CN116878538B - 一种用于wms的agv小车运行数据采集*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及仓储技术领域，公开了一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，包括AGV小车本体和铺设在地面上的引导轨道，其特征在于，还包括采集模块，采集模块设于AGV小车本体的底侧，且采集模块用于采集AGV小车沿引导轨道行进的运行数据；采集模块包括球体、半环线圈、信号件、支架和转动组件。本发明通过数据采集模块集成在驱动端的外侧壁上，利用驱动端上线圈运行时，切割磁感线产生感应电流，避免了传统传感器检测和定位的误差，可检测出小车驱动端上在X、Y轴上的偏移，采集模块采集X、Y轴上轮体转数可准确定位出AGV小车运行过程中的行进距离和行进角度，进一步提高AGV小车执行进中误差的精度。
Description
技术领域
本发明涉及仓储领域，更具体地说，它涉及一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***。
背景技术
仓储管理***(WMS)是一个实时的计算机软件***，它能够按照运作的业务规则和运算法则，对信息、资源、行为、存货和分销运作进行更完美的管理，提高效率。
AGV小车，简称AGV，指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。一般可通过电脑来控制其行进路径以及行为，或利用电磁轨道来设立其行进路径，电磁轨道黏贴于地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。
现有的AGV小车运输时，会载着货物沿着轨道移动，再将货物码放至指定位置，如果货物堆码位置出现错误，出现错误可能是因为驱动端的驱动偏差，驱动端的非轴偏差时，无法很好地采集小车运动状态，不能排查出小车故障节点和故障原因。
发明内容
本发明提供一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，解决相关技术中运行故障中无法快速排查出小车故障节点和故障原因的技术问题。
本发明提供了一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，包括AGV小车本体和铺设在地面上的引导轨道，其特征在于，还包括采集模块，采集模块设于AGV小车本体的底侧，且采集模块用于采集AGV小车沿引导轨道行进的运行数据；
采集模块包括球体、半环线圈、信号件、驱动端和转动组件，驱动端设于球体的两侧上，驱动端驱动球体滚动在引导轨道上，球体表面设有线圈槽道，半环线圈铺设在线圈槽道内，信号件设于半环线圈的两端之间，转动组件设于球体的上方，转动组件可带动球体沿水平向转动；
驱动端的内侧设有X轴定位件，X轴定位件用于标记球体的水平向，转动组件的内侧设有Y轴定位件，Y轴定位件用于标记球体的铅垂向；
支架上设有磁片，引导轨道内设有沿其轨道向铺设的下磁板，磁片和下磁板之间形成磁场，半环线圈随着球体转动时，半环线圈不断切割磁场内的磁感线，信号件接收半环线圈中产生的感应电流，采集到小车的行进、行进距离和行进位置的运行数据；
还包括定位模块，定位模块设于AGV小车本体内，定位模块可与控制模块之间信号传输，用于对AGV小车本体的实时定位；
还包括控制模块，控制模块通过调控AGV小车本体在引导轨道上运行，并接收定位模块和采集模块中信号件的传输数据；
还包括数据库，数据库用于存储对应AGV小车本体的车体数据，以及存储控制模块接收的传输数据。
进一步地，驱动端的侧壁安装有顶升组件，顶升组件的端部延伸至转动组件的一侧。
进一步地，顶升组件包括传动盘、传动槽道和顶升件，传动槽道设于传动盘的外边上，顶升件的一端设于传动槽道的槽壁内。
进一步地，磁片的外边上设有环形槽道，顶升件的顶端滑动连接在环形槽道的槽壁内。
进一步地，顶升件包括滚轮、连接杆和连接端头，连接端头和滚轮分别安装在连接杆的两端，滚轮安装于传动槽道内。
进一步地，传动槽道包括顶升部和连接部，顶升部呈拱桥状结构，连接部为圆环状结构，顶升部和连接部之间围合成封闭槽道。
进一步地，AGV小车本体的内壁设有环形分布有若干个信号端头，信号端头位于连接端头的正上方，且信号端头与连接端头之间插接安装。
进一步地，驱动端包括驱动电机和磁盘，磁盘的一端安装在驱动电机的输出轴上，且磁盘的另一端面为弧面结构。
进一步地，转动组件包括转动电机，磁盘安装在转动电机的输出轴上，转动电机带动磁盘沿着水平向转动。
进一步地，X轴定位件和Y轴定位件均包括定位轮，两个定位轮的端面分别与球体的铅垂面和水平面重合。
本发明的有益效果在于：
本数据采集***通过对AGV小车运行的行进路径、行进方向和行进位置数据进行采集，其中数据采集模块集成在驱动端的外侧壁上，利用驱动端上线圈运行时，切割磁感线产生感应电流，避免了传统传感器检测和定位的误差；
同时可检测出小车驱动端上在X、Y轴上的偏移，通过采集模块采集X、Y轴上轮体转数可准确定位出AGV小车运行过程中的行进距离和行进角度，进一步提高AGV小车执行进中误差的精度。
附图说明
图1是本发明提出的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***的AGV小车运行结构示意图；
图2是图1中车体的底侧视角结构示意图；
图3是图2中采集模块的主视图；
图4是图3中采集模块的球体运行示意图；
图5是图2中采集模块去球体的结构示意图；
图6是图2中顶升组件结构示意图；
图7是图2中上盘体结构示意图；
图8是本发明提出的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***的AGV小车运行路径图。
图中：100、车体；200、载物组件；300、前雷达；400、后雷达；500、引导轨道；510、下磁板；600、采集模块；610、滚动件；611、球体；612、驱动磁道；613、半环线圈；614、霍尔电流传感器；620、转动电机；630、上盘体；631、磁片；632、环形槽道；633、固定架；640、驱动件；650、顶升组件；651、传动盘；652、传动槽道；652a、顶升部；652b、连接部；653、顶升件；653a、滚轮；653b、连接杆；653c、连接端头；660、信号端头；670、Y轴定位件；680、X轴定位件。
具体实施方式
现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。
实施例一
参阅图1-图8所示，一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，包括AGV小车本体和铺设在地面上的引导轨道500，其特征在于，还包括采集模块600，采集模块600设于AGV小车本体的底侧，且采集模块600用于采集AGV小车沿引导轨道500行进的运行数据；
其中AGV小车本体包括车体100和设于车体100上的信号模块，信号模块与控制模块之间电信连接，对车体100的预设行进路径进行调节；
采集模块600包括滚动件610、半环线圈613、信号件、驱动端和转动组件，驱动端设于滚动件610的两侧上，驱动端驱动滚动件610滚动在引导轨道500上，滚动件610的表面设有线圈槽道，半环线圈613铺设在线圈槽道内，信号件设于半环线圈613的两端之间，转动组件设于滚动件610的上方，转动组件可带动滚动件610沿水平向转动；
滚动件610选取球体611作为驱动端的驱动轮体，是为了更好地缩小车体100的转弯半径，转弯半径的缩小，可进一步提高AGV小车行进过程中偏转时的测定精度；
转动组件上设有磁片631，引导轨道500内设有沿其轨道向铺设的下磁板510，同时引导轨道500上设有滚动槽，球体611的下端面滚动连接在滚动槽的槽壁内，磁片631和下磁板510之间形成磁场，半环线圈613随着球体611转动时，半环线圈613不断切割磁场内的磁感线，信号件接收半环线圈613中产生的感应电流，采集到小车的行进、行进距离和行进位置的运行数据；
其中信号件包括但不限于霍尔电流传感器614，霍尔电流传感器614是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件，半环线圈613内产生感应电流时，可被霍尔电流传感器614检测到，其中球体611的材料包括但不限于铁铝合金，在球体611结构通过磁力与驱动端是存在间隙的，且信号件安装在半环线圈613的端部，与半环线圈613串联，可测定半环线圈613在转动时，感应电流通过半环线圈613被检测到；
驱动端的内侧设有X轴定位件680，X轴定位件680用于标记球体611的水平向，转动组件的内侧设有Y轴定位件670，Y轴定位件670用于标记球体611的铅垂向，X轴定位件680和Y轴定位件670均包括定位轮，两个定位轮的端面分别与球体611的铅垂面和水平面重合，两个定位轮可对应；
还包括定位模块，定位模块设于AGV小车本体内，定位模块可与控制模块之间信号传输，用于对AGV小车本体的实时定位；
还包括控制模块，控制模块通过调控AGV小车本体在引导轨道500上运行，并接收定位模块和采集模块600中信号件的传输数据，车体100上设有前雷达300和后雷达400，通过前后的雷达可对AGV小车本体在引导轨道500上行进的路径进行引导；
还包括数据库，数据库用于存储对应AGV小车本体的车体100数据，以及存储控制模块接收的传输数据，其中数据库用于存储对应AGV小车本体的车体100数据，以及存储控制模块接收的传输数据，AGV小车本体的车体100数据为AGV小车本体的编号，在运行中，每部AGV小车本体均具有其唯一的编号，且AGV小车本体的运行电量等参数均可以为AGV小车本体的车体100数据，便于AGV小车本体的运行数据追溯时，对应不同的AGV小车本体。
驱动端的侧壁安装有顶升组件650，顶升组件650的端部延伸至转动组件的一侧，顶升组件650包括传动盘651、传动槽道652和顶升件653，传动槽道652设于传动盘651的外边上，顶升件653的一端设于传动槽道652的槽壁内，磁片631的外边上设有环形槽道632，顶升件653的顶端滑动连接在环形槽道632的槽壁内。
其中顶升件653包括滚轮653a、连接杆653b和连接端头653c，连接端头653c和滚轮653a分别安装在连接杆653b的两端，滚轮653a安装于传动槽道652内，传动槽道652包括顶升部652a和连接部652b，顶升部652a呈拱桥状结构，连接部652b为圆环状结构，顶升部652a和连接部652b之间围合成封闭槽道。
AGV小车本体的内壁设有环形分布有若干个信号端头660，信号端头660可定位球体611的水平转动方向，信号端头660位于连接端头653c的正上方，且信号端头660与连接端头653c之间插接安装。
其中驱动端包括驱动电机和磁盘，磁盘的一端安装在驱动电机的输出轴上，且磁盘的另一端面为弧面结构；其中转动组件包括转动电机620、固定架633和上盘体630，固定架633安装在车体100内部，且上盘体630水平设置在固定架633的底端，转动电机620垂直安装在上盘体630上，且磁片631设于上盘体630的中部，磁盘安装在转动电机620的输出轴上，转动电机620带动磁盘沿着水平向转动，同时在球体611上设有驱动磁道612，驱动磁道612呈环形分布在球体611外表面上，与磁盘对应设置，磁盘上的磁极分布，与驱动磁道612上磁极分布是交错的，即磁盘上N极位置对应驱动磁道612上磁极的S极位置，当磁盘转动时，通过磁极之间的同性相吸，异性相斥的原理，带动球体611转动。
如图1和图2所示，AGV小车的车体100的前端设有载物组件200，载物组件200用于AGV小车的车体100运输货物，载物组件200为类似于叉车的运载部件，包括但不限于液压缸和叉杆，液压缸带动叉杆沿着铅垂向移动，AGV小车车体100靠近载物组件200的一侧端部设有前雷达300，AGV小车车体100靠近采集模块600的底侧设有后雷达400，前雷达300和后雷达400均与定位模块之间电信连接。
在本发明的一个实施例中，用于WMS的AGV小车运行数据采集***使用时，基于仓储管理***，通过控制模块预设AGV小车的行进路径，在AGV小车运行异常时，只能对AGV小车的异常运行前后位置进行记录，例如AGV小车的异常止停，或者AGV小车的异常堆码等作业，均只能记录AGV小车的行进初始位置和终点位置，不能很好地记录出AGV小车异常时，其行进路径的偏差，偏差因素包括偏差角度，偏差距离和偏差位置，与采集模块600采集的运行数据对应，通过采集的运行数据检测出AGV小车异常的因素，可快速排查出AGV小车异常的原因，具体地，该采集***的作业流程如下：
正常状态下，车体100通过驱动件640驱动车体100沿着引导轨道500行进，其中位于车体100内的磁片631水平设置，与下侧的下磁板510之间始终形成一个磁场，车体100在行进时，球体611滚动，其上的半环线圈613随之滚动，不断切割该磁场，可以通过霍尔电流传感器614检测每个半环线圈613切割该磁场的感应电流，例如球体611转动90°，球体611上的半环线圈613也随着球体611转动90°，半环线圈613转动过程中，切割磁感线，产生了相应的感应电流，同样的其上的若干个半环线圈613同样也切割了磁感线，但其切割磁感线后产生的感应电流方向不同，在转动时，检测每个半环线圈613的感应电流变化，在运行中，其感应电流的变化随着球体611转动360°记为一周期T，记录周期T的数量，即记录球体611沿着Y轴向转动的转数S，同时球体611转动一个周期的行进距离为定长L，则车体100行进路径距离C＝S·T×L；
同样的，车体100转动时，通过转动组件中转动电机620驱动，带动磁盘转动，转动后，车体100运行后随之切换行进角度，切换后，车体100行进过程中使球体611中半环线圈613向体面的正投影恢复与引导轨道500的导向相垂直，车体100转动后，车体100行进，顶升组件650中传动盘651与X轴向上的磁盘相连接，磁盘转动带动传动盘651转动，带动传动盘651上的传动槽道652转动，当连接杆653b的滚轮653a一端运行至传动槽道652的顶升部652a时，连接杆653b沿着铅垂向移动，连接端头653c和信号端头660结合，连接端头653c与信号端头660之间插接后再拔出，其中连接端头653c与信号端头660的连接处为车体100转动角度，记录车体100的转动角度θ；
正常行进位置分为X轴向和Y轴向，如图8所示，例如该路线为AGV小车故障时的实际行进路径，其中C1、C2、C3和C4为车体100运行的四段行进路径，其中车体100的转动角度θ1、θ2和θ3，AGV小车预设的路径在X轴向的距离为C2×sinθ1+C4，AGV小车预设的路径在Y轴向的距离为C1+C2×cosθ1+C3，选取第一个偏转点，该点可记为(0，C1)，选取第二个偏转点，该点可记为(C2×sinθ1，C1+C2×cosθ1)，选取第三个偏转点，该点可记为(C2×sinθ1，C1+C2×cosθ1+C3)，通过每个偏转点依次连接，可得到图8中所示的实际行进路径，可直接地判断出AGV小车的偏转位置；
通过车体100的行进路径距离C、转动角度θ和行进位置数据，对车体100的行进路径偏差进行追溯，可通过以上追溯的数据与预设行进路线数据进行比较，得到AGV小车行进的偏差节点，具体到仓储管理***内，可快速排查出该偏差节点时，AGV小车的行进异常原因，提高AGV小车执行行进路径中的误差排查效率。
在本发明的一个实施例中，球体611通过磁盘和其上的驱动磁道612磁力作用，形成无轴磁悬浮转动，正常状态下，球体611是沿着X、Y轴向上滚动行进，但是在出现了非X、Y轴向上的偏转，无法通过测定其球体611的实际在X、Y轴向上的转数；
故在驱动端出现驱动偏差时，该驱动偏差还不为X、Y轴向上的转动偏差，则测量该转动偏差的X、Y轴上角位移分量，通过角位移分量测定驱动端上在X、Y轴上的实际转数；
其中通过定位轮定位X、Y轴向上的基准轴面，在球体611非X、Y轴向上的偏转，可通过其偏转向分至基准轴面的分量测定，通过X、Y轴向上的轴面的分量测定实际转数，可将AGV小车的转动偏差数据转化为行进路径距离C、转动角度θ和行进位置数据，对小车的实际行进路径进行模拟，可快速定位出AGV小车误差节点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，包括AGV小车本体和铺设在地面上的引导轨道(500)，其特征在于，还包括采集模块(600)，采集模块(600)设于AGV小车本体的底侧，且采集模块(600)用于采集AGV小车沿引导轨道(500)行进的运行数据；
采集模块(600)包括球体(611)、半环线圈(613)、信号件、驱动端和转动组件，驱动端设于球体(611)的两侧上，驱动端驱动球体(611)滚动在引导轨道(500)上，球体(611)表面设有线圈槽道，半环线圈(613)铺设在线圈槽道内，信号件设于半环线圈(613)的两端之间，转动组件设于球体(611)的上方，转动组件带动球体(611)沿水平向转动；
驱动端的内侧设有X轴定位件(680)，X轴定位件(680)用于标记球体(611)的水平向，转动组件的内侧设有Y轴定位件(670)，Y轴定位件(670)用于标记球体(611)的铅垂向；
支架上设有磁片(631)，引导轨道(500)内设有沿其轨道向铺设的下磁板(510)，磁片(631)和下磁板(510)之间形成磁场，半环线圈(613)随着球体(611)转动时，半环线圈(613)不断切割磁场内的磁感线，信号件接收半环线圈(613)中产生的感应电流，采集到小车的行进方向、行进距离和行进位置的运行数据；
还包括控制模块，控制模块通过调控AGV小车本体在引导轨道(500)上运行，并接收定位模块和采集模块(600)中信号件的传输数据；
还包括定位模块，定位模块设于AGV小车本体内，定位模块与控制模块之间信号传输，用于对AGV小车本体的实时定位；
还包括数据库，数据库用于存储对应AGV小车本体的车体(100)数据，以及存储控制模块接收的传输数据。
2.根据权利要求1所述的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，其特征在于，驱动端的侧壁安装有顶升组件(650)，顶升组件(650)的端部延伸至转动组件的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，其特征在于，顶升组件(650)包括传动盘(651)、传动槽道(652)和顶升件(653)，传动槽道(652)设于传动盘(651)的外边上，顶升件(653)的一端设于传动槽道(652)的槽壁内。
4.根据权利要求3所述的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，其特征在于，磁片(631)的外边上设有环形槽道(632)，顶升件(653)的顶端滑动连接在环形槽道(632)的槽壁内。
5.根据权利要求4所述的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，其特征在于，顶升件(653)包括滚轮(653a)、连接杆(653b)和连接端头(653c)，连接端头(653c)和滚轮(653a)分别安装在连接杆(653b)的两端，滚轮(653a)安装于传动槽道(652)内。
6.根据权利要求5所述的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，其特征在于，传动槽道(652)包括顶升部(652a)和连接部(652b)，顶升部(652a)呈拱桥状结构，连接部(652b)为圆环状结构，顶升部(652a)和连接部(652b)之间围合成封闭槽道。
7.根据权利要求6所述的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，其特征在于，AGV小车本体的内壁设有环形分布有若干个信号端头(660)，信号端头(660)位于连接端头(653c)的正上方，且信号端头(660)与连接端头(653c)之间插接安装。
8.根据权利要求7所述的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，其特征在于，驱动端包括驱动电机和磁盘，磁盘的一端安装在驱动电机的输出轴上，且磁盘的另一端面为弧面结构。
9.根据权利要求8所述的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，其特征在于，转动组件包括转动电机(620)，磁盘安装在转动电机(620)的输出轴上，转动电机(620)带动磁盘沿着水平向转动。
10.根据权利要求9所述的一种用于WMS的AGV小车运行数据采集***，其特征在于，X轴定位件(680)和Y轴定位件(670)均包括定位轮，两个定位轮的端面分别与球体(611)的铅垂面和水平面重合。
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