CN111016715A - 一种叉车自动充电装置及叉车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叉车自动充电装置，该装置中，控制器在确定叉车到达预设充电柜的充电位时，会建立充电机和叉车之间的无线通信连接，并通过无线通信发出充电指令，充电机在接收到充电指令后会控制自身的伸缩臂伸出，以便伸缩臂上的刷块和叉车上的刷板紧密贴合，并与BMS通信以实现对电池的充电。可见，该叉车自动充电装置能够实现对叉车的自动充电，整个充电过程无需人为参与，自动化程度高。本发明还公开了一种叉车系统，具有与上述叉车自动充电装置相同的有益效果。

Description

一种叉车自动充电装置及叉车系统

技术领域

本发明涉及充电技术领域，特别是涉及一种叉车自动充电装置及叉车系统。

背景技术

叉车广泛应用于工程应用中。由于叉车在托运货物时需要移动，因此，叉车一般采用电池供电的方式。现有技术中在为叉车中的电池充电时，一般是工作人员手动将充电机上的充电刷块与叉车上的刷板接触，以实现充电机为叉车充电。但该种充电方式需要人工参与，充电自动化程度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种叉车自动充电装置及叉车系统，该叉车自动充电装置能够实现对叉车的自动充电，整个充电过程无需人为参与，自动化程度高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种叉车自动充电装置，包括设置于充电柜中的充电机及与所述充电机连接的第一无线通信模块、设置于叉车上的电池、第二无线通信模块、与所述第二无线通信模块连接的控制器、与所述第二通信模块和所述电池连接的BMS，所述充电机上设置有伸缩臂，所述伸缩臂上设置有刷块；

所述控制器，用于在确定所述叉车到达预设充电柜的充电位时，控制所述预设充电柜的第一无线通信模块和所述第二无线通信模块建立通信连接，并输出充电指令；

所述充电机，用于在接收到所述充电指令时，控制所述伸缩臂伸出，以便所述伸缩臂上的刷块与所述叉车上的刷板紧密贴合，并与所述BMS配合实现对所述电池的充电。

优选地，还包括：

位置检测模块，用于获取所述叉车的当前位置；

所述控制器还用于判断所述当前位置与所述充电位的位置是否一致，如果是，则确定所述叉车到达预设充电柜的充电位。

优选地，所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块均为CANWiFi转换模块，用于实现CAN信号和WiFi信号的转换。

优选地，控制所述第一无线通信模块和所述预设充电柜的第二无线通信模块建立通信连接，包括：

输出连接信息至所述第二无线通信模块，以便所述第二无线通信模块在接收到所述连接信息后与所述预设充电柜的第二无线通信模块建立通信连接；所述连接信息包括所述叉车的ID和所述预设充电柜的ID。

优选地，还包括：

设置于所述充电机上的距离检测传感器，用于检测自身与所述叉车之间的距离；

所述充电机还用于在判定所述距离在预设距离范围内后与所述BMS配合实现对所述电池的充电。

优选地，所述距离检测传感器为光电传感器，所述叉车上还设置与反射板；

所述光电传感器具体用于检测自身与所述反射板之间的距离。

优选地，所述BMS还用于判断是否存在电池的电压是否小于电压预设值，如果是，则控制所有电池的总放电开关断开。

优选地，所述BMS还用于在判断得到所有电池的平均SOC小于SOC预设值且所述控制器处于空闲状态的时间达到时间预设值时控制所述总放电开关断开。

优选地，所述刷块上还设置有微动开关，用于在所述刷块与所述叉车上的刷板紧密贴合时动作并发出动作信号；

所述充电机还用于在接收到所述微动开关的动作信号后与所述BMS配合实现对所述电池的充电。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种叉车系统，包括叉车和充电柜，还包括如上述所述的叉车自动充电装置。

本发明提供了一种叉车自动充电装置，该装置中，控制器在确定叉车到达预设充电柜的充电位时，会建立充电机和叉车之间的无线通信连接，并通过无线通信发出充电指令，充电机在接收到充电指令后会控制自身的伸缩臂伸出，以便伸缩臂上的刷块和叉车上的刷板紧密贴合，并与BMS通信以实现对电池的充电。可见，该叉车自动充电装置能够实现对叉车的自动充电，整个充电过程无需人为参与，自动化程度高。

本发明还提供了一种叉车系统，具有与上述叉车自动充电装置相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明提供的一种叉车自动充电装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种叉车系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种叉车自动充电装置及叉车系统，该叉车自动充电装置能够实现对叉车的自动充电，整个充电过程无需人为参与，自动化程度高。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

请参照图1，图1为本发明提供的一种叉车自动充电装置的结构示意图。

该叉车自动充电装置包括设置于充电柜中的充电机1及与充电机1连接的第一无线通信模块2、设置于叉车上的电池5、第二无线通信模块3、与第二无线通信模块3连接的控制器4、与第二通信模块和电池5连接的BMS 6(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)，充电机1上设置有伸缩臂，伸缩臂上设置有刷块；

控制器4，用于在确定叉车到达预设充电柜的充电位时，控制预设充电柜的第一无线通信模块2和第二无线通信模块3建立通信连接，并输出充电指令；

充电机1，用于在接收到充电指令时，控制伸缩臂伸出，以便伸缩臂上的刷块与叉车上的刷板紧密贴合，并与BMS 6配合实现对电池5的充电。

与现有技术中刷块是通过充电线与充电机1连接不同的是，本申请中，刷块设置于伸缩臂上，充电机1通过控制伸缩臂的伸缩来实现是否与叉车上的刷板紧密贴合，这里的刷块和刷板本质上是插头和插座，刷块和刷板紧密贴合时，充电机1便可以为电池5充电。需要说明的是，这里的伸缩臂可以通过气缸、油缸、伸缩缸、液缸等实现。

为提高充电自动化程度，本申请中，叉车自动充电装置在工作时，控制器4会首先确定叉车是否达到预设充电柜(充电柜可能会有多个，以便同时给多个叉车充电)的充电位，原因是充电机1的伸缩臂的伸出长度是固定的，且充电机1的位置是规定的，因此，为了实现伸缩臂上的刷块与叉车的刷板紧密贴合，要求叉车在充电时需要在充电位上。在叉车到达预设充电柜的充电位时，可以向控制器4发送到位指令，以便控制器4根据到位指令确定叉车到达预设充电柜的充电位，当然，这里也可以是控制器4本身去检测叉车是否到达预设充电柜的充电位。

控制器4在确定叉车达到预设充电柜的充电位时，会控制预设充电柜的第一无线通信模块2和第二无线通信模块3建立通信连接。为实现充电机1自动为电池5充电，需要建立控制器4与充电机1之间、BMS 6与充电机1之间的通信连接。为简化通信连接建立过程，本申请中选用无线连接的方式。具体地，控制器4与充电机1之间、BMS 6与充电机1之间均通过第一无线通信模块2和第二无线通信模块3建立的通信连接进行数据交互。在第一无线通信模块2和第二无线通信模块3建立的通信连接后，控制器4通过该通信连接向充电机1发送充电指令。

充电机1在接收到充电指令后，会控制伸缩臂伸出，此时伸缩臂上的刷块会与叉车上的刷板紧密贴合，在刷块和刷板紧密贴合后，充电机1开始为电池5充电，在充电过程中，充电机1会和BMS 6进行充电数据交互，例如BMS 6根据电池5的状态发送相应地充电电流调整指令、充电电压调整指令发送至充电机1，以便充电机1适应性调整充电电压和/或充电电流，在电池5快充满时，BMS 6还会发送停止充电指令，以便充电机1停止为电池5充电。当然，在实际应用中，控制器4也可以向充电机1发送停止充电指令，以便充电机1停止为电池5充电。充电机1在接收到停止充电指令后，会首先停止输出电流，然后控制伸缩臂缩回。

综上，本发明提供的一种叉车自动充电装置，该装置中，控制器4在确定叉车到达预设充电柜的充电位时，会建立充电机1和叉车之间的无线通信连接，并通过无线通信发出充电指令，充电机1在接收到充电指令后会控制自身的伸缩臂伸出，以便伸缩臂上的刷块和叉车上的刷板紧密贴合，并与BMS 6通信以实现对电池5的充电。可见，该叉车自动充电装置能够实现对叉车的自动充电，整个充电过程无需人为参与，自动化程度高。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，还包括：

位置检测模块，用于获取叉车的当前位置；

控制器4还用于判断当前位置与充电位的位置是否一致，如果是，则确定叉车到达预设充电柜的充电位。

具体地，为了进一步提高充电自动化程度，本实施例中，控制器4在控制叉车移动时，位置检测模块会实时地或者周期性的获取叉车的当前位置，控制器4判断当前位置是否与预设充电柜的充电位的位置(控制器4中会预先存储各充电柜的充电位的位置)一致，如果一致，则说明叉车到达了预设充电柜的充电位，否则，则说明叉车没有到达预设充电柜的充电位。

这里的位置检测装置可以为导航定位模块，则此时可直接得到叉车的位置；也可以在各充电柜的充电位处设置对应地标识信号(例如1号充电柜的充电位处的标识信息为数字“1”，2号充电柜的充电位处的标识信息为数字“2”，当然，这里的标识信息还可以为其他类型的标识信息，本申请在此不作特别的限定)，位置检测模块可以为图像获取模块，控制器4从图像获取模块获取的图像中提取信息，判断提取出的信息是否为标识信息，进而来判断叉车当前位置与充电位的位置是否一致。

作为一种优选地实施例，第一无线通信模块2和第二无线通信模块3均为CANWiFi转换模块，用于实现CAN信号和WiFi信号的转换。

具体地，控制器4和充电机1输出的信号通常为CAN信号，而CAN信号的传输介质为CAN总线，为实现充电机1和控制器4之间的无线通信连接，需要对二者输出的CAN信号进行转换。本实施例中，将CAN信号转换为WiFi信号。具体地，这里的第一无线通信模块2和第二无线通信模块3均为CANWiFi转换模块，具体用于将接收到的WiFi信号转换为CAN信号，还用于将接收到的CAN信号转换为WiFi信号。WiFi信号具有信号稳定、覆盖范围广的优点，且通过WiFi可以实现充电机1与控制器4的一对一稳定连接。

当然，这里的第一无线通信模块2和第二无线通信模块3还可以为其他类型的信号转换模块，本申请在此不作特别的限定。

作为一种优选地实施例，控制第一无线通信模块2和预设充电柜的第二无线通信模块3建立通信连接，包括：

输出连接信息至第二无线通信模块3，以便第二无线通信模块3在接收到连接信息后与预设充电柜的第二无线通信模块3建立通信连接；连接信息包括叉车的ID和预设充电柜的ID。

具体地，为实现充电机1与控制器4之间的一对一稳定连接，避免控制器4与多个充电机1连接，导致多个充电机1均伸出伸缩臂。本申请中，第一无线通信模块2和第二无线通信模块3之间是一对一的连接。控制器4在确定叉车到达预设充电柜的充电位时，会输出连接信息，其中，连接信息包括叉车的ID和预设充电柜的ID，基于该连接信息，第一无线通信模块2和第二无线通信模块3会硬件握手，建立无线通信连接。

可见，通过该种方式可以实现充电机1与控制器4之间的一对一稳定连接，提高了充电装置的充电可控性。

作为一种优选地实施例，还包括：

设置于充电机1上的距离检测传感器，用于检测自身与叉车之间的距离；

充电机1还用于在判定距离在预设距离范围内后与BMS 6配合实现对电池5的充电。

具体地，虽然控制器4在确定叉车到达预设充电柜的充电位时会输出充电指令，但这仅是控制器4单方面的判断，为避免由于控制器4出现故障导致的充电指令误发出导致的充电机1的误开启。

本实施中，除了控制器4会进行叉车是否到位的判断，充电机1也会进行叉车是否到位的判断，具体地，充电机1上设置了距离检测传感器，该距离检测传感器会检测自身与叉车之间的距离，并将该距离发送至充电机1，充电机1判断该距离是否在预设距离范围内，如果是，则说明此时叉车到位，否则，则说明叉车没有到位。本申请对于距离预设值的具体数值不作特别的限定，根据实际情况来定。

可见，本实施例中，采用双重判断的方式，提高了对叉车是否到位的判断精度，提高了充电可靠性。

作为一种优选地实施例，距离检测传感器为光电传感器，叉车上还设置与反射板；

光电传感器具体用于检测自身与反射板之间的距离。

具体地，距离检测传感器可以为光电传感器，光电传感器可以向外发送红外光，当叉车到位时，红外光经过反射板后会反射回来被光电传感器所接收，光电传感器根据反射回来的红外光的强度确定自身与反射板之间的距离。

光电传感器具有成本低、精度高的优点。当然，这里的距离检测传感器还可以为其他类型的距离检测传感器。

作为一种优选地实施例，BMS 6还用于判断是否存在电池5的电压是否小于电压预设值，如果是，则控制所有电池5的总放电开关断开。

具体地，叉车中的电池5通常为多个，多个电池5通过串并联的方式形成一个输出电压及输出电流较大的电池5包。电池5包在为叉车中的功能器件供电时，由于各个电池5的指令及老化程度不同，放电速率可能不同，可能会出现部分电池5电压比另一部电池5电压低的情况，为了保证电池5包的使用寿命及可靠性，本实施例中，当BMS 6在判断存在电池5的电压小于电压预设值(可以但不仅限为8V)时，控制电池5包也即所有电池5的总放电开关断开，电池5不再出力。这里的总放电开关可以为可以但不仅限为继电器。可见，该种方式实现了对电池5的有效保护，提高了电池5的寿命，提高了充电装置的安全性和可靠性。

作为一种优选地实施例，BMS 6还用于在判断得到所有电池5的平均SOC(state ofcharge，荷电状态)小于SOC预设值且控制器4处于空闲状态的时间达到时间预设值时控制总放电开关断开。

具体地，SOC能够体现电池5的放电能力，SOC的数值越低，电池5的放电能力越小，当BMS 6的所有电池5的平均SOC小于SOC预设值(可以但不仅限为30％)时，则说明此时电池5的放电能力较低，如果此时控制器4在时间预设值内没有接收到上级系统给其发送的调度任务，包括充电任务，则说明此时控制器4处于空闲状态，此时BMS 6控制总放电开关断开，电池5停止放电，实现了对电池5的保护，有效防止电池5过放。

作为一种优选地实施例，刷块上还设置有微动开关，用于在刷块与叉车上的刷板紧密贴合时动作并发出动作信号；

充电机1还用于在接收到微动开关的动作信号后与BMS 6配合实现对电池5的充电。

具体地，上述实施例中提到，为保证充电机1安全可靠地对电池5进行充电，充电机1的伸缩臂上的刷块要和叉车上的刷板紧密贴合，否则，刷块和刷板之间可能会产生电弧。为了判断刷块和刷板是否紧密贴合，本实施例中，刷块上还设置有微动开关，在刷块没有和刷板紧密贴合时，微动开关不动作，在刷块和刷板紧密贴合时，微动开关动作并发出动作信号。充电机1在控制伸缩臂伸出后还会判断自身是否接收到微动开关发送的动作信号，只有在接收到微动开关发送的动作信号后才开始与BMS 6配合实现对电池5的充电。可见，通过该种方式可以实现充电机1只有在刷块和刷板紧密贴合时才为电池5充电，提高了充电可靠性和安全性。

请参照图2，图2为本发明提供的一种叉车系统的结构示意图，该系统包括叉车和充电柜，还包括如上述的叉车自动充电装置。

具体地，对于本发明提供的一种叉车系统中的叉车自动充电装置的介绍请参照上述实施例，本发明在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种叉车自动充电装置，其特征在于，包括设置于充电柜中的充电机及与所述充电机连接的第一无线通信模块、设置于叉车上的电池、第二无线通信模块、与所述第二无线通信模块连接的控制器、与所述第二通信模块和所述电池连接的BMS，所述充电机上设置有伸缩臂，所述伸缩臂上设置有刷块；

所述控制器，用于在确定所述叉车到达预设充电柜的充电位时，控制所述预设充电柜的第一无线通信模块和所述第二无线通信模块建立通信连接，并输出充电指令；

所述充电机，用于在接收到所述充电指令时，控制所述伸缩臂伸出，以便所述伸缩臂上的刷块与所述叉车上的刷板紧密贴合，并与所述BMS配合实现对所述电池的充电。

2.如权利要求1所述的叉车自动充电装置，其特征在于，还包括：

位置检测模块，用于获取所述叉车的当前位置；

所述控制器还用于判断所述当前位置与所述充电位的位置是否一致，如果是，则确定所述叉车到达预设充电柜的充电位。

3.如权利要求1所述的叉车自动充电装置，其特征在于，所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块均为CANWiFi转换模块，用于实现CAN信号和WiFi信号的转换。

4.如权利要求3所述的叉车自动充电装置，其特征在于，控制所述第一无线通信模块和所述预设充电柜的第二无线通信模块建立通信连接，包括：

输出连接信息至所述第二无线通信模块，以便所述第二无线通信模块在接收到所述连接信息后与所述预设充电柜的第二无线通信模块建立通信连接；所述连接信息包括所述叉车的ID和所述预设充电柜的ID。

5.如权利要求1所述的叉车自动充电装置，其特征在于，还包括：

设置于所述充电机上的距离检测传感器，用于检测自身与所述叉车之间的距离；

所述充电机还用于在判定所述距离在预设距离范围内后与所述BMS配合实现对所述电池的充电。

6.如权利要求5所述的叉车自动充电装置，其特征在于，所述距离检测传感器为光电传感器，所述叉车上还设置与反射板；

所述光电传感器具体用于检测自身与所述反射板之间的距离。

7.如权利要求1所述的叉车自动充电装置，其特征在于，所述BMS还用于判断是否存在电池的电压是否小于电压预设值，如果是，则控制所有电池的总放电开关断开。

8.如权利要求7所述的叉车自动充电装置，其特征在于，所述BMS还用于在判断得到所有电池的平均SOC小于SOC预设值且所述控制器处于空闲状态的时间达到时间预设值时控制所述总放电开关断开。

9.如权利要求1至8任一项所述的叉车自动充电装置，其特征在于，所述刷块上还设置有微动开关，用于在所述刷块与所述叉车上的刷板紧密贴合时动作并发出动作信号；

所述充电机还用于在接收到所述微动开关的动作信号后与所述BMS配合实现对所述电池的充电。

10.一种叉车系统，包括叉车和充电柜，其特征在于，还包括如权利要求1至9任一项所述的叉车自动充电装置。

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