CN212341734U - 一种智能小车装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能小车装置，包括控制器模块，用于控制智能小车；路径测量模块，用于测量小车的位移和角度；定位模块，用于定位智能小车；测距模块，用于测量智能小车各向距离；通讯模块，用于与外界进行数据传输与交互；电机控制模块，用于驱动智能小车的车轮转动。工作人员只需要在上位机或者手机客户端上下达搬运指令，智能小车就能自动根据预置的地图信息规划行车路线，在行进过程中自动调整行进速度和角度，当遇到障碍物时智能停车并重新规划行车路线，到达终点后自动停车的技术效果。

Description

一种智能小车装置

技术领域

本实用新型涉及智能小车领域，特别涉及一种智能小车装置。

背景技术

目前大多数工厂仍使用人力叉车进行搬运，这样就会大大降低了生产效率，提高了制造成本。虽然现在出现AGV小车，但是它们对地面的要求很严格，需要按照一定标准铺设引导装置或者相应的引导路线，一旦要对路线进行修改或者调整，还要专门人员对路线进行修改，后期维护不便。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种智能小车装置，智能小车装置自适应复杂的搬运路线，如果环境改变只需要简单调整即可，达到智能寻址、智能行走和智能避障的技术效果。

本实用新型提出一种具有上述功能的智能小车装置。包括：控制器模块，用于控制智能小车，所述控制器模块安装在智能小车上；路径测量模块，用于测量小车的位移和角度，所述路径测量模块与所述控制器模块连接；定位模块，用于定位智能小车，所述定位模块与所述控制器模块连接；测距模块，用于测量智能小车各向距离，所述测距模块与所述控制器模块连接；通讯模块，用于与外界进行数据传输与交互，所述通讯模块与所述控制器模块连接；电机控制模块，用于驱动智能小车的车轮转动，所述电机控制模块与所述控制器模块连接。所述路径测量模块可以是安装在各个车轮上的用于行程记录的编码器或者霍尔传感器，所述编码器或者霍尔传感器的传感数据会传到所述处理器装置处理，从而得到智能小车行驶的距离信息；所述电机控制模块驱动智能小车的麦克纳姆轮做转动或者调整方向。

根据本实用新型实施例的智能小车装置，至少具有如下技术效果:只需要在上位机或者手机客户端上下达搬运指令，智能小车就能自动根据预置的地图信息规划行车路线，在行进过程中自动调整行进速度和角度，当遇到障碍物时智能停车并重新规划行车路线，到达终点后自动停车的技术效果。

根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述控制器模块包括处理器、用于产生稳定时钟信号的晶振、用于存储数据的存储器，所述晶振和所述存储器与所述处理器连接。所述处理器可以是常见于工业控制领域的单片机、MCU、PLC、FPGA、DSP等芯片；所述存储器可以是易失性的存储器或者非易失性的存储器，所述存储器用于记录和保存数据和运行日志等信息；所述晶振提供基本数字时钟信号。

根据本实用新型实施例的智能小车装置，还包括电源模块，所述电源模块与所述控制器模块、所述路径测量模块、所述定位模块、所述测距模块和所述电机控制模块连接。所述电源模块能转换各种电压电流，给所述控制器模块、所述路径测量模块、所述定位模块、所述测距模块和所述电机控制模块工作提供稳定电源。

根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述定位模块包括用于提供基准定位功能的基准定位装置和安装在智能小车上的车载定位装置，所述基准定位装置和所述车载定位装置与所述处理器连接。所述基准定位装置在智能小车工作的环境中定点设置，智能小车通常工作在工厂装卸货车间等需要频繁搬运和装卸载货物的场所，所述基准定位装置为智能小车提供基准定位；所述车载定位装置与所述基准定位装置通过无线连接，所述控制器模块能实时通过所述车载定位装置获取智能小车的定位信息。所述定位信息包括但不限于平面坐标信息等。所述车载定位装置包括但不限于由一个或多个UWB芯片构成。当所述车载定位装置分别在智能小车的前部和后部时，就能产生两个坐标信息，当智能小车行走或者转弯时，所述坐标信息会发生变化，通过采集坐标信息，就能得到多个实时坐标信息。可以通过计算得到智能小车实时速度坐标。

根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述测距模块包括安装在智能小车前部的激光测距装置和安装在智能小车四周的红外测距装置，所述激光测距装置和所述红外测距装置与所述处理器连接。所述测距模块的个数和安装位置可以根据实际应用场景灵活调整，所述测距模块能测量智能小车在距离各个方向障碍物的大小，当某个测距装置检测到智能小车距离障碍物太近时，就会把信息反馈到所述控制器模块，所述控制器模块就会调整行驶的方向或者停车，以免发生碰撞。

根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述通讯模块包括与上位机连接的wifi通讯模块和与智能手机连接的蓝牙通讯模块，所述wifi通讯模块和所述蓝牙通讯模块与所述处理器连接。所述上位机预置了工作环境的地图，例如包括但不限于仓库的货架位置，例如A货架、B货架、C货架的位置，货架上存放货物的信息，各个行车道的位置坐标信息等，上述信息能方便进行调整。工作人员能通过所述上位机发送智能小车起点和终点信息，所述上位机智能规划智能小车的行车路线；例如当工作人员通过上位机发出智能小车从当前位置前往A货架的指令，所述上位机就会从所述处理器装置获取当前智能小车的位置坐标信息，根据当前预设的地图信息规划行车路线，再把行车路线细化为行车指令传输给智能小车执行，所述行车指令包括但不限于各个车轮的行驶距离和旋转角度。所述通讯模块还包括与智能手机通信的蓝牙通讯模块。所述蓝牙通讯模块与工作人员的手机连接，工作人员可以通过手机控制智能小车的运动，包括但不限于各个方向的运动，调整运动速度和转向角度、控制停车和开车等；工作人员也可通过手机发送智能小车起点和终点信息。

根据本实用新型实施例的智能小车装置，还包括用于测量智能小车载物重量的压力传感器装置，所述压力传感器装置与所述处理器连接。所述压力传感器装置会测量载货的重量，并把载货的重量反馈到所述处理器。

根据本实用新型实施例的智能小车装置，当所述控制器模块接收到所述压力传感器装置测量载货的重量载货的重量超过预设值的信息时，所述控制器模块会控制所述超重报警模块进行报警操作，具体操作包括但不限于发出警报声响提醒在场的工作人员处理、把超重信息通过通讯模块发送到所述上位机和工作人员的手机上。

根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述控制器模块还包括用于遇到障碍物停车的停车报警模块。所述障碍物分为固定障碍物和临时障碍物，所述固定障碍物主要包括货架，墙壁等一般不会移动的障碍物，虽然所述固定障碍物位置等信息已经预设在所述上位机上，但是由于智能小车载重行车的原因，也有可能离所述固定障碍物的距离低于预设的距离，当此情况发生时，所述控制器模块控制所述电机控制模块停车，并控制所述停车报警模块发出报警信息，具体操作包括但不限于发出警报声响提醒在场的工作人员处理、把信息通过通讯模块发送到所述上位机和工作人员的手机上和重新规划行车路线等。所述临时障碍物包括但不限于行走的工作人员、临时堆放在行车道上的货物、小推车和杂物等，当智能小车离所述临时障碍物的距离低于预设的距离时，所述控制器模块控制所述电机控制模块停车，并控制所述停车报警模块发出报警信息。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的智能小车装置功能示意框图；

图2为本实用新型实施例的智能小车装置处理器电路原理图；

图3为本实用新型实施例的智能小车装置前UWB定位模块电路原理图；

图4为本实用新型实施例的智能小车装置后UWB定位模块电路原理图；

图5为本实用新型实施例的智能小车装置路径测量模块电路原理图；

图6为本实用新型实施例的智能小车装置运动角度电路原理图；

图7为本实用新型实施例的智能小车装置红外测距装置原理图；

图8为本实用新型实施例的智能小车装置激光测距装置原理图；

图9为本实用新型实施例的智能小车装置电机控制模块原理图；

图10为本实用新型实施例的智能小车装置蓝牙通讯模块原理图；

图11为本实用新型实施例的智能小车装置wifi通讯模块原理图；

图12为本实用新型实施例的智能小车装置电源滤波原理图；

图13为本实用新型实施例的智能小车装置输入电源转12V电路原理图；

图14为本实用新型实施例的智能小车装置6V转5V电路原理图；

图15为本实用新型实施例的智能小车装置5V转3.3V电路原理图。

附图标记：

控制器模块100、处理器101、存储器102、晶振103、

路径测量模块200、

定位模块300、基准定位装置301、车载定位装置302、

测距模块400、激光测距装置401、红外测距装置402、

电机控制模块500、

通讯模块600、wifi通讯模块601、蓝牙通讯模块602、

压力传感器装置700、

报警模块800、超重报警模块801、停车报警模块802、

电源模块900。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，描述根据本实用新型实施例的智能小车装置。包括：控制器模块100，用于控制智能小车，所述控制器模块100安装在智能小车上；路径测量模块200，用于测量小车的位移和角度，所述路径测量模块200与所述控制器模块100连接；定位模块，用于定位300智能小车，所述定位模块300与所述控制器模块100连接；测距模块400，用于测量智能小车各向距离，所述测距模块400与所述控制器模块100连接；通讯模块600，用于与外界进行数据传输与交互，所述通讯模块600与所述控制器模块100连接；电机控制模块500，用于驱动智能小车的车轮转动，所述电机控制模块500与所述控制器模块100连接。所述路径测量模块200可以是安装在各个车轮上的用于行程记录的编码器或者霍尔传感器，使用MPU6050获取智能小车运动角度，所述编码器或者霍尔传感器的传感数据和MPU6050的传感数据会传到所述处理器装置处理，从而得到智能小车行驶的距离和角度信息；所述电机控制模块500驱动智能小车的麦克纳姆轮做转动或者调整方向。所述技术方案达到只需要在上位机或者手机客户端上下达搬运指令，智能小车就能自动根据预置的地图信息规划行车路线，在行进过程中自动调整行进速度和角度，当遇到障碍物时智能停车并重新规划行车路线，到达终点后自动停车的技术效果。

参照图1-2，根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述控制器模块包括处理器101、用于产生稳定时钟信号的晶振103、用于存储数据的存储器102，所述晶振103和所述存储器102与所述处理器101连接。所述处理器101可以是常见于工业控制领域的单片机、MCU、PLC、FPGA、DSP等芯片；所述存储器102可以是易失性的存储器或者非易失性的存储器，所述存储器102用于记录和保存数据和运行日志等信息；所述晶振103提供基本数字时钟信号。

参照图1，根据本实用新型实施例的智能小车装置，还包括电源模块900，所述电源模块900与所述控制器模块100、所述路径测量模块200、所述定位模块300、所述测距模块400和所述电机控制模块500连接。所述电源模块900能转换各种电压电流，给所述控制器模块100、所述路径测量模块200、所述定位模块300、所述测距模块400和所述电机控制模块500工作提供稳定电源。

参照图1、图3和图4，根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述定位模块300包括用于提供基准定位功能的基准定位装置301和安装在车上的车载定位装置302，所述基准定位装置301和所述车载定位装置302与所述处理器101连接。所述基准定位装置301在智能小车工作的环境中定点设置，智能小车通常工作在工厂装卸货车间等需要频繁搬运和装卸载货物的场所，所述基准定位装置301为智能小车提供基准定位；所述车载定位装置302与所述基准定位装置301通过无线连接，所述处理器101能实时通过所述车载定位装置获取智能小车的定位信息。所述定位信息包括但不限于平面坐标信息等。所述车载定位装置302包括但不限于由一个或多个UWB芯片构成。当所述车载定位装置302分别在智能小车的前部和后部时，就能产生两个坐标信息，当智能小车行走或者转弯时，所述坐标信息会发生变化，通过采集坐标信息，就能得到多个实时坐标信息。可以通过计算得到智能小车实时速度坐标。

参照图7和图8，根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述测距模块400包括安装在智能小车前部的激光测距装置401和安装在智能小车四周的红外测距装置402，所述激光测距装置401和所述红外测距装置402与所述处理器101连接。所述测距模块400的个数和安装位置可以根据实际应用场景灵活调整，所述测距模块400能测量智能小车在距离各个方向障碍物的大小，当某个测距装置检测到智能小车距离障碍物太近时，就会把信息反馈到所述控制器模块100，所述控制器模块100就会调整行驶的方向或者停车，以免发生碰撞。

参照图10和图11，根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述通讯模块包括与上位机连接的wifi通讯模块601和与智能手机连接的蓝牙通讯模块602，所述wifi通讯模块601和所述蓝牙通讯模块602与所述处理器101连接。所述上位机预置了工作环境的地图，例如包括但不限于仓库的货架位置，例如A货架、B货架、C货架的位置，货架上存放货物的信息，各个行车道的位置坐标信息等，上述信息能方便进行调整。工作人员能通过所述上位机发送智能小车起点和终点信息，所述上位机智能规划智能小车的行车路线；例如当工作人员通过上位机发出智能小车从当前位置前往A货架的指令，所述上位机就会从所述处理器装置获取当前智能小车的位置坐标信息，根据当前预设的地图信息规划行车路线，再把行车路线细化为行车指令传输给智能小车执行，所述行车指令包括但不限于各个车轮的行驶距离和旋转角度。所述通讯模块600还包括与智能手机通信的蓝牙通讯模块602。所述蓝牙通讯模块602与工作人员的手机连接，工作人员可以通过手机控制智能小车的运动，包括但不限于各个方向的运动，调整运动速度和转向角度、控制停车和开车等；工作人员也可通过手机发送智能小车起点和终点信息。

参照图1，根据本实用新型实施例的智能小车装置，还包括用于测量智能小车载物重量的压力传感器装置700，所述压力传感器装置700与所述处理器101连接。所述压力传感器装置700会测量载货的重量，并把载货的重量反馈到所述处理器101。

参照图1，根据本实用新型实施例的智能小车装置，当所述控制器模块100接收到所述压力传感器装置700测量载货的重量载货的重量超过预设值的信息时，所述控制器模块100会控制所述超重报警模块801进行报警操作，具体操作包括但不限于发出警报声响提醒在场的工作人员处理、把超重信息通过通讯模块600发送到所述上位机和工作人员的手机上。

参照图1和图11，根据本实用新型实施例的智能小车装置，所述控制器模块100还包括用于遇到障碍物停车的停车报警模块802。所述障碍物分为固定障碍物和临时障碍物，所述固定障碍物主要包括货架，墙壁等一般不会移动的障碍物，虽然所述固定障碍物位置等信息已经预设在所述上位机上，但是由于智能小车载重行车的原因，也有可能离所述固定障碍物的距离低于预设的距离，当此情况发生时，所述控制器模块100控制所述电机控制模块500停车，并控制所述停车报警模块802发出报警信息，具体操作包括但不限于发出警报声响提醒在场的工作人员处理、把信息通过通讯模块600发送到所述上位机和工作人员的手机上和重新规划行车路线等。所述临时障碍物包括但不限于行走的工作人员、临时堆放在行车道上的货物、小推车和杂物等，当智能小车离所述临时障碍物的距离低于预设的距离时，所述控制器模块100控制所述电机控制模块500停车，并控制所述停车报警模块802发出报警信息。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智能小车装置，其特征在于，包括：

控制器模块，用于控制智能小车，所述控制器模块安装在智能小车上；

路径测量模块，用于测量小车的位移和角度，所述路径测量模块与所述控制器模块连接；

定位模块，用于定位智能小车，所述定位模块与所述控制器模块连接，所述定位模块包括用于提供基准定位功能的基准定位装置和安装在智能小车上的车载定位装置；

测距模块，用于测量智能小车各向距离，所述测距模块与所述控制器模块连接，所述测距模块包括安装在智能小车前部的激光测距装置和安装在智能小车四周的红外测距装置；

通讯模块，用于与外界进行数据传输与交互，所述通讯模块与所述控制器模块连接；

电机控制模块，用于驱动智能小车的车轮转动，所述电机控制模块与所述控制器模块连接。

2.根据权利要求1所述的智能小车装置，其特征在于，所述控制器模块包括处理器、用于产生稳定时钟信号的晶振、用于存储数据的存储器，所述晶振和所述存储器均与所述处理器连接。

3.根据权利要求1所述的智能小车装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块与所述控制器模块、所述路径测量模块、所述定位模块、所述测距模块和所述电机控制模块连接。

4.根据权利要求2所述的智能小车装置，其特征在于，所述通讯模块包括与上位机连接的wifi通讯模块和与智能手机连接的蓝牙通讯模块，所述wifi通讯模块和所述蓝牙通讯模块与所述处理器连接。

5.根据权利要求2所述的智能小车装置，其特征在于，还包括用于测量智能小车载物重量的压力传感器装置，所述压力传感器装置与所述处理器连接。

6.根据权利要求2所述的智能小车装置，其特征在于，还包括用于超重报警的超重报警模块，所述超重报警模块与所述处理器连接。

7.根据权利要求2所述的智能小车装置，其特征在于，还包括用于遇到障碍物停车的停车报警模块，所述停车报警模块与所述处理器连接。

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