处理，防止输出电压不稳对于主控板的损坏。
主控单元通过无线通讯模块与上位机调度中心连接，用于接收上位机调度中心的调度信息。
主控单元与避障传感器连接，避障传感器用于检测小车行驶路径上的障碍物信息，并根据障碍物的信息所处位置控制AGC的运行速度。避障传感器用于检测小车行驶路径上的指定范围内障碍物情况，主控单元根据障碍物处于减速区还是停止区，来控制AGV的运行速度。障碍物传感器分别设置在小车的车头和车尾处。
主控单元分别连接指示灯和语音提醒模块，用于发出提醒信息。主控单元连接LCD触摸屏，用于控制参数的输入、显示。
主控单元与RFID读卡器模块连接，用于读取地面上设置的RFID卡，并执行读取到的指令信息。通过读取贴在地面的RFID卡，在对应站点执行设定的命令，如牵引升降、减速、加速、左右转等等。
主控单元与电源电压检测模块连接，用于检测电源的电压数据，在主控单元中预设预警电压值、停止电压值，当检测到的电压低于停止电压值时，主控单元发出报警信号并发出停止信号至驱动控制器以停止小车运行；当电压小于预警电压值时，主控单元发出低压报警信号。主控单元连接有电源电压监控模块，检测电源电压，电源电压低于警示电压设定值，报警提示用户，电量偏低。当电源电压低于停止电压设定值时，小车报警，并停止运行，保护电池。电源电池接入系统先连接有电源防护模块，防护系统内电流过大，或者系统内过高的反冲电压。
AGV的车体上设置防撞条，机械防撞防护，提升AGV的安全性以及抗碰撞性。
主控单元连接按钮模块，按钮模块包括急停按钮、启动停止按钮、牵引升降按钮、驱动升降按钮等等。
主控单元与牵引升降模块连接，由牵引升降按钮控制，牵引升降模块用于控制连接机构与物料车之间的连接与否。物料车与AGV之间通过相互卡接的机械机构连接后，由AGV带动物流车按照预设路线运行。牵引升降模块就是为了将机械结构升起和下降以对应与物料车连接与否。其中一种方式为物流车上设置卡接槽，AGV上设置对应的由气缸推动伸缩的卡结块，当AGV与物料车位置相对固定后，气缸带动卡结块卡接在槽内，然后AGV运行带动物料车运行。运行到目的地后相应的气缸收缩，卡接槽与卡结块脱离。
主控单元与驱动升降模块，所述驱动升降模块用于将驱动轮升起或降下。由驱动升降按钮控制，AGV驱动提升，使驱动离地，这样便于AGV推动，也可以防止推动过程中电机产生反冲电压，烧坏系统里的电气元件。在使用过程中有人工推车的过程，如果人工推车，带动AGC的驱动轮以及电机运行，电机产生的反冲电压容易摧毁电器元件。因此设置提升按钮，当按下提升按钮后，驱动轮升起，其余从动轮做支撑在推动下运转。该驱动升降模块可以采用伸缩的电动缸的伸缩杠连接驱动轮，并且由电动缸提供支撑，电动缸固定在AGV的车体上，然后在使用时伸出驱动带动从动轮，当按下按钮后，收缩使得驱动轮离地。
主控单元通过IO控制、模拟量输出、PWM测量等控制驱动控制器，进而控制驱动电机。该系统实现LCD触摸屏显示和信息输入、磁导航系统识别磁条、对AGV运行控制和路径规划、读取地面站点、对接远程调度控制、全方位安全防护等等，实践证明这套系统是安全稳定可靠的，安全防护到位，对接远程调控，可做成完全自动化的物流终端系统。
以上基于STM32的AGV控制系统具有如下优点：电源防护，保证系统运行稳定，保护系统内元件不被损害；驱动升降，驱动电机离地，屏蔽了系统内的反冲电压，保护系统内元件；避障传感器+防撞条+提示灯+语音模块，全方位安全防护，保证AGV持续不断安全运行，避免财产损害和人员伤害；RFID读卡模块，分叉路口选择分支路径，控制路段行驶速度，特定路段避障选择，在相应站点执行设定任务。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种AGV车载控制系统，其特征在于：包括主控单元、磁导航传感器、电机控制器、电池模块、电源防护模块，所述主控单元与磁导航传感器连接，用于将识别到路面磁条信息发送给主控单元；所述主控单元与驱动控制器连接，所述驱动控制器与驱动电机连接，用于通过驱动控制器来控制驱动电机带动小车运行；所述电池模块通过电源防护模块为系统中的用电模块供电。
2.如权利要求1所述的一种AGV车载控制系统，其特征在于：所述电源防护模块包括空气开关、固态继电器、稳压模块，所述电池模块依次通过空气开关、固态继电器后为系统各模块供电，给主控板供电还需要通过稳压模块。
3.如权利要求1所述的一种AGV车载控制系统，其特征在于：所述主控单元通过无线通讯模块与上位机调度中心连接，用于接收上位机调度中心的调度信息。
4.如权利要求1所述的一种AGV车载控制系统，其特征在于：所述主控单元与避障传感器连接，所述避障传感器用于检测小车行驶路径上的障碍物信息，并根据障碍物的位置信息控制AGV的运行速度。
5.如权利要求1所述的一种AGV车载控制系统，其特征在于：所述障碍物传感器分别设置在小车的车头和车尾处。
6.如权利要求4或5所述的一种AGV车载控制系统，其特征在于：所述主控单元分别连接指示灯和语音提醒模块，用于发出提醒信息。
7.如权利要求1所述的一种AGV车载控制系统，其特征在于：所述主控单元与RFID读卡器模块连接，用于读取地面上设置的RFID卡，读取站点信息，并执行对应站点的指令任务。
8.如权利要求1所述的一种AGV车载控制系统，其特征在于：所述主控单元与电源电压检测模块连接，用于检测电源的电压数据，在主控单元中预设预警电压值、停止电压值，当检测到的电压小于预警电压值时，主控单元发出低压报警信号；当电压低于停止电压值时，主控单元发出报警信号并停止小车运行。
9.如权利要求1所述的一种AGV车载控制系统，其特征在于：所述主控单元与牵引升降模块连接，所述牵引升降模块用于控制连接机构与物料车之间的连接与否。
10.如权利要求1所述的一种AGV车载控制系统，其特征在于：所述主控单元与驱动升降模块，所述驱动升降模块用于将驱动轮升起或降下。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190322 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |