CN110539655A - 一种rgv运输车的自动充电装置及其充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种RGV的自动充电装置，包括设置在RGV上的充电插座组件和设置在轨道端部的充电插头组件，所述充电插头组件包括导引柱、以及与导引柱一体连接的充电插头，导引柱和充电插头通过线规滑块运动副与充电插头组件的壳体浮动连接；所述充电插座组件设置有与导引柱相对应的导引孔，在导引孔上设有引导内锥面；导引柱插入导引孔后，使充电插头与充电插座可靠插合。一种充电控制方法，通过电量传感器、位置传感器、接触传感器与RGV控制系统连接，使RGV运输车自动感知本身电量，并按照充电控制步骤，实现自行充电。本发明可靠地实现了RGV运输车与充电装置自动对接，以及RGV运输车的自行充电，提高了整个仓储系统的搬运效率及管理效率。

Description

一种RGV运输车的自动充电装置及其充电控制方法
技术领域
本发明涉及RGV运输车技术领域，尤其是涉及一种RGV运输车的自动充电装置及其充电控制方法。
背景技术
在仓储作业中，RGV运输车正在逐步替代人工搬运。RGV运输车是能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。一般仓库中需要布置几十台、甚至几百台RGV运输车。通常RGV运输车使用充电电池作为动力来源，因此需要经常行驶到规定的地点进行充电，这一过程一般也是自动进行，RGV运输车需要与充电装置进行自动对接，以建立充电连接。
在自动对接过程中，往往对RGV运输车的驶入角度和位置有比较高的要求。而RGV运输车的行走轮在轨道内的行走是需要较大活动量的，因此，通过控制RGV运输车的驶入角度和位置实现与充电装置的自动对接具有较大难度，自动对接的可靠率低，甚至需要进行人工干预，这些问题都非常不利于仓储作业的自动化管理。
如果能够可靠地实现RGV运输车与充电装置自动对接，并实现自行充电，RGV运输车不再因亏电而停运，则可以提高整个仓储系统的搬运效率及管理效率。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种RGV运输车的自动充电装置，还公开了一种使用该自动充电装置的充电控制方法，其目的在于：可靠实现RGV运输车与充电装置自动对接，以及实现RGV运输车的自行充电，提高整个仓储系统的搬运效率及管理效率。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种RGV运输车的自动充电装置，包括设置在RGV运输车上的充电插座组件和设置在轨道端部的充电插头组件，所述充电插头组件包括导引柱、以及与导引柱一体连接的充电插头，导引柱和充电插头通过线规滑块运动副与充电插头组件的壳体浮动连接；所述充电插座组件设置有与导引柱相对应的导引孔、以及与充电插头相对应的充电插座，且在导引孔朝向充电插头组件的一端设有用于引导导引柱进入导引孔的引导内锥面；所述导引柱插入导引孔后，充电插头与充电插座插合。
所述自动充电装置还包括用于感知RGV运输车电池电量的电量传感器、用于感知RGV运输车进入充电区域的位置传感器、用于感知充电插头与充电插座插合的接触传感器、以及控制系统，所述电量传感器、位置传感器、接触传感器均与控制系统连接。
进一步地改进技术方案，所述线规滑块运动副水平设置，且垂直于RGV运输车的运动方向，所述导引柱垂直于线规滑块运动副，且平行于RGV运输车的运动方向设置。
进一步地改进技术方案，所述线规滑块运动副中的滑块与导引柱、充电插头连接，线规滑块运动副中的线规通过连接板与壳体浮动连接，壳体与轨道的端部连接，在壳体上还设置有防撞梁。
进一步地改进技术方案，在连接板与壳体之间设置有多个浮动件，连接板通过多个浮动件与壳体浮动连接；所述浮动件包括橡胶套、连接螺栓副和一对压簧，其中，橡胶套设置在连接板与壳体之间，一对压簧分别设置在连接板、壳体的外侧，连接螺栓副贯穿连接板、橡胶套、壳体、以及一对压簧，且连接于一对压簧的两端。
进一步地改进技术方案，所述导引柱朝向导引孔的一端设有倒圆面；所述引导内锥面为四棱锥形内锥面，在引导内锥面与导引孔连接处设有倒圆面。
进一步地改进技术方案，所述位置传感器为超声波位置传感器，超声波位置传感器设置在RGV运输车车体上，与超声波位置传感器对应的被测物设置在轨道的端部。
进一步地改进技术方案，所述接触传感器设置在充电插座组件上，与接触传感器对应的被测物设置在充电插头组件上。
使用自动充电装置的一种RGV运输车的充电控制方法，包括以下步骤：
S1：当电量传感器感知RGV运输车的电池电量低于电池额定电量的A%时，电量传感器向控制系统发出充电请求，控制系统停止搬运工作，并控制RGV运输车向设置在轨道端部的充电插头组件移动；
S2：当RGV运输车进入充电区域时，位置传感器向控制系统发出减速请求，控制系统控制RGV运输车减速，并缓速向充电插头组件移动；
S3：充电插头组件中的导引柱首先与充电插座组件中的引导内锥面接触，并在引导内锥面的引导下进入导引孔，导引柱插入导引孔后，充电插头与充电插座插合；此时，接触传感器被触发，并向控制系统发出停止移动请求，控制系统控制RGV运输车停止移动，所述自动充电装置开始对RGV运输车的电池进行充电；
S4：当电量传感器感知RGV运输车的电池充电电量高于电池额定电量的B%时，电量传感器向控制系统发出停止充电请求，控制系统控制RGV运输车向远离充电插头组件的方向缓速移动，直至离开充电区域。
进一步地改进技术方案，所述A为30-40，所述B为90-95。
进一步地改进技术方案，所述S4还包括：当RGV运输车紧急用于搬运时，控制系统控制RGV运输车向远离充电插头组件的方向移动，离开充电区域，进入搬运区域。
由于采用上述技术方案，相比背景技术，本发明具有如下有益效果：
本发明通过线规滑块运动副实现对导引柱在横向方向上的大幅度调整，再通过浮动连接实现对导引柱在位置、角度上的微调，从而使导引柱能可靠地插入导引孔定位，实现充电插头与充电插座的可靠插合。
本发明通过电量传感器、位置传感器、接触传感器与控制系统连接，使RGV运输车自动感知本身电量，并按照充电控制步骤，实现自行充电。
本发明可靠地实现了RGV运输车与充电装置自动对接，以及RGV运输车的自行充电，提高了整个仓储系统的搬运效率及管理效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为充电插头组件的结构示意图。
图3为充电插座组件的结构示意图。
图4为充电插头组件与充电插座组件插合时的结构示意图。
图5为本发明在充电过程中的示意图。
图中：1、充电插座组件；1.1、导引孔；1.2、引导内锥面；1.3、充电插座；2、充电插头组件；2.1、导引柱；2.2、充电插头；2.3、线规滑块运动副；2.31、滑块；2.32、线规；2.4、壳体；2.5、连接板；2.6、防撞梁；3、浮动件；3.1、橡胶套；3.2、连接螺栓副；3.3、压簧；4、接触传感器；5、位置传感器。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种RGV运输车的自动充电装置，包括设置在RGV运输车上的充电插座组件1和设置在轨道端部的充电插头组件2。
如图1所示，所述充电插头组件2包括导引柱2.1、以及与导引柱2.1一体连接的充电插头2.2，导引柱2.1、充电插头2.2又与线规滑块运动副2.3连接。
具体的，如图2所示，所述线规滑块运动副2.3水平设置，且垂直于RGV运输车的运动方向，所述导引柱2.1垂直于线规滑块运动副2.3，且平行于RGV运输车的运动方向设置。所述线规滑块运动副2.3中的滑块2.31与导引柱2.1、充电插头2.2连接，线规滑块运动副2.3中的线规2.32通过连接板2.5与壳体2.4浮动连接，壳体2.4与轨道的端部连接。
由于RGV运输车的行走轮在轨道内的行走是需要较大活动量的，因而导引柱2.1、充电插头2.2在横向上需要较大的调整量，而RGV运输车的行走轮直径是一定的，因而导引柱2.1、充电插头2.2在纵向上不需要太大的调整量。线规滑块运动副2.3可以大幅提升导引柱2.1、充电插头2.2的横向调整范围。
更为具体的，在连接板2.5与壳体2.4之间设置有四个浮动件3，连接板2.5通过四个浮动件3与壳体2.4浮动连接。所述浮动件3包括橡胶套3.1、连接螺栓副3.2和一对压簧3.3，其中，橡胶套3.1设置在连接板2.5与壳体2.4之间，一对压簧3.3分别设置在连接板2.5、壳体2.4的外侧，连接螺栓副3.2贯穿连接板2.5、橡胶套3.1、壳体2.4、以及一对压簧3.3，且连接于一对压簧3.3的两端。
橡胶套3.1除了支撑连接板2.5外，还对连接板2.5具有适应性形变。压在连接板2.5、壳体2.4外侧的一对压簧3.3可以使连接螺栓副3.2在橡胶套3.1内任意摆动，这些自由度使浮动件3具有万向可调性。
如图3所示，所述充电插座组件1设置在RGV运输车上，包括与导引柱2.1相对应的导引孔1.1、以及与充电插头2.2相对应的充电插座1.3，且在导引孔1.1的一端设置有用于引导导引柱2.1进入导引孔1.1的引导内锥面1.2。所述引导内锥面1.2为四棱锥形内锥面，其中，四棱锥形内锥面的横向棱边大于纵向棱边，并且在引导内锥面1.2与导引孔1.1连接处设有倒圆面。
为了更好地导入，所述导引柱2.1朝向导引孔1.1的一端设有倒圆面。
为了保护充电插头组件2不被RGV运输车意外撞坏，所述壳体2.4上设置有防撞梁2.6。
所述自动充电装置还包括用于感知RGV运输车电池电量的电量传感器、用于感知RGV运输车进入充电区域的位置传感器5、用于感知充电插头2.2与充电插座1.3插合的接触传感器4、以及控制系统，所述电量传感器、位置传感器5、接触传感器4均与控制系统连接。
本实施例中，所述位置传感器5为超声波位置传感器，超声波位置传感器设置在RGV运输车车体上，与超声波位置传感器对应的被测物设置在轨道的端部。超声波位置传感器为非接触位置传感器，它的优点是在探测的距离内出现障碍物或者被测物，就会报警，使RGV运输车减速。
为了便于控制，所述接触传感器4设置在充电插座组件1上，与接触传感器4对应的被测物设置在充电插头组件2上。当接触传感器4碰触到被测物时，接触传感器4就会向控制系统报警，使RGV运输车停止运动。
本发明还公开了使用上述自动充电装置的一种RGV运输车的充电控制方法，如图1、4、5所示，包括以下步骤：
S1：当电量传感器感知RGV运输车的电池电量低于电池额定电量的30%时，电量传感器向控制系统发出充电请求，控制系统停止搬运工作，并控制RGV运输车向设置在轨道端部的充电插头组件2移动。
S2：当RGV运输车进入充电区域时，位置传感器5向控制系统发出减速请求，控制系统控制RGV运输车减速，并缓速向充电插头组件2移动。
S3：充电插头组件2中的导引柱2.1首先与充电插座组件1中的引导内锥面1.2接触，并在引导内锥面1.2的引导下进入导引孔1.1，导引柱2.1插入导引孔1.1后，充电插头2.2与充电插座1.3对应插合；此时，接触传感器4被触发，并向控制系统发出停止移动请求，控制系统控制RGV运输车停止移动，所述自动充电装置开始对RGV运输车的电池进行充电。
RGV运输车向充电插头组件2移动，导引柱2.1首先与RGV运输车上的引导内锥面1.2接触。导引柱2.1在引导内锥面1.2横向的偏差较大，可以通过线规滑块运动副2.3的运动来消除，引导内锥面1.2可导引导引柱2.1向导引孔1.1方向移动。
导引柱2.1若与导引孔1.1同轴，则需对导引柱2.1的位置和角度进行微调，四个浮动件3的万向可调性使导引柱2.1可以插入导引孔1.1内，使与导引柱2.1一体连接的充电插头2.2与充电插座1.3插合，从而建立充电连接。
S4：当电量传感器感知RGV运输车的电池充电电量高于电池额定电量的95%时，电量传感器向控制系统发出停止充电请求，控制系统控制RGV运输车向远离充电插头组件2的方向缓速移动，直至离开充电区域。
为了不耽误货物的搬运，当RGV运输车紧急用于搬运时，控制系统控制RGV运输车向远离充电插头组件2的方向移动，离开充电区域，进入搬运区域。
RGV运输车电池存有电量的大小，决定着RGV运输车是否需要充电。一般来说，存有电量低于额定电量的30%-40%，RGV运输车移动、举升货物就比较吃力了，因此，如果在不紧急的情况下，RGV运输车自行充电。锂电池具有充电特性，一般充电的电量达到额定的90%-95%时，要比充电的电量达到100%时所用的充电时间少20%，因此，为了提升工作效率，当充电的电量达到额定的90%-95%时，RGV运输车就停止充电，进入工作状态。
本发明通过线规滑块运动副2.3实现对导引柱2.1在横向方向上的大幅度调整，再通过浮动连接实现对导引柱2.1在位置、角度上的微调，从而使导引柱2.1能可靠地插入导引孔1.1定位，实现充电插头2.2与充电插座1.3的可靠插合。
本发明通过电量传感器、位置传感器5、接触传感器4与控制系统连接，使RGV运输车自动感知本身电量，并按照充电控制步骤，实现自行充电。
本发明可靠地实现了RGV运输车与充电装置自动对接，以及RGV运输车的自行充电，提高了整个仓储系统的搬运效率及管理效率。
未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种RGV运输车的自动充电装置，其特征是：包括设置在RGV运输车上的充电插座组件（1）和设置在轨道端部的充电插头组件（2），所述充电插头组件（2）包括导引柱（2.1）、以及与导引柱（2.1）一体连接的充电插头（2.2），导引柱（2.1）和充电插头（2.2）通过线规滑块运动副（2.3）与充电插头组件（2）的壳体（2.4）浮动连接；所述充电插座组件（1）设置有与导引柱（2.1）相对应的导引孔（1.1）、以及与充电插头（2.2）相对应的充电插座（1.3），且在导引孔（1.1）朝向充电插头组件（2）的一端设有用于引导导引柱（2.1）进入导引孔（1.1）的引导内锥面（1.2）；所述导引柱（2.1）插入导引孔（1.1）后，充电插头（2.2）与充电插座（1.3）插合；
所述自动充电装置还包括用于感知RGV运输车电池电量的电量传感器、用于感知RGV运输车进入充电区域的位置传感器（5）、用于感知充电插头（2.2）与充电插座（1.3）插合的接触传感器（4）、以及控制系统，所述电量传感器、位置传感器（5）、接触传感器（4）均与控制系统连接。
2.如权利要求1所述的一种RGV运输车的自动充电装置，其特征是：所述线规滑块运动副（2.3）水平设置，且垂直于RGV运输车的运动方向，所述导引柱（2.1）垂直于线规滑块运动副（2.3），且平行于RGV运输车的运动方向设置。
3.如权利要求1所述的一种RGV运输车的自动充电装置，其特征是：所述线规滑块运动副（2.3）中的滑块（2.31）与导引柱（2.1）、充电插头（2.2）连接，线规滑块运动副（2.3）中的线规（2.32）通过连接板（2.5）与壳体（2.4）浮动连接，壳体（2.4）与轨道的端部连接，在壳体（2.4）上还设置有防撞梁（2.6）。
4.如权利要求3所述的一种RGV运输车的自动充电装置，其特征是：在连接板（2.5）与壳体（2.4）之间设置有多个浮动件（3），连接板（2.5）通过多个浮动件（3）与壳体（2.4）浮动连接；所述浮动件（3）包括橡胶套（3.1）、连接螺栓副（3.2）和一对压簧（3.3），其中，橡胶套（3.1）设置在连接板（2.5）与壳体（2.4）之间，一对压簧（3.3）分别设置在连接板（2.5）、壳体（2.4）的外侧，连接螺栓副（3.2）贯穿连接板（2.5）、橡胶套（3.1）、壳体（2.4）、以及一对压簧（3.3），且连接于一对压簧（3.3）的两端。
5.如权利要求1所述的一种RGV运输车的自动充电装置，其特征是：所述导引柱（2.1）朝向导引孔（1.1）的一端设有倒圆面；所述引导内锥面（1.2）为四棱锥形内锥面，在引导内锥面（1.2）与导引孔（1.1）连接处设有倒圆面。
6.如权利要求1所述的一种RGV运输车的自动充电装置，其特征是：所述位置传感器（5）为超声波位置传感器，超声波位置传感器设置在RGV运输车车体上，与超声波位置传感器对应的被测物设置在轨道的端部。
7.如权利要求1所述的一种RGV运输车的自动充电装置，其特征是：所述接触传感器（4）设置在充电插座组件（1）上，与接触传感器（4）对应的被测物设置在充电插头组件（2）上。
8.使用权利要求1-7任一权利所述自动充电装置的一种RGV运输车的充电控制方法，其特征是：包括以下步骤：
S1：当电量传感器感知RGV运输车的电池电量低于电池额定电量的A%时，电量传感器向控制系统发出充电请求，控制系统停止搬运工作，并控制RGV运输车向设置在轨道端部的充电插头组件（2）移动；
S2：当RGV运输车进入充电区域时，位置传感器（5）向控制系统发出减速请求，控制系统控制RGV运输车减速，并缓速向充电插头组件（2）移动；
S3：充电插头组件（2）中的导引柱（2.1）首先与充电插座组件（1）中的引导内锥面（1.2）接触，并在引导内锥面（1.2）的引导下进入导引孔（1.1），导引柱（2.1）插入导引孔（1.1）后，充电插头（2.2）与充电插座（1.3）插合；此时，接触传感器（4）被触发，并向控制系统发出停止移动请求，控制系统控制RGV运输车停止移动，所述自动充电装置开始对RGV运输车的电池进行充电；
S4：当电量传感器感知RGV运输车的电池充电电量高于电池额定电量的B%时，电量传感器向控制系统发出停止充电请求，控制系统控制RGV运输车向远离充电插头组件（2）的方向缓速移动，直至离开充电区域。
9.如权利要求8所述的一种RGV运输车的充电控制方法，其特征是：所述A为30-40，所述B为90-95。
10.如权利要求8所述的一种RGV运输车的充电控制方法，其特征是：所述S4还包括：当RGV运输车紧急用于搬运时，控制系统控制RGV运输车向远离充电插头组件（2）的方向移动，离开充电区域，进入搬运区域。
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