CN107444151B - 港口集装箱水平搬运无人车电源切换***及方法 - Google Patents

港口集装箱水平搬运无人车电源切换***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，包括，设置于所述无人车上用于探测集装箱的探测传感器、与所述探测传感器连接的控制装置、与所述控制装置连接的充电头驱动装置和电源切换装置；其中，所述控制装置用于接收探测传感器信号，控制所述充电头驱动装置和所述电源切换装置；所述充电头驱动装置用于接收所述控制装置的控制指令，驱动充电头与集装箱上电源接口对接；所述电源切换装置用于接收所述控制装置的控制指令，将所述无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接。将集装箱上电源引入到水平搬运无人车***中，供给无人车运行，能够保证无人车长时间运行，避免了经常轮换充电的问题，从而保证了卸货效率。

Description

港口集装箱水平搬运无人车电源切换***及方法
技术领域
本发明涉及电源充电控制领域，具体而言，涉及一种港口集装箱水平搬运无人车电源切换***及一种港口集装箱水平搬运无人车电源切换方法。
背景技术
在港口环境中，搬运集装箱常规需要人为开动卡车进行来回搬运，效率较低，常常出现排队等候的情况，造成资源浪费；为了提高港口的卸货效率，采用了一些集装箱自动搬运车，为了方便控制，常常采用蓄电池来提供运行能量，但是由于集装箱较重，自动搬运车耗能较快，需要常常对自动搬运车进行充电，造成总体运行效率底下，为了保证卸货效率，需要较多车辆进行轮换作业，增大了经济成本，而简单地加大蓄电池的储量，也不能从根本上解决问题，保证长时间连续作业，另一方面加大电池又会造成搬运车自生的重量提升，成本提升。
发明内容
本发明为了解决现有的港口集装箱水平搬运无人车不能连续作业的问题，提供了一种港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，包括，设置于所述无人车上用于探测集装箱的探测传感器、与所述探测传感器连接的控制装置、与所述控制装置连接的充电头驱动装置和电源切换装置；其中，所述控制装置用于接收探测传感器信号，控制所述充电头驱动装置和所述电源切换装置；所述充电头驱动装置用于接收所述控制装置的控制指令，驱动充电头与集装箱上电源接口对接；所述电源切换装置用于接收所述控制装置的控制指令，将所述无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接。
进一步地，所述电源切换装置为继电器，所述继电器的第一输入端与所述控制装置连接，所述继电器第二输入端与车上电源端连接，所述继电器的第三输入端与集装箱上电源输入口连接，所述继电器的输出端与所述无人车电源输入端连接。
进一步地，所述探测传感器为磁传感器、光电传感器、超声波传感器中的一种或多种。
进一步地，所述控制装置包括控制器和与所述控制器连接的与门电路，所述控制器的输出端与所述充电头驱动装置连接，所述充电头驱动装置运动执行成功后传递信号所述与门电路的第一输入端，所述与门电路第二输入端与所述探测传感器连接，所述探测传感器还与所述控制器连接。
进一步地，所述充电头驱动装置包括，线性执行机构，所述线性执行机构的电信号输入端与所述控制器连接，所述线性执行机构的电信号输出端与所述与门电路的第一输入端连接，所述线性执行机构执行机构末端绝缘连接有金属电刷，所述金属电刷用于与所述集装箱上电源接口对接，所述金属电刷与电源切换装置连接。
进一步地，所述金属电刷的材质为铜或银。
另一方面，本发明还提供了一种港口集装箱水平搬运无人车电源切换方法，包括上述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，所述电源切换方法包括如下步骤：
S110获取探测传感器检测信号；
S120判断所述探测传感器检测信号被遮挡时，控制充电头驱动装置与集装箱上电源接口对接；
S130控制所述电源切换装置使无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接。
进一步地，所述步骤S120中还包括，在控制充电头驱动装置与集装箱上电源接口对接的步骤之后获取所述充电头驱动装置返回的状态信号；所述步骤S130中还包括，判断所述状态信号对应成功对接状态时，控制所述电源切换装置使无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接。
进一步地，所述步骤S130中，控制所述电源切换装置使无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接的步骤包括，将所述状态信号与所述探测传感器检测信号进行与运算，输出控制所述电源切换装置。
进一步地，所述步骤S120中的充电头驱动装置为线性执行机构，线性执行机构中设置有电机，所述控制充电头驱动装置与集装箱上电源接口对接的步骤包括，发送电机运行指令给所述电机；所述步骤S130中的电源切换装置为继电器，所述无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口分别连接所述继电器的受控端，发送信号给所述继电器的控制端，使所述继电器的受控端导通。
本发明相对于现有技术，通过在集装箱上设置有电源，将集装箱上电源引入到水平搬运无人车***中，供给无人车运行，减少了无人车上电源的耗电量，能够保证无人车长时间运行，避免了经常轮换充电的问题，从而保证了卸货效率。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明一些实施例中的集装箱与无人车对接示意结构图；
图2为本发明一些实施例中的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***结构示意图；
图3为本发明一些实施例中的集装箱与无人车吊装到位示意图；
图4为本发明一些实施例中的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***结构示意图；
图5为本发明一些实施例中的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***结构示意图；
图6为本发明一些实施例中的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***结构示意图；
图7为本发明一些实施例中的港口集装箱水平搬运无人车电源切换方法流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在港口环境中，为了保证卸货效率，常常需要减少搬运无人车的停车充电时间，而集装箱由于自身体积较大，安装电源不会占用很大空间，另外，对于一些特殊的集装箱自身本就带有电源，在未从船舶上卸载下来时，可以长时间对其充电，保证电量充足，将其运用在无人车***上能够减轻无人车电源的负载，使得无人车运行时间变长。采用本发明的技术之后能够利用集装箱上电源用在无人车的运行上，使得无人车上电源在每次运行过程中使用占比少，从而增加了无人车的运行时间。本发明提供了港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，当检测到集装箱吊装到位后，驱动无人车上的充电头与集装箱上预设位置上的电源接口对接，同时充电头与电源切换装置连接，电源切换装置的另一端与无人车***的供电端连接，控制所述电源切换装置使其所述充电头与所述供电端连接，从而使得集装箱上电源中的电能供给到所述无人车***中去。
实施例一
如图1所示，集装箱200上设置有电源210，还设置有与所述电源210连接的电源接口220，集装箱200通过吊装放置在所述无人车300上，如图2所示，无人车300上设置有无人车电源切换***100，所述无人车电源切换***100包括设置于所述无人车300上用于探测所述集装箱200的探测传感器110、与所述探测传感器110连接的控制装置120、与所述控制装置120连接的充电头驱动装置130和电源切换装置140；其中，所述控制装置120用于接收探测传感器110信号，控制所述充电头驱动装置130和所述电源切换装置140；所述充电头驱动装置130用于接收所述控制装置120的控制指令，驱动充电头131与集装箱200上电源接口220对接，所述电源接口220与电源210连接；所述电源切换装置140用于接收所述控制装置120的控制指令，如图3所示，集装箱200吊装到位后，将所述无人车电源输入端150与所述集装箱200上电源接口220进行电连接。本发明实施例中的无人车电源切换***100的结构如图2所示，所述探测传感器110与所述控制装置120连接，所述控制装置120与所述充电头驱动装置130和电源切换装置连接140连接，所述充电头驱动装置130中的充电头131和所述电源切换装置连接140连接，所述电源切换装置连接140还与无人车电源输入端150和车上电源310连接，所述车上电源310设置在所述无人车300上，所述无人车电源输入端150接收电源、电能供给无人车运行使用。通过集装箱200上电源210给无人车***进行供电，使得无人车300运行时间加长，充电频率减少，提高了卸货效率。
具体地，如图4所示，所述电源切换装置140为继电器141，所述继电器141的第一输入端与所述控制装置120连接，所述继电器141第二输入端与车上电源310连接，所述继电器141的第三输入端与充电头131连接，所述继电器141的输出端与所述无人车电源输入端150连接。所述继电器141的数量为多个，实现单刀双掷的功能。如，继电器141包括常闭继电器1411和常开继电器1412，两个并联，如图5所示，常闭继电器1411的的输出端无人车电源输入端150连接，常开继电器1412的输出端与无人车电源输入端150连接，常闭继电器1411输入端与车上电源310连接，常开继电器1412输入端与充电头131连接，常闭继电器1411的控制端和常开继电器1412的控制端共同连接于所述控制装置120。当控制装置120输出低电平时，所述无人车电源输入端150与车上电源310偶接，当控制装置120输出高电平时，所述无人车电源输入端150与充电头131偶接，继而与集装箱上电源210偶接，利用集装箱上电源210给无人车***供电。
本发明实施例所述控制装置120可以采用单独一颗处理器，也可引入逻辑电路来保证信号的稳定性，具体地，如图6所示，所述控制装置120包括控制器121和与所述控制器121连接的与门电路122，所述控制器121的输出端与所述充电头驱动装置130连接，所述充电头驱动装置130运动执行成功后传递信号到所述与门电路122的第一输入端，所述与门电路122第二输入端与所述探测传感器110连接，所述探测传感器110还与所述控制器121连接。所述控制器121接收到探测传感器110的跳变信号后，发送运行指令给所述充电头驱动装置130，使充电头驱动装置130上的充电头131与集装箱上电源接口220连接。
所述充电头驱动装置130包括，线性执行机构132，所述线性执行机构132的电信号输入端与所述控制器121连接，所述线性执行机构132的电信号输出端与所述与门电路122的第一输入端连接，所述线性执行机构132的执行机构末端绝缘连接有金属电刷(即充电头131)，所述金属电刷用于与所述集装箱上电源接口220对接，所述金属电刷与电源切换装置140连接。所述金属电刷的材质为铜或银。
进一步地，所述探测传感器110为磁传感器(如接近传感器)、光电传感器(红外传感器)、超声波传感器中的一种或多种。将探测传感器110设置在无人车300对应集装箱200的侧面，通过信号的跳变获取集装箱状态，也可利用压力传感器来获取集装箱200的状态，将其设置在对应集装箱200底部的的无人车300上。
本发明的电源切换***140能够将集装箱上电源引入无人车***中，同时利用与门电路保证集装箱状态稳定和电源硬件结构对接成功后才切换电源，保证了切换的可靠性。
实施例二
本发明实施例另一方面，基于实施例一提供了一种港口集装箱水平搬运无人车电源切换方法，包括上述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，如图6所示，所述电源切换方法包括如下步骤：
S110获取探测传感器检测信号；
S120判断所述探测传感器检测信号被遮挡时，控制充电头驱动装置与集装箱上电源接口对接；
S130控制所述电源切换装置使无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接。
所述步骤S120中还包括，在控制充电头驱动装置与集装箱上电源接口对接的步骤之后获取所述充电头驱动装置返回的状态信号；所述步骤S130中还包括，判断所述状态信号对应成功对接状态时，控制所述电源切换装置使无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接。
所述步骤S130中，控制所述电源切换装置使无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接的步骤包括，将所述状态信号与所述探测传感器检测信号进行与运算，输出控制所述电源切换装置。
所述步骤S120中的充电头驱动装置为线性执行机构，线性执行机构中设置有电机，所述控制充电头驱动装置与集装箱上电源接口对接的步骤包括，发送电机运行指令给所述电机；所述步骤S130中的电源切换装置为继电器，所述无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口分别连接所述继电器的受控端，发送信号给所述继电器的控制端，使所述继电器的受控端导通。
本发明中的电源切换方法运行可靠，在保证了探测传感器可靠信号和充电头对接状态后才切换电源，保证了切换的成功率，提高了稳定性。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，其特征在于，包括，设置于所述无人车上用于探测集装箱的探测传感器、与所述探测传感器连接的控制装置、与所述控制装置连接的充电头驱动装置和电源切换装置；其中，所述控制装置用于接收探测传感器信号，控制所述充电头驱动装置和所述电源切换装置；所述充电头驱动装置用于接收所述控制装置的控制指令，驱动充电头与集装箱上电源接口对接；所述电源切换装置用于接收所述控制装置的控制指令，将所述无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接。
2.根据权利要求1所述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，其特征在于，所述电源切换装置为继电器，所述继电器的第一输入端与所述控制装置连接，所述继电器第二输入端与车上电源端连接，所述继电器的第三输入端与充电头连接，所述继电器的输出端与所述无人车电源输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，其特征在于，所述探测传感器为磁传感器、光电传感器和超声波传感器中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，其特征在于，所述控制装置包括控制器和与所述控制器连接的与门电路，所述控制器的输出端与所述充电头驱动装置连接，所述充电头驱动装置运动执行成功后传递信号给所述与门电路的第一输入端，所述与门电路第二输入端与所述探测传感器连接，所述探测传感器还与所述控制器连接。
5.根据权利要求4所述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，其特征在于，所述充电头驱动装置包括，线性执行机构，所述线性执行机构的电信号输入端与所述控制器连接，所述线性执行机构的电信号输出端与所述与门电路的第一输入端连接，所述线性执行机构的执行机构末端绝缘连接有金属电刷，所述金属电刷用于与所述集装箱上电源接口对接，所述金属电刷与电源切换装置连接。
6.根据权利要求5所述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，其特征在于，所述金属电刷的材质为铜或银。
7.一种港口集装箱水平搬运无人车电源切换方法，其特征在于，包括权利要求1～6任一所述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换***，所述电源切换方法包括如下步骤：
S110获取探测传感器检测信号；
S120判断所述探测传感器检测信号被遮挡时，控制充电头驱动装置与集装箱上电源接口对接；
S130控制所述电源切换装置使无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接。
8.根据权利要求7所述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换方法，其特征在于，所述步骤S120中还包括，在控制充电头驱动装置与集装箱上电源接口对接的步骤之后获取所述充电头驱动装置返回的状态信号；所述步骤S130中还包括，判断所述状态信号对应成功对接状态时，控制所述电源切换装置使无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接。
9.根据权利要求8所述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换方法，其特征在于，所述步骤S130中，控制所述电源切换装置使无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口进行电连接的步骤包括，将所述状态信号与所述探测传感器检测信号进行与运算，输出控制所述电源切换装置。
10.根据权利要求7所述的港口集装箱水平搬运无人车电源切换方法，其特征在于，所述步骤S120中的充电头驱动装置为线性执行机构，线性执行机构中设置有电机，所述控制充电头驱动装置与集装箱上电源接口对接的步骤包括，发送电机运行指令给所述电机；所述步骤S130中的电源切换装置为继电器，所述无人车电源输入端与所述集装箱上电源接口分别连接所述继电器的受控端，发送信号给所述继电器的控制端，使所述继电器的受控端导通。
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