CN218298839U - 托举移载车控制系统 - Google Patents
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Abstract
托举移载车控制系统，主控制器设有供手动操作的控制板；所述主控制器通过无线网络与设于托举移载车的工控板通信连接；还包括控制走行机构水平移动的走行电机、实现托举装置竖直方向移动的升降电机、实现托举装置的托盘水平移动的伸缩电机；走行电机、升降电机和伸缩电机分别与工控板通信连接。通过主控制器远程操控工控板分别控制走行电机、升降电机和伸缩电机的启停，并与诸多获取机械部件位置、状态的传感器通信连接，实现了各机构的统一操作指挥；由传感器实时地感知各机构的运行状态，运行高效，操作便捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及仓储物流设备的控制领域，具体地说是一种托举移载车控制系统。
背景技术
在仓储的工作环境中，工件从起始位置精准地被抓取后，在输送过程中交付于托举移载车，并由其沿轨道输送到交接点，交给下一位置的抓取机械。托举移载车包括走行机构和托举装置；托举装置设有放置工件的托盘，托盘由伸缩机构实现水平移动。
上述机构中设有多处作为动力源的电机，需要分阶段地更换操作，以实现运行流畅、提升工作效率；而各机构中的各部件的运行需符合要求，其移动位置、工作状态均有所要求和限制，故需要实时地感知其情况，以更好地进行操作，及时发现故障、避免发生事故。
然而，目前托举移载车的多个机构各自独立控制，不具有统一的远程系统，故而操作难度大、工件传递效率低；且难以及时地察觉故障情况，不能完成上述实际操作的需要。
发明内容
本实用新型为解决现有的问题，旨在提供一种托举移载车控制系统。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案包括由走行机构和托举装置组成，托举装置包括用于放置工件的托盘。还设有主控制器，主控制器设有供手动操作的控制板；所述主控制器通过无线网络与设于托举移载车的工控板通信连接；托举移载车中，还包括控制走行机构水平移动的走行电机、实现托举装置竖直方向移动的升降电机、实现托举装置的托盘水平移动的伸缩电机；所述走行电机、升降电机和伸缩电机分别与工控板通信连接。
其中，所述工控板还与：设于走行机构中，限制走行机构在轨道上移动范围的若干走行限位传感器；设于升降机构中，用于获取托举装置升降高度的升降限位传感器；设于托举装置中，设于托盘底部的重量传感器、用于获得伸缩臂移动距离的伸缩距离传感器中的一个或若干个分别通信连接，各传感器超出阈值或发现故障时向工控板发出信号/报警信号。
其中，所述工控板通过开关量输入模块完成对控制板的手动控制信号、限位信号或报警信号的采集。
其中，通过高速脉冲输出模块完成对走行电机、升降电机或伸缩电机的脉冲输出。
其中，通过开关量输出模块完成对各电机方向信号的输出。
其中，通过模拟量输入模块完成对走行限位传感器、重量传感器、升降限位传感器或伸缩距离传感器的信号采集。
其中，通过RS485通讯模块完成与WIFI模块之间的通讯，WIFI模块与主控制器通过无线网络实现通信连接。
其中，还包括电池单元，电池单元设于走行机构的电池箱中，并通过主动力电路上的主动力继电器分别接入走行电机、升降电机和伸缩电机的驱动器并供电；工控板向各驱动器输入脉冲和方向，驱动器则向第一工控板接入报警信号。其中，主动力继电器控制的四对常闭触点分别控制U、V、W、N，其线圈在紧急情况下得电、常闭触点断开，从而切断主动力电路，保护整个系统。
其中，电池单元还包括用于检测其电量的电量检测传感器；所述电量检测传感器在电量低于安全阈值时，向主控制器发送报警信号。
和现有技术相比，本实用新型通过主控制器远程操控工控板分别控制走行电机、升降电机和伸缩电机的启停，并与诸多获取机械部件位置、状态的传感器通信连接，实现了各机构的统一操作指挥；由传感器实时地感知各机构的运行状态，并实时传输信号、及时报警；使得抓取移载车的运行高效，操作便捷，事故率低。
附图说明
图1为本实用新型实施例的示意图；
图2为托举移载车的结构示意图；
图3为托举装置的结构示意图；
图4为托举装置的剖视图；
图5为本实用新型实施例的电气原理图；
参见附图，支撑部件1，托架2，中部齿轮3，伸缩臂4，升降电机5，丝杠6，导向杆7，伸缩电机8，中部齿条9，走行电机10，走行轮11，伸缩轴承12，连接板13，传动轮14，主动齿轮15，走行限位传感器16，伸缩距离传感器17，重量传感器18，升降限位传感器19。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步地说明。
参见图1至图5，图1至图5展示的是本实用新型的一个实施例，本实施例包括主控制器，主控制器为工业计算机，作为客户端的主控制器设有供手动操作的控制板，其上有操作按钮；还设有显示屏。主控制器通过无线网络与设于托举移载车的工控板通信连接，工控板优选STM32F407芯片，并控制托举移载车的走行机构和托举装置。
参见图1，托举移载车中，还包括控制走行机构水平移动的走行电机、实现托举装置竖直方向移动的升降电机、实现托举装置的托盘水平移动的伸缩电机；所述走行电机、升降电机和伸缩电机分别与工控板通信连接。
参见图2，走行机构设于用于输送工件的轨道上，轨道铺设在若干交接点之间。走行机构包括底架，底架为矩形框体，其上端面一侧设为放置托举装置的区域，另一侧的区域设有电池箱，内置用于供电的电池单元。底架下端面还通过轴承与两端带有走行轮的车轴形成可转动连接。走行电机与第一工控板通信连接并受其控制，走行电机通过减速器带动车轴转动，进而实现沿轨道行走。
参见图2，进一步地，在底架的侧边设有走行限位传感器，走行限位传感器为激光测距模块，轨道行程起点、终点的边上设有若干对应的反射板；也可以选用金属接近开关TB1204-N。走行限位传感器分别与工控板通信连接，通过激光反射的信息，在走行机构到达起点(货区)、终点(停车区)、充电点(柜区)或超出运行范围时，向工控板发出电信号或报警信号。若在各个预定位置中，走行限位传感器未接收到反射信号而报警，可手动通过主控制器控制走行电机进行位置的微调、校正。
参见图2与图3，托举装置包括托盘(托架)、升降机构和伸缩机构。伸缩机构由伸缩电机、支撑部件和伸缩臂组成。参见图3，托盘设于伸缩臂的上端面，托盘为上端开口的盒体，盒体内空间用于放置工件；盒体内优选设有托架。参见图2，也可以仅设为与工件对应的托架。伸缩臂为长条状的可移动件，可向其两端部方向(纵向)作移动。伸缩臂的下端面设有长条状的凹槽，在凹槽的底部设有齿面朝下、沿纵向的齿条。
参见图4，支撑部件为固定件，沿水平设置。且其中部设有长条状空腔，空腔内还设有轮面竖直的中部齿轮，中部齿轮由伸缩电机驱动旋转(也可以由伸缩电机驱动主动齿轮来向中部齿轮传动来实现)。中部齿轮的上端与齿条的下端面相互啮合，构成采用齿轮-齿条传动的伸缩机构。伸缩电机与工控板通信连接并受其控制，伸缩电机驱动中部齿轮旋转时，中部齿轮拨动齿条移动，以此带动伸缩臂沿纵向作伸、缩移动。
参见图4，支撑部件的两侧外壁上通过安装孔设有沿直线排列的若干伸缩轴承，伸缩轴承的上端分别与伸缩臂的下端面(下凹槽的槽底面)相接触，可用于支撑、引导伸缩臂的滑动；而齿轮-齿条机构不承受重力。
参见图2，支撑部件的两端通过连接板与升降平台固定连接，而升降平台的板体通过螺母与由升降电机控制旋转的丝杠形成丝杠-螺母传动，即升降机构；升降平台板体的四角分别设有孔，并套入导向杆，以实现引导方向。丝杠、导向杆均沿竖直方向设置。升降电机通过减速机驱动丝杠旋转，实现托举装置的升降。
作为优选，丝杠的下端通过下端轴承与底板形成可旋转连接，底板的下端面固定在走行机构的底架的上端面一侧；丝杠的上端通过上端轴承与顶板形成可旋转连接；顶板和底板之间通过杆状的框架连接。升降电机与工控板通信连接并受其控制，升降电机驱动丝杠旋转，丝杠通过螺母的移动带动伸缩机构的上、下移动。
参见图2，两个托架的底部设有重量传感器，优选DLLF轮辐式称重传感器，可在接收到工件重量数据或数据变化时，向工控板发出信号。进一步地，支撑部件侧臂上设有用于获得伸缩臂移动距离的伸缩距离传感器、用于获取托举装置升降高度的升降限位传感器，均为接近开关传感器(金属接近开关TB1204-N)。伸缩距离传感器、升降限位传感器分别与工控板通信连接，可在伸缩臂超出可移动水平距离、支撑部件到达预设高度或超出可升降范围时，向工控板发出电信号或报警信号；随后优选停机后排除故障。
参见图5，为本实用新型的电气原理图。工控板通过开关量输入模块完成对控制板的手动控制信号、限位信号或报警信号的采集；通过高速脉冲输出模块完成对走行电机、升降电机或伸缩电机的脉冲输出；通过开关量输出模块完成对各电机方向信号的输出；通过模拟量输入模块完成对走行限位传感器、重量传感器、升降限位传感器或伸缩距离传感器的信号采集。
工控板还通过RS485通讯模块完成与WIFI模块之间的通讯，WIFI模块与主控制器通过无线网络实现通信连接。
设于走行机构电池箱中的电池单元通过主动力电路供电，为24V，主动力电路上的主动力继电器分别接入走行电机、第一升降电机和伸缩电机并供电。各电机的供电电路原理基本一致，即由主动力电路中的主动力继电器分别控制的U、V、W、三相接入电机驱动器。第一工控板向各驱动器输入脉冲和方向，驱动器则向第一工控板接入报警信号。主动力继电器控制的四对常闭触点分别控制U、V、W、N，其线圈在紧急情况下得电、常闭触点断开，从而切断主动力电路，保护整个系统。
作为优选，电池单元还包括用于检测其电量的电量检测传感器，优选电量表FS-TF03。电量检测传感器可在电量低于安全阈值时，向主控制器发送报警信号。随后可以操控走行机构移动至设于轨道中部位置的充电点(柜区)进行充电。
使用时，操作者通过控制板进行操作，控制板上设有各电机启动/停止的按钮，显示器上有各传感器的参数。
首先启动走行电机，走行机构沿轨道移动至起点(货区)，至走行限位传感器获得起点(货区)处反射信号时停止。此时启动升降电机驱动丝杠旋转，将托举装置升起，待上升至获得工件的高度时，升降限位传感器发出信号，随即停止上升。
启动伸缩电机驱动中部齿轮旋转，进而伸缩臂沿纵向伸出。伸出到达行程末端后，伸缩距离传感器发出信号，随即停止伸出。随后，工件由现有的机械手抓取并放入托盘中。待重量传感器发出工件重量的信号后，伸缩机构、升降机构依次反向复位，伸缩距离传感器、伸缩距离传感器分别再次发出信号。
随后再次启动走行电机，走行机构沿轨道移动至终点(停车区)，升降机构再次升起、伸缩机构再次伸出，将工件置于交接位置，由另一现有的机械手自托盘内抓取，并转移到仓储内。此时重量传感器再次发出重量变化信号，并上传主控制器。完成后托举移载车的各机构复位，并回到起点(货区)，循环下一次操作。
上面结合附图及实施例描述了本实用新型的实施方式，实施例给出的结构并不构成对本实用新型的限制，本领域内熟练的技术人员可依据需要做出调整，在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改均在保护范围内。
Claims (6)
1.一种托举移载车控制系统，由走行机构和托举装置组成，托举装置包括用于放置工件的托盘，其特征在于：还设有主控制器，主控制器设有供手动操作的控制板；所述主控制器通过无线网络与设于托举移载车的工控板通信连接；
托举移载车中，还包括控制走行机构水平移动的走行电机、实现托举装置竖直方向移动的升降电机、实现托举装置的托盘水平移动的伸缩电机、设于托盘底部的重量传感器；所述走行电机、升降电机和伸缩电机、重量传感器分别与工控板通信连接。
2.根据权利要求1所述的托举移载车控制系统，其特征在于：所述工控板还与：设于走行机构中，限制走行机构在轨道上移动范围的若干走行限位传感器；设于升降机构中，用于获取托举装置升降高度的升降限位传感器；设于伸缩机构中，用于获得伸缩臂移动距离的伸缩距离传感器中的一个或若干个分别通信连接，各传感器超出阈值或发现故障时向工控板发出信号/报警信号。
3.根据权利要求1所述的托举移载车控制系统，其特征在于：所述工控板通过开关量输入模块完成对控制板的手动控制信号、限位信号或报警信号的采集；
和/或通过高速脉冲输出模块完成对走行电机、升降电机或伸缩电机的脉冲输出；和/或通过开关量输出模块完成对各电机方向信号的输出；
和/或通过模拟量输入模块完成对走行限位传感器、重量传感器、升降限位传感器或伸缩距离传感器的信号采集；
和/或通过RS485通讯模块完成与WIFI模块之间的通讯，WIFI模块与主控制器通过无线网络实现通信连接。
4.根据权利要求1所述的托举移载车控制系统，其特征在于：还包括电池单元，电池单元设于走行机构的电池箱中，并通过主动力电路上的主动力继电器分别接入走行电机、升降电机和伸缩电机的驱动器并供电；工控板向各驱动器输入脉冲和方向，驱动器则向第一工控板接入报警信号。
5.根据权利要求1所述的托举移载车控制系统，其特征在于：主动力继电器控制的四对常闭触点分别控制U、V、W、N，其线圈在紧急情况下得电、常闭触点断开，从而切断主动力电路，保护整个系统。
6.根据权利要求1所述的托举移载车控制系统，其特征在于：电池单元还包括用
于检测其电量的电量检测传感器；所述电量检测传感器在电量低于安全阈值时，
向主控制器发送报警信号。
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