CN109591776B - 自动化码头agv轮胎充气系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化码头AGV轮胎充气系统和方法，包括设备管理系统、胎压检测模块、通讯模块、AGV控制模块、导航模块和充气装置；胎压检测模块检测AGV轮胎的胎压并发送给设备管理系统；设备管理系统基于胎压信息判断AGV的轮胎是否需要充气；若是，则向AGV发送充气指令；通讯模块接收充气指令并发送给AGV控制模块；AGV控制模块解析充气指令得到轮胎编号和充气装置的位置信息；导航模块基于位置信息将AGV导航至充气装置；充气装置与轮胎编号对应的轮胎对接后实施充气。充气过程无需人工介入，充气装置安装在AGV作业场地内，AGV无需返回维修车间充气，省时省力且避免人工操作的安全隐患，提高了作业效率。
Description
技术领域
本发明属于自动化码头技术领域，具体地说，是涉及一种自动化码头AGV轮胎充气系统和方法。
背景技术
集装箱码头水平运输区域是指堆场前边线至码头前沿线之间的区域，其功能是服务于码头岸桥装卸船作业以及集装箱进出堆场作业，在集装箱码头设计中码头前方作业带的布置极为关键，决定着码头的营运效率。在全自动化集装箱码头的堆场海侧，一般通过AGV（Automated Guided Vehicle，自动引导车）实现码头与堆场间的自动化作业交接。
全自动化集装箱码头中，AGV运行区通常为自动运行区域，AGV长时间的自动运行，由于天气温度变化及轮胎的长时间使用，不可避免的会造成轮胎压力的波动甚至轮胎压力严重不足，轮胎压力不足会导致AGV的状态发生变化，影响整个水平运输系统作业指令的派发。
现有的充气方式为人工充气，通常是在生产作业间隙时，锁闭全部或部分AGV运行区域或将AGV踢出正常作业序列，人员进场或将AGV开回维修车间进行充气，费时费力，且存在非常大的安全隐患；且码头维修人员对轮胎进行充气时，会造成AGV频繁的加入及退出车队，也会对码头的生产造成很大的扰动，影响AGV运输车队的效率。
发明内容
本申请提供了一种自动化码头AGV轮胎充气系统和方法，解决现有AGV轮胎充气方式费时费力、存在安全隐患且降低作业效率的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：
提出一种自动化码头AGV轮胎充气系统，包括设备管理系统、胎压检测模块、通讯模块、AGV控制模块、导航模块和充气装置；其中，所述胎压检测模块、通讯模块、AGV控制模块和导航模块均安装于AGV上；所述充气装置安装于AGV的作业场地内；所述胎压检测模块，用于检测AGV轮胎的胎压，并将胎压信息发送给所述设备管理系统；所述设备管理系统，用于基于所述胎压信息判断所述AGV的轮胎是否需要充气；若是，则向所述AGV发送充气指令；所述充气指令包括轮胎编号和所述充气装置的位置信息；所述通讯模块，用于接收所述充气指令并发送给所述AGV控制模块；所述AGV控制模块，用于解析所述充气指令得到所述轮胎编号和所述充气装置的位置信息；所述导航模块，用于基于所述位置信息将AGV导航至所述充气装置；所述充气装置，用于与所述轮胎编号对应的轮胎对接后实施充气。
进一步的，所述充气装置包括充气控制单元、通信单元、定位单元和驱动单元；所述通信单元，用于接收所述AGV控制模块发送的轮胎编号；所述定位单元，用于对于所述轮胎编号对应的目标轮胎的充气嘴进行定位；所述驱动单元，用于驱动所述充气装置与所述目标轮胎的充气嘴对接；所述通信单元，还用于接收所述AGV控制模块发送的充气胎压信息；所述充气控制单元，用于基于所述充气胎压信息判断所述目标轮胎的胎压达到胎压标准后控制停止充气。
进一步的，所述系统还包括报警模块；所述报警模块，用于在设定时间内所述目标轮胎的胎压未达到胎压标准后发出报警信息；或，用于在设定时间周期内为所述目标轮胎的充气次数超过设定次数后发出报警信息。
进一步的，所述通信单元，还用于接收所述设备管理系统发送的所述充气指令；所述充气控制单元，还用于从所述充气指令中解析出所述轮胎编号，并将所述轮胎编号发送给所述驱动单元。
进一步的，所述驱动单元包括工业机器人和轨道；所述轨道按照设定规则排布于对应AGV停留的轮胎位置。
提出一种自动化码头AGV轮胎充气方法，包括：AGV接收设备管理系统发送的充气指令；所述充气指令为所述设备管理系统基于AGV发送的胎压信息判断AGV的轮胎需要充气时产生的；所述充气指令包括轮胎编号和充气装置的位置信息；AGV解析所述充气指令得到轮胎编号和充气装置的位置信息，并基于所述位置信息导航至所述充气装置；AGV将所述轮胎编号发送给所述充气装置，以使得所述充气装置与所述轮胎编号对应的轮胎对接实施充气。
进一步的，在实施充气期间，所述方法还包括：AGV检测所述目标轮胎的充气胎压，并将充气胎压信息发送给所述充气装置；所述充气装置基于所述充气胎压信息判断所述目标轮胎的胎压是否达到胎压标准；若是，则控制停止充气。
进一步的，在设备管理系统接收AGV胎压信息并判断AGV的轮胎需要充气时，所述方法还包括：基于胎压信息判断所述充气紧急程度等级；所述充气紧急程度等级包括严重不足、不足和稍微不足；将包含有充气紧急程度等级的充气指令发送给AGV；AGV解析充气指令得到充气紧急程度等级信息，在充气紧急程度等级为严重不足时，无时间间隔的导航至所述充气装置实施充气；在充气紧急程度等级为不足时，完成当前作业任务后导航至所述充气装置实施充气；在充气紧急程度等级为稍微不足时，完成当前装船或卸船任务后导航至所述充气装置实施充气。
进一步的，在设备管理系统基于AGV发送的胎压信息判断AGV的轮胎需要充气时，所述方法还包括：所述设备管理系统将轮胎需要充气的AGV进行优先级排序，按照优先级顺序将充气指令发送给对应的AGV；其中，所述优先级排序是基于所述充气紧急程度等级信息排出的。
进一步的，若在设定时间内基于所述充气胎压信息判断所述目标轮胎的胎压未达到胎压标准，所述方法还包括：发出报警信息。
与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请提出的自动化码头AGV轮胎充气系统和方法中，AGV在作业期间检测轮胎的胎压并发送给设备管理系统，设备管理系统则判断是否存在需要充气的轮胎，在轮胎需要充气时向AGV发送充气指令，AGV则在接收到充气指令后，根据充气紧急程度选择立即导航至充气装置充气、完成当前作业任务后导航至充气装置充气、或完成当前装船或卸船任务后导航至充气装置充气，整个充气过程自动完成，无需人工介入，省时省力且避免人工操作带来的人身安全隐患，充气装置安装于AGV的作业场地内，AGV无需返回维修车间，基本不干扰正常生产作业，提高了作业效率，从而解决了现有AGV轮胎充气方式费时费力、存在安全隐患且降低作业效率的技术问题。
结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为本申请提出的自动化码头AGV轮胎充电系统的系统架构图；
图2为本申请提出的自动化码头AGV轮胎充电方法的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。
本申请提出的自动化码头AGV轮胎充气系统，如图1所示，包括设备管理系统1、胎压检测模块21、通讯模块22、AGV控制模块23、导航模块24和充气装置3；其中，胎压检测模块21、通讯模块22、AGV控制模块23和导航模块24均安装于AGV 2上；充气装置3安装于AGV的作业场地内。
胎压检测模块21用于检测AGV轮胎的胎压，并将胎压信息发送给设备管理系统1；设备管理系统1用于基于胎压信息判断AGV的轮胎是否需要充气；若是，则向AGV发送充气指令；充气指令至少包括充气启动指令、轮胎编号和充气装置的位置信息；通讯模块22用于接收充气指令并发送给AGV控制模块；AGV控制模块23用于解析充气指令得到轮胎编号和充气装置的位置信息；导航模块24用于基于位置信息将AGV导航至充气装置3；充气装置3用于与轮胎编号对应的轮胎对接后实施充气。
具体的，充气装置3包括充气控制单元31、通信单元32、定位单元33和驱动单元34；通信单元32用于接收AGV控制模块23发送的轮胎编号；定位单元用33，例如激光传感器，用于对于轮胎编号对应的目标轮胎的充气嘴进行定位；驱动单元34用于驱动充气装置与目标轮胎的充气嘴对接；对接后充气装置3即可控制气阀开启，打开气泵为轮胎充气；充气期间，AGV的胎压检测模块21同步检测充气胎压发送给AGV控制模块23，由AGV控制模块23通过通讯模块22发送给充气装置3，则充气装置3的通信单元32则还用于接收AGV控制模块发送的充气胎压信息；充气控制单元31则用于基于充气胎压信息判断目标轮胎的胎压达到胎压标准后控制停止充气。
本申请提出的自动化码头AGV轮胎充气系统还包括报警模块35，用于在设定时间内目标轮胎的胎压未达到胎压标准后发出报警信息；或，用于在设定时间周期内为目标轮胎的充气次数超过设定次数后发出报警信息；充电控制单元31将报警信息通过通信单元32发送给设备管理系统1和/或AGV2，由人工介入做进一步的处理。
本申请实施例中，通信单元32还用于接收设备管理系统1发送的充气指令；也即，设备管理系统1在向AGV发送充气指令同时，也向指派的充气装置发出充气指令；充气控制单元31还用于从充气指令中解析出轮胎编号，并将轮胎编号发送给驱动单元34，这里的驱动单元34包括工业机器人341和轨道342；轨道342按照设定规则排布于对应AGV停留的轮胎位置，也即在充电装置划定AGV停车区域，并在AGV停下时各个轮胎对应的位置设备轨道342，在AGV导航至充气装置停下后，工业机器人341则根据轮胎编号信息对相应的轮胎充气嘴进行精准定位，并在轨道上运行至对应的轮胎实施对接。
上述可见，基于本申请提出的自动化码头AGV轮胎充气系统，AGV在作业期间检测轮胎胎压发送给设备管理系统，设备管理系统根据胎压判断轮胎是否需要充气，并在需要充气时下发充气指令给AGV，使得AGV根据充气指令导航至指定的充气装置进行充气，无需人工介入，提高生产安全性且节省人力，充气装置安装于AGV作业场地，AGV无需返回维修车间，节省了充气时间，基本不影响AGV正常生产作业，提高了作业效率，可以解决现有AGV轮胎充气方式费时费力、存在安全隐患且降低作业效率的技术问题。
基于上述提出的自动化码头AGV轮胎充气系统，本申请还提出一种自动化码头AGV轮胎充气方法，如图2所示，包括如下步骤：
步骤S21：AGV接收设备管理系统发送的充气指令。
充气指令为设备管理系统基于AGV发送的胎压信息判断AGV的轮胎需要充气时产生的；充气指令至少包括充气启动命令、轮胎编号和充气装置的位置信息等；
步骤S22：AGV解析充气指令得到轮胎编号和充气装置的位置信息，并基于位置信息导航至充气装置。
在设备管理系统接收AGV胎压信息并判断AGV的轮胎需要充气时，基于胎压信息判断AGV轮胎的充气紧急程度等级；本申请实施例中，充气紧急程度等级包括严重不足、不足和稍微不足；继而，将包含有充气紧急程度等级的充气指令发送给AGV。
AGV解析充气指令得到轮胎编号和充气装置的位置信息同时，也解析得到充气紧急程度等级信息，在充气紧急程度等级为严重不足时，立即，也即无时间间隔的导航至指定的充气装置实施充气；在充气紧急程度等级为不足时，完成当前作业任务后导航至充气装置实施充气；在充气紧急程度等级为稍微不足时，完成当前装船或卸船任务后导航至充气装置实施充气。
步骤S23：AGV将轮胎编号发送给充气装置，以使得充气装置与轮胎编号对应的轮胎对接实施充气。
充气装置通过自身定位单元对目标轮胎的充气嘴实施精准定位，并通过驱动单元移动至目标轮胎与充气嘴对接实施充电。
步骤S24：在实施充气期间，AGV检测目标轮胎的充气胎压，并将充气胎压信息发送给充气装置；以及步骤S25：充气装置基于充气胎压信息判断目标轮胎的胎压是否达到胎压标准；若是，则步骤S26：控制停止充气；若在设定时间内基于充气胎压信息判断目标轮胎的胎压未达到胎压标准，则步骤S27：向设备管理系统或AGV发出报警信息，由人工介入判断异常。充气结束后，AGV向设备管理系统发送充气完成和胎压正常的信息，则设备管理系统将AGV加入生产作业车队队列，等待安排作业任务。
如果生产作业车队中存在多辆AGV的轮胎都需要充气的情况，则在设备管理系统基于AGV发送的胎压信息判断AGV的轮胎需要充气时，将轮胎需要充气的AGV进行优先级排序，按照优先级顺序将充气指令发送给对应的AGV；其中，优先级排序是基于充气紧急程度等级信息排出的，充气紧急程度越高的轮胎所在的AGV的优先级越高，设备管理系统优先向高充气紧急程度的轮胎所在AGV发送充气指令。
上述，基于本申请提出的自动化码头AGV轮胎充气方法，AGV在作业期间检测轮胎的胎压并发送给设备管理系统，设备管理系统则判断是否存在需要充气的轮胎，在轮胎需要充气时向AGV发送充气指令，AGV则在接收到充气指令后，根据充气紧急程度选择立即导航至充气装置充气、完成当前作业任务后导航至充气装置充气、或完成当前装船或卸船任务后导航至充气装置充气，整个充气过程自动完成，无需人工介入，省时省力且避免人工操作带来的人身安全隐患，充气装置安装于AGV的作业场地内，AGV无需返回维修车间，基本不干扰正常生产作业，提高了作业效率，从而解决了现有AGV轮胎充气方式费时费力、存在安全隐患且降低作业效率的技术问题。
应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.自动化码头AGV轮胎充气系统，其特征在于，包括设备管理系统、胎压检测模块、通讯模块、AGV控制模块、导航模块和充气装置；其中，所述胎压检测模块、通讯模块、AGV控制模块和导航模块均安装于AGV上；所述充气装置安装于AGV的作业场地内；
所述胎压检测模块，用于检测AGV轮胎的胎压，并将胎压信息发送给所述设备管理系统；
所述设备管理系统，用于基于所述胎压信息判断所述AGV的轮胎是否需要充气；若是，则向所述AGV发送充气指令；所述充气指令包括轮胎编号和所述充气装置的位置信息；
所述通讯模块，用于接收所述充气指令并发送给所述AGV控制模块；
所述AGV控制模块，用于解析所述充气指令得到所述轮胎编号和所述充气装置的位置信息；
所述导航模块，用于基于所述位置信息将AGV导航至所述充气装置；
所述充气装置，用于与所述轮胎编号对应的轮胎对接后实施充气。
2.根据权利要求1所述的自动化码头AGV轮胎充气系统，其特征在于，所述充气装置包括充气控制单元、通信单元、定位单元和驱动单元；
所述通信单元，用于接收所述AGV控制模块发送的轮胎编号；
所述定位单元，用于对于所述轮胎编号对应的目标轮胎的充气嘴进行定位；
所述驱动单元，用于驱动所述充气装置与所述目标轮胎的充气嘴对接；
所述通信单元，还用于接收所述AGV控制模块发送的充气胎压信息；
所述充气控制单元，用于基于所述充气胎压信息判断所述目标轮胎的胎压达到胎压标准后控制停止充气。
3.根据权利要求2所述的自动化码头AGV轮胎充气系统，其特征在于，所述系统还包括报警模块；
所述报警模块，用于在设定时间内所述目标轮胎的胎压未达到胎压标准后发出报警信息；或，用于在设定时间周期内为所述目标轮胎的充气次数超过设定次数后发出报警信息。
4.根据权利要求2所述的自动化码头AGV轮胎充气系统，其特征在于，所述通信单元，还用于接收所述设备管理系统发送的所述充气指令；
所述充气控制单元，还用于从所述充气指令中解析出所述轮胎编号，并将所述轮胎编号发送给所述驱动单元。
5.根据权利要求2所述的自动化码头AGV轮胎充气系统，其特征在于，所述驱动单元包括工业机器人和轨道；所述轨道按照设定规则排布于对应AGV停留的轮胎位置。
6.自动化码头AGV轮胎充气方法，其特征在于，包括：
AGV接收设备管理系统发送的充气指令；所述充气指令为所述设备管理系统基于AGV发送的胎压信息判断AGV的轮胎需要充气时产生的；所述充气指令包括轮胎编号和充气装置的位置信息；
AGV解析所述充气指令得到轮胎编号和充气装置的位置信息，并基于所述位置信息导航至所述充气装置；
AGV将所述轮胎编号发送给所述充气装置，以使得所述充气装置与所述轮胎编号对应的轮胎对接实施充气。
7.根据权利要求6所述的自动化码头AGV轮胎充气方法，其特征在于，在实施充气期间，所述方法还包括：
AGV检测所述轮胎编号对应的目标轮胎的充气胎压，并将充气胎压信息发送给所述充气装置；
所述充气装置基于所述充气胎压信息判断所述目标轮胎的胎压是否达到胎压标准；若是，则控制停止充气。
8.根据权利要求6所述的自动化码头AGV轮胎充气方法，其特征在于，在设备管理系统接收AGV胎压信息并判断AGV的轮胎需要充气时，所述方法还包括：
基于胎压信息判断所述充气紧急程度等级；所述充气紧急程度等级包括严重不足、不足和稍微不足；
将包含有充气紧急程度等级的充气指令发送给AGV；
AGV解析充气指令得到充气紧急程度等级信息，在充气紧急程度等级为严重不足时，无时间间隔的导航至所述充气装置实施充气；在充气紧急程度等级为不足时，完成当前作业任务后导航至所述充气装置实施充气；在充气紧急程度等级为稍微不足时，完成当前装船或卸船任务后导航至所述充气装置实施充气。
9.根据权利要求8所述的自动化码头AGV轮胎充气方法，其特征在于，在设备管理系统基于AGV发送的胎压信息判断AGV的轮胎需要充气时，所述方法还包括：
所述设备管理系统将轮胎需要充气的AGV进行优先级排序，按照优先级顺序将充气指令发送给对应的AGV；其中，所述优先级排序是基于所述充气紧急程度等级信息排出的。
10.根据权利要求7所述的自动化码头AGV轮胎充气方法，其特征在于，若在设定时间内基于所述充气胎压信息判断所述目标轮胎的胎压未达到胎压标准，所述方法还包括：
发出报警信息。
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