CN113492934B - 一种用于炭素生产的agv智能小车及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于炭素生产的AGV智能小车及其控制系统，属于炭素生产技术领域，解决了传统炭素生产中输送转运设备利用率低，自动化程度低、故障率高、效率低等技术问题。解决方案为：一种用于炭素生产的AGV智能小车及其控制系统，智能小车包括AGV车体、控制柜、驱动机构、配料罐、密封排料机构、密封进料机构、净化装置和空压机；控制系统包括主控模块、检测模块、安全模块、执行模块、电源模块、无线通讯模块、人机交互模块和远程监控模块；本发明实现了在炭素的生产过程中对重量指标、配比指标的在线监控，生产环境得到改善，节省了空间，采用AGV智能小车构建的炭素生产线，物料搬运过程可视化、工艺流程数字化，管控一体，生产智能化。
Description
技术领域
本发明属于炭素生产技术领域，具体涉及的是一种用于炭素生产的AGV智能小车及其控制系统。
背景技术
在传统的炭素行业中，炭素制品品种多，配方更换频繁，输送流程也时常更改，往往是一条输送线要输送几种物料，经常会用到一些如皮带输送机、螺旋输送机、分料器和斗式提升机等设备，工艺流程长、粉尘泄漏点多、混料及漏料严重，生产环境恶劣，故障率高，并且对制品的配方控制和制品质量影响较大，而且，传统的搬运小车由于无法自主行驶和跨越楼层，在应用上也收到极大的限制，很难满足炭素生产的使用要求。
传统的炭素生产线采用大量的流程设备去完成各类物料的输送和倒运，设备利用率低，流程固定，无法实现柔性生产和构建数字化流程，是实现炭素行业智能制造的最大障碍。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于炭素生产的AGV智能小车及其控制系统，解决了传统炭素生产中输送转运设备利用率低，自动化程度低、故障率高、效率低等技术问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种用于炭素生产的AGV智能小车，其中：包括AGV车体、控制柜、驱动机构、配料罐、密封排料机构、密封进料机构、净化装置和空压机；所述AGV车体包括底盘、设于底盘前部两侧的两组主动车轮和设于底盘后部两侧的两组被动车轮，所述驱动机构设于所述底盘靠近主动车轮一侧对所述主动车轮进行驱动，所述底盘顶面中部设置有电池组放置腔；
所述配料罐包括顶面开口的罐体和设于罐体顶面的罐盖，所述罐盖中部设有进料口，所述罐体底面中部设置有出料口，所述密封排料机构通过连接管道与所述出料口连接，所述密封排料机构与所述出料口之间的连接管道上设有气动阀，所述密封进料机构与所述进料口连接；
所述底盘顶面设置有支架，所述支架包括四组竖直设置的立柱，所述配料罐设于四组所述立柱之间且配料罐的罐盖四角处搭设于四组立柱顶面，所述净化装置设于所述罐体一侧；
所述控制柜设于所述配料罐一侧的底盘顶面，所述空压机设于所述配料罐另一侧的底盘顶面。
进一步，所述驱动机构为调速电机。
进一步，所述净化装置包括引风机、引风管、净化箱和若干组套设于骨架上的过滤袋，所述罐体一侧侧壁设有若干组出气孔，若干组所述过滤袋水平设于罐体内腔中且过滤袋的开口端与若干组出气孔分别连通，所述净化箱一侧侧壁上设有若干组第一通孔，所述净化箱另一侧壁上设有第二通孔，所述净化箱固定设于所述罐体上出气孔所在一侧的外侧壁上，且所述第一通孔与所述出气孔分别对应；
所述引风机安装于所述底盘顶面，所述引风管一端与所述引风机的进风口连接，所述引风管另一端与所述净化箱的第二通孔连接。
进一步，所述密封排料机构包括排料密封毛刷组和排料固定板，所述排料密封毛刷组呈圆形布置，所述排料固定板中部设有排料孔，所述排料密封毛刷组顶端固定于所述排料固定板底面，且所述排料密封毛刷组与所述排料孔同轴设置，所述密封排料机构的排料孔与出料口通过连接管道连接。
进一步，所述密封进料机构包括进料密封毛刷组和进料固定板，所述进料密封毛刷组呈圆形布置，所述进料固定板中部设有进料孔，所述进料密封毛刷组底端固定于所述进料固定板顶面，且所述进料密封毛刷组与所述进料孔同轴设置，所述密封进料机构的进料孔与进料口连接。
进一步，所述主动车轮和被动车轮的外侧均设置有扫轨器，所述底盘顶面两侧设置有安全栏。
一种用于炭素生产的AGV智能小车的控制系统，其中：包括主控模块、检测模块、安全模块、执行模块、电源模块、无线通讯模块、人机交互模块和远程监控模块；
所述主控模块设于所述控制柜中，所述主控模块对整个系统进行控制；
所述检测模块包括对准传感器、称重传感器和地址检测装置，所述对准传感器设于所述底盘的一侧侧壁上，所述对准传感器检测进料口和排料口是否对准目标设备的排料端和进料端；所述地址检测装置设于所述底盘的一侧侧壁上，所述地址检测装置检测AGV智能小车的精确位置；所述称重传感器设置有四组，分别设于所述立柱顶面和罐盖之间，所述检测模块的信号输出端与主控模块的信号输入端连接，所述检测模块将所采集到的信息发送至主控模块进行处理；
所述安全模块包括防碰撞传感器，所述防碰撞传感器设置有四组，分别设于所述底盘前后两侧四角处，所述防碰撞传感器的信号输出端与主控模块的信号输入端连接；
所述执行模块包括驱动机构、气动阀、空压机、净化装置、密封排料机构和密封进料机构，所述执行模块的输入端与所述主控模块的信号输出端连接，所述执行模块接受主控模块发送的执行信号并进行执行接受信号信息；
所述电源模块设于所述电池组放置腔中，所述电源模块存储电量，所述电源模块分别与主控模块、检测模块、安全模块、执行模块、电源模块和无线通讯模块之间电气连接；
所述主控模块与无线通信模块之间电气连接，所述无线通讯模块与人机交互模块之间通过无线信号连接，所述无线通讯模块与远程监控模块之间通过无线信号连接，所述人机交互模块通过无线通信模块向主控模块发送控制命令，所述主控模块将信息通过无线通讯模块发送至远程监控模块。
进一步，所述电源模块为直流蓄电池。
进一步，还包括报警模块，所述报警模块的信号输入端与主控模块的信号输出端连接。
本发明的有益效果：
本发明实现了在炭素的生产过程中对重量指标、配比指标的在线监控，净化装置对粉尘进行了净化，生产环境得到改善，仅需AGV智能小车便可实现炭素生产线上的输送和转运，减少了传统设备的使用，节省了空间，并且维修方便，采用AGV智能小车构建的炭素生产线，物料搬运过程可视化、工艺流程数字化，管控一体，生产智能化。
通过主控模块、人机交互模块和远程监控模块的配合操作控制，通过检测模块对小车的检测，安全模块对小车的安全检测，实现了整个生产的自动化，方便管控，实时检测，确保了AGV智能小车的正常运行，实现了柔性生产和构建数字化流程，是实现炭素行业智能制造的重要进程。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中底盘的俯视结构示意图；
图3为本发明中净化装置的结构示意图；
图4为图3的A向视图；
图5为本发明中密封进料机构的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为本发明中密封排料机构的结构示意图；
图8为图7的仰视图；
图9为本发明中AGV智能小车的工作流程图；
图10为本发明中AGV智能小车的一种工作状态示意图；
图11为本发明中控制系统的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1至11所示的一种用于炭素生产的AGV智能小车，AGV是(Automated GuidedVehicle)的缩写，意即“自动导引运输车”，其中：包括AGV车体1、控制柜2、驱动机构3、配料罐4、密封排料机构5、密封进料机构6、净化装置7和空压机8；所述AGV车体1包括底盘1-1、设于底盘1-1前部两侧的两组主动车轮1-2和设于底盘1-1后部两侧的两组被动车轮1-3，所述驱动机构3设于所述底盘1-1靠近主动车轮1-2一侧对所述主动车轮1-2进行驱动，所述底盘1-1顶面中部设置有电池组放置腔1-1-1；
所述配料罐4包括顶面开口的罐体4-1和设于罐体4-1顶面的罐盖4-2，所述罐盖4-2中部设有进料口4-2-1，所述罐体4-1底面中部设置有出料口4-1-1，所述密封排料机构5通过连接管道与所述出料口4-1-1连接，所述密封排料机构5与所述出料口4-1-1之间的连接管道上设有气动阀9，所述密封进料机构6与所述进料口4-2-1连接；
所述底盘1-1顶面设置有支架，所述支架包括四组竖直设置的立柱1-1-2，所述配料罐4设于四组所述立柱1-1-2之间且配料罐4的罐盖4-2四角处搭设于四组立柱1-1-2顶面，所述净化装置7设于所述罐体4-1一侧；
所述控制柜2设于所述配料罐4一侧的底盘1-1顶面，所述空压机8设于所述配料罐4另一侧的底盘1-1顶面，所述空压机8为气动阀9等提供动力。
进一步，所述驱动机构为调速电机。
进一步，所述净化装置7包括引风机7-1、引风管7-2、净化箱7-3和若干组套设于骨架7-4上的过滤袋7-5，所述罐体4-1一侧侧壁设有若干组出气孔4-1-2，若干组所述过滤袋7-5水平设于罐体4-1内腔中且过滤袋7-5的开口端与若干组出气孔4-1-2分别连通，所述净化箱7-3一侧侧壁上设有若干组第一通孔7-3-1，所述净化箱7-3另一侧壁上设有第二通孔7-3-2，所述净化箱7-3固定设于所述罐体4-1上出气孔4-1-2所在一侧的外侧壁上，且所述第一通孔7-3-1与所述出气孔4-1-2分别对应；
所述引风机7-1安装于所述底盘1-1顶面，所述引风管7-2一端与所述引风机7-1的进风口7-1-1连接，所述引风管7-2另一端与所述净化箱7-3的第二通孔7-3-2连接。
在进行进料的过程中，引风机7-1工作，罐体4-1内呈现负压环境，物料落入罐体4-1内，并且由于过滤袋7-5的设置，物料被挡在了过滤袋7-5外，附着在过滤袋7-5上的物料在重力的作用下回落在罐体4-1中，保证了罐体4-1内物料的重量得到精确控制，没有偏差，空气则经过出气孔4-1-2、第一通孔7-3-1、第二通孔7-3-2和引风管7-2后通过引风机7-1从引风机7-1的排风口7-1-2排出。
进一步，所述密封排料机构5包括排料密封毛刷组5-1和排料固定板5-2，所述排料密封毛刷组5-1呈圆形布置，所述排料固定板5-2中部设有排料孔5-2-1，所述排料密封毛刷组5-1顶端固定于所述排料固定板5-2底面，且所述排料密封毛刷组5-1与所述排料孔5-2-1同轴设置，所述密封排料机构5的排料孔5-2-1与出料口4-1-1通过连接管道连接。
进一步，所述密封进料机构6包括进料密封毛刷组6-1和进料固定板6-2，所述进料密封毛刷组6-1呈圆形布置，所述进料固定板6-2中部设有进料孔6-2-1，所述进料密封毛刷组6-1底端固定于所述进料固定板6-2顶面，且所述进料密封毛刷组6-1与所述进料孔6-2-1同轴设置，所述密封进料机构6的进料孔6-2-1与进料口4-2-1连接。进料密封毛刷组6-1和排料密封毛刷组5-1的厚度均为10mm。
在对准位置进行进料时，密封进料机构6与目标设备的排料端相对应，进料密封毛刷组6-1与目标设备的排料端形成软密封，并且进料密封毛刷组和罐体4-1连通同样为负压状态，利于物料的下落，即不会对配料罐4的称重造成影响，也不会造成物料的外泄，密封排料机构5密封同密封进料机构6一致。
进一步，所述主动车轮1-2和被动车轮1-3的外侧均设置有扫轨器1-4，所述底盘1-1顶面两侧设置有安全栏1-5。扫轨器1-4可以排出轨道上的异物，避免小车遇到障碍后脱离预先设定的行程，影响工作。
一种用于炭素生产的AGV智能小车的控制系统，其中：包括主控模块、检测模块、安全模块、执行模块、电源模块、无线通讯模块、人机交互模块和远程监控模块；
所述主控模块设于所述控制柜2中，所述主控模块对整个系统进行控制；
所述检测模块包括对准传感器10-1、称重传感器10-2和地址检测装置10-3，所述对准传感器10-1设于所述底盘1-1的一侧侧壁上，所述对准传感器10-1检测进料口4-2-1和排料口4-1-1是否对准目标设备的排料端和进料端；所述地址检测装置10-3设于所述底盘1-1的一侧侧壁上，所述地址检测装置10-3检测AGV智能小车的精确位置；所述称重传感器10-2设置有四组，分别设于所述立柱1-1-2顶面和罐盖4-2之间，所述检测模块的信号输出端与主控模块的信号输入端连接，所述检测模块将所采集到的信息发送至主控模块进行处理；称重传感器10-2用于检测配料罐4中的重量，实现配料的精确控制。
所述安全模块包括防碰撞传感器10-4，所述防碰撞传感器10-4设置有四组，分别设于所述底盘1-1前后两侧四角处，所述防碰撞传感器10-4的信号输出端与主控模块的信号输入端连接；可检测到AGV智能小车行驶过程中前方的障碍物和凹陷，通过主控模块控制智能小车的刹车制动，使小车具有防碰撞，防坠落等功能，确保AGV智能小车的行驶安全。
所述执行模块包括驱动机构3、气动阀9、空压机8、净化装置7、密封排料机构5和密封进料机构6，所述执行模块的输入端与所述主控模块的信号输出端连接，所述执行模块接受主控模块发送的执行信号并进行执行接受信号信息；
所述电源模块设于所述电池组放置腔1-1-1中，所述电源模块存储电量，所述电源模块分别与主控模块、检测模块、安全模块、执行模块、电源模块和无线通讯模块之间电气连接；
所述主控模块与无线通信模块之间电气连接，所述无线通讯模块与人机交互模块之间通过无线信号连接，所述无线通讯模块与远程监控模块之间通过无线信号连接，所述人机交互模块通过无线通信模块向主控模块发送控制命令，所述主控模块将信息通过无线通讯模块发送至远程监控模块。
进一步，所述电源模块为直流蓄电池。
进一步，还包括报警模块，所述报警模块的信号输入端与主控模块的信号输出端连接。AGV智能小车出现异常时，报警模块工作，进行报警提醒。
AGV智能小车搬运系统采用指令控制方式完成各类工艺任务，并可根据车载设备配置不同实现：工艺配料；配方料搬运；糊料倒运；原料搬运等各类工艺生产任务，也可将工艺生产中的各类原料和中间混合料按质量要求和数量要求搬运到各类生产设备中，实现智能化柔性生产。AGV智能小车的每一条任务指令都对应有取料和排料设备的地址、取料和排料过程的规定动作、行驶过程的检测控制和执行等信息以及线路规划等，AGV智能小车在接收到任务指令后，能够按照规划好的线路自动寻址，到取料点接收物料，再到排料点排料，直到任务完成，回到待机位自动充电。
AGV智能小车行驶的线路是根据其承担的任务和设备分布的地理位置决定，沿途需要跨越楼层的由主控模块协调控制，确保行驶安全。如图9所示的一种示意图，若干组站点12设置于轨道上，例如有以下四种工作情况，1、若需要将破碎料一搬运至配料仓一中，AGV智能小车通过地址检测装置先到达破碎料一站点，在称重传感器10-2的精确控制下完成破碎料一的进料，然后AGV智能小车进入升降机11中，上升到第二层后，AGV智能小车移动到配料仓一站点，进行卸料完成后续配料；
2、若需要将破碎料二搬运至筛分一中，AGV智能小车通过地址检测装置先到达破碎料二站点，在称重传感器10-2的精确控制下完成破碎料二的进料，然后AGV智能小车进入升降机11中，上升到第二层后，AGV智能小车移动到筛分一站点，进行卸料完成后续筛分；
3、若需要将原料一搬运至破碎一，AGV智能小车通过地址检测装置先到达原料一站点，在称重传感器10-2的精确控制下完成原料一的进料，然后AGV智能小车进入升降机11中，上升到第三层后，AGV智能小车移动到破碎一站点，进行卸料完成后续破碎；
4、若需要将原料二搬运至破碎二，AGV智能小车通过地址检测装置先到达原料二站点，在称重传感器10-2的精确控制下完成原料二的进料，然后AGV智能小车进入升降机11中，上升到第三层后，AGV智能小车移动到破碎二站点，进行卸料完成后续破碎；可根据实际情况进行站点的不同设置。
Claims (7)
1.一种用于炭素生产的AGV智能小车，其特征在于：包括AGV车体（1）、控制柜（2）、驱动机构（3）、配料罐（4）、密封排料机构（5）、密封进料机构（6）、净化装置（7）和空压机（8）；所述AGV车体（1）包括底盘（1-1）、设于底盘（1-1）前部两侧的两组主动车轮（1-2）和设于底盘（1-1）后部两侧的两组被动车轮（1-3），所述驱动机构（3）设于所述底盘（1-1）靠近主动车轮（1-2）一侧对所述主动车轮（1-2）进行驱动，所述底盘（1-1）顶面中部设置有电池组放置腔（1-1-1）；
所述配料罐（4）包括顶面开口的罐体（4-1）和设于罐体（4-1）顶面的罐盖（4-2），所述罐盖（4-2）中部设有进料口（4-2-1），所述罐体（4-1）底面中部设置有出料口（4-1-1），所述密封排料机构（5）通过连接管道与所述出料口（4-1-1）连接，所述密封排料机构（5）与所述出料口（4-1-1）之间的连接管道上设有气动阀（9），所述密封进料机构（6）与所述进料口（4-2-1）连接；
所述底盘（1-1）顶面设置有支架，所述支架包括四组竖直设置的立柱（1-1-2），所述配料罐（4）设于四组所述立柱（1-1-2）之间且配料罐（4）的罐盖（4-2）四角处搭设于四组立柱（1-1-2）顶面，所述净化装置（7）设于所述罐体（4-1）一侧；
所述控制柜（2）设于所述配料罐（4）一侧的底盘（1-1）顶面，所述空压机（8）设于所述配料罐（4）另一侧的底盘（1-1）顶面；
所述净化装置（7）包括引风机（7-1）、引风管（7-2）、净化箱（7-3）和若干组套设于骨架（7-4）上的过滤袋（7-5），所述罐体（4-1）一侧侧壁设有若干组出气孔（4-1-2），若干组所述过滤袋（7-5）水平设于罐体（4-1）内腔中且过滤袋（7-5）的开口端与若干组出气孔（4-1-2）分别连通，所述净化箱（7-3）一侧侧壁上设有若干组第一通孔（7-3-1），所述净化箱（7-3）另一侧壁上设有第二通孔（7-3-2），所述净化箱（7-3）固定设于所述罐体（4-1）上出气孔（4-1-2）所在一侧的外侧壁上，且所述第一通孔（7-3-1）与所述出气孔（4-1-2）分别对应；
所述引风机（7-1）安装于所述底盘（1-1）顶面，所述引风管（7-2）一端与所述引风机（7-1）的进风口（7-1-1）连接，所述引风管（7-2）另一端与所述净化箱（7-3）的第二通孔（7-3-2）连接；
用于炭素生产的AGV智能小车的控制系统包括主控模块、检测模块、安全模块、执行模块、电源模块、无线通讯模块、人机交互模块和远程监控模块；
所述主控模块设于所述控制柜（2）中，所述主控模块对整个系统进行控制；
所述检测模块包括对准传感器（10-1）、称重传感器（10-2）和地址检测装置（10-3），所述对准传感器（10-1）设于所述底盘（1-1）的一侧侧壁上，所述对准传感器（10-1）检测进料口（4-2-1）和出料口（4-1-1）是否对准目标设备的排料端和进料端；所述地址检测装置（10-3）设于所述底盘（1-1）的一侧侧壁上，所述地址检测装置（10-3）检测AGV智能小车的精确位置；所述称重传感器（10-2）设置有四组，分别设于所述立柱（1-1-2）顶面和罐盖（4-2）之间，所述检测模块的信号输出端与主控模块的信号输入端连接，所述检测模块将所采集到的信息发送至主控模块进行处理；
所述安全模块包括防碰撞传感器（10-4），所述防碰撞传感器（10-4）设置有四组，分别设于所述底盘（1-1）前后两侧四角处，所述防碰撞传感器（10-4）的信号输出端与主控模块的信号输入端连接；
所述执行模块包括驱动机构（3）、气动阀（9）、空压机（8）、净化装置（7）、密封排料机构（5）和密封进料机构（6），所述执行模块的输入端与所述主控模块的信号输出端连接，所述执行模块接受主控模块发送的执行信号并进行执行接受信号信息；
所述电源模块设于所述电池组放置腔（1-1-1）中，所述电源模块存储电量，所述电源模块分别与主控模块、检测模块、安全模块、执行模块、电源模块和无线通讯模块之间电气连接；
所述主控模块与无线通信模块之间电气连接，所述无线通讯模块与人机交互模块之间通过无线信号连接，所述无线通讯模块与远程监控模块之间通过无线信号连接，所述人机交互模块通过无线通信模块向主控模块发送控制命令，所述主控模块将信息通过无线通讯模块发送至远程监控模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于炭素生产的AGV智能小车，其特征在于：所述驱动机构（3）为调速电机。
3.根据权利要求1所述的一种用于炭素生产的AGV智能小车，其特征在于：所述密封排料机构（5）包括排料密封毛刷组（5-1）和排料固定板（5-2），所述排料密封毛刷组（5-1）呈圆形布置，所述排料固定板（5-2）中部设有排料孔（5-2-1），所述排料密封毛刷组（5-1）顶端固定于所述排料固定板（5-2）底面，且所述排料密封毛刷组（5-1）与所述排料孔（5-2-1）同轴设置，所述密封排料机构（5）的排料孔（5-2-1）与出料口（4-1-1）通过连接管道连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于炭素生产的AGV智能小车，其特征在于：所述密封进料机构（6）包括进料密封毛刷组（6-1）和进料固定板（6-2），所述进料密封毛刷组（6-1）呈圆形布置，所述进料固定板（6-2）中部设有进料孔（6-2-1），所述进料密封毛刷组（6-1）底端固定于所述进料固定板（6-2）顶面，且所述进料密封毛刷组（6-1）与所述进料孔（6-2-1）同轴设置，所述密封进料机构（6）的进料孔（6-2-1）与进料口（4-2-1）连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于炭素生产的AGV智能小车，其特征在于：所述主动车轮（1-2）和被动车轮（1-3）的外侧均设置有扫轨器（1-4），所述底盘（1-1）顶面两侧设置有安全栏（1-5）。
6.根据权利要求1所述的一种用于炭素生产的AGV智能小车，其特征在于：所述电源模块为直流蓄电池。
7.根据权利要求1所述的一种用于炭素生产的AGV智能小车，其特征在于：还包括报警模块，所述报警模块的信号输入端与主控模块的信号输出端连接。
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