CN212623713U - 穿梭车监控装置和系统及穿梭车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种穿梭车监控装置和系统及穿梭车，所述穿梭车监控装置包括电压采集模块，所述电压采集模块被设置为采集穿梭车的电机驱动器的电压输出值；电流采集模块，所述电流采集模块被设置为采集穿梭车的各个电机的驱动电流；端口隔离采集模块，所述端口隔离采集模块被设置为检测穿梭车的PLC的输出端口；压力传感模块，所述压力传感模块被设置为采集穿梭车的承受重量；振动传感模块，所述振动传感模块被设置为采集穿梭车的振动信号；处理单元，所述处理单元接收和处理所述电压采集模块、所述电流采集模块、所述端口隔离采集模块、所述压力传感模块和所述振动传感模块的输出信号。

Description

穿梭车监控装置和系统及穿梭车

技术领域

本实用新型涉及检测技术及自动化装置领域，尤其涉及一种穿梭车监控装置及穿梭车。

背景技术

当前随着物流行业的不断加速发展，大量人工工作被机器所取代，其中穿梭车已被普遍应用于仓储物流环节。

穿梭车在仓储物流设备中主要有两种形式：穿梭车式出入库系统和穿梭车式仓储系统，以往复或者回环方式，在固定轨道上运行的穿梭车，将货物运送到指定地点或接驳设备，从而提高仓储空间利用率。

穿梭车配备有智能感应系统，能自动记忆原点位置，自动加减速并实现启停。但在智能入库系统和智能仓储系统中，往往会因为穿梭车突发性故障，大大降低货物流转率；同时，穿梭车故障点多发，给维修人员带来极大困难。当穿梭车发生故障或异常时，往往仍然人工干预以确定故障和异常原因，有时故障和异常的排查会需要大量时间和人工。

现有的穿梭车系统，均不能实现全自动化的故障判断。首先，数据维度较多，穿梭车自身硬件系统运算能力不足；第二，数据量较大，硬件资源有限；第三，现有系统没有比较直观的人机交互界面，故障问题不能及时呈现；第四，穿梭车硬件系统往往不配备针对自身硬件的传感监测单元，无法实现长效性状态数据采集。

实用新型内容

鉴于现有技术中的问题，本实用新型提供了一种穿梭车监控装置，其包括：

电压采集模块，所述电压采集模块被设置为采集穿梭车的电机驱动器的电压输出值；

电流采集模块，所述电流采集模块被设置为采集穿梭车的各个电机的驱动电流；

端口隔离采集模块，所述端口隔离采集模块被设置为检测穿梭车的PLC的输出端口；

压力传感模块，所述压力传感模块被设置为采集穿梭车的承受重量；

振动传感模块，所述振动传感模块被设置为采集穿梭车的振动信号；

处理单元，所述处理单元接收和处理所述电压采集模块、所述电流采集模块、所述端口隔离采集模块、所述压力传感模块和所述振动传感模块的输出信号。

进一步地，所述电压采集模块采用模数转换器。

进一步地，所述电流采集模块采用直流电流互感器。

进一步地，所述各个电机包括穿梭机的提升电机和驱动电机。

进一步地，所述振动传感模块采用三轴加速度计和三轴陀螺仪，所述振动信号是分别由所述三轴加速度计和所述三轴陀螺仪所采集的加速度信号和角速度信号。

进一步地，所述穿梭车监控装置还包括通信模块，所述通信模块与所述处理单元相连接，用于与外部设备建立通信连接。

进一步地，所述通信模块采用无线通信方式。

本实用新型还提供了一种穿梭车监控系统，其包括服务器和至少一个上述的穿梭车监控装置，所述穿梭车监控装置与所述服务器通信连接，以向所述服务器传送监控数据。

进一步地，所述穿梭车监控系统还包括显示设备，所述显示设备与所述服务器相连接，由所述服务器提供显示信号以显示穿梭车监控信息和/或作为人机交互界面。

本实用新型还提供了一种穿梭车，其包括上述的穿梭车监控装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

1、全自动监控，能够及时定位穿梭车所可能发生的绝大多数故障，为维修人员提供精准的故障问题定位；

2、监控系统与穿梭车系统解耦独立运行，互不干扰；

3、实时记录穿梭车的各项监控数据，可实现穿梭车系统的全生命周期管理；

4、可传送数据至云端，对整体系统进行集中管理和远程管理，增强数据利用；

5、监控数据可视化，人机交互界面的使用，使系统监控更加直观和及时。

需要说明的是，本实用新型的穿梭车监控装置和系统，旨在于构建实现穿梭车全自动监控和精准定位故障的硬件架构，本领域技术人员可以基于本实用新型所建立的硬件架构中，通过合适的软件方法以扩展故障监控能力，如优化数据预处理，优化数据传输，或是通过大数据对故障进行分析和预测等等。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的穿梭车监控装置的系统结构示意图；

图2是图1中实施例应用与穿梭车的系统结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例的穿梭车监控系统的系统结构示意图。

附图标记说明：

100—穿梭车监控装置， 110—微处理器单元，

111—电压采集模块， 112—电流采集模块，

113—端口隔离采集模块， 114—压力传感模块，

115—振动传感模块， 116—通信模块，

121—电机驱动器， 122a—提升电机，

122b—驱动电机， 123—PLC，

124—载物平台， 200—Web服务器，

300—显示装置， 10—穿梭车。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本实施例的穿梭车监控装置100，其中包括微处理器单元110、电压采集模块111、电流采集模块112、端口隔离采集模块113、压力传感模块114、振动传感模块115和通信模块116。微处理器单元110分别与电压采集模块111、电流采集模块112、端口隔离采集模块113、压力传感模块114、振动传感模块115 和通信模块116相连接。

穿梭车监控装置100被装置于穿梭车，穿梭车还设置有电机驱动器121、提升电机122a、驱动电机122b和PLC 123。穿梭车在执行工作时，PLC 123根据工作要求发送控制信号至电机驱动器121，电机驱动器121根据接收到的控制信号，生成相应的驱动信号提供给提升电机122a和/或驱动电机122b。驱动电机122b用于驱动穿梭车行进，提升电机122a用于升降穿梭车上的载物平台124，如将穿梭车行进至由货架支承的货物下方，通过提升电机122a使载物平台124上升使货物脱离货架，穿梭车继续行进至预定位置，从而实现货物的取出搬运，同理也可以实现货物的放置。

对于穿梭车可能产生的故障和异常，穿梭车监控装置100提供了能够实现全自动化监测的配置方案，如图2所示。

电压采集模块111被设置为采集穿梭车的电机驱动器121的电压输出值。本实施例中，电压采集模块111采用模数转换器，模数转换器采集电机驱动器121的电压输出值，并将转换后的数字信号传送至微处理器单元110。

电流采集模块112被设置为采集穿梭车的提升电机122a和驱动电机122b的驱动电流。本实施例中，电流采集模块112采用直流电流互感器，直流电流互感器采集提升电机122a和驱动电机122b的驱动电流，并将获得的表征电流大小的信号传送至微处理器单元110。

端口隔离采集模块113被设置为检测穿梭车的PLC 123的输出端口。端口隔离采集模块113的输入端连接PLC 123的输出端口，经过相应的隔离方式，如采用隔离电路或光电耦合隔离，并输出至微处理器单元110。通过实时监控PLC 123 断开输出状态，利于统计其输出规律。

压力传感模块114被设置为感应穿梭车的载物平台124上所承受的重量，如载物平台124上货物的重量。压力传感模块114可以使用任何类型的压力传感器，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等，压力传感器装置于载物平台124上适于感应到货物重量的位置，如载物平台124上位于中心的位置，或者在载物平台124上设置多个压力传感器。压力传感模块114的压力传感信号传送至微处理器单元110。

振动传感模块115被设置为采集穿梭车的振动信号。本实施例中，振动传感模块115采用三轴加速度计和三轴陀螺仪，可以直接使用集成了三轴加速度计和三轴陀螺仪的IMU(惯性测量单元)。三轴加速度计和三轴陀螺仪分别采集加速度信号和角速度信号，除了能监测穿梭车的姿态外，也能够被用于反应穿梭车的振动情况，异常的振动参数，可以反映车轮磨损、光电传感器失效等故障点。振动传感模块 115采集的加速度信号和角速度信号传送至微处理器单元110。

微处理器单元110接收和处理电压采集模块111、电流采集模块112、端口隔离采集模块113、压力传感模块114和振动传感模块115的输出信号。通过通信模块116，微处理器单元110可将采集到的监控数据传送给外部设备，如外部服务器。

微处理器单元110可以根据实际应用的需要选用具有相应处理能力的处理单元，本实施例中，微处理器单元110采用上海联蔚信息科技有限公司的基于NXP imx6ul核心处理器的联蔚物联魔盒。

通信模块116可以是有线数据传输，优选采用无线数据传输，如采用蓝牙、ZigBee、WiFi、4G、5G等无线数据传输方式。本实施例中，通信模块116采用 WiFi模块，将穿梭车的监控数据传输至云端服务器。

如图3所示，在一个应用场景中，包括若干穿梭车10，每台穿梭车10中均装置有上述的穿梭车监控装置100。各穿梭车监控装置100将其所在的穿梭车的监控数据上传至Web服务器200，Web服务器200用于收集和处理场景内的所有穿梭车的监控数据。Web服务器200还连接显示装置300，从而可在显示装置300上可视化地监控场景内的所有穿梭车，显示装置300也可以作为人机交互界面。

本实施例的穿梭车监控装置和系统能够实现全自动监控，当穿梭车发生故障或异常时，可及时定位穿梭车故障，为维修人员提供精准的故障问题；监控系统与穿梭车系统解耦独立运行，互不干扰；实时记录穿梭车的各项监控数据，可实现穿梭车系统的全生命周期管理；各穿梭车监控装置将监控数据传送至云端，可对整体系统进行集中管理和远程管理，增强数据利用；监控数据的可视化及人机交互界面，使故障的查看和确认更加直观和及时。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种穿梭车监控装置，其特征在于，包括：

电压采集模块，所述电压采集模块被设置为采集穿梭车的电机驱动器的电压输出值；

电流采集模块，所述电流采集模块被设置为采集穿梭车的各个电机的驱动电流；

端口隔离采集模块，所述端口隔离采集模块被设置为检测穿梭车的PLC的输出端口；

压力传感模块，所述压力传感模块被设置为采集穿梭车的承受重量；

振动传感模块，所述振动传感模块被设置为采集穿梭车的振动信号；

处理单元，所述处理单元接收和处理所述电压采集模块、所述电流采集模块、所述端口隔离采集模块、所述压力传感模块和所述振动传感模块的输出信号。

2.如权利要求1所述的穿梭车监控装置，其特征在于，所述电压采集模块采用模数转换器。

3.如权利要求1所述的穿梭车监控装置，其特征在于，所述电流采集模块采用直流电流互感器。

4.如权利要求1所述的穿梭车监控装置，其特征在于，所述各个电机包括穿梭机的提升电机和驱动电机。

5.如权利要求1所述的穿梭车监控装置，其特征在于，所述振动传感模块采用三轴加速度计和三轴陀螺仪，所述振动信号是分别由所述三轴加速度计和所述三轴陀螺仪所采集的加速度信号和角速度信号。

6.如权利要求1所述的穿梭车监控装置，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块与所述处理单元相连接，用于与外部设备建立通信连接。

7.如权利要求6所述的穿梭车监控装置，其特征在于，所述通信模块采用无线通信方式。

8.一种穿梭车监控系统，其特征在于，包括服务器和至少一个如权利要求6或7所述的穿梭车监控装置，所述穿梭车监控装置与所述服务器通信连接，以向所述服务器传送监控数据。

9.如权利要求8所述的穿梭车监控系统，其特征在于，还包括显示设备，所述显示设备与所述服务器相连接，由所述服务器提供显示信号以显示穿梭车监控信息和/或作为人机交互界面。

10.一种穿梭车，其特征在于，包括如权利要求1～7任一所述的穿梭车监控装置。

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