CN109378874A - 自动化码头agv充电方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化码头AGV充电方法和***，AGV作业过程中判断当前电量所属电量区间；在电量属于第一电量区间时，控制AGV正常作业，并在堆场海侧交互区作业期间实施循环充电；在电量属于第二电量区间时，控制AGV正常作业，并在当前作业完成后行驶至设定位置充电；在电量属于第三电量区间时，控制AGV行驶至设定位置充电；其中，第一电量区间高于第二电量区间，第二电量区间高于第三电量区间。将AGV电量实施电量区间划分，针对不同的电量情况实施不同的充电策略，宗旨在于使AGV最大概率的维持在浅充浅放状态，实现延长电池寿命的效果。

Description

自动化码头AGV充电方法和***
技术领域
本发明属于自动化码头技术领域，具体地说，是涉及一种自动化码头AGV充电方法和***。
背景技术
AGV（AGV）是自动化码头的专用运输设备，通过电池组供电运行。目前的AGV电池组电能补给方式主要包括两种：换电式和充电式。
换电式的缺点是需要建设专门的换电站，换电站内需要配备备用电池组，但AGV动力***电池组带电量较大，车辆能源消耗大，导致换电站的成本投资巨大；充电式具有无需建换电站，无需配备备用电池组的优点，相比换电式能够节约投资成本，但充电桩的充电模式是将AGV停靠在专门区域进行充电，需要根据AGV的数量进行配置，这也增加了投资成本。
为降低自动化码头AGV续电成本，在本申请人的另外一篇专利申请中，提出在堆场海侧交互区的交互支架上设置充电装置的方式，以AGV在每个工作周期中与交互支架交互期间实施充电的方式实现循环充电，由于充电装置设置在交互支架上，无需设置专用充电场地，从而降低了充电的投入成本；这种循环充电的方式，能够实现电池的浅充浅放。
发明内容
本申请提供了一种自动化码头AGV充电方法和***，为AGV的循环充电方式提出一种浅充浅放策略，实现最大程度延长电池寿命的技术效果。
为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：
提出一种自动化码头AGV充电方法，包括：AGV作业过程中判断当前电量所属电量区间；在电量属于第一电量区间时，控制AGV正常作业，并在堆场海侧交互区作业期间实施循环充电；在电量属于第二电量区间时，控制AGV正常作业，并在当前作业完成后行驶至设定位置充电；在电量属于第三电量区间时，控制AGV行驶至设定位置充电；其中，第一电量区间高于第二电量区间，第二电量区间高于第三电量区间。
提出一种自动化码头AGV充电***，包括电量区间判断模块、第一电量区间充电控制模块、第二电量区间充电控制模块和第三电量区间充电控制模块；所述电量区间判断模块安装于所述AGV上，用于在AGV作业过程中判断当前电量所属电量区间；所述第一电量区间充电控制模块，用于在电量属于第一电量区间时，控制AGV正常作业，并在堆场海侧交互区作业过程中实施循环充电；所述第二电量区间充电控制模块，用于在电量属于第二电量区间时，控制AGV正常工作，并在当前作业完成后行驶至设定位置充电；所述第三电量区间充电控制模块，用于在电量属于第三电量区间时，控制AGV行驶至设定位置充电；其中，第一电量区间高于第二电量区间，第二电量区间高于第三电量区间。
与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请提出的自动化码头AGV充电方法和***，将AGV当前所属电量划分到不同电量区间内，针对所属不同电量区间实施不同的充电策略，在当前电量属于第一电量区间时，控制AGV执行正常作业，使AGV在正常作业期间行驶至堆场海侧交互区域内后，在AGV与海侧交互区交互支架交互同时实施充电，从而实现AGV的循环作业充电，不占用生产作业时间，实现电池的浅充浅放，有效延长电池的使用寿命；在当前电量所属区间为第二电量区间或第三电量区间时，AGV当前电量不满足循环充电条件，则控制AGV或者在完成当前作业之后，或者立即行驶至设定位置实施充电，并在充电期间遵循充电充至上一电量区间上限的策略，使得电池电量上升至第一电量区间或第二电量区间，以满足适用循环充电的条件，实现AGV电池最大概率的维持在浅充浅放状态，最大程度的延长电池使用寿命。
结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为本申请提出的自动化码头AGV充电方法的流程图；
图2为本申请提出的自动化码头AGV充电***的架构图；
图3为本申请中AGV实施循环充电的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。
本申请提出的自动化码头AGV充电方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S11：AGV作业过程中判断当前电量所属电量区间。
AGV在海侧作业过程中，也即，从桥吊装箱、经由作业车道、缓冲区、高速车道进入海侧交互区，将集装箱放置在堆场海侧交互区的交互支架上完成卸船作业的过程中，或装船作业过程中（与卸船作业相反），判断AGV的电池电量所属的电量区间。
本申请中，电量区间划分为三个：第一电量区间、第二电量区间和第三电量区间，这其中，第一电量区间高于第二电量区间，第二电量区间高于第三电量区间，本申请实施例中，第一电量区间定义为75%-100%，表示为绿的等级，第二电量区间定义为55%-75%，表示为黄色等级，第三电量区间定义为低于55%，表示为红色等级。
步骤S12：在电量属于第一电量区间时，控制AGV正常作业，并在堆场海侧交互区作业期间实施循环充电。
AGV的电池电量位于第一电量区间时，电量充足，可以正常执行生产作业，满足循环充电的条件，可以在作业过程中实施循环充电；这里的循环充电是指AGV在每个作业周期（装船或卸船）的作业过程中实施一次充电，充电事件发生在AGV运行至堆场海侧交互区内，与交互支架交互期间，也即，AGV在于交互支架交互期间同时完成循环充电，补充的电能能够使AGV电池的电量维持在第一电量区间内；在下次作业周期中，AGV行驶至堆场海侧交互区时再次充电补充消耗的电能，实现电池的浅充浅放。
步骤S13：在电量属于第二电量区间时，控制AGV正常作业，并在当前作业完成后行驶至设定位置充电。
AGV的电池电量位于第二电量区间时，电量比较充足，可以正常执行生产作业，但已经不满足浅充浅放的充电条件，为了使电池能够维持在浅充浅放状态，在AGV执行完当前生产作业之后，控制其行驶到指定的充电位置进行充电，充电至满足浅充浅放的条件，也即充至电池电量满足第一电量区间。
步骤S14：在电量属于第三电量区间时，控制AGV行驶至设定位置充电。
AGV的电池电量位于第三电量区间时，电量较低，AGV不能执行任务，需要及时补充电能，控制其立即行驶到指定的充电位置进行充电，充电至满足浅充浅放的条件，也即充至电池电量满足第一电量区间。
本申请中，充电装置安装于堆场海侧交互区的交互支架上，在步骤S12中的循环充电中，AGV行驶至交互支架交互同时，自身的取电装置与交互支架的充电装置对接实现浅充浅放，为使AGV更高概率的维持在浅充浅放状态，在步骤S13和步骤S14中，在设定位置充电直至第一电量区间内，而设定位置为堆场海侧交互区域内的指定海侧交互区交互支架的充电位置。
通常作业情况下，AGV在一个作业周期中消耗的电能，通过在堆场海侧交互区与交互支架交互期间实施充电，补充消耗的电能，在若干连续的工作周期中实现浅充浅放，从而维持电池的最优状态；但，不排除其他特殊情况使AGV电量降低到第二电量区间或第三电量区间，因此，本申请实施例中，通过步骤S13和步骤S14的调整，将AGV电池电量补充至第一电量区间，满足浅充浅放条件，能够使AGV更高概率的执行在步骤S12中，以循环充电方式，通过浅充浅放实现电池性能的最优，延长电池的寿命。
在本申请实施例中，在电量属于第二电量区间或第三电量区间时，为了避免AGV电量升到上一电量区间，刚刚执行完任务又降到下一电量区间，采取充电充到上限的策略，也即在充电期间，控制充电电量升至上一电量区间的上限；例如，当AGV电量位于第三电量区间时，AGV从第三电量区间开始充电，一直充到电量为75%时才变为第二电量区间，变为黄色等级，充到电量为100%时才变为第一电量区间，变为绿色等级。
在判断当前电量所属的电量区间时，则采用耗电降到下限的策略，也即按照电量区间的下限进行所属电量区间的判断；例如，当AGV电量位于第一电量区间时，AGV耗电到剩下75%时判断为下降到第二电量区间，为黄色等级；当AGV电量位于第二电量区间时，AGV耗电到剩下55%时判断为下降到第三电量区间，为红色等级。
本申请实施例中，在堆场海侧交互区作业期间实施循环充电，具体为如图3所示的步骤：
步骤S31：接收车辆管理***发送的取电指令，其中，取电指令为AGV行驶至堆场海侧交互区内时产生的。
AGV每次循环作业中行驶至海侧交互区时，车辆管理***下发取电指令。
步骤S32：确定AGV的行驶坐标。
AGV接收到该取电指令后，其单机导航模块则获取其行驶坐标。
步骤S33：基于行驶坐标判断AGV是否行驶至充电区域；
单机控制模块则基于行驶坐标判断AGV是否运行至设定好的充电区域内；若是，
步骤S34：控制取电装置伸出车体与充电装置对接，以实现为AGV的电池充电。
在AGV行驶至充电区域内后，控制取电装置伸出车体与安装在海侧交互区交互支架上的充电装置对接，充电装置即可开始为AGV的电池充电；这里，充电区域位于海侧交互区交互支架的设定范围内。
在为AGV的电池充电期间，步骤S35：控制AGV执行顶升带箱行驶如海侧交互区交互支架执行交互；以及，步骤S36：在交互完成后控制顶升平台下降，并控制AGV行驶出海侧交互区交互支架。通过时间复用的方式，在交互同时实施充电，提高充电效率。
上述，本申请提出的自动化码头AGV充电方法，将AGV当前所属电量划分到不同电量区间内，针对所属不同电量区间实施不同的充电策略，在当前电量属于第一电量区间时，控制AGV执行正常作业，使AGV在正常作业期间行驶至堆场海侧交互区域内后，在AGV与海侧交互区交互支架交互同时实施充电，从而实现AGV的循环作业充电，不占用生产作业时间，实现电池的浅充浅放，有效延长电池的使用寿命；在当前电量所属区间为第二电量区间或第三电量区间时，AGV当前电量不满足循环充电条件，则控制AGV或者在完成当前作业之后，或者立即行驶至设定位置实施充电，并在充电期间遵循充电充至上一电量区间上限的策略，使得电池电量上升至第一电量区间或第二电量区间，以满足适用循环充电的条件，实现AGV电池最大概率的维持在浅充浅放状态，最大程度的延长电池使用寿命。
基于上述提出的自动化码头AGV充电方法，本申请还提出一种自动化码头AGV充电***，如图2所示，包括电量区间判断模块24、第一电量区间充电控制模块21、第二电量区间充电控制模块22和第三电量区间充电控制模块23；
电量区间判断模块24安装于AGV上，用于在AGV作业过程中判断当前电量所属电量区间；第一电量区间充电控制模块21用于在电量属于第一电量区间时，控制AGV正常作业，并在堆场海侧交互区作业过程中实施循环充电；第二电量区间充电控制模块22用于在电量属于第二电量区间时，控制AGV正常工作，并在当前作业完成后行驶至设定位置充电；第三电量区间充电控制模块23用于在电量属于第三电量区间时，控制AGV行驶至设定位置充电；其中，第一电量区间高于第二电量区域，第二电量区间高于第三电量区间。
第二电量区间充电控制模块22和第三电量区间充电控制模块23，均包含有充电电量限定单元25；充电电量限定单元25用于控制在充电期间，控制充电电量升至上一电量区间的上限。
本申请实施例中，电量区间判断模块24包括判断限定单元241，用于控制电量区间判断模块24按照电量区间的下限进行所属电量区间的判断。
具体的，第一电量区间充电控制模块21包括取电指令接收模块211、单机导航模块212、单机控制模块213、充电装置214和取电装置215；取电装置215安装于AGV上，充电装置214安装于海侧交互区交互支架上，海侧交互区交互支架设置于堆场海侧交互区内；取电指令接收模块211用于接收车辆管理***3发送的取电指令；其中，取电指令为AGV行驶至堆场海侧交互区内时产生的；单机导航模块212用于确定AGV的行驶坐标；单机控制模块213用于基于行驶坐标判断AGV是否行驶至充电区域；若是，则控制取电装置215伸出车体与充电装置214对接，以实现为AGV充电；其中，充电区域位于海侧交互区交互支架的设定范围内。这里，设定位置为堆场海侧交互区域内的指定海侧交互区交互支架的充电位置。
具体的自动化码头AGV充电***的充电方式已经在上述的充电方法中详述，此处不予赘述。
上述本申请提出的自动化码头AGV充电方法和***，将AGV电量实施电量区间划分，针对不同的电量情况实施不同的充电策略，宗旨在于使AGV最大概率的维持在浅充浅放状态，实现延长电池寿命的效果。
应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.自动化码头AGV充电方法，其特征在于，包括：
AGV作业过程中判断当前电量所属电量区间；
在电量属于第一电量区间时，控制AGV正常作业，并在堆场海侧交互区作业期间实施循环充电；
在电量属于第二电量区间时，控制AGV正常作业，并在当前作业完成后行驶至设定位置充电；
在电量属于第三电量区间时，控制AGV行驶至设定位置充电；
其中，第一电量区间高于第二电量区间，第二电量区间高于第三电量区间。
2.根据权利要求1所述的自动化码头AGV充电方法，其特征在于，在电量属于第二电量区间或第三电量区间时，所述方法还包括：
在充电期间，控制充电电量升至上一电量区间的上限。
3.根据权利要求1所述的自动化码头AGV充电方法，其特征在于，在判断当前电量所属电量区间时，所述方法还包括：
按照电量区间的下限进行所属电量区间的判断。
4.根据权利要求1所述的自动化码头AGV充电方法，其特征在于，在堆场海侧交互区作业期间实施循环充电，具体为：
接收车辆管理***发送的取电指令，其中，所述取电指令为AGV行驶至堆场海侧交互区内时产生的；
确定所述AGV的行驶坐标；
基于所述行驶坐标判断所述AGV是否行驶至充电区域；若是，
控制取电装置伸出车体与充电装置对接，以实现为所述AGV充电；
其中，所述取电装置安装于所述AGV上，所述充电装置安装于海侧交互区交互支架上，所述海侧交互区交互支架设置于所述堆场海侧交互区内；所述充电区域位于所述海侧交互区交互支架的设定范围内。
5.根据权利要求4所述的自动化码头AGV充电方法，其特征在于，所述设定位置，为堆场海侧交互区域内的指定海侧交互区交互支架的充电位置。
6.自动化码头AGV充电***，其特征在于，包括电量区间判断模块、第一电量区间充电控制模块、第二电量区间充电控制模块和第三电量区间充电控制模块；
所述电量区间判断模块安装于所述AGV上，用于在AGV作业过程中判断当前电量所属电量区间；
所述第一电量区间充电控制模块，用于在电量属于第一电量区间时，控制AGV正常作业，并在堆场海侧交互区作业过程中实施循环充电；
所述第二电量区间充电控制模块，用于在电量属于第二电量区间时，控制AGV正常工作，并在当前作业完成后行驶至设定位置充电；
所述第三电量区间充电控制模块，用于在电量属于第三电量区间时，控制AGV行驶至设定位置充电；
其中，第一电量区间高于第二电量区间，第二电量区间高于第三电量区间。
7.根据权利要求6所述的自动化码头AGV充电***，其特征在于，所述第二电量区间充电控制模块和所述第三电量区间充电控制模块，均包含有充电电量限定单元；
所述充电电量限定单元，用于控制在充电期间，控制充电电量升至上一电量区间的上限。
8.根据权利要求6所述的自动化码头AGV充电***，其特征在于，所述电量区间判断模块包括判断限定单元；
所述判断限定单元，用于控制所述电量区间判断模块按照电量区间的下限进行所属电量区间的判断。
9.根据权利要求6所述的自动化码头AGV充电***，其特征在于，所述第一电量区间充电控制模块包括取电指令接收模块、单机导航模块、单机控制模块、充电装置和取电装置；所述取电装置安装于所述AGV上，所述充电装置安装于海侧交互区交互支架上，所述海侧交互区交互支架设置于所述堆场海侧交互区内；
所述取电指令接收模块，用于接收车辆管理***发送的取电指令；其中，所述取电指令为AGV行驶至堆场海侧交互区内时产生的；
所述单机导航模块，用于确定所述AGV的行驶坐标；
所述单机控制模块，用于基于所述行驶坐标判断所述AGV是否行驶至充电区域；若是，则控制取电装置伸出车体与充电装置对接，以实现为所述AGV充电；
其中，所述充电区域位于所述海侧交互区交互支架的设定范围内。
10.根据权利要求9所述的自动化码头AGV充电***，其特征在于，所述设定位置，为堆场海侧交互区域内的指定海侧交互区交互支架的充电位置。
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