CN109466353A - 自动引导车充电***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动引导车充电***和方法,包括车辆管理***、单机导航模块、单机控制模块、充电装置、取电装置、电池和海侧交互区交互支架;车辆管理***用于在自动引导车行驶到堆场海侧交互区内时,向自动引导车发送取电指令;单机导航模块用于在自动引导车接收到取电指令后,确定自动引导车的行驶坐标并发送给单机控制模块;单机控制模块包括充电控制单元,用于基于行驶坐标判断自动引导车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为电池充电;自动引导车无需到专用充电场地的充电桩处续航,而是在生产作业中行驶到堆场海侧交互区时进行充电,省去了专用充电场地的规划,不占用前沿场地也可以实施充电续航。
Description
技术领域
本发明属于自动化码头技术领域,具体地说,是涉及一种自动引导车充电***和方法。
背景技术
AGV(自动引导车)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。
发明内容
本申请提供了一种自动引导车充电***和方法,解决现有AGV电池组电能补给方式投资成本高的技术问题。
为解决上述技术问题,本申请采用以下技术方案予以实现:
提出一种自动引导车充电***,包括车辆管理***、单机导航模块、单机控制模块、充电装置、取电装置、电池和海侧交互区交互支架;其中,所述单机导航模块、所述单机控制模块、电池和取电装置安装于自动引导车上,所述充电装置安装于所述海侧交互区交互支架上;所述海侧交互区交互支架设置于堆场海侧交互区内;所述车辆管理***,用于在自动引导车行驶到堆场海侧交互区内时,向自动引导车发送取电指令;所述单机导航模块,用于在所述自动引导车接收到所述取电指令后,确定所述自动引导车的行驶坐标并发送给所述单机控制模块;所述单机控制模块包括充电控制单元;所述充电控制单元,用于基于所述行驶坐标判断所述自动引导车是否行驶至充电区域;若是,则控制所述取电装置伸出车体与所述充电装置对接为所述电池充电;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。
进一步的,所述单机控制模块包括交互控制单元;所述交互控制单元,用于在所述的电池充电期间,控制所述自动引导车执行顶升后带箱行驶入所述海侧交互区交互支架执行交互,并在交互完成后控制顶升平台下降,以及控制所述自动引导车驶出所述海侧交互区交互支架;所述充电控制单元,还用于在所述交互控制单元控制所述自动引导车驶出所述海侧交互区交互支架时,控制所述取电装置与所述充电装置分离并缩回车体内。
进一步的,取电装置包括伸缩机构和集电器;所述充电装置包括充电模块和滑触线。
进一步的,所述充电控制单元包括距离判断子单元,用于在所述自动引导车行驶至充电区域后,判断所述自动引导车是否行驶至第一距离节点,若是,则所述充电控制单元控制所述取电装置伸出车体,所述距离判断子单元继续判断所述自动引导车是否运行至第二距离节点,若是,则充电控制单元首先判断所述取电装置是否伸出正常,若是,则充电控制单元继续控制所述取电装置与所述充电装置对接。
进一步的,所述充电装置的充电功率大于理论额定功率;所述理论额定功率为所述自动引导车一个工作循环周期内的消耗功率。
提出一种自动引导车充电方法,包括:接收车辆管理***发送的取电指令,其中,所述取电指令为自动引导车行驶至堆场海侧交互区内时产生的;确定所述自动引导车的行驶坐标;基于所述行驶坐标判断所述自动引导车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,以实现为所述自动引导车的电池充电;其中,所述取电装置安装于所述自动引导车上,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。
进一步的,在为所述自动引导车的电池充电期间,所述方法还包括:控制所述自动引导车执行顶升带箱行驶如所述海侧交互区交互支架执行交互;以及,在交互完成后控制顶升平台下降,并控制所述自动引导车行驶出所述海侧交互区交互支架。
进一步的,控制取电装置伸出车体与充电装置对接,具体为:判断所述自动引导车是否行驶至第一距离节点;若是,控制所述取电装置伸出车体;以及,判断继续判断所述自动引导车是否行驶至第二距离节点;若是,判断所述取电装置是否伸出正常,若是,则控制所述取电装置与所述充电装置对接。
进一步的,若判断所述取电装置伸出异常,所述方法还包括:发出提示信息。
进一步的,控制所述充电装置的充电功率大于理论额定功率;所述理论额定功率为所述自动引导车一个工作循环周期内的消耗功率。
与现有技术相比,本申请的优点和积极效果是:本申请提出的自动引导车充电***和方法,在堆场海侧交互区的交互支架上安装充电装置,不占用码头前沿场地,当自动引导车每次循环作业至海侧交互区时实施一次充电,也即,在自动引导车与海侧交互区交互支架交互生产作业过程中完成充电,不占用生产作业时间,通过每次循环作业实施充电实现循环续航,不需要建设换电站,不需要配备备用电池,实现了低成本续电,解决了AGV电池组电能补给方式投资成本高的技术问题。
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引导车充电***的***架构图;
图2为本申请提出的自动引导车充电方法的方法流程图。
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。
本申请旨在提出一种低成本的自动化码头自动引导车的续航方式,出于该目的,本申请提出一种自动引导车充电***,如图1所示,包括车辆管理***1、单机导航模块21、单机控制模块22、充电装置31、取电装置24、电池23和海侧交互区交互支架3;其中,单机导航模块21、单机控制模块22、电池23和取电装置24安装于自动引导车2上,充电装置31安装于海侧交互区交互支架上3;海侧交互区交互支架3设置于堆场海侧交互区内。
车辆管理***1用于在自动引导车2行驶到堆场海侧交互区内时,向自动引导车2发送取电指令;单机导航模块21用于在自动引导车2接收到取电指令后,确定自动引导车2的行驶坐标并发送给单机控制模块22;单机控制模块22包括充电控制单元221,充电控制单元221用于基于行驶坐标判断自动引导车是否行驶至充电区域;若是,则控制取电装置24伸出车体与充电装置31对接为电池23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,充电装置位于该设定范围内。
可见,基于本申请提出的自动引导车充电***,自动引导车无需到专用充电场地的充电桩处续航,而是在生产作业中行驶到堆场海侧交互区时进行充电,省去了专用充电场地的规划,不占用前沿场地也可以实施充电续航。
海侧交互区交互支架,为设置在堆场海侧交互区的中转装置,通常,自动引导车行驶至海侧交互区后,与堆场的场吊交互实现集装箱的转移,而交互支架则用于自动引导车通过顶升方式将集装箱先放置于交互支架上,场吊继而再从交互支架上抓取集装箱直线转移,实现提高自动引导车作业效率的技术效果。
取电装置24安装于每部自动引导车2上,与电池23连接,其具体包括伸缩机构和集电器,伸缩机构用于通过伸缩将集电器伸出车体与充电装置对接,或回缩入车体与充电装置分离;充电装置31安装于堆场海侧交互区的交互支架上,包括充电模块和与充电模块相连的滑触线,在自动引导车行驶至交互支架的设定范围内后,自动引导车的集电器通过伸缩机构伸出车体,与充电装置的滑触线相接,充电模块即可开始为电池充电。
本申请提出的单机控制模块22还包括交互控制单元222;该交互控制单元222用于在的电池23充电期间,控制自动引导车2执行顶升后带箱行驶入海侧交互区交互支架执行交互,并在交互完成后控制顶升平台下降,以及控制自动引导车驶出海侧交互区交互支架;充电控制单元221则还用于在交互控制单元222控制自动引导车2驶出海侧交互区交互支架3时,控制取电装置与充电装置分离并缩回车体内。
以上控制流程,能够在自动引导车充电期间同时完成交互作业,通过时间复用节省了充电时长,提高充电效率。
具体的,充电控制单元221包括距离判断子单元2211,用于在自动引导车2行驶至充电区域后,判断自动引导车2是否行驶至第一距离节点,若是,则充电控制单元221控制取电装置24伸出车体,距离判断子单元2211继续判断自动引导车是否运行至第二距离节点,若是,则充电控制单元221首先判断取电装置是否伸出正常,若是,则充电控制单元221继续控制取电装置24与充电装置31对接,否则则可以通过报警等方式发出信息提示。
以设定范围的Y坐标为280-300之间为例,以282为第一节点,以296为第二节点,在当自动引导车行驶至282位置时,控制取电装置伸出,当自动引导车行驶至296时,判断取电装置伸出状态是否正常,若是,则取电装置可以与充电装置正常对接实施充电,若否,则发出报警。在完成交互作业出交互支架时,行驶至第二节点296位置时,控制取电装置回缩。
本申请提出的自动引导车充电***,在自动引导车生产作业期间实施循环充电,为实现在堆场海侧交互区的充电能够满足自动引导车的一个工作循环周期的消耗,以自动引导车从桥吊收箱后行驶到堆场海侧交互区交箱,再行驶回桥吊为一个工作循环周期,需要设计充电装置的充电功率大于理论额定功率,这里的理论额定功率为自动引导车一个工作循环周期内的消耗功率。
自动引导车的循环能耗,根据自动化码头的总平面布局以及AGV的作业流程计算,其中综合考虑地面坡度、风阻系数、轮胎与地面摩擦阻力、AGV的传动效率以及负载、电池容量等情况。
本申请实施例中,自动引导车2的前后各安装一部取电装置24,实际应用中,不论自动导引车以哪一头进入堆场海侧交互区与海侧交互区交互支架交互,都优选位于前端的取电装置24与海侧交互区交互支架上安装的充电装置对接,在交互作业期间实施充电,若其中一部取电装置24损坏时,则控制另外一部取电装置与充电装置对接实施充电,不耽误作业也不耽误充电,提高了设备的可靠性。
基于上述提出的自动引导车充电***,本申请还提出一种自动引导车充电方法,运用于该自动引导车充电***中,如图2所示,包括如下步骤:
步骤S21:接收车辆管理***发送的取电指令,其中,取电指令为自动引导车行驶至堆场海侧交互区内时产生的。
自动引导车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S22:确定自动引导车的行驶坐标。
自动引导车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S23:基于行驶坐标判断自动引导车是否行驶至充电区域;
单机控制模块则基于行驶坐标判断自动引导车是否运行至设定好的充电区域内;若是,
步骤S24:控制取电装置伸出车体与充电装置对接,以实现为自动引导车的电池充电。
在自动引导车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自动引导车的电池充电;这里,充电区域位于海侧交互区交互支架的设定范围内。
在为自动引导车的电池充电期间,步骤S25:控制自动引导车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S26:在交互完成后控制顶升平台下降,并控制自动引导车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。
本申请实施例中,控制取电装置伸出车体与充电装置对接,具体为:判断自动引导车是否行驶至第一距离节点;若是,控制取电装置伸出车体;以及,判断继续判断自动引导车是否行驶至第二距离节点;若是,判断取电装置是否伸出正常,若是,则控制取电装置与充电装置对接;若判断取电装置伸出异常,则发出提示信息。
在充电期间,通过对电池充电电流等参数的检测,控制充电装置的充电功率大于理论额定功率,理论额定功率为自动引导车一个工作循环周期内的消耗功率,以实现续航电能高于消耗电能,支持自动引导车的无限续航可能。且,由于循环充电的方式,实现了电池的浅充浅放,能够起到延长电池寿命的效果,进一步降低自动引导车的充电投入成本。
具体的充电方式已经在上述充电***中详述,此处不予赘述。
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.自动引导车充电***,其特征在于,包括车辆管理***、单机导航模块、单机控制模块、充电装置、取电装置、电池和海侧交互区交互支架;其中,所述单机导航模块、所述单机控制模块、电池和取电装置安装于自动引导车上,所述充电装置安装于所述海侧交互区交互支架上;所述海侧交互区交互支架设置于堆场海侧交互区内;
所述车辆管理***,用于在自动引导车行驶到堆场海侧交互区内时,向自动引导车发送取电指令;
所述单机导航模块,用于在所述自动引导车接收到所述取电指令后,确定所述自动引导车的行驶坐标并发送给所述单机控制模块;
所述单机控制模块包括充电控制单元;所述充电控制单元,用于基于所述行驶坐标判断所述自动引导车是否行驶至充电区域;若是,则控制所述取电装置伸出车体与所述充电装置对接为所述电池充电;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。
2.根据权利要求1所述的自动引导车充电***,其特征在于,所述单机控制模块包括交互控制单元;
所述交互控制单元,用于在所述的电池充电期间,控制所述自动引导车执行顶升后带箱行驶入所述海侧交互区交互支架执行交互,并在交互完成后控制顶升平台下降,以及控制所述自动引导车驶出所述海侧交互区交互支架;
所述充电控制单元,还用于在所述交互控制单元控制所述自动引导车驶出所述海侧交互区交互支架时,控制所述取电装置与所述充电装置分离并缩回车体内。
3.根据权利要求1所述的自动引导车充电***,其特征在于,取电装置包括伸缩机构和集电器;所述充电装置包括充电模块和滑触线。
4.根据权利要求1所述的自动引导车充电***,其特征在于,所述充电控制单元包括距离判断子单元,用于在所述自动引导车行驶至充电区域后,判断所述自动引导车是否行驶至第一距离节点,若是,则所述充电控制单元控制所述取电装置伸出车体,所述距离判断子单元继续判断所述自动引导车是否运行至第二距离节点,若是,则充电控制单元首先判断所述取电装置是否伸出正常,若是,则充电控制单元继续控制所述取电装置与所述充电装置对接。
5.根据权利要求1所述的自动引导车充电***,其特征在于,所述充电装置的充电功率大于理论额定功率;所述理论额定功率为所述自动引导车一个工作循环周期内的消耗功率。
6.自动引导车充电方法,其特征在于,包括:
接收车辆管理***发送的取电指令,其中,所述取电指令为自动引导车行驶至堆场海侧交互区内时产生的;
确定所述自动引导车的行驶坐标;
基于所述行驶坐标判断所述自动引导车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,以实现为所述自动引导车的电池充电;其中,所述取电装置安装于所述自动引导车上,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。
7.根据权利要求6所述的自动引导车充电方法,其特征在于,在为所述自动引导车的电池充电期间,所述方法还包括:
控制所述自动引导车执行顶升带箱行驶如所述海侧交互区交互支架执行交互;以及,
在交互完成后控制顶升平台下降,并控制所述自动引导车行驶出所述海侧交互区交互支架。
8.根据权利要求6所述的自动引导车充电方法,其特征在于,控制取电装置伸出车体与充电装置对接,具体为:
判断所述自动引导车是否行驶至第一距离节点;若是,
控制所述取电装置伸出车体;以及,判断继续判断所述自动引导车是否行驶至第二距离节点;若是,
判断所述取电装置是否伸出正常,若是,则控制所述取电装置与所述充电装置对接。
9.根据权利要求8所述的自动引导车充电方法,其特征在于,若判断所述取电装置伸出异常,所述方法还包括:
发出提示信息。
10.根据权利要求6所述的自动引导车充电方法,其特征在于,控制所述充电装置的充电功率大于理论额定功率;所述理论额定功率为所述自动引导车一个工作循环周期内的消耗功率。
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