CN205509587U - 分段轨道充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分段轨道充电系统，其关键在于：包括至少一组充电导轨，每组充电导轨包括多节相互独立供电的充电段，每节充电段都连接有充电控制器，充电控制器的输入端连接有短路检测电路和触发电路；充电控制器输出端上连接有用于打开或切断供电电源的继电器；各充电控制器将检测信号发给主控制器，主控制器根据上述信号，分别给各充电控制器发送闭合或断开各继电器的控制指令。有益效果：充电段之间相互独立供电，减少能源损耗；每个充电段上都经短路检测、搭接检测、过流检测三级安全检测保证充电段供电安全；主控制器参与前后相邻充电段通电或断电控制，保证AGV到充电段通电，AGV过充电段断电，防止带电充电段暴露在地面上。

Description

分段轨道充电系统

技术领域

本实用新型涉及自动引导运输车充电技术领域，具体地说，是一种分段轨道充电系统。

背景技术

随着国民生产的需要，AGV(自动导引运输车)逐渐走入工厂，替代传统的人力搬运并迅速得到运用。在充电方面，当AGV需要补充电力时，会自动报告并请求充电，由地面控制中心指挥，驶向指定充电站，车载充电连接器与地面充电系统自动连接并实施充电。但现有的AGV充电系统效率低下，不能有效解决多个AGV小车同时充电的需求，现有的轨道充电系统，通电轨道裸露在地面上，给工厂生产环境造成极大安全隐患，且若发生金属物掉落在充电导轨上，将发生充电导轨短路，进而造成严重火灾等影响。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种分段轨道充电系统，通过将充电导轨设计成多段相互独立供电的充电段，主控制器控制所述充电段通电前自动检测当前充电段是否存在金属物掉落等造成的短路现象，且还设置有过流检测电路，防止充电导轨通电后短路造成的安全隐患等。

具体技术方案如下：

一种分段轨道充电系统，其关键在于：包括至少一组充电导轨，所述充电导轨沿AGV导引路线铺设，每一组充电导轨包括多节充电段，相邻两节充电段之间留有绝缘间隙，每一节充电段包括正、负两路并行设置的轨道，在每节充电段上还连接有一个充电控制电路，所述充电控制电路包括充电控制器，该充电控制器的输入端连接有短路检测电路和触发电路；所述短路检测电路用于检测同节充电段的正、负轨道之间是否发生短路；所述触发电路位于每节充电段的端部，用于检测AGV是否搭接在当前充电段上；所述充电控制器第一输出端上连接有继电器，所述继电器设置在每一节充电段和充电电源之间的供电线路上；

各个充电控制器还与主控制器相连，并分别将短路检测电路和触发电路检测的信号发送给所述主控制器，所述主控制器根据前后相邻充电段上的各个充电控制器发来的检测信号，分别给各个充电控制器发送控制指令，用于控制所述继电器，实现各个充电段的电源通断控制。

基于上述结构的设计，将所述充电导轨设置成多节相互独立供电的充电段，再给每个充电段设置有独立的充电控制电路，充电控制电路上的充电控制器将与其相连的充电段上的短路信号和AGV的搭接信号均上传至调配中心，即主控制器，主控制器完成各个独立充电控制器之间的通信，防止AGV充电过程中出现故障；在AGV行驶过程中，主控制器根据相邻充电控制器发来的信号控制前后相邻充电段上的继电器，控制AGV下方的充电段依次通电，实现AGV连续充电；且AGV行驶过得充电段依次断电，防止带电充电段暴露在地面上，保障工厂生产环境的安全。

基于上述充电导轨结构，在AGV上设置有相应的导电轮，沿AGV轴线两侧设置有左、右两组导电轮，位于AGV同一侧的前后两个导电轮相互电连；左、右侧两组导电轮相应抵接在所述充电段的正、负轨道上；且前后两个导电轮之间的距离大于相邻充电段之间绝缘缝隙的距离。这样即可满足，在AGV前导电轮搭接在下一充电段上，且等该充电段通电后，其后导电轮所在的上一充电段才断电，实现AGV在行驶过程中连续、不间断的充电，有效防止断续充电对蓄电池带来的损坏。

进一步地，由于工厂厂房面积有效，AGV可沿导引路线双向行驶，因此，在每节充电段上设置有两组触发电路，一组位于所述充电段正轨道的左端，一组位于所述充电段负轨道的右端，这时需要将AGV上携带的触发装置设置在AGV左侧导电轮处，这样，当AGV沿导引路线向前行驶时，AGV上携带的触发装置识别位于正轨道上的触发电路，AGV向反方向行驶时，AGV上携带的触发装置识别位于负轨道上的触发电路；同理，还可将触发电路一组设置在所述充电段正轨道的右端，一组设置在所述充电段负轨道的左端，这样，当AGV沿导引路线向前行驶时，AGV上携带的触发装置识别位于负轨道上的触发电路，AGV向反方向行驶时，AGV上携带的触发装置识别位于正轨道上的触发电路。

进一步地，每节充电段上都连接有一个短路检测电路，所述短路检测电路包括基准信号产生电路，该基准信号产生电路输出的基准信号经过电磁继电器的一个常开开关加载到每一节充电段的正轨道上，每一节充电段的负轨道经过所述电磁继电器的另一个常开开关接地，所述基准信号产生电路输出的基准信号还送入比较器的输入端，该比较器的参考端接短路参考电压，所述充电控制器的第二输出端连接所述电磁继电器，进而控制所述电磁继电器的常开开关启动每一节充电段的短路检测，并由所述比较器输出检测结果到所述充电控制器中。

如上所述，其中，所述基准信号产生电路包括运算放大器IC2C、电压跟随器IC2D和稳压器IC4，所述稳压器IC4阴极接地，参考端与阳极相连，阳极经电阻R11后接电源VCC5；所述稳压器IC4的阳极还经电阻R10后接所述运算放大器IC2C的同相端，所述运算放大器IC2C的反相端经电阻R8后接地，其输出端经电阻R7后接其反相端，该输出端还经电阻R6后与所述电压跟随器IC2D的正相端相连，所述电压跟随器IC2D的输出端连接其反相端，该输出端依次经电阻R9、R10后连接所述稳压器IC4的阳极；其中，所述运算放大器IC2C的输出端经电阻R6后作为所述基准信号产生电路的输出端与所述比较器的输入端相连。

更进一步地，所述充电段上还设置有过流检测电路，所述过流检测电路使用霍尔电流传感器采集所述充电段的供电电流信息，所述霍尔电流传感器的输出端连接比较器IC2A的输入端，所述比较器IC2A的参考端输入过流参考电压，所述比较器IC2A的输出端与所述充电控制器的第一输出端共同作为一个二输入与门U1的输入信号，所述二输入与门U1的输出信号影响所述继电器闭合或断开。

有益效果：多组充电导轨上的多节充电段之间相互独立供电，减少能源损耗；每个充电段上都需满足短路检测、搭接检测、过流检测三级检测电路都正常时，才给所述充电段通电，保证充电段供电安全；主控制器充当调配中心，参与前后相邻充电段通电或断电控制，保证AGV到达处充电段通电，AGV经过处充电段断电，防止带电充电段暴露在地面上，保证工厂环境安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为图1中单节充电段的结构框图；

图3为图2中充电控制器的控制框图；

图4为图3中触发电路图；

图5为图3中短路检测电路图；

图6为本实用新型中过流检测电路图；

图7为图3中充电控制器电路图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1至图7所示的一种分段轨道充电系统，其关键在于：如图1所示，包括至少一组充电导轨1，所述充电导轨1沿AGV11导引路线铺设，从图1和图2可以看出，每一组充电导轨1包括多节充电段3，相邻两节充电段3之间留有绝缘间隙，每一节充电段3包括正、负两路并行设置的轨道，如图2所示，在每节充电段3上还连接有一个充电控制电路，所述充电控制电路包括充电控制器5，图3表示单个充电控制器5的控制结构图，该充电控制器5的输入端连接有短路检测电路6和触发电路4；所述短路检测电路6用于检测同节充电段3的正、负轨道之间是否发生短路；所述触发电路4位于每节充电段3的端部，用于检测AGV11是否搭接在当前充电段3上；所述充电控制器5第一输出端上连接有继电器7，所述继电器7设置在每一节充电段3和充电电源2之间的供电线路上。

除此之外，从图3上还可看出，各个充电控制器5上还设置有与主控制器13相连的主控制器接口，各个充电控制器5分别将短路检测电路6和触发电路4检测的信号发送给所述主控制器13，所述主控制器13根据前后相邻充电段3上的各个充电控制器5发来的检测信号，分别给各个充电控制器5发送控制指令，用于控制所述继电器7，实现各个充电段3的电源通断控制。

基于上述结构的设计，将所述充电导轨1设置成多节相互独立供电的充电段3，再给每个充电段3设置有独立的充电控制电路，充电控制电路上的充电控制器5将与其相连的充电段3上的短路信号和AGV11的搭接信号均上传至调配中心，即主控制器13，主控制器13完成各个独立充电控制器之间的通信，防止AGV充电过程中出现故障；在AGV11行驶过程中，主控制器13根据相邻充电控制器5发来的信号控制前后相邻充电段3上的继电器7，控制AGV11下方的充电段依次通电，实现AGV11连续充电；且AGV11行驶过得充电段3依次断电，防止带电充电段暴露在地面上，保障工厂生产环境的安全。

基于上述充电导轨结构，从图2还可看出，在AGV11上设置有相应的导电轮12，沿AGV11轴线两侧设置有左、右两组导电轮12，位于AGV11同一侧的前后两个导电轮12相互电连；左、右侧两组导电轮12相应抵接在所述充电段3的正、负轨道上；且前后两个导电轮12之间的距离大于相邻充电段3之间绝缘缝隙的距离。这样即可满足，在AGV11前导电轮12搭接在下一充电段3上，且等该充电段3通电后，其后导电轮12所在的上一充电段3才断电，实现AGV在行驶过程中连续、不间断的充电，有效防止断续充电对蓄电池带来的损坏。

通过图1和图2还可看出，由于工厂厂房面积有效，AGV11可沿导引路线双向行驶，因此，在每节充电段3上设置有两组触发电路4，一组位于所述充电段3正轨道的左端，一组位于所述充电段3负轨道的右端，这时需要将AGV11上携带的触发装置设置在AGV左侧导电轮12处，这样，当AGV11沿导引路线向前行驶时，AGV11上携带的触发装置识别位于正轨道上的触发电路4，AGV11向反方向行驶时，AGV11上携带的触发装置识别位于负轨道上的触发电路4；同理，还可将触发电路4一组设置在所述充电段3正轨道的右端，一组设置在所述充电段3负轨道的左端，这样，当AGV11沿导引路线向前行驶时，AGV1上携带的触发装置识别位于负轨道上的触发电路4，AGV11向反方向行驶时，AGV11上携带的触发装置识别位于正轨道上的触发电路4。

在本实施例中，所述触发电路4的电路图如图4所示，使用光电耦合器U2检测AGV与当前充电段3之间的搭接信号，并由READY端传递给所述充电控制器5。

所述短路检测电路6如图5所示，包括基准信号产生电路8，所述基准信号产生电路8包括运算放大器IC2C、电压跟随器IC2D和稳压器IC4，所述稳压器IC4阴极接地，参考端与阳极相连，阳极经电阻R11后接电源VCC5；所述稳压器IC4的阳极还经电阻R10后接所述运算放大器IC2C的同相端，所述运算放大器IC2C的反相端经电阻R8后接地，其输出端经电阻R7后接其反相端，该输出端还经电阻R6后与所述电压跟随器IC2D的正相端相连，所述电压跟随器IC2D的输出端连接其反相端，该输出端依次经电阻R9、R10后连接所述稳压器IC4的阳极；其中，所述运算放大器IC2C的输出端经电阻R6后作为所述基准信号产生电路8的输出端经所述电磁继电器9连接所述充电段3。

在本实施例中，所述电磁继电器9为双刀双掷开关，所述基准信号产生电路8的输出端连接所述电磁继电器9的输出正端，所述电磁继电器9的输入正端连接所述充电段3的正轨道Charge+，所述充电段3的负轨道Charge-连接所述电磁继电器9的输入负端，所述电磁继电器9的输出负端接地；所述比较器10的输入端连接所述电磁继电器9的输出正端，所述比较器10的参考端经电阻R12后接地，所述比较器10的输出端LEAKAGE连接所述充电控制器5的输入端LEAKAGE，如图7所示，其中IC3表示所述充电控制器5；此外，所述充电控制器5的IO输出端经电阻R14后连接开关三极管Q2的基极，其发射极接地，集电极接所述电磁继电器9的控制信号输入端，所述电磁继电器9的控制信号输出端接电源VCC，所述电磁继电器9的两端还并联有二极管D1。基于上述结构的设计，所述基准信号产生电路8一直输出高电平，进而所述比较器10的输入端一直输入高电平，若发生金属物掉落在所述充电段3上，并且导致所述充电段3的正轨道和负轨道之间电连的情况时，所述比较器10的输入端经相互电连的正、负轨道后直接接地，即比较器10的输入端输入低电平，比较器输出电平发生反转，并将该短路信号传递给所述充电控制器5，提示现场技术人员进行检测维修等。

此外，如图6所示，所述充电段3上还设置有过流检测电路，所述过流检测电路使用霍尔电流传感器采集所述充电段3的供电电流信息，图6中IC1表示霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器的IP+接电源VCC，IP-接所述充电电源2，其IP-还经电容C13后接地，所述霍尔电流传感器的输出端VIOUT接比较器IC2A的输入端，所述比较器IC2A的输入端还经电容C3后接地，所述比较器IC2A的参考端经电容C2和电阻R2并联电路后接地，其参考端还经电阻R1后接电源VCC5，所述电源VCC5经电容C1后接地，所述比较器IC2A的输出端连接二输入与门U1的一个输入端，所述两输入与门U1的另一个输入端与所述充电控制器5的输出端ON/OFF相连，如图6所示，所述二输入与门U1输出端经电阻R3后接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，集电极接所述继电器Q3的负电输入端，其正电输入端接电源VCC5。这里过流检测电路是防止充电段3通电后，其上发生正、负轨道短路等情况造成的过流情况。如上所述，当充电段3上未发生过流时，所述比较器IC2A一直输出高电平；且只有当充电段3未发生过流，且所述主控制器13给该充电控制器5传递闭合继电器7的信号时，即所述充电控制器5的输出端ON/OFF也输出高电平时，所述继电器7才执行闭合动作，进而使得充电段3与所述充电电源2相连。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分段轨道充电系统，其特征在于：包括至少一组充电导轨(1)，每一组充电导轨(1)包括多节充电段(3)，相邻两节充电段(3)之间留有绝缘间隙，每一节充电段(3)包括正、负两路并行设置的轨道，在每节充电段(3)上还连接有一个充电控制电路，所述充电控制电路包括充电控制器(5)，该充电控制器(5)的输入端连接有短路检测电路(6)和触发电路(4)；所述短路检测电路(6)用于检测同节充电段(3)的正、负轨道之间是否发生短路；所述触发电路(4)位于每节充电段(3)的端部，用于检测AGV(11)是否搭接在当前充电段(3)上；所述充电控制器(5)第一输出端上连接有继电器(7)，所述继电器(7)设置在每一节充电段(3)和充电电源(2)之间的供电线路上；

各个充电控制器(5)还与主控制器(13)相连，并分别将短路检测电路(6)和触发电路(4)检测的信号发送给所述主控制器(13)，所述主控制器(13)根据前后相邻充电段(3)上的各个充电控制器(5)发来的检测信号，分别给各个充电控制器(5)发送控制指令，用于控制所述继电器(7)，实现各个充电段(3)的电源通断控制。

2.根据权利要求1所述的分段轨道充电系统，其特征在于：所述AGV(11)上设置有左、右两组导电轮(12)，位于AGV(11)同一侧的前后两个导电轮(12)相互电连；左、右侧两组导电轮(12)相应抵接在所述充电段(3)的正、负轨道上；且前后两个导电轮(12)之间的距离大于相邻充电段(3)之间绝缘缝隙的距离。

3.根据权利要求1所述的分段轨道充电系统，其特征在于：每节充电段(3)上设置有两组触发电路(4)，一组位于所述充电段(3)正轨道的左端，一组位于所述充电段(3)负轨道的右端。

4.根据权利要求1所述的分段轨道充电系统，其特征在于：每节充电段(3)上设置有两组触发电路(4)，一组位于所述充电段(3)正轨道的右端，一组位于所述充电段(3)负轨道的左端。

5.根据权利要求1所述的分段轨道充电系统，其特征在于：所述短路检测电路(6)包括基准信号产生电路(8)，该基准信号产生电路(8)输出的基准信号经过电磁继电器(9)的一个常开开关加载到每一节充电段(3)的正轨道上，每一节充电段(3)的负轨道经过所述电磁继电器(9)的另一个常开开关接地，所述基准信号产生电路(8)输出的基准信号还送入比较器(10)的输入端，该比较器(10)的参考端接短路参考电压，所述充电控制器(5)的第二输出端连接所述电磁继电器(9)，进而控制所述电磁继电器(9)的常开开关启动每一节充电段(3)的短路检测，并由所述比较器(10)输出检测结果到所述充电控制器(5)中。

6.根据权利要求5所述的分段轨道充电系统，其特征在于：所述基准信号产生电路(8)包括运算放大器IC2C、电压跟随器IC2D和稳压器IC4，所述稳压器IC4阴极接地，参考端与阳极相连，阳极经电阻R11后接电源VCC5；所述稳压器IC4的阳极还经电阻R10后接所述运算放大器IC2C的同相端，所述运算放大器IC2C的反相端经电阻R8后接地，其输出端经电阻R7后接其反相端，该输出端还经电阻R6后与所述电压跟随器IC2D的正相端相连，所述电压跟随器IC2D的输出端连接其反相端，该输出端依次经电阻R9、R10后连接所述稳压器IC4的阳极；其中，所述运算放大器IC2C的输出端经电阻R6后作为所述基准信号产生电路(8)的输出端与所述比较器(10)的输入端相连。

7.根据权利要求1所述的分段轨道充电系统，其特征在于：所述充电段(3)上还设置有过流检测电路，所述过流检测电路使用霍尔电流传感器采集所述充电段(3)的供电电流信息，所述霍尔电流传感器的输出端连接比较器IC2A的输入端，所述比较器IC2A的参考端输入过流参考电压，所述比较器IC2A的输出端与所述充电控制器(5)的第一输出端共同作为一个二输入与门U1的输入信号，所述二输入与门U1的输出信号影响所述继电器(8)闭合或断开。