CN220790975U - 一种agv小车车门自动开关门控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种AGV小车车门自动开关门控制电路，包括驱动板MCU、HALL采集模块、磁编码器模块、电机驱动模块、三相定子电流电采集模块及控制车门开关门的电机，其中，所述驱动板MCU的输入端与所述HALL采集模块、磁编码器模块及三相定子电流电采集模块的输出端相连，所述驱动板MCU的输出端与所述电机控制模块的输入端相连，所述电机控制模块的输出端与电机相连，所述HALL采集模块和磁编码器模块分别用于采集电机的位置信息，所述三相定子电流电采集模块用于采集电机的三相定子电流，输出给控制板MCU。本实用新型的有益效果为：可以精准控制车门开关位置，确保车门的安全性。

Description

一种AGV小车车门自动开关门控制电路

技术领域

本实用新型涉及AGV小车技术领域，具体涉及一种AGV小车车门自动开关门控制电路。

背景技术

AGV小车(AutomatedGuidedVehicle，自动引导车)运输领域，由于AGV小车需要在工厂、仓库等场所自主行驶，因此需要具有高精度、高效率、高安全性等特点。同时，为了提高其自动化程度，AGV小车需要具备自动开关门的功能。

市面上已有的AGV小车车门自动开关门控制技术通常采用磁感应开关或红外线传感器等物理传感器进行控制，这些传感器需要安装在门口或车辆上，使用不方便，且易受到外部干扰，此外，还存在以下的技术问题和缺陷：

1.传统的车门控制方式需要人工干预，这增加了人力成本和运营成本；

2.传统的车门控制方式对车门开关位置的精度和控制的准确性较低，导致车门打开或关闭不准确，有时候会发生安全隐患；

3.传统的车门控制方式需要安装额外的传感器或者开关，增加了额外的硬件成本，同时也增加了维护成本。

实用新型内容

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种AGV小车车门自动开关门控制电路，旨在解决传统AGV小车车门控制方式需要人工干预，增加工作量且影响自动化程度和运输效率的问题。

本实用新型AGV小车车门自动开关门控制电路，包括驱动板MCU、HALL采集模块、磁编码器模块、电机驱动模块、三相定子电流电采集模块及控制车门开关门的电机，其中，所述驱动板MCU的输入端与所述HALL采集模块、磁编码器模块及三相定子电流电采集模块的输出端相连，所述驱动板MCU的输出端与所述电机控制模块的输入端相连，所述电机控制模块的输出端与电机相连，所述HALL采集模块和磁编码器模块分别用于采集电机的位置信息，所述三相定子电流电采集模块用于采集电机的三相定子电流，输出给控制板MCU。

进一步地，还包括用于控制电机的运动范围位置精度的限位开关模块，所述限位开关模块与所述驱动板MCU的输出端相连。

进一步地，所述限位开关模块包括限位开关、及与限位开关相连的控制接口，所述限位开关的数量为两个，分别设置在电机行程的两端，所述限位开关通过控制接口与控制板MCU相连。

进一步地，还包括用于驱动板MCU与终端中控系统通信的通信模块。

进一步地，所述通信模块为485通信模块，所述驱动板MCU通过485总线与终端中控系统相连，所述485通信模块包括通信芯片U4、设置在通信芯片U4输出端依次设置的电容C33、电容C34、第一磁珠F1、第二磁珠F2、瞬态抑制二极管D4-D6，其中，所述电容C33、电容C34的一端分别接在所述通信芯片U4的两条485信号输出线上，另一端接地，所述第一磁珠F1、第二磁珠F2分别串接在所述通信芯片U4的两条485信号输出线上，所述磁珠F1靠近车载控制器的一端分别与所述瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D6的一端相连，所述磁珠F2靠近车载控制器的一端分别与所述瞬态抑制二极管D4的另一端、瞬态抑制二极管D6的一端相连，所述瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D6分别接地。

进一步地，还包括信号采集模块，所述信号采集模块的输出端与控制板MCU的输入端相连，所述信号采集模块采集的信号包括电流、电压和/或温度。

进一步地，还包括用于控制紫外灯和照明灯的灯控制模块，所述灯控制模块包括接口J2、紫外灯控制支路、照明灯控制支路、反馈单元，其中，所述接口J2与控制板MCU相连，输出两个控制支路的控制信号，并通过反馈单元反馈电流信号给控制板MCU。

进一步地，所述电机驱动模块采用FOC矢量控制模块。

与现有技术相比，本实用新型可以实现自动化控制车门的开关，提高了运营效率，同时具有以下优点：

1.实现自动化控制车门的开关，不需要人工干预，降低了人力成本和运营成本；

2.通过HALL采集模块和磁编码器模块对电机位置信息的联合检测，可以精准控制车门开关位置，确保车门的安全性；

3.集成了多个模块在同一电路板上，节约了硬件成本，同时减少了维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型驱动板MCU电路原理图；

图3为电源模块和灯控制模块电路原理图；

图4为三相定子电流电采集模块电路原理图；

图5为485通信模块、HALL采集模块、限位开关模块、驱动模块芯片部分电路原理图；

图6为磁编码器模块电路原理图；

图7为驱动模块逆变器三个桥臂及总母线电流检测单元电路原理图。

具体实施方式

除非另有定义，本实用新型所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本实用新型中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的、独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本实用新型所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本实用新型AGV小车车门自动开关门控制电路的各个模块及功能如下：

驱动板MCU：该部分是整个电路的核心部分，包括主控芯片、相关控制电路，负责控制整个系统的运行；

电源模块：提供整个电路系统的电源，包括电源滤波、稳压，需要保证其输出的直流电电压稳定，避免因电压波动导致其他部分失去正常工作状态；

485通信模块：通过485总线实现终端与控制器之间的通信，采用了高速、可靠的数据通信和控制方式，可以快速传输数据并控制各个终端设备的运行状态；

HALL采集模块：通过检测磁铁的磁场变化，获取电机的位置信息再反馈给主控芯片；

磁编码器模块：通过检测电机轴承的位置，获取电机的位置信息再反馈给MCU；

电机驱动模块：控制电机的停止启动。本例电机驱动模块采用FOC矢量控制模块，通过FOC矢量控制模块可以实现对电机的电压电流磁场矢量精准控制，从而控制车门的开闭状态。FOC矢量控制模块可以根据实时的环境参数，实现窗车门的自动控制，达到精准控制的效果；

三相定子电流电采集模块：三相定子电流电采集和读取，为FOC矢量控制模块提供数据支持；

限位开关模块：控制电机运动范围的位置精度；

三相电机：受电机驱动模块驱动，控制车门开关。

优选地，本例还包括灯控制模块：分别有紫外灯和照明灯，紫外灯具有消毒功能，白灯具有照明功能，实现空气净化和照明。

如图2所示，本实用新型的驱动板MCU包括主控芯片U5及其外围电路负责控制整个系统的运行，获取各个模块采集的数据，并输出控制信号给电机驱动模块，驱动开关门。

如图3所示，本例的电源模块提供整个电路系统的电源，包括电源滤波单元、输入电压降压单元、LDO降压单元，其中，所述电源滤波单元设置在所述电源模块的输入端和输出端，本例通过若干个并列的接地电容实现，所述输入电压降压单元通过降压芯片U1将输入电源降压至12V,12V经过LDO芯片U2降压至3.3V，给MCU部分和驱动部分等使用。

本例灯控制模块包括接口J2、紫外灯控制支路、照明灯控制支路、反馈单元，其中，所述接口J2与控制板MCU相连，输出两个控制支路的控制信号，并通过反馈单元反馈电流信号给控制板MCU。其中，开关管Q9控制照明灯的开启或关闭，开关管Q10控制紫外灯的开启或关闭，两个开关管都是通过对应的三极管控制，三极管的基极分别与控制板MCU相连。

如图4所示，本例的三相定子电流电采集模块通过精密电阻和放大电路测量三相定子电流，然后输出给控制板MCU。

如图5所示，本例的通信模块为485通信模块，所述驱动板MCU通过485总线与终端中控系统相连，所述485通信模块包括通信芯片U4、设置在通信芯片U4输出端依次设置的电容C33、电容C34、第一磁珠F1、第二磁珠F2、瞬态抑制二极管D4-D6，其中，所述电容C33、电容C34的一端分别接在所述通信芯片U4的两条485信号输出线上，另一端接地，所述第一磁珠F1、第二磁珠F2分别串接在所述通信芯片U4的两条485信号输出线上，所述磁珠F1靠近车载控制器的一端分别与所述瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D6的一端相连，所述磁珠F2靠近车载控制器的一端分别与所述瞬态抑制二极管D4的另一端、瞬态抑制二极管D6的一端相连，所述瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D6分别接地。

本例的限位开关模块包括限位开关、及与限位开关相连的控制接口，所述限位开关的数量为两个，分别设置在电机行程的两端，所述限位开关通过控制接口与控制板MCU相连。

本例的HALL采集模块包括与霍尔传感器相连的接口J6，通过接口J6的引脚1-3采集三相电机的磁铁的磁场变化，获取电机的位置信息再反馈给主控芯片。

如图6所示，本例的磁编码器U10检测电机轴承的位置，获取电机的位置信息再反馈给MCU，本例可以采用增量式光电编码器。

如图5和图7所示，本例的电机驱动模块采用FOC矢量控制模块，包括驱动芯片，通过驱动芯片决定逆变器三个桥臂的开通和关断时刻。本例的FOC矢量控制模块基于三相定子电流电采集模块采集和读取到的三相定子电流，采用霍尔传感器和增量式光电编码器测量转子位置和角速度信息，然后通过电流环和电压环的PI调节器计算得到参考的转矩电流和励磁电流；然后进行坐标变换模块，实现矢量控制的坐标变换，输出施加都三相电机上的电压矢量，此部分算法为现有技术，在此不再赘述。

本实用新型可以实现自动化控制车门的开关，提高了运营效率，通过HALL加磁编码器检测车门位置，使车门可以准确地停止在指定位置，从而提高了车门的精准性。此外，本实用新型还具有以下优势：

(1)自动化程度高：采用自动控制技术，无需人工干预即可完成车门的开关，从而提高了AGV小车的自动化程度；

(2)安全性高：采用限位开关传感器检测车门的关闭状态，确保车门关闭时的安全性；

(3)稳定性好：采用485通信模块与上位机通讯，实现远程控制和状态监测，从而提高了系统的稳定性；

(4)操作简便：无需人工干预，操作简便，减少了工作量，提高了运输效率。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种AGV小车车门自动开关门控制电路，其特征在于：包括驱动板MCU、HALL采集模块、磁编码器模块、电机驱动模块、三相定子电流电采集模块及控制车门开关门的电机，其中，所述驱动板MCU的输入端与所述HALL采集模块、磁编码器模块及三相定子电流电采集模块的输出端相连，所述驱动板MCU的输出端与所述电机驱动模块的输入端相连，所述电机驱动模块的输出端与电机相连，所述HALL采集模块和磁编码器模块分别用于采集电机的位置信息，所述三相定子电流电采集模块用于采集电机的三相定子电流，输出给控制板MCU。

2.根据权利要求1所述的AGV小车车门自动开关门控制电路，其特征在于：还包括用于控制电机的运动范围位置精度的限位开关模块，所述限位开关模块与所述驱动板MCU的输出端相连。

3.根据权利要求2所述的AGV小车车门自动开关门控制电路，其特征在于：所述限位开关模块包括限位开关、及与限位开关相连的控制接口，所述限位开关的数量为两个，分别设置在电机行程的两端，所述限位开关通过控制接口与控制板MCU相连。

4.根据权利要求1所述的AGV小车车门自动开关门控制电路，其特征在于：还包括用于驱动板MCU与终端中控系统通信的通信模块。

5.根据权利要求4所述的AGV小车车门自动开关门控制电路，其特征在于：所述通信模块为485通信模块，所述驱动板MCU通过485总线与终端中控系统相连，所述485通信模块包括通信芯片U4、设置在通信芯片U4输出端依次设置的电容C33、电容C34、第一磁珠F1、第二磁珠F2、瞬态抑制二极管D4-D6，其中，所述电容C33、电容C34的一端分别接在所述通信芯片U4的两条485信号输出线上，另一端接地，所述第一磁珠F1、第二磁珠F2分别串接在所述通信芯片U4的两条485信号输出线上，所述磁珠F1靠近车载控制器的一端分别与所述瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D6的一端相连，所述磁珠F2靠近车载控制器的一端分别与所述瞬态抑制二极管D4的另一端、瞬态抑制二极管D6的一端相连，所述瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D6分别接地。

6.根据权利要求1所述的AGV小车车门自动开关门控制电路，其特征在于：还包括信号采集模块，所述信号采集模块的输出端与控制板MCU的输入端相连，所述信号采集模块采集的信号包括电流、电压和/或温度。

7.根据权利要求1所述的AGV小车车门自动开关门控制电路，其特征在于：还包括用于控制紫外灯和照明灯的灯控制模块，所述灯控制模块包括接口J2、紫外灯控制支路、照明灯控制支路、反馈单元，其中，所述接口J2与控制板MCU相连，输出两个控制支路的控制信号，并通过反馈单元反馈电流信号给控制板MCU。

8.根据权利要求1-6任一项所述的AGV小车车门自动开关门控制电路，其特征在于：所述电机驱动模块采用FOC矢量控制模块。