CN110231800B - 一种停车机器人控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种停车机器人控制***，包括电池、DC‑DC电源、主控制器、网络开关、安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块，电池为整个控制***供电，并通过电源分配器将其中一部分电源直接给***内的电机供电，另一部分电源通过DC‑DC电源给控制***提供控制电源，控制***内的主控制器通过网络总线Ethernet实现与网络开关通讯，并通过EtherCAT通讯线实现与安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块通讯；本发明的控制***可以满足横梁可拉伸的横向插取式停车机器人的控制需求，使得该停车机器人具有更高的集成度，电气***简单、可靠、整洁；使机器人完成横向插取车辆，大大节省了停车场的空间利用率和柔性化，存取车效率高。

Description

一种停车机器人控制***
技术领域
本发明涉及一种控制***，特别涉及一种停车机器人控制***，属于智能停车领域所使用的重载AGV控制***。
背景技术
随着我国人民生活的不断富裕，私家车也越来越普及，停车难问题在一些城市逐步凸显出来。另外，随着我国工业自动化水平的不断提高以及机器人行业的不断发展和壮大，智能车库逐步发展起来，也有越来越多的科技企业投入到这片未被开发的市场中来，推出了各自的智能车库与机器人车库。
但目前真正可以实际运营的机器人智能车库并不多，主要是由于车库利用效率的提升不明显，存取车效率不高，对场地改造大；譬如目前市场上比较普遍的托盘式和梳齿式停车机器人，其都属于潜入式结构，机器人在存取车时需要潜入到车辆底部，并借助托盘和梳齿架将车辆移动到指定位置；由于托盘和梳齿架需要放置或固定在车位上，而车辆有大有小，为了保证托盘和梳齿架能够满足所有车辆的运输和存储，车位需要以最大车辆尺寸设计，从而对停车场地造成了很大的浪费，不能将场地利用率提高到极致。除此之外，这种潜入式的存取车方式属于纵向停车方式，为了保证机器人可以转向，所有机器人行走道路的宽度需要按照车辆长度进行设计，但实际机器人在不转弯时根本用不到那么宽的道路，因此也造成了车库的实际利用率大大折扣；另外，由于车位都是固定的，也降低了车库的柔性化。
基于以上停车机器人面临的问题，为了提高车库的场地利用率，本发明提出一种横向停车机器人的控制方***，使机器人摆脱托盘和梳齿架等场地设备，降低对场地的改造，增加车库的柔性化和场地利用率。
发明内容
本发明提出了一种停车机器人控制***，解决了现有技术中车库利用效率的提升不明显，存取车效率不高，对场地改造大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种停车机器人控制***，包括电池、DC-DC电源、主控制器、网络开关、安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块，所述电池为整个控制***供电，并通过电源分配器将其中一部分电源直接分配给***内的电机供电，另一部分电源通过DC-DC电源分配给控制***提供控制电源，所述控制***内包括主控制器、网络开关、安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块；
所述主控制器通过网络总线Ethernet实现与网络开关通讯，并通过EtherCAT通讯线实现与安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块通讯。
作为本发明的一种优选技术方案，所述控制***还包括WIFI模块、雷达一、雷达二、雷达三、雷达四、雷达五、监控设备和导航雷达，且所述WIFI模块、雷达一、雷达二、雷达三、雷达四、雷达五、监控设备和导航雷达均与网络开关的网络接口进行实时通讯，所述网络开关也可为网络交换机；
所述WIFI模块与服务器进行无线网络通讯，所述雷达一、雷达二、雷达三、雷达四和雷达五均感应障碍物、设备或人的位置；
所述监控设备为监控摄像头，所述导航雷达对机器人的位置进行定位。
作为本发明的一种优选技术方案，所述雷达一和雷达二均可以扫描车辆的外形。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安全PLC通过导线连接急停按钮，并发送安全信号。
作为本发明的一种优选技术方案，所述控制***还包括机器人前侧的前侧从动轮转向电机、前侧主动轮转向电机、前侧主动轮行走电机、前侧货叉电机一、前侧货叉电机二、前侧货叉电机三、前侧货叉电机四；
所述前侧从动轮转向电机、前侧主动轮转向电机、前侧主动轮行走电机、前侧货叉电机一、前侧货叉电机二、前侧货叉电机三和前侧货叉电机四均通过EtherCAT通讯线连接在前侧IO模块上，所述前侧IO模块还与机器人前侧的IO分配板通讯，并将IO分配板的IO信号转换成EtherCAT总线数据，发送给主控制器。
作为本发明的一种优选技术方案，机器人前部的距离传感器、物体识别传感器、指示灯和IO设备分别与机器人前侧的IO分配板进行电连接，所述IO分配板还给前侧从动轮转向电机、前侧主动轮行走电机、前侧货叉电机一、前侧货叉电机二、前侧货叉电机三和前侧货叉电机四供电。
作为本发明的一种优选技术方案，所述控制***还包括机器人后侧的后侧从动轮转向电机、后侧主动轮转向电机、后侧主动轮行走电机、后侧货叉电机一、后侧货叉电机二、后侧货叉电机三、后侧货叉电机四和拉线传感器；
所述后侧从动轮转向电机、后侧主动轮转向电机、后侧主动轮行走电机、后侧货叉电机一、后侧货叉电机二、后侧货叉电机三、后侧货叉电机四和拉线传感器分别通过EtherCAT通讯线连接在后侧IO模块上，同时所述后侧IO模块还与机器人后侧的IO分配板通讯，并将所述IO分配板的IO信号转换成EtherCAT总线数据，发送给主控制器。
作为本发明的一种优选技术方案，机器人后部的距离传感器、物体识别传感器、拉线传感器、指示灯和IO设备分别与机器人前侧的IO分配板进行电连接，所述IO分配板还给后侧从动轮转向电机、后侧主动轮行走电机、后侧货叉电机一、后侧货叉电机二、后侧货叉电机三和后侧货叉电机四供电。
本发明所达到的有益效果是：本发明的一种停车机器人控制***与现有技术相比，具有以下的有益效果：
1、本发明的控制***可以满足横梁可拉伸的横向插取式停车机器人的控制需求，使得该停车机器人具有更高的集成度，电气***简单、可靠、整洁。
2、本发明的控制***可以使机器人完成横向插取车辆，大大节省了停车场的空间利用率和柔性化。
3、本发明的控制***实现了机器人导航、运动控制、车辆扫描和车辆存取的控制需求，可以使得停车机器人负载能力强，行驶速度快，满足绝大多数车辆的存取需求，存取车效率相比其他的停车机器人提高很多。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提出的一种停车机器人控制***的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种停车机器人控制***，包括电池、DC-DC电源、主控制器、网络开关、安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块，电池为整个控制***供电，并通过电源分配器将其中一部分电源直接分配给***内的电机供电，另一部分电源通过DC-DC电源分配给控制***提供控制电源，控制***内包括主控制器、网络开关、安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块；
主控制器通过网络总线Ethernet实现与网络开关通讯，并通过EtherCAT通讯线实现与安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块通讯，其中，主控制器是整个控制***的控制核心，内置实时操作***和运行停车机器人控制软件。
控制***还包括WIFI模块、雷达一、雷达二、雷达三、雷达四、雷达五、监控设备和导航雷达，且WIFI模块、雷达一、雷达二、雷达三、雷达四、雷达五、监控设备和导航雷达均与网络开关的网络接口进行实时通讯，网络开关也可为网络交换机；
WIFI模块与服务器进行无线网络通讯，可获取和发送停车机器人的任务、状态，通过网络总线Ethernet传送给主控制器，雷达一、雷达二、雷达三、雷达四和雷达五均感应障碍物、设备或人的位置，可用于机器人的安全避障，防止机器人与其余障碍物、设备或人发生碰撞；
监控设备为监控摄像头，用于记录车辆运行的状况，导航雷达对机器人的位置进行定位，导航雷达是停车机器人控制***的关键设备，用于实现机器人的自身定位，以此判断机器人运动的路径是否正确，导航雷达为NAV245型雷达。
雷达一和雷达二均可以扫描车辆的外形，可以提取等待存取车辆的外形信息，传送给主控制器，使其控制机器人的夹持臂可以正确存取车辆。
安全PLC通过导线连接急停按钮，并发送安全信号，可用于紧急制动机器人，保证机器人的安全等级。
实施例2
如图1所示，控制***还包括机器人前侧的前侧从动轮转向电机、前侧主动轮转向电机、前侧主动轮行走电机、前侧货叉电机一、前侧货叉电机二、前侧货叉电机三、前侧货叉电机四；
前侧从动轮转向电机、前侧主动轮转向电机、前侧主动轮行走电机、前侧货叉电机一、前侧货叉电机二、前侧货叉电机三和前侧货叉电机四均通过EtherCAT通讯线连接在前侧IO模块上，前侧IO模块还与机器人前侧的IO分配板通讯，并将IO分配板的IO信号转换成EtherCAT总线数据，发送给主控制器。
机器人前部的距离传感器、物体识别传感器、指示灯和IO设备分别与机器人前侧的IO分配板进行电连接，IO分配板还给前侧从动轮转向电机、前侧主动轮行走电机、前侧货叉电机一、前侧货叉电机二、前侧货叉电机三和前侧货叉电机四供电。
控制***还包括机器人后侧的后侧从动轮转向电机、后侧主动轮转向电机、后侧主动轮行走电机、后侧货叉电机一、后侧货叉电机二、后侧货叉电机三、后侧货叉电机四和拉线传感器；
后侧从动轮转向电机、后侧主动轮转向电机、后侧主动轮行走电机、后侧货叉电机一、后侧货叉电机二、后侧货叉电机三、后侧货叉电机四和拉线传感器分别通过EtherCAT通讯线连接在后侧IO模块上，同时后侧IO模块还与机器人后侧的IO分配板通讯，并将IO分配板的IO信号转换成EtherCAT总线数据，发送给主控制器。
机器人后部的距离传感器、物体识别传感器、拉线传感器、指示灯和IO设备分别与机器人前侧的IO分配板进行电连接，IO分配板还给后侧从动轮转向电机、后侧主动轮行走电机、后侧货叉电机一、后侧货叉电机二、后侧货叉电机三和后侧货叉电机四供电。
其中，前侧从动转向电机和后侧从动转向电机均用于实现与其连接的从动轮的转向，前侧主动轮电机和后侧主动轮电机均用于实现与其连接的主动轮的转向，所以机器人的四个转向轮均可以独立转向，使得机器人可以原地零转弯半径转动，同时也可以实现机器人边行走边掉头的运动轨迹；前侧主动轮行走电机和后侧主动轮行走电机均给机器人行走提供动力，驱动机器人前进、后退、转弯；前后侧各四个货叉电机通过驱动夹持臂，抱夹车辆的轮胎，并将车辆提升到一定的高度或放置于地面，使机器人完成横向插取车辆，存取车辆，满足绝大多数车辆的存取需求。
本发明的控制***可以满足横梁可拉伸的横向插取式停车机器人的控制需求，使得该停车机器人具有更高的集成度，电气***简单、可靠、整洁；可以使机器人完成横向插取车辆，大大节省了停车场的空间利用率和柔性化，实现了机器人导航、运动控制、车辆扫描和车辆存取的控制需求，可以使得停车机器人负载能力强，行驶速度快，满足绝大多数车辆的存取需求，存取车效率相比其他的停车机器人提高很多。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (3)

1.一种停车机器人控制***，包括电池、DC-DC电源、主控制器、网络开关、安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块，其特征在于，所述电池为整个控制***供电，并通过电源分配器将其中一部分电源直接分配给***内的电机供电，另一部分电源通过DC-DC电源分配给控制***提供控制电源，所述控制***内包括主控制器、网络开关、安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块；
所述主控制器通过网络总线Ethernet实现与网络开关通讯，并通过EtherCAT通讯线实现与安全PLC、前侧IO模块和后侧IO模块通讯；
所述控制***还包括WIFI模块、雷达一、雷达二、雷达三、雷达四、雷达五、监控设备和导航雷达，且所述WIFI模块、雷达一、雷达二、雷达三、雷达四、雷达五、监控设备和导航雷达均与网络开关的网络接口进行实时通讯，所述网络开关也可为网络交换机；
所述WIFI模块与服务器进行无线网络通讯，所述雷达一、雷达二、雷达三、雷达四和雷达五均感应障碍物、设备或人的位置；
所述监控设备为监控摄像头，所述导航雷达对机器人的位置进行定位；
所述雷达一和雷达二均可以扫描车辆的外形；
所述安全PLC通过导线连接急停按钮，并发送安全信号；
所述控制***还包括机器人前侧的前侧从动轮转向电机、前侧主动轮转向电机、前侧主动轮行走电机、前侧货叉电机一、前侧货叉电机二、前侧货叉电机三、前侧货叉电机四；
所述前侧从动轮转向电机、前侧主动轮转向电机、前侧主动轮行走电机、前侧货叉电机一、前侧货叉电机二、前侧货叉电机三和前侧货叉电机四均通过EtherCAT通讯线连接在前侧IO模块上，所述前侧IO模块还与机器人前侧的IO分配板通讯，并将IO分配板的IO信号转换成EtherCAT总线数据，发送给主控制器；
所述控制***还包括机器人后侧的后侧从动轮转向电机、后侧主动轮转向电机、后侧主动轮行走电机、后侧货叉电机一、后侧货叉电机二、后侧货叉电机三、后侧货叉电机四和拉线传感器；
所述后侧从动轮转向电机、后侧主动轮转向电机、后侧主动轮行走电机、后侧货叉电机一、后侧货叉电机二、后侧货叉电机三、后侧货叉电机四和拉线传感器分别通过EtherCAT通讯线连接在后侧IO模块上，同时所述后侧IO模块还与机器人后侧的IO分配板通讯，并将所述IO分配板的IO信号转换成EtherCAT总线数据，发送给主控制器。
2.根据权利要求1所述的一种停车机器人控制***，其特征在于，机器人前部的距离传感器、物体识别传感器、指示灯和IO设备分别与机器人前侧的IO分配板进行电连接，所述IO分配板还给前侧从动轮转向电机、前侧主动轮行走电机、前侧货叉电机一、前侧货叉电机二、前侧货叉电机三和前侧货叉电机四供电。
3.根据权利要求1所述的一种停车机器人控制***，其特征在于，机器人后部的距离传感器、物体识别传感器、拉线传感器、指示灯和IO设备分别与机器人前侧的IO分配板进行电连接，所述IO分配板还给后侧从动轮转向电机、后侧主动轮行走电机、后侧货叉电机一、后侧货叉电机二、后侧货叉电机三和后侧货叉电机四供电。
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Address before: Unit F101, building 1, 168 xinshawu Road, Tangjiawan Town, high tech Zone, Zhuhai, Guangdong 519000

Patentee before: ZHUHAI LITING INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.