CN111038290A - 一种主动伴随式的agv充电***及控制方法 - Google Patents

一种主动伴随式的agv充电***及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种主动伴随式的AGV充电***及控制方法，与现有技术相比，本发明的移动充电车可根据充电任务指令查找和跟踪目标AGV，在目标AGV行驶的状态下，与目标AGV进行对接，并在充电过程中，始终与目标AGV保持同步行驶，使目标AGV在充电过程中可正常执行任务，从而提高AGV的工作效率，并避免目标AGV与移动充电车在充电过程中长时间停靠在一位置，对其他正在执行任务的AGV行驶形成阻碍。

Description

一种主动伴随式的AGV充电***及控制方法
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，具体涉及一种主动伴随式的AGV充电***及控制方法。
背景技术
目前搬运机器人技术的大力发展和广泛应用，但电池能量密度的技术发展瓶颈尚未得到突破，导致搬运机器人的电池续航问题日益凸显。常规的AGV充电方式是在AGV的工作场地内设置固定的充电桩，在AGV上设置监控***监控AGV的剩余电量，当AGV监控到AGV***的电量即将耗尽时，AGV需退出任务并行使至固定充电桩处进行充电。但很多时候AGV已经进入任务，任务用时又比较长，这种方式充电方式会影响AGV执行任务，不利于提高执行效率；另外，AGV在向充电桩行使的过程中遇到阻碍，拖着重物，退不出来，此时又中途缺电，会给生产任务带来极大的影响。
为解决上述问题，现有的AGV工作场地在设置充电桩的基础上，增加移动移动充电车的充电方案。即在AGV工作场地内投放移动移动充电车，该移动移动充电车上设有用于向AGV供电的蓄电装置，移动移动充电车在固定充电桩处冲电后，可在原地和指点地点停靠，当接受到充电任务后，可行驶至待充电的AGV的当前位置，为已停止行驶的AGV充电，通过上述两种充电方案的结合，提高AGV的充电效率和工作效率。但由于AGV的充电时间长，并且在充电过程中无法继续行驶，正在执行的任务只能中断，待完成充电后继续执行。并且，在充电过程中，AGV与移动移动充电车长时间停靠一地点，可能会对其他正在执行任务的AGV行驶形成阻碍。
现有的AGV充电方案需进一步改进，减少AGV缺电情况对AGV执行任务的影响，以此提高执行效率。
发明内容
本发明的第一个发明目的在于提供一种主动伴随式的AGV充电***,本发明的控制***可控制移动充电车与AGV同步行驶并保持对接状态，从而为正在执行任务的AGV充电。
为实现以上发明目的，本发明采取以下技术方案：
主动伴随式的AGV充电***，包括目标AGV、调度平台和移动充电车，所述目标AGV设有监控模块，用于监控车体电量情况，并在缺电状态下生成并发送充电任务指令；所述调度平台可接收所述充电任务指令，根据所述充电任务指令识别目标AGV的坐标位置，并发送充电任务指令；所述移动充电车可接受所述充电任务指令，并根据所述充电任务指令寻找目标AGV所在位置；到达目标AGV附近后，启动所述移动充电车内的充电模块，所述充电模块与所述目标AGV的充电接口连接，同时所述移动充电车与所述目标AGV同步行驶。
与现有技术相比，本发明的移动充电车可根据充电任务指令查找和跟踪目标AGV，在目标AGV行驶的状态下，与目标AGV进行对接，并在充电过程中，始终与目标AGV保持同步行驶，使目标AGV在充电过程中可正常执行任务，从而提高AGV的工作效率，并避免目标AGV与移动充电车在充电过程中长时间停靠在一位置，对其他正在执行任务的AGV行驶形成阻碍。
优选的，所述移动充电车还包括MCU模块、通讯模块和寻址模块；所述通讯模块接收充电任务指令并传输到MCU模块和寻址模块；所述MCU模块可启动寻址模块，所述寻址模块根据充电任务指令生成寻址路径并反馈到MCU模块，所述MCU模块根据所述寻址路径控制移动充电车行驶至目标AGV所在位置。
优选的，所述移动充电车还包括充电管理模块，所述充电管理模块用于监控和向MCU模块反馈移动充电车的电量情况，所述MCU模块通过充电管理模块反馈的电量情况判定是否可执行充电任务并生成反馈指令，并通过通讯模块发送给调度平台。
优选的，所述充电任务指令还包括缺电警报，所述MCU模块根据缺电警报启动所述充电管理模块。
优选的，所述MCU模块在判定可执行充电任务后启动所述寻址模块。
优选的，所述充电任务指令包括AGV原始坐标、实时坐标和AGV行程路线，所述寻址模块根据AGV原始坐标和移动充电车坐标生成寻址路径，根据AGV实时坐标调整寻址路径，并根据AGV行程路线、AGV实时坐标生成充电路径。在本方案中，寻址模块先根据AGV原始坐标和移动充电车坐标生成导航路径，在移动充电车到达AGV原始坐标后，再根据AGV的实时坐标不断调整路径直至移动充电车与AGV对接；对接后，移动充电车根据充电路径行驶，从而与AGV保持同步行驶。需要说明的是，本发明的AGV原始坐标，是指AGV发出缺电警报时所处的坐标；实时坐标是AGV发出缺电警报后，继续行驶过程中不断更新的坐标。
优选的，还包括行走控制模块，所述MCU模块将寻址路径、充电路径下发到行走控制模块，所述行走控制模块控制移动充电车依序按寻址路径、充电路径行驶。
优选的，所述寻址模块包括室内导航模块和室外导航模块，所述通讯模块接收工作场地的室内或室外的导航信号并传输到寻址模块，所述寻址模块根据导航信号启动室内导航模块或室外导航模块。
优选的，还包括对接模块，所述对接模块红外线模块和NFC模块，移动充电车到达目标AGV附近后，所述MCU模块启动所述对接模块，所述对接模块通过扫描寻找目标AGV的充电口的位置并将扫描信息传输到充电模块，所述充电模块根据扫描信息与目标AGV的充电口实现对接。
本发明的第二个发明目的在于提供一种上述主动伴随式的AGV充电***的控制方法，包括以下步骤：
a、目标AGV生成并发出充电任务指令，调度平台接收充电任务指令，进入工作状态，进入步骤b；b、筛选可执行充电任务的移动充电车，向移动充电车发送充电任务指令，进入步骤c；c、移动充电车接收充电任务指令，并向调度平台发送反馈指令，当反馈指令为“可执行任务”时，进入步骤d；当反馈指令为“不可执行任务”时，重复步骤b-c，直至获得反馈信号“可执行任务”，进入步骤d；d、移动充电车根据充电任务指令生成寻址路径，并根据寻址路径从待命点行驶至AGV原始坐标的位置，再向调度平台发送"到达目的地"的反馈指令,进入步骤e；e、调度平台接收和向目标AGV转发反馈指令，并持续接收和向移动充电车转发更新的AGV实时坐标，进入步骤f；f、移动充电车持续接收AGV实时坐标，根据充电任务指令控制移动充电车缩小与目标AGV的距离差并感应目标AGV的充电口，从而控制移动充电车与AGV完成对接，进入步骤g；g、移动充电车为目标AGV供电，并持续接收AGV实时坐标和AGV行程路线，根据AGV实时坐标和AGV行程路线充电路径，并根据充电路径与目标AGV保持同步行驶，进入步骤h；h、移动充电车检测到移动充电车完成充电，向调度平台发送“完成充电”的反馈指令，并返回待命点；i、调度平台接收反馈指令，进入待机状态。本发明的控制方法，由于应用了上述方案的控制***，因此具有上述方案的所有优点，其可提升AGV的充电效率和工作效率。
附图说明
图1是本发明的原理图1；
图2是本发明的原理图2；
图3是移动充电车的工作流程简图；
图4是调度平台的工作流程简图。
具体实施方式
以下根据附图，进一步的说明本发明的技术方案：
如图1-4所示，本发明的主动伴随式的AGV充电***，包括目标AGV、调度平台和移动充电车，所述目标AGV设有监控模块，用于监控车体电量情况，并在缺电状态下生成并发送充电任务指令；所述调度平台可接收所述充电任务指令，根据所述充电任务指令识别目标AGV的坐标位置，并发送充电任务指令；所述移动充电车可接受所述充电任务指令，并根据所述充电任务指令寻找目标AGV所在位置；到达目标AGV附近后，启动所述移动充电车内的充电模块，所述充电模块与所述目标AGV的充电接口连接，同时所述移动充电车与所述目标AGV同步行驶。
上述移动充电车还包括MCU模块、通讯模块和寻址模块；所述通讯模块接收充电任务指令并传输到MCU模块和寻址模块；所述MCU模块可启动寻址模块，所述寻址模块根据充电任务指令生成寻址路径并反馈到MCU模块，所述MCU模块根据所述寻址路径控制移动充电车行驶至目标AGV所在位置。
上述移动充电车还包括充电管理模块，所述充电管理模块用于监控和向MCU模块反馈移动充电车的电量情况，所述MCU模块通过充电管理模块反馈的电量情况判定是否可执行充电任务并生成反馈指令，并通过通讯模块发送给调度平台。
上述充电任务指令还包括缺电警报，所述MCU模块根据缺电警报启动所述充电管理模块。
上述MCU模块在判定可执行充电任务后启动所述寻址模块。
上述充电任务指令包括AGV原始坐标、实时坐标和AGV行程路线，所述寻址模块根据AGV原始坐标和移动充电车坐标生成寻址路径，根据AGV实时坐标调整寻址路径，并根据AGV行程路线、AGV实时坐标生成充电路径。在本方案中，寻址模块先根据AGV原始坐标和移动充电车坐标生成导航路线，在移动充电车到达AGV原始坐标后，再根据AGV的实时坐标不断调整路径直至移动充电车与AGV对接；对接后，移动充电车根据充电路径行驶，从而与AGV保持同步行驶。需要说明的是，本发明的AGV原始坐标，是指AGV发出缺电警报时所处的坐标。
还包括行走控制模块，所述MCU模块将寻址路径、充电路径下发到行走控制模块，所述行走控制模块控制移动充电车依序按寻址路径、充电路径行驶。
上述寻址模块包括室内导航模块、室外导航模块，所述通讯模块接收工作场地的室内或室外的导航信号并传输到寻址模块，所述寻址模块根据导航信号启动室内导航模块或室外导航模块。本实施例的室内导航模块、室外导航模块分别用于运行室外导航模式、室内导航模式，在室外模式下，所述导航模块通过GPS、差分GPS等适用于户外的导航模块进行导航；在室内模式下，所述导航模块通过激光导航模块等适用于户内的导航模块进行导航。
还包括对接模块，所述对接模块红外线模块和NFC模块，移动充电车到达目标AGV附近后，所述MCU模块启动所述对接模块，所述对接模块通过扫描寻找目标AGV的充电口的位置并将扫描信息传输到充电模块，所述充电模块根据扫描信息与目标AGV的充电口实现对接。
在一实施例中，所述调度平台包括中央通信模块、数据库、调度模块和中央控制模块，所述中央控制模块与调度平台的各模块电连接以智能调度各模块工作，所述中央通信模块用于接收和转发充电任务指令、反馈指令，所述数据库对移动充电车的数据进行记录和更新，所述调度模块从数据库中筛选可执行充电任务的移动充电车数据。在本实施例中，调度平台起到调度和转发各项指令的功能，其中，数据库对移动充电车的数据进行记录和更新，以使可执行充电任务的移动充电车数量和相关车辆信息存储于调度平台中，调度模块从中筛选可执行任务的移动充电车，中央通信模块分别向目标AGV、移动充电车转发指令，以使调度平台作为中间平台，为AGV和移动充电车建立通信连接。
在一实施例中，所述调度平台、移动充电车均设有显控模块，以便于操作人员随时掌控调度平台、移动充电车的工作状态，并在需要的情况下，通过人工输入为调度平台、移动充电车下发、调整充电任务。
在一实施例中，所述调度平台、移动充电车均设有声光报警模块，分别用于调度平台、移动充电车工作状态异常时，发出声光报警。
所述中央控制模块根据缺电警报启动调度模块，根据调度模块筛选的移动充电车数据并反馈到中央控制模块，由中央控制模块调度所述中央通信模块向对应的移动充电车发送充电任务指令。
与现有技术相比，本发明的移动充电车可根据充电任务指令查找和跟踪目标AGV，在目标AGV行驶的状态下，与目标AGV进行对接，并在充电过程中，始终与目标AGV保持同步行驶，使目标AGV在充电过程中可正常执行任务，从而提高AGV的工作效率，并避免目标AGV与移动充电车在充电过程中长时间停靠在一位置，对其他正在执行任务的AGV行驶形成阻碍。
本发明还公开了一种上述主动伴随式的AGV充电***的控制方法，包括以下步骤：
a、目标AGV生成并发出充电任务指令，调度平台接收充电任务指令，进入工作状态，进入步骤b；b、筛选可执行充电任务的移动充电车，向移动充电车发送充电任务指令，进入步骤c；c、移动充电车接收充电任务指令，并向调度平台发送反馈指令，当反馈指令为“可执行任务”时，进入步骤d；当反馈指令为“不可执行任务”时，重复步骤b-c，直至获得反馈信号“可执行任务”，进入步骤d；d、移动充电车根据充电任务指令生成寻址路径，并根据寻址路径从待命点行驶至AGV原始坐标的位置，再向调度平台发送"到达目的地"的反馈指令,进入步骤e；e、调度平台接收和向目标AGV转发反馈指令，并持续接收和向移动充电车转发更新的AGV实时坐标，进入步骤f；f、移动充电车持续接收AGV实时坐标，根据充电任务指令控制移动充电车缩小与目标AGV的距离差并感应目标AGV的充电口，从而控制移动充电车与AGV完成对接，进入步骤g；g、移动充电车为目标AGV供电，并持续接收AGV实时坐标和AGV行程路线，根据AGV实时坐标和AGV行程路线充电路径，并根据充电路径与目标AGV保持同步行驶，进入步骤h；h、移动充电车检测到移动充电车完成充电，向调度平台发送“完成充电”的反馈指令，并返回待命点；i、调度平台接收反馈指令，进入待机状态。本发明的控制方法，由于应用了上述实施例的控制***，因此具有上述方案的所有优点，其可提升AGV的充电效率和工作效率。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种主动伴随式的AGV充电***，其特征在于，包括：
目标AGV，所述目标AGV设有监控模块，用于监控车体电量情况，并在缺电状态下生成并发送充电任务指令；
调度平台，所述调度平台可接收所述充电任务指令，根据所述充电任务指令识别目标AGV的坐标位置，并发送充电任务指令；
移动充电车，所述移动充电车可接受所述充电任务指令，并根据所述充电任务指令寻找目标AGV所在位置；到达目标AGV附近后，启动所述移动充电车内的充电模块，所述充电模块与所述目标AGV的充电接口连接，同时所述移动充电车与所述目标AGV同步行驶。
2.根据权利要求1所述的主动伴随式的AGV充电***，其特征在于：所述移动充电车还包括MCU模块、通讯模块和寻址模块；
所述通讯模块接收充电任务指令并传输到MCU模块和寻址模块；
所述MCU模块可启动寻址模块，所述寻址模块根据充电任务指令生成寻址路径并反馈到MCU模块，所述MCU模块根据所述寻址路径控制移动充电车行驶至目标AGV所在位置。
3.根据权利要求2所述的主动伴随式的AGV充电***，其特征在于：所述移动充电车还包括充电管理模块，所述充电管理模块用于监控和向MCU模块反馈移动充电车的电量情况，所述MCU模块通过充电管理模块反馈的电量情况判定是否可执行充电任务并生成反馈指令，并通过通讯模块发送给调度平台。
4.根据权利要求3所述的主动伴随式的AGV充电***，其特征在于：所述充电任务指令还包括缺电警报，所述MCU模块根据缺电警报启动所述充电管理模块。
5.根据权利要求3所述的主动伴随式的AGV充电***，其特征在于：所述MCU模块在判定可执行充电任务后启动所述寻址模块。
6.根据权利要求2所述的主动伴随式的AGV充电***，其特征在于：所述充电任务指令包括AGV原始坐标、实时坐标和AGV行程路线，所述寻址模块根据AGV原始坐标和移动充电车坐标生成寻址路径，根据AGV实时坐标调整寻址路径，并根据AGV行程路线、AGV实时坐标生成充电路径。
7.根据权利要求6所述的主动伴随式的AGV充电***，其特征在于：还包括行走控制模块，所述MCU模块将寻址路径、充电路径下发到行走控制模块，所述行走控制模块控制移动充电车依序按寻址路径、充电路径行驶。
8.根据权利要求2或6所述的主动伴随式的AGV充电***，其特征在于：所述寻址模块包括室内导航模块、室外导航模块，所述通讯模块接收工作场地的室内或室外的导航信号并传输到寻址模块，所述寻址模块根据导航信号启动室内导航模块或室外导航模块。
9.根据权利要求2所述的主动伴随式的AGV充电***，其特征在于：还包括对接模块，所述对接模块红外线模块和NFC模块，移动充电车到达目标AGV附近后，所述MCU模块启动所述对接模块，所述对接模块通过扫描寻找目标AGV的充电口的位置并将扫描信息传输到充电模块，所述充电模块根据扫描信息与目标AGV的充电口实现对接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的主动伴随式的AGV充电***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、目标AGV生成并发出充电任务指令，调度平台接收充电任务指令，进入工作状态，进入步骤b；
b、筛选可执行充电任务的移动充电车，向移动充电车发送充电任务指令，进入步骤c；
c、移动充电车接收充电任务指令，并向调度平台发送反馈指令，当反馈指令为“可执行任务”时，进入步骤d；当反馈指令为“不可执行任务”时，重复步骤b-c，直至获得反馈信号“可执行任务”，进入步骤d；
d、移动充电车根据充电任务指令生成寻址路径，并根据寻址路径从待命点行驶至AGV原始坐标的位置，再向调度平台发送"到达目的地"的反馈指令,进入步骤e；
e、调度平台接收和向目标AGV转发反馈指令，并持续接收和向移动充电车转发更新的AGV实时坐标，进入步骤f；
f、移动充电车持续接收AGV实时坐标，根据充电任务指令控制移动充电车缩小与目标AGV的距离差并感应目标AGV的充电口，从而控制移动充电车与AGV完成对接，进入步骤g；
g、移动充电车为目标AGV供电，并持续接收AGV实时坐标和AGV行程路线，根据AGV实时坐标和AGV行程路线充电路径，并根据充电路径与目标AGV保持同步行驶，进入步骤h；
h、移动充电车检测到移动充电车完成充电，向调度平台发送“完成充电”的反馈指令，并返回待命点；
i、调度平台接收反馈指令，进入待机状态。
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