应用于无人叉车的主板自检装置、系统及方法与流程

文档序号:20275192发布日期:2020-04-03 19:33阅读:252来源:国知局
应用于无人叉车的主板自检装置、系统及方法与流程

本发明涉及机器人技术领域,特别是涉及应用于无人叉车的主板自检装置、系统及方法。



背景技术:

近些年来,受工厂智能化、人力成本增涨等外界因素影响,传统凭借人力运输的物流工作阶段逐渐出现由专业化向自动化、智能化转型发展的趋向,当中一个显著的主要表现就是工厂内部物流、物流仓储对柔性化程度较高的自动化设备搬运的要求提高迅速。当中,无人驾驶叉车也是现阶段非常热门的一种产品。

现有无人驾驶叉车中,不具备对用于控制叉车无人驾驶的主控制板中继电器的检测、故障判断等能力,而这无疑为继电器在作为电控制器件投入实际使用之后的故障检测增加了难度。



技术实现要素:

基于此,有必要针对上述问题,提供一种应用于无人叉车的主板自检装置、系统及方法。

一种应用于无人叉车的主板自检装置,所述主板包括一继电器;所述装置包括:

触点压降检测模块,接在所述继电器的触点两端,用于获取一继电器检测信号经过所述继电器触点前后的压降;

控制模块,分别与所述继电器和所述触点压降检测模块连接,用于在自检时输出所述继电器检测信号,并在所述触点压降检测模块获取的压降超过预设压降阈值时,判定所述继电器发生氧化或粘连。

在其中一个实施例中,所述控制模块包括控制单元和信号放大单元;

所述控制单元与上位机通信连接,用于接收自检指令、并根据所述自检指令输出预设电压范围的继电器检测信号;

所述信号放大单元与所述控制单元连接,用于接收所述继电器检测信号、并将所述继电器检测信号放大后输出。

在其中一个实施例中,所述触点压降检测模块包括压降获取单元和压降放大单元;

所述压降获取单元接在所述继电器的触点两端,用于获取所述继电器检测信号经过所述继电器触点前后的电压差值;

所述压降放大单元与所述压降获取单元连接,用于将所述电压差值放大至所述控制单元能够处理的电压标准。

在其中一个实施例中,所述信号放大单元包括一运算放大器u56a;所述运算放大器u56a的同相输入端与所述控制单元的输出端连接,所述运算放大器u56a的反相输入端通过一电阻接地,所述运算放大器u56a的输出端与所述继电器触点的接线端连接。

在其中一个实施例中,所述压降获取单元包括一运算放大器u1a;

所述运算放大器u1a的同相输入端与所述继电器触点的接线端连接,所述运算放大器u1a的反相输入端与所述继电器触点的出线端连接,所述运算放大器u1a的输出端与所述压降放大单元的输入端连接。

在其中一个实施例中,所述压降放大单元包括一运算放大器u1b;所述运算放大器u1b的同相输入端与所述运算放大器u1a的输出端连接,所述运算放大器u1b的反相输入端通过一电阻接地,所述运算放大器u1b的输出端与所述控制单元的检测端口连接。

在其中一个实施例中,所述预设压降阈值为2v。

在其中一个实施例中,所述控制模块在所述触点压降检测模块获取的压降超过预设压降阈值时,还输出一警示信号;所述自检装置还包括:

警示模块,与所述控制模块连接,用于接收并响应所述警示信号。

基于同样的发明构思,本申请还提供一种应用于无人叉车的主板自检系统,包括:

上位机;

如前述任一所述的应用于无人叉车的主板自检装置;

所述应用于无人叉车的主板自检装置与所述上位机通信连接;所述上位机用于输出自检指令,并显示自检结果。

基于同样的发明构思,本申请还提供一种应用于无人叉车的主板自检方法,所述主板包括一继电器;所述方法包括:

接收一自检指令、并根据所述自检指令输出一继电器检测信号;

获取所述继电器检测信号经过所述继电器触点前后的压降;

判断所述压降是否超过预设压降阈值,若是,判定所述继电器发生氧化或粘连。

上述应用于无人叉车的主板自检装置、系统及方法,通过控制模块在自检时输出一继电器检测信号,通过接在继电器的触点两端的触点压降检测模块来获取该继电器检测信号经过继电器触点前后的压降,并将该压降输入至控制模块,通过该控制模块判断该压降是否超过预设压降阈值,可实现继电器是否发生氧化或粘连的判断,在继电器所在系统或者电路发生故障时,可快速及时地判断出故障点,提高电路故障的检测效率,保证系统或电路的稳定运行。

附图说明

图1为一实施例中的应用于无人叉车的主板自检装置的结构示意图;

图2为另一实施例中的应用于无人叉车的主板自检装置的结构示意图;

图3为一实施例中的控制单元的部分电路原理示意图;

图4为一实施例中的信号放大单元的电路原理示意图;

图5为一实施例中的触点压降检测模块的电路原理示意图;

图6为一实施例中的应用于无人叉车的主板自检装置的部分结构示意图;

图7为一实施例中的应用于无人叉车的主板自检方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。

无人驾驶叉车,主要原理是对原出厂的手动控制叉车进行改进,通常是增加一块主控制板,通过将该主板切入叉车的原控制系统(图6中的原车手柄),并屏蔽掉原叉车的控制系统,来实现叉车的无人驾驶控制,货叉的升降、前后左右及俯仰运动等功能;一般来讲,其控制叉车的无人行驶,货叉的升降、前后左右及俯仰运动,均会经由一电控制器件,例如继电器,使用继电器一方面可以实现控制功能,另一方面,也会有效的保护负载;继电器的好坏决定了电路是否能够正常运行、且设备是否会稳定工作,所以,对于继电器好坏的检测至关重要,传统的继电器本身不具备自我检测、故障判断等能力,而这无疑为继电器在作为电控制器件投入实际使用之后的故障检测,增加了难度。

为了解决上述问题,本申请提供一种应用于无人叉车的主板自检装置,请参参阅图1,该主板(图未示)可以包括一继电器10,该自检装置可以包括触点压降检测模块20和控制模块30;实际工作时,当常开触点因长时间工作导致接触面凹凸或氧化时,会增大触点的接触电阻,使得经过继电器10后的信号会发生衰减,基于此原理,本申请设置触点压降检测模块20接在所述继电器10的触点两端,具体地,该触点压降检测模块20可接在继电器10的常开触点(图未示)的进线端和出线端,主要用于获取一继电器检测信号经过所述继电器10触点前后的压降;此处的压降主要指:进入继电器10常开触点前的电压与从常开触点出来之后的电压之间的差值;控制模块30分别与所述继电器10和所述触点压降检测模块20连接,用于在自检时输出所述继电器检测信号,并在所述触点压降检测模块20获取的压降超过预设压降阈值时,判定所述继电器10发生氧化或粘连。

上述应用于无人叉车的主板自检装置,通过控制模块在自检时输出一继电器检测信号,通过接在继电器的触点两端的触点压降检测模块来获取该继电器检测信号经过继电器触点前后的压降,并将该压降输入至控制模块,通过该控制模块判断该压降是否超过预设压降阈值,可实现继电器是否发生氧化或粘连的判断,在继电器所在系统或者电路发生故障时,可快速及时地判断出故障点,提高电路故障的检测效率,保证系统或电路的稳定运行。

以上简单描述了本申请的应用于无人叉车的主板自检装置,为使本领域技术人员更加深入的理解本发明的技术方案,下面结合具体的组成结构对其控制原理进行说明,以描述本申请应用于无人叉车的主板自检装置的工作过程。

具体地,可辅助参阅图2,所述控制模块30可以包括控制单元310和信号放大单元320;所述控制单元310与上位机(图未示)通信连接,具体地,该控制模块10与上位机之间可通过有线的方式实现通信连接,也可以通过无线的方式实现通信连接;控制单元310用于接收自检指令、并根据所述自检指令输出预设电压范围的继电器检测信号;也即是说,在本具体实施例中,上位机主要用于发送自检指令,具体地,上位机可以是计算机、平板电脑、智能移动终端等;可以理解,为了实现无人叉车的自动行驶功能,控制单元310内还可以集成有与自动行驶相关的算法,例如常见的定位算法、导航算法、运动规划算法及建图算法等,由于叉车的作业特性,该控制单元310内还应当搭载控制叉车的货叉运动的算法;可选地,控制单元310可以采用stm32f1系列微控制器,其输出的继电器检测信号的电压范围可以为0v-3.3v;另外,请继续参阅图2,控制单元310输出的继电器检测信号可以是用于驱动叉车驱动器40的控制信号,所述信号放大单元320与所述控制单元310连接,用于接收所述继电器检测信号、并将所述继电器检测信号放大后输出。

进一步地,可辅助参阅图3和图4,控制单元110主要包括一微处理器芯片u2,信号放大单元320可以包括一运算放大器u56a;所述运算放大器u56a的同相输入端3与所述控制单元310的输出端(图未示)连接,所述运算放大器u56a的反相输入端2通过一电阻r564接地,所述运算放大器u56a的输出端1与所述继电器10触点的接线端(图未示)连接。如图所示,该信号放大单元320除了包括该运算放大器u56a之外,还可以包括电阻r568、r564、r571、r602、r571、r557、r557-1、r601、r557和r566,电容c272、c267和c270;其中,电阻r568、r564的电阻值可以为30k,电阻r557、r571、r557-1的电阻值可以为100k,电阻r601、r602的阻值可以为0r,电阻r566的阻值可以为2k;可以理解,对于本具体实施例中信号放大单元320各器件之间的连接关系可以参照图4,在此不作进一步赘述。

具体地,请继续参阅图2,所述触点压降检测模块20包括压降获取单元210和压降放大单元220;所述压降获取单元210接在所述继电器10的触点两端,用于获取所述继电器检测信号经过所述继电器10触点前后的电压差值;所述压降放大单元220与所述压降获取单元210连接,用于将所述电压差值放大至所述控制单元310能够处理的电压标准。

进一步地,请参阅图5和图6,所述压降获取单元210可以包括一运算放大器u1a;所述运算放大器u1a的同相输入端3与所述继电器10触点的接线端(图6中的v-in2端)连接,所述运算放大器u1a的反相输入端2与所述继电器触点的出线端(图6中的v-out端)连接,所述运算放大器u1a的输出端1与所述压降放大单元的输入端(图未示)连接。如图所示,该压降获取单元210除了包括该运算放大器u1a之外,还可以包括电阻r1、r2、r3和r4,电容c1、c2、c3和c5;其中,电阻r1、r2的电阻值可以为10k,电阻r3、r4的电阻值可以为100k;可以理解,对于本具体实施例中压降获取单元210各器件之间的连接关系可以参照图5,在此不作进一步赘述。

更进一步地,所述压降放大单元220包括一运算放大器u1b;所述运算放大器u1b的同相输入端5与所述运算放大器u1a的输出端3连接,所述运算放大器u1b的反相输入端6通过一电阻r5接地,所述运算放大器u1b的输出端7与所述控制单元的检测端口连接。如图所示,该压降放大单元220除了包括该运算放大器u1b之外,还可以包括电阻r5、r6、r7和r8,电容c4和c6,二极管d2;其中,电阻r5、r6的阻值可以为10k,电阻r7、r8的电阻值可以为100k,二极管d2可保证输入至控制单元的在其工作范围之内;可以理解,对于本具体实施例中压降放大单元220各器件之间的连接关系可以参照图5,在此不作进一步赘述。可以理解,运算放大器u1b的放大倍数可以为100倍。

一些实施例中,所述控制模块30在所述触点压降检测模块20获取的压降超过预设压降阈值时,还输出一警示信号;所述自检装置还包括警示模块(图未示),与所述控制模块30连接,用于接收并响应所述警示信号。具体地,该压降阈值可以为2v;该警示信号可以包括视觉警示信号和/或听觉警示信号,该视觉警示信号可以通过发光二极管(led,light-emittingdiode)、液晶显示器(lcd,liquidcrystaldisplay)、屏幕显示单元(osd,on-screendisplay)及其他能够发出视觉警示信号的装置产生;该听觉警示信号可以通过例如蜂鸣器或者其他音频输出设备产生。

为了使本申请的方案描述得更加详细,以下结合图3、图4、图5和图6的具体电路图,说明本申请控制装置部分的工作原理。

首先控制单元310输出一路0v-3.3v的模拟控制信号dac_out1,经过电阻r2和电容c7构成的rc网络后,变成dac_out1o,dac_out1o经过电阻r568后给到运放u56a的同相输入端3,同时,运放u56a的反相输入端2通过电阻r564接地,输入的dac_out1o信号经运放u56a的升压,电阻r566的限流后,输出0-5v的da1信号,此时就得到一路自动控制信号v-in2。

一路从继电器k2的常开触点的进线端5引出的信号v-in2给到运放u1a的同相输入端3,一路从常开触点的出线端6引出的信号v-out给到运放u1a的负向输入端2,运放u1a对于两个信号做减法运算后,得到两个信号的电压差值,通常经运放u1a运算后的电压差值不能超过20mv,然后给到运放u1b放大,运放u1b将触点的差值信号放大100倍变成触点压降信号v-dect。触点压降信号v-dect经过控制单元310的rc网络后给到控制单元310的检测端口adc1_10。然后控制单元310会将该数值与预设的压降阈值进行比较,一旦该实际测量的触点压降超过预设的压降阈值,控制单元310将会发送报警信号给到用户。

另外当正常工作时如果常开触点没有闭合,此时v-out信号和常闭触点v-in1信号电压一致。在v-out信号和v-in2信号之间也会有明显大于20mv的压差,同样会导致控制单元310发送报警信号给用户。

基于同样的发明构思,本申请还提供一种应用于无人叉车的主板自检系统,所述自检系统可以包括上位机(图未示)和前述任一所述的应用于无人叉车的主板自检装置;所述应用于无人叉车的主板自检装置与所述上位机通信连接,该控制装置与上位机之间可通过有线的方式实现通信连接,也可以通过无线的方式实现通信连接;上位机提供操控叉车的平台,用户可透过上位机向该主板自检装置发送一些控制指令(包括但不限于自检指令、运动控制指令、货叉升降指令、货叉前后移动指令、货叉左右移动指令和货叉俯仰指令),从而实现叉车的远程无人控制,同时,上位机还可以将叉车的自检结果通过屏幕和/或led显示给用户。另外,对于应用于无人叉车的主板自检装置的有关描述及其有益效果部分可参照前述实施例,于此不再进一步赘述。

基于同样的发明构思,本申请还提供一种应用于无人叉车的主板自检方法,可参阅图7,所述自检方法可以包括步骤s710-s730。

步骤s710,接收一自检指令、并根据所述自检指令输出一继电器检测信号。

步骤s720,获取所述继电器检测信号经过所述继电器触点前后的压降。

步骤s730,判断所述压降是否超过预设压降阈值,若是,判定所述继电器发生氧化或粘连。

上述应用于无人叉车的主板自检方法,通过在自检时输出一继电器检测信号,然后获取该继电器检测信号经过继电器触点前后的压降,并判断该压降是否超过预设压降阈值,可实现继电器是否发生氧化或粘连的判断,在继电器所在系统或者电路发生故障时,可快速及时地判断出故障点,提高电路故障的检测效率,保证系统或电路的稳定运行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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