CN109987173B - 一种电源自动更换系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电源自动更换系统与方法，涉及物料输送技术领域。该电源自动更换系统包括上位机与多个工作小车，上位机与每个工作小车均通信连接，且每个工作小车上均安装有电源，多个工作小车中包括低电量工作小车与正常工作小车。其中，低电量工作小车用于向上位机发送低电量告警信号，上位机用于在接收到低电量告警信号后控制一正常工作小车行驶至靠近低电量工作小车的位置，正常工作小车用于在抵达目标位置后，将低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于低电量工作小车上，以完成电源更换。本发明提供的电源自动更换系统与方法具有提升了工作小车与工作人员的工作效率的优点。

Description

一种电源自动更换系统与方法

技术领域

本发明涉及物料输送技术领域，具体而言，涉及一种电源自动更换系统与方法。

背景技术

随着物料输送系统，柔性制造系统，自动化立体仓库系统等的发展，AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)作为物料输送系统和柔性制造系统中的重要组成部分，可以解决传统物流系统的弊端，在制造业输送环节得到了广泛的应用。

AGV的动力来源于电能，依赖着电池提供的电力。当电池电压低于额定值时，AGV欠压工作会发生电机动力不足，元器件动作异常甚至损坏的情况。

目前，当出现电池电量不足时，需要对将AGV转移至充电区进行充电，然而，AGV电池的充电时间一般较长，在此时间段内该AGV不能进行工作，从而降低了工作效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电源自动更换系统，以解决现有技术中对AGV电池进行充电时会降低AGV的工作效率的问题。

本发明的另一目的在于提供一种电源自动更换方法，以解决现有技术中对AGV电池进行充电时会降低AGV的工作效率的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

一方面，本发明实施例提出了一种电源自动更换系统，所述电源自动更换系统包括上位机与多个工作小车，所述上位机与每个所述工作小车均通信连接，且每个所述工作小车上均安装有电源，所述多个工作小车中包括低电量工作小车与正常工作小车；其中，

所述低电量工作小车用于向所述上位机发送低电量告警信号；

所述上位机用于在接收到所述低电量告警信号后控制一正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置；

所述正常工作小车用于在抵达所述目标位置后，将所述低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车上，以完成电源更换。

进一步地，所述上位机还用于在接收到所述低电量告警信号后控制所述低电量工作小车行驶至目标位置，所述上位机还用于控制所述正常工作小车行驶至所述目标位置，以靠近所述低电量工作小车，其中，所述目标位置靠近一充电桩架。

进一步地，所述正常工作小车还用于将所述电源取出后置于所述充电桩架，以对取出的电源进行充电，所述正常工作小车还用于在接收到所述上位机的坐标指令后，行驶至所述坐标指令对应的位置，以取出一充电完成后的电源，并将所述充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车。

进一步地，所述上位机还用于接收所有工作小车的工作状态信息，并在接收到所述低电量告警信号后，确定处于非工作状态的正常工作小车，以控制所述正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置。

进一步地，每个所述工作小车均设置有导向装置，所述正常工作小车用于沿所述导向装置将所述已充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车上。

另一方面，本发明实施例化提供了一种电源自动更换方法，应用于电源自动更换系统，所述电源自动更换方法包括：

所述低电量工作小车向所述上位机发送低电量告警信号；

所述上位机在接收到所述低电量告警信号后控制一正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置；

所述正常工作小车在抵达所述目标位置后，将所述低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车上，以完成电源更换。

进一步地，在所述低电量工作小车向所述上位机发送低电量告警信号的步骤之后，所述电源自动更换方法包括：

所述上位机在接收到所述低电量告警信号后控制所述低电量工作小车行驶至目标位置；

所述上位机在接收到所述低电量告警信号后控制一正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置的步骤包括：

所述上位机控制所述正常工作小车行驶至所述目标位置，以靠近所述低电量工作小车，其中，所述目标位置靠近一充电桩架。

进一步地，所述正常工作小车在抵达所述目标位置后，将所述低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车上的步骤包括：

所述正常工作小车将所述低电量工作小车的电源取出并置于所述充电桩架；

所述正常工作小车在接收到所述上位机的坐标指令后，行驶至所述坐标指令对应的位置，以取出一充电完成后的电源；

所述正常工作小车携带所述充电完成后的电源返回至靠近所述低电量工作小车的位置，并将所述充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车。

进一步地，所述将所述充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车的步骤包括：

所述正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置；

所述正常工作小车检测所述低电量工作小车的定位点，并依据所述定位点将所述充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车。

进一步地，在所述低电量工作小车向所述上位机发送低电量告警信号的步骤之后，所述电源自动更换方法地步骤还包括：

所述上位机接收所有工作小车的工作状态信息，并在接收到所述低电量告警信号后，确定处于非工作状态的正常工作小车，并控制所述正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种电源自动更换系统与方法，该电源自动更换系统包括上位机与多个工作小车，上位机与每个工作小车均通信连接，且每个工作小车上均安装有电源，多个工作小车中包括低电量工作小车与正常工作小车。其中，低电量工作小车用于向上位机发送低电量告警信号，上位机用于在接收到低电量告警信号后控制一正常工作小车行驶至靠近低电量工作小车的位置，正常工作小车用于在抵达目标位置后，将低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于低电量工作小车上，以完成电源更换。由于本申请提供的工作小车在检测到电量较低时，上位机会控制其它能够正常运行的工作小车将该低电量工作小车的电源取出，并更换已充电完成后的电源，从而无需将出现低电量的工作小车置于固定地点进行充电，提升了工作小车的工作效率。同时，由于无需通过人为的方式进行电源的更换，因此能够减少工作人员的工作量，进一步提升工作人员的工作效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的电源自动更换系统的交互示意图。

图2示出了本发明实施例提供的充电桩架的结构示意图。

图3示出了本发明实施例提供的电源自动更换方法的流程图。

图4示出了本发明实施例提供的图3的自步骤的流程图。

图标：100-电源自动换系统；110-上位机；120-低电量工作小车；130-正常工作小车；140-充电桩架；141-导向装置；142-弹簧铜刷头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参照图1，本发明实施例提供了一种电源自动更换系统，该电源自动更换系统包括上位机110与多个工作小车，其中，上位机110与每个工作小车均通信连接。

具体地，本实施例所述的工作小车包括但不限于AGV，且上位机110可以为服务器等智能终端，上位机110能够控制每个工作小车的工作状态信息，其中，本实施例所述的工作状态信息包括工作状态与非工作状态，工作状态指工作小车正在执行当前的上位机110所发送的指令，例如，对于AGV而言，其处于工作状态为正在进行物料的输送；非工作状态指上位机110未发送指令至工作小车，例如，对于AGV而言，器处于非工作状态为未进行物料的输送。

其中，当工作小车欠压工作会发生电机动力不足，元器件动作异常甚至损坏的情况。其中，工作小车上的电源种类较多，常用的电源包括铅酸电池，铁锂电池等。由于对铅酸电池而言，其充电时间较长，例如48V/400AH的铅酸电池，充满电的时间约为8小时，若采用控制该工作小车行驶至指定的位置进行充电，则所需要的充电时间较长，在此期间工作小车无法进行工作，导致工作小车的工作效率较低。同时，由于铅酸电池体积较大，人工搬运不方便且电池安放位置的精度得不到保证，因此若采用人工的方式将充电小车上的电池进行更换的方式也较为困难。

有鉴于此，本实施例提供了一种电源自动更换系统，以实现自动为工作现车进行电源的更换，从而不会影响工作小车的工作效率。

具体地，在工作小车运行的过程中，其会对自身携带的电源的电量进行检测，当检测的电量低于预设定的电量时，即确定该工作小车为低电量工作小车120，此时该低电量工作小车120会向上位机110发送低电量告警信号，例如，该告警信号可以具体的电量值，或为一充电确定信号，以使上位机110确定该工作小车为低电量工作小车120，并控制其它工作小车为其更换电源。

需要说明的时，在本实施例中，由于工作小车具有多个，其中任意一个工作小车均可能出现低电量的情况，上位机110均能控制其它正常工作小车130对其进行电源的更换。其中，本实施所述的正常工作小车130指未出现低电量情况的工作小车，其能够为低电量工作小车120执行更换电源的操作。当然地，在其它的一些实施例中，也可以为带你设置专门的小车为工作小车执行更换电源的操作，本实施例对此并不做任何限定。

进一步的，在上位机110接收到的低电量工作小车120的低电量告警信号后，会控制一正常工作小车130为其进行电源的更换。作为本实施例的一种实现方式，当出现电量较低的情况下时，低电量工作小车120在上传低电量告警信号的同时，会将当前的坐标信息进行上传，上位机110能够依据该坐标信息控制一正常工作小车130行驶至低电量工作小车120处，进而实现电池的更换。作为本实施例的另一种实现方式，上位机110在接收到低电量工作小车120的低电量告警信号后，会控制该低电量工作小车120行行驶至目标位置，并同时控制正常工作小车130行驶至该目标位置，以靠近低电量工作小车120并为其进行电源更换，其中，目标位置靠近一充电桩架140，且该充电桩架140上有空余位置为该低电量电源进行充电。例如，上位机110能够实时获取充电桩架140上的当前充电电源的数量，当当前充电电源的数量小于总数量时，则确定该充电桩架140的附近区域为目标位置。该正常工作小车130在将低电量工作小车120上的电源取下后，可直接将电源放置于充电桩架140上进行充电。

本实施例以第二种实现方式为例进行说明，当上位机110接收到低电量告警信号后，会生成一个新的任务，并调度一辆正常工作小车130前往目标位置，进而靠近该低电量工作小车120，并执行为低电量工作小车120更换电源的操作。

进一步地，为了不影响工作小车的工作效率，在本实施例中，上位机110还会接收所有工作小车的工作状态信息，其中，工作状态信息包括工作状态与非工作状态，工作状态指工作小车正在执行当前的上位机110所发送的指令，非工作状态指工作小车处于空闲状态，在接收到低电量告警信号，上位机110会控制一处于非工作状态的正常工作小车130前往目标位置为低电量工作小车120更换电源。

需要说明的是，由于处于非工作状态的正常工作小车130可能较多，因此在此种情况下，上位机110还会获取每个处于非工作状态的正常工作小车130的当前位置，即当前坐标信息，并依据当前坐标信息确定离目标位置最近的正常工作小车130，并控制其执行更换电池的操作。

具体地更换电池的操作为：

在每个工作小车上设置有电源插孔，正常工作小车130能够通过低电量工作小车120的电源插孔，插取低电量工作小车120的低电量电源。当电源被提起后，电源上的铜刷板与低电量工作小车120上的弹簧铜刷头142断开，使得整个低电量工作小车120处于断电状态。同时，请参阅图2，正常工作小车130还将电源取出后置于充电桩架140，即电源上的铜刷板与充电桩架140上的弹簧铜刷头142接触，为防止因导航精度误差导致电源放偏，电源和充电桩架140上安装了导向装置141，本实施例所述的导向装置141为螺杆与喇叭孔，利用螺杆与喇叭孔能够确保将电源安装于充电桩架140上进行充电。

并且，充电桩架140上安装有限位行程开关，当检测到电源安放到位，信号有效时，充电桩开始为该电源充电。

同时，上位机110能够获取所有充电桩上正在充电的电源的状态，该状态包括是否已经充电完后，并获取已经充电完成电源的坐标信息，同时向该正常工作小车130发送一坐标指令，该坐标指令对应于一充电完成的电源，正常工作小车130能够依据该坐标指令行驶至该已充电完成的电源的位置，并叉取已充电完成的电池，并把该电池运送到低电量工作小车120的位置，同时将充电完成后的电源安装于低电量工作小车120，完成电源的更换。

具体地，当正常工作小车130到达低电量工作小车120的位置时，通过漫反射光电开关的方式检测低电量工作小车120的定位点，其中，本实施例设置的定位点为电池插孔，当正常工作小车130检测到该电池插孔后，实现二次定位，防止因导航精度误差导致电源而发生车体碰撞。并且，低电量工作小车120上也安装有导向装置141，通过该导向装置141实现电源的精准定位安装。

当电源安装完后，完成了电源的更换，低电量工作小车120重新启动并开始作业。

通过本实施例提供的电源自动更换系统，能够实现在工作小车的电源较低时，自动更换成充电完成的电源，且不会影响工作小车与工作人员的工作效率。

第二实施例

请参阅图3，本发明实施例还提供了一种电源自动更换方法，其中，该电源自动更换方法应用于第一实施例所述的电源自动更换系统，该电源自动更换方法包括：

S101，低电量工作小车向上位机发送低电量告警信号。

S102，上位机在接收到低电量告警信号后控制低电量工作小车行驶至目标位置。

S103，上位机接收所有工作小车的工作状态信息，并在接收到低电量告警信号后，确定处于非工作状态的正常工作小车，并控制确定的正常工作小车行驶至靠近低电量工作小车的位置。

其中，上位机控制正常工作小车行驶至目标位置，以靠近低电量工作小车，其中，目标位置靠近一充电桩架。

S104，正常工作小车在抵达目标位置后，将低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于低电量工作小车上，以完成电源更换。

其中，S104包括：

S1041，正常工作小车将低电量工作小车的电源取出并置于充电桩架。

S1042，正常工作小车在接收到上位机的坐标指令后，行驶至坐标指令对应的位置，以取出一充电完成后的电源。

S1043，正常工作小车携带充电完成后的电源返回至靠近低电量工作小车的位置，并将充电完成后的电源安装于低电量工作小车。

其中，正常工作小车行驶至靠近低电量工作小车的位置后，检测低电量工作小车的定位点，并依据定位点将充电完成后的电源安装于低电量工作小车。

综上所述，本发明提供了一种电源自动更换系统与方法，该电源自动更换系统包括上位机与多个工作小车，上位机与每个工作小车均通信连接，且每个工作小车上均安装有电源，多个工作小车中包括低电量工作小车与正常工作小车。其中，低电量工作小车用于向上位机发送低电量告警信号，上位机用于在接收到低电量告警信号后控制一正常工作小车行驶至靠近低电量工作小车的位置，正常工作小车用于在抵达目标位置后，将低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于低电量工作小车上，以完成电源更换。由于本申请提供的工作小车在检测到电量较低时，上位机会控制其它能够正常运行的工作小车将该低电量工作小车的电源取出，并更换已充电完成后的电源，从而无需将出现低电量的工作小车置于固定地点进行充电，提升了工作小车的工作效率。同时，由于无需通过人为的方式进行电源的更换，因此能够减少工作人员的工作量，进一步提升工作人员的工作效率。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (7)

1.一种电源自动更换系统，其特征在于，所述电源自动更换系统包括上位机与多个工作小车，所述上位机与每个所述工作小车均通信连接，且每个所述工作小车上均安装有电源，所述多个工作小车中包括低电量工作小车与正常工作小车；其中，

所述低电量工作小车用于向所述上位机发送低电量告警信号；

所述上位机用于在接收到所述低电量告警信号后控制一正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置；

所述正常工作小车用于在抵达靠近所述低电量工作小车的位置后，将所述低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车上，以完成电源更换；

所述上位机还用于在接收到所述低电量告警信号后控制所述低电量工作小车行驶至目标位置，所述上位机还用于控制所述正常工作小车行驶至所述目标位置，以靠近所述低电量工作小车，其中，所述目标位置靠近一充电桩架；且所述上位机实时获取充电桩架上的当前充电电源的数量，当当前充电电源的数量小于总数量时，则确定该充电桩架的附近区域为目标位置；

每个所述工作小车均设置有导向装置，所述正常工作小车用于沿所述导向装置将所述已充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车上。

2.如权利要求1所述的电源自动更换系统，其特征在于，所述正常工作小车还用于将所述电源取出后置于所述充电桩架，以对取出的电源进行充电，所述正常工作小车还用于在接收到所述上位机的坐标指令后，行驶至所述坐标指令对应的位置，以取出一充电完成后的电源，并将所述充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车。

3.如权利要求1所述的电源自动更换系统，其特征在于，所述上位机还用于接收所有工作小车的工作状态信息，并在接收到所述低电量告警信号后，确定处于非工作状态的正常工作小车，以控制所述正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置。

4.一种电源自动更换方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3任意一项所述的电源自动更换系统，所述电源自动更换方法包括：

所述低电量工作小车向所述上位机发送低电量告警信号；

所述上位机在接收到所述低电量告警信号后控制所述正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置；

所述正常工作小车在抵达靠近低电量工作小车的位置后，将所述低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车上，以完成电源更换；

所述上位机在接收到所述低电量告警信号后控制所述低电量工作小车行驶至目标位置；

所述上位机在接收到所述低电量告警信号后控制一正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置的步骤包括：

所述上位机控制所述正常工作小车行驶至所述目标位置，以靠近所述低电量工作小车，其中，所述目标位置靠近一充电桩架；且所述上位机实时获取充电桩架上的当前充电电源的数量，当当前充电电源的数量小于总数量时，则确定该充电桩架的附近区域为目标位置；

其中，每个所述工作小车均设置有导向装置，所述正常工作小车用于沿所述导向装置将所述已充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车上。

5.如权利要求4所述的电源自动更换方法，其特征在于，所述正常工作小车在抵达所述目标位置后，将所述低电量工作小车的电源取出，并将一已充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车上的步骤包括：

所述正常工作小车将所述低电量工作小车的电源取出并置于所述充电桩架；

所述正常工作小车在接收到所述上位机的坐标指令后，行驶至所述坐标指令对应的位置，以取出一充电完成后的电源；

所述正常工作小车携带所述充电完成后的电源返回至靠近所述低电量工作小车的位置，并将所述充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车。

6.如权利要求4所述的电源自动更换方法，其特征在于，所述将所述充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车的步骤包括：

所述正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置；

所述正常工作小车检测所述低电量工作小车的定位点，并依据所述定位点将所述充电完成后的电源安装于所述低电量工作小车。

7.如权利要求4所述的电源自动更换方法，其特征在于，在所述低电量工作小车向所述上位机发送低电量告警信号的步骤之后，所述电源自动更换方法的 步骤还包括：

所述上位机接收所有工作小车的工作状态信息，并在接收到所述低电量告警信号后，确定处于非工作状态的正常工作小车，并控制所述正常工作小车行驶至靠近所述低电量工作小车的位置。

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