一种伺服嵌入式运载工具的制作方法

本实用新型实施例涉及车辆控制技术，尤其涉及一种伺服嵌入式运载工具。

背景技术：

运载工具是伴随着自动化物流系统和自动化仓库而产生的设备。运载工具在仓储物流设备中主要有两种形式：运载工具式出入库系统和运载工具式仓储系统，以往复或者回环方式，在固定轨道上运行的台车，将货物运送到指定地点或接驳设备。

现有运载工具采用直流无刷电机驱动，外部设备内集成有一个运行控制算法，远程控制每辆运载工具的启停，上电驱动运载工具运行，断电控制运载工具停止。显然，每个仓库或物流系统需要在外部设备内嵌入一个相对应的运行控制算法，造成运营成本大，运载工具控制过程复杂。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种伺服嵌入式运载工具，以简化运载工具控制流程。

本实用新型实施例提供了一种伺服嵌入式运载工具，与外接控制设备无线通信，该运载工具包括：主控器、伺服驱动器和伺服电机；

所述主控器与所述外接控制设备无线通信，用于从所述外接控制设备获取目标运行参数信息，并将该目标运行参数信息下发给所述伺服驱动器；

所述伺服驱动器电连接在所述主控器和所述伺服电机之间，用于解析所述目标运行参数信息，根据该解析后运行参数控制所述伺服电机转动。

进一步地，所述解析后运行参数包括运行距离、运行方向、运行加减速时间和运行速度中的一种或多种。

进一步地，所述主控器和所述伺服驱动器之间采用can总线通信、rs485总线通信或脉冲总线通信。

进一步地，所述伺服驱动器还用于获取所述伺服电机的实际运行数据，将该实际运行数据通过所述主控器反馈至所述外接控制设备。

进一步地，所述解析后运行参数至少包括目标运行距离，所述实际运行数据至少包括实际运行距离；

所述主控器用于从所述外接控制设备获取所述目标运行距离且通过所述伺服驱动器获取所述实际运行距离，检测到所述实际运行距离与所述目标运行距离的差值小于或等于第一预设距离阈值时，发送停止运动报文给所述伺服驱动器使所述伺服电机停止运动。

进一步地，所述运载工具所运行地面上或者轨道上设置有多个定点障碍物，所述运载工具还包括光电传感器，所述光电传感器与所述主控器电连接；

所述光电传感器用于向所述运载工具的运行方向输出光发射信号，并在接收到经由所述障碍物反射的光反馈信号时生成第一电信号；

所述主控器用于检测到所述实际运行距离与所述目标运行距离的差值小于或等于所述第一预设距离阈值且获取到所述第一电信号时，发送停止运动报文给所述伺服驱动器使所述伺服电机停止运动。

进一步地，所述运载工具的转动轮包括主动转动轮和从动转动轮，所述主动转动轮与所述伺服驱动器电连接，所述从动转动轮上设置有编码器，所述编码器与所述主控器电连接，其中，所述实际运行数据至少包括主动轮运行距离；

所述编码器用于根据所述从动转动轮的转动情况生成相应的脉冲信号，并输出至所述主控器；

所述主控器用于根据所述脉冲信号计算所述从动转动轮的从动轮运行距离，检测到所述从动轮运行距离与所述主动轮运行距离的差值大于第二预设距离阈值时，发送停止运动报文给所述伺服驱动器使所述伺服电机停止运动。

进一步地，所述从动转动轮转动一周带动所述编码器转动一周，所述编码器转动一周输出n个脉冲，n为正整数。

进一步地，所述运载工具还包括报警器；

所述主控器用于在发送所述停止运动报文时，还向所述报警器发送报警信号使所述报警器进行报警。

本实用新型实施例提供的伺服嵌入式运载工具，外接控制设备只需给运载工具提供运行参数，运载工具中主控器将该目标运行参数信息下发给伺服驱动器，伺服驱动器根据解析后运行参数控制伺服电机转动。与现有技术相比，本实用新型实施例中运载工具内部集成了独立的运动控制器件，外接控制设备只需下发运动参数给运载工具，运载工具内主控器根据该外部运行参数进行控制和驱动伺服电机，实现了车辆自身的独立控制和驱动，无需外接控制设备提供运动控制算法实时进行每辆运载工具的控制驱动，因此不同外接控制设备可以采用通用量产的运载工具，运载工具可以适用于不同用户平台，简化了运载工具的运行控制流程，降低成本，实现了运载工具的智能化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本实用新型的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本实用新型的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本实用新型的权利要求范围之内。

图1是本实用新型实施例提供的一种伺服嵌入式运载工具的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的主控器的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本实用新型实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本实用新型的技术方案，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1所示，为本实用新型实施例提供的一种伺服嵌入式运载工具的示意图。本实施例提供的运载工具1与外接控制设备2无线通信，该运载工具1包括：主控器11、伺服驱动器12和伺服电机13；主控器11与外接控制设备2无线通信，用于从外接控制设备2获取目标运行参数信息，并将该目标运行参数信息下发给伺服驱动器12；伺服驱动器12电连接在主控器11和伺服电机13之间，用于解析目标运行参数信息，根据该解析后运行参数控制伺服电机13转动。可选解析后运行参数包括运行距离、运行方向、运行加减速时间和运行速度中的一种或多种。

本实施例中，可选主控器11为嵌入式主芯片，可以与外接控制设备2无线通信，在此不具体限定嵌入式主芯片的型号，任意一种适用于运载工具的嵌入式主芯片均落入本实用新型的保护范围。主控器11可以从外接控制设备2获取运载工具1的各项运行参数，并以此通过伺服驱动器12驱动伺服电机13转动，使运载工具1按照外接控制设备2下发的各项运行参数进行运行。

可以理解，可选外接控制设备2下发至主控器11的各项运行参数包括运载工具1的运行距离、运行方向、运行加减速时间和运行速度中的一种或多种，主控器11获取该各项运行参数后发送给伺服驱动器12，可选主控器11、外接控制设备2和伺服驱动器12之间可以采用报文传输，报文中包含运行距离、运行方向、运行加减速时间和运行速度等信息。则该包含运行距离、运行方向、运行加减速时间和运行速度等信息的报文即为外接控制设备2下发至主控器11的目标运行参数信息。采用报文进行传输，使得数据传输时延非常小，实时性强，传送的数据不会发生失序，信道安全性高。

本实施例中，伺服驱动器12电连接在主控器11和伺服电机13之间，用于解析目标运行参数信息，根据该解析后运行参数控制伺服电机13转动。主控器11发送包含运行距离、运行方向、运行加减速时间和运行速度等信息的报文给伺服驱动器12，伺服驱动器12对报文进行解析后可获取报文中携带的运行参数，该解析后运行参数包括运行距离、运行方向、运行加减速时间和运行速度中的一种或多种。伺服驱动器12根据解析后的运行参数规划运载工具1的运动路线，控制伺服电机13转动，以使运载工具1按照规划好的运动路线进行运动。

可以理解，一个外接控制设备可以用于与一辆运载工具进行通信。还可选一个外接控制设备与多辆运载工具同时进行通信，那么外接控制设备与每辆运载工具独立进行通信和控制驱动。外接控制设备与运载工具之间不仅可以传输运行参数，还可以下发用户输入的某些特定指令及传输车辆反馈信息；例如，用户直接通过外接控制设备向某一运载工具下发停止运行指令；或者，运载工具中集成有电池模块，运载工具可以在电池电量低于20％时向外接控制设备反馈电池电量信息；等等，不限于此。

如图2所示，可选主控器具有网络通信接口11a，主控器通过网络通信接口11a连接网络，主控器与外接控制设备通过网络进行通信。在其他实施例中，还可选主控器通过蓝牙等通信方式与外接控制设备通信。

可选主控器和伺服驱动器之间采用can总线通信、rs485总线通信或脉冲总线通信。如图2所示，可选主控器具有can总线通信接口11b，主控器通过该can总线通信接口11b与伺服驱动器进行通信。在其他实施例中，还可选主控器和伺服驱动器之间采用其他通信方式通信，不限于此。

本实用新型实施例提供的伺服嵌入式运载工具，外接控制设备只需给运载工具提供运行参数，运载工具中主控器将该目标运行参数信息下发给伺服驱动器，伺服驱动器根据解析后运行参数控制伺服电机转动。与现有技术相比，本实用新型实施例中运载工具内部集成了独立的运动控制器件，外接控制设备只需下发运动参数给运载工具，运载工具内主控器根据该外部运行参数进行控制和驱动伺服电机，实现了车辆自身的独立控制和驱动，无需外接控制设备提供运动控制算法实时进行每辆运载工具的控制驱动，因此不同外接控制设备可以采用通用量产的运载工具，运载工具可以适用于不同用户平台，简化了运载工具的运行控制流程，降低了成本，实现了运载工具的智能化。

示例性的，在上述技术方案的基础上，可选伺服驱动器还用于获取伺服电机的实际运行数据，将该实际运行数据通过主控器反馈至外接控制设备。

如图2所示，可选伺服驱动器通过can总线通信接口11b将伺服电机的实际运行数据传输给主控器，主控器再通过网络通信接口11a上传至外接控制设备。具体的，主控器通过伺服驱动器获取伺服电机的实际运行数据，并反馈给外接控制设备进行存储和显示，则用户可以通过外接控制设备实时查看或监控每辆运载工具的运行状态，并可以按照实际需求随时调整下发至运载工具的运行参数。例如，实际运行数据可以包括运载工具的实际运行距离、伺服电机扭矩和运载工具的报警信息等等。该实际运行数据的反馈方式可以是实时反馈，也可以是定时反馈。

可选解析后运行参数至少包括目标运行距离，实际运行数据至少包括实际运行距离；主控器用于从外接控制设备获取目标运行距离且通过伺服驱动器获取实际运行距离，检测到实际运行距离与目标运行距离的差值小于或等于第一预设距离阈值时，发送停止运动报文给伺服驱动器使伺服电机停止运动。

本实施例中，主控器根据外接控制设备下发的目标运行参数信息，通过伺服驱动器控制伺服电机转动，则运载工具可以按照目标运行参数运行。理想状态下，外接控制设备下发的目标运行距离和运载工具的实际运行距离应相等或差值非常小，则说明运载工具抵达目标运行距离所对应的目标地点；若目标运行距离和运载工具实际运行距离差值较大，说明运载工具远离目标地点，需继续运行直至靠近或抵达目标地点。基于此，相关从业人员通过多次试验预先确定一个第一预设距离阈值并存储在主控器中，以该第一预设距离阈值作为运载工具运行距离正常和存在偏差的判断依据。

实际使用中，主控器通过伺服驱动器控制伺服电机转动。主控器还从目标运行参数信息中提取出目标运行距离，同时，伺服驱动器还将从伺服电机获取的运载工具的实际运行距离上传给主控器，主控器比对目标运行距离和实际运行距离。主控器检测到实际运行距离与目标运行距离的差值小于或等于第一预设距离阈值时，则可以判定运载工具已经行至目标运行距离所对应的目标地点；主控器检测到实际运行距离与目标运行距离的差值大于第一预设距离阈值时，则可以判定运载工具与目标运行距离的差距较远，则距离目标地点较远，需继续运行直至抵达目标运行距离所对应的目标地点。为了保证运载工具安全性，主控器在判定运载工具的运行距离与目标运行距离的差值小于或等于第一预设距离阈值即抵达目标地点时，生成停止运动报文并发送给伺服驱动器，使伺服电机停止运动。

可选运载工具所运行地面上或者轨道上设置有多个定点障碍物，运载工具还包括光电传感器，光电传感器与主控器电连接；光电传感器用于向运载工具的运行方向输出光发射信号，并在接收到经由障碍物反射的光反馈信号时生成第一电信号；主控器用于检测到实际运行距离与目标运行距离的差值小于或等于第一预设距离阈值且获取到第一电信号时，发送停止运动报文给伺服驱动器使伺服电机停止运动。

本实施例中，可选光电传感器为反射式光电传感器，该光电传感器包含发光器和收光器，运载工具可行驶区域周围设置有反光板，利用反射原理完成光电控制作用。正常情况下，发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到，因此收光器接收到的光反馈信号的强度与发光器发出的光线强度近似。若反光板之前有多个定点障碍物，则发光器发送光路上的定点障碍物会部分或全部挡住发光器发出光线的光路，收光器接收不到反光板的光或者收光器接收到的光反馈信号强度非常弱。因此光电开关可以根据不同的光反馈信号强度通断，输出相应的开关控制信号。在其他实施例中，光电传感器还可以为其他类型，不限于反射式。如图2所示可选主控器具有传感器检测接口11c，主控器通过传感器检测接口11c与光电传感器电连接和通信。

具体的，光电传感器发出的光线未被定点障碍物遮挡时，光电传感器可以产生一低电平；光电传感器发出的光线被定点障碍物遮挡时，光电传感器可以产生一高电平，则该高电平即为第一电信号。在其他实施例中，还可选光电传感器发出的光线未被定点障碍物遮挡时，光电传感器产生一高电平；光电传感器发出的光线被定点障碍物遮挡时，光电传感器产生一低电平，则该低电平为第一电信号。

主控器检测到实际运行距离与目标运行距离的差值小于或等于第一预设距离阈值且检测到高电平时，说明运载工具抵达目标运行距离所对应的目标地点，然后再根据光电传感器的光电信号找到定点障碍物，发送停止运动报文给伺服驱动器使伺服电机停止运动。实现了穿梭车运载工具的定点停车，保障了穿梭车运载工具的行驶安全性。

可选运载工具的转动轮包括主动转动轮和从动转动轮，主动转动轮与伺服驱动器电连接，从动转动轮上设置有编码器，编码器与主控器电连接，其中，实际运行数据至少包括主动轮运行距离；编码器用于根据从动转动轮的转动情况生成相应的脉冲信号，并输出至主控器；主控器用于根据脉冲信号计算从动转动轮的从动轮运行距离，检测到从动轮运行距离与主动轮运行距离的差值大于第二预设距离阈值时，发送停止运动报文给伺服驱动器使伺服电机停止运动。如图2所示可选主控器具有编码器检测接口11d，主控器通过编码器检测接口11d与编码器电连接和通信。

本实施例中，主动转动轮与伺服驱动器电连接，伺服驱动器获取主动转动轮的实际运动距离即主动轮运行距离并传输至主控器。从动转动轮上设置有编码器，编码器用于根据从动转动轮的转动情况生成相应的脉冲信号，并输出至主控器，主控器用于根据脉冲信号计算从动转动轮的从动轮运行距离。可选从动转动轮转动一周带动编码器转动一周，编码器转动一周输出n个脉冲，n为正整数。

例如n等于1，则从动转动轮转动一周，编码器输出一个固定脉冲信号，从动转动轮连续转动10周，编码器输出10个固定脉冲信号；主控器采用脉冲捕获记录出编码器输出的脉冲信号的脉冲个数，若脉冲个数等于100，说明从动转动轮转动100周，从动转动轮为固定机械结构且其外周长m已知，则可计算出从动转动轮的运行距离为100m。例如，n等于5，则从动转动轮转动一周，编码器输出5个固定脉冲信号，从动转动轮转动10周，编码器输出50个固定脉冲信号；主控器若计算出脉冲个数等于100，说明从动转动轮转动20周，则可计算出从动转动轮的运行距离为20m。

相关从业人员通过多次试验预先确定一个第二预设距离阈值并存储在主控器中，以该第二预设距离阈值作为运载工具主从转动轮运行距离正常和异常的判断依据。主控器检测从动轮运行距离与主动轮运行距离的差值，并在判定其差值大于第二预设距离阈值时，说明运载工具主动转动轮和从动转动轮的运行距离差异过大，运载工具可能出现打滑或其他异常行驶现象，基于此主控器发送停止运动报文给伺服驱动器使伺服电机停止运动，保障运载工具安全性。主控器检测到从动轮运行距离与主动轮运行距离的差值小于或等于第二预设距离阈值，说明运载工具主动转动轮和从动转动轮的运行距离差异较小，运载工具正常运行。

本实施例中，在从动转动轮上安装外部编码器，可以检测运载工具主从转动轮是否发生异常，并在发生异常时及时停止。

可选运载工具还包括报警器；主控器用于在发送停止运动报文时，还向报警器发送报警信号使报警器进行报警。该报警器可以是声光报警器，即通过声音和光亮同步报警，以提示工作人员异常。在其他实施例中还可选报警器为蜂鸣器或发光二极管。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。