AGV小车异常状态提醒装置的制作方法

本实用新型涉及仓储物流检测设备领域，尤其是一种AGV小车异常状态提醒装置。

背景技术：

随着B2C电商行业的快速发展，物流仓储成为各行业扩张的瓶颈因素。像国内的大型电商无不下重金研发新一代现代化仓库，但是大部分仓储行业的投资资金都花在了整捡、分流等环节中。在最影响仓库效率的零捡工序中，仍然使用人动货不动的传统人力方式，因此具有自由路径引导的AGV小车恰好是解决该问题的有效方法。AGV是无人搬运车(Automated Guided Vehicle)的英文缩写，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。

AGV小车在实际的运行过程中主要存在两大类异常状态：内部异常状态和外部异常状态。其中，外部异常状态包括障碍物异常状态、出轨异常状态和行进路线异常状态等。内部异常状态包括温度异常状态和通讯线路异常状态等。如何在AGV小车处于异常状态时进行有效的提醒就成了业内一个重要的研究课题。目前的AGV小车异常状态提醒装置大多只能针对某种特定的异常状态(如障碍物异常状态、温度异常状态等)进行提醒，功能较为单一。此外，目前的AGV小车异常状态提醒装置通常通过声光的方式来进行提醒，需要用户在现场才能及时获取相应的提醒信息，不够方便。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种功能丰富和方便的AGV小车异常状态提醒装置。

本实用新型所采取的技术方案是：

AGV小车异常状态提醒装置，包括温度传感器、RFID读卡器、避障传感器、机械防撞条、磁导航传感器、车载控制器、本地提醒模块、上位机和服务器，所述温度传感器的输出端、RFID读卡器的输出端、避障传感器的输出端、机械防撞条的输出端和磁导航传感器的输出端均与车载控制器的输入端连接，所述车载控制器的输出端与本地提醒模块的输入端连接，所述车载控制器还通过上位机与服务器无线连接。

进一步，所述车载控制器的输入端还分别连接有电压互感器和电流互感器。

进一步，所述车载控制器的输出端还连接有舵轮驱动器。

进一步，所述本地提醒模块包括AGV音乐盒和AGV多色车灯，所述AGV音乐盒的输入端和AGV多色车灯的输入端均与车载控制器的输出端连接。

进一步，所述车载控制器的输出端还连接有数码管。

进一步，所述上位机包括第一通信模块、X86芯片、触摸显示屏和第二通信模块，所述第一通信模块分别与X86芯片和车载控制器连接，所述X86芯片还分别与触摸显示屏和第二通信模块连接，所述第二通信模块还与服务器无线连接。

进一步，还包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路连接在车载控制器的输出端与本地提醒模块的输入端之间。

进一步，所述光耦隔离电路由TCMT4600光耦芯片和外围电路组成。

进一步，所述电压互感器、电流互感器、机械防撞条、磁导航传感器和避障传感器均安装在AGV小车的车头。

进一步，所述机械防撞条包括1根障碍物信号线和3根区域选择线。

本实用新型的有益效果是：包括温度传感器、RFID读卡器、避障传感器、机械防撞条、磁导航传感器、车载控制器和本地提醒模块，集温度异常状态提醒、RFID行进路线异常状态提醒、障碍物异常状态提醒、硬物碰撞异常状态提醒和出轨异常状态提醒多种异常状态提醒功能于一身，功能更丰富；增设了上位机和服务器，可通过无线通讯的方式实现提醒信息的跨空间共享，无需用户在现场就能第一时间获取相应的提醒信息，更加方便。

附图说明

图1为本实用新型AGV小车异常状态提醒装置的整体结构框图；

图2为本实用新型本地提醒模块的结构框图；

图3为本实用新型光耦隔离电路的一种电路原理图；

图4为本实用新型一种优选实施例的电气原理简图。

具体实施方式

参照图1，AGV小车异常状态提醒装置，包括温度传感器、RFID读卡器、避障传感器、机械防撞条、磁导航传感器、车载控制器、本地提醒模块、上位机和服务器，所述温度传感器的输出端、RFID读卡器的输出端、避障传感器的输出端、机械防撞条的输出端和磁导航传感器的输出端均与车载控制器的输入端连接，所述车载控制器的输出端与本地提醒模块的输入端连接，所述车载控制器还通过上位机与服务器无线连接。

其中，温度传感器，用于获取AGV小车的车内温度。温度传感器可采用现有的红外温度传感器来实现，其通过ADC检测/采样口与车载控制器连接。

RFID读卡器，用于读取行进路线中的RFID卡号。RFID读卡器可采用现有的RFID阅读器来实现，其通过RS485串口与车载控制器连接。

避障传感器，用于获取避障检测区域的检测信号(简称区域检测信号)。避障传感器可采用激光避障传感器来实现，其通过电连接线或GPIO口与车载控制器连接。避障传感器可设有4根线，其中1根是障碍物信号线，3根是区域选择线，因为有3根区域选择线，所以共有2³＝8种避障检测区域组合，每种避障检测区域都可自由设置大小。

机械防撞条，用于在发生机械碰撞时向车载控制器发送碰撞信号。机械防撞条可采用现有的机器防撞条来实现，其与车载控制器的机械碰撞信号线接口连接。

磁导航传感器，用于获取轨道检测信号。磁导航传感器可采用现有的磁导航传感器来实现，其通过RS485串口与车载控制器连接。

车载控制器，整个装置的逻辑控制中心，用于根据AGV小车的车内温度、读取的RFID卡号、区域检测信号、碰撞信号和轨道检测信号等进行数据处理(包括异常状态检测、显示控制等)，以触发相应的控制信号。车载控制器可采用现有的MCU来实现。本实用新型的车载控制器不涉及任何软件方法上的改进，其数据处理过程均可采用现有的技术手段来实现。

本地提醒模块，用于根据车载控制器的控制信号在AGV小车处于异常状态时通过声光等方式进行现场提醒。本地提醒模块可通过GPIO口等与车载控制器连接。

上位机，用于与车载控制器以及服务器进行通信，以将AGV小车的异常状态等数据或信息通过无线的方式上传给远端的服务器，便于进行远程监控。

服务器，用于通过无线的方式获取AGV小车的异常状态等数据或信息。服务器可以是PC机、数据中心或移动通讯设备(如手机等)。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述车载控制器的输入端还分别连接有电压互感器和电流互感器。

其中，电压互感器和电流互感器，用于获取为车载控制器供电的电池或电池组的电压和电流信号。电压互感器和电流互感器，可采用现有的电压和电流检测设备来实现，其通过ADC检测/采样口与车载控制器连接。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述车载控制器的输出端还连接有舵轮驱动器。

其中，舵轮驱动器，用于根据车载控制器的控制信号驱动AGV小车的舵轮。舵轮驱动器可采用现有的舵轮驱动器来实现，其可通过CANBUS接口与车载控制器连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述本地提醒模块包括AGV音乐盒和AGV多色车灯，所述AGV音乐盒的输入端和AGV多色车灯的输入端均与车载控制器的输出端连接。

其中，AGV音乐盒，用于根据车载控制器的控制信号在AGV小车处于异常状态时通过播放音乐的方式提醒现场的用户。AGV音乐盒可采用现有的音乐盒来实现，其通过GPIO口与车载控制器连接。

AGV多色车灯，用于根据车载控制器的控制信号在AGV小车处于异常状态时通过多色车灯显示相应的提醒颜色来提醒现场的用户。AGV多色车灯可采用现有的多色OLED灯来实现，其通过GPIO口与车载控制器连接。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述车载控制器的输出端还连接有数码管。

其中，数码管，用于根据车载控制器的控制信号在AGV小车处于通讯线路异常状态时通过显示相应的字码来提醒现场的用户。数码管可采用现有的数码管来实现，其可通过GPIO口与车载控制器连接。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述上位机包括第一通信模块、X86芯片、触摸显示屏和第二通信模块，所述第一通信模块分别与X86芯片和车载控制器连接，所述X86芯片还分别与触摸显示屏和第二通信模块连接，所述第二通信模块还与服务器无线连接。

其中，第一通信模块，用于与车载控制器通讯，获取AGV小车的异常状态等数据或信息。第一通信模块可采用现有的TTL串口等通讯口来实现。

X86芯片，用于根据车载控制器上传的异常状态等数据或信息进行进一步数据处理(如缓存、显示等)。

触摸显示屏，用于显示AGV小车的异常状态等数据或信息。触摸显示屏可采用现有的电容触摸显示屏来实现，其通过HDMI接口等与X86芯片连接。

第二通信模块，用于与服务器进行无线通信，以将AGV小车的异常状态等数据或信息通过无线的方式上传给服务器。第二通信模块可采用现有的移动通信模块等模块来实现，其通过UART串口等与X86芯片连接。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路连接在车载控制器的输出端与本地提醒模块的输入端之间。

其中，光耦隔离电路，用于实现车载控制器输出的高低电平控制和检测。

参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述光耦隔离电路由TCMT4600光耦芯片U36和外围电路组成。

如图3所示，X2_COM1、X2_1、X2_2、X2_3和X2_4为光耦隔离电路的输入，连接车载控制器；DIN_4、DIN_3、DIN_2和DIN_1为光耦隔离电路的输出，连接本地提醒模块等；外围电路主要是R94、R95、R96和R97这四个电阻。

进一步作为优选的实施方式，所述电压互感器、电流互感器、机械防撞条、磁导航传感器和避障传感器均安装在AGV小车的车头。

进一步作为优选的实施方式，所述机械防撞条包括1根障碍物信号线和3根区域选择线。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。

如图4所示，以避障传感器为激光避障传感器，AGV多色车灯为AGV七色车灯，数码管为四位数码管为例，本实施例AGV小车异常状态提醒装置的主要工作过程包括：

(一)外部异常状态提醒过程

外部异常状态提醒过程可进一步细分为如下过程：

(1)激光障碍物异常停车报警过程

在AGV小车的车头位置装备有激光避障传感器，该激光避障传感器有4根线，其中1根障碍物信号线，3根区域选择线，因为有3根区域选择线，所以有2³＝8种区域组合，每种区域都可自由设置大小。在AGV小车行进过程中，根据不同的行进速度和任务状态，可灵活地切换不同大小的激光避障检测区域。当在激光避障检测区域里出现异物(即障碍物)时，障碍物信号线会向车载控制器发送障碍物信号(可为高电平或低电平，供GPIO口检测)，车载控制器检测到障碍物信号后会执行4个操作：1.会通过GPIO口输出控制信号，经过光耦隔离后，控制AGV音乐盒响起警报音乐；2.会通过GPIO口输出控制信号，经过光耦隔离后，控制AGV七色车灯红灯闪烁；3.通过CANBU口发送停车信号到舵轮驱动器，进而控制AGV小车停车；4.通过TTL串口发送障碍物信号到X86芯片，再通过触摸显示屏显示出来，同时X86芯片也把障碍物信号通过无线的方式发到服务器。

(2)接触硬物防撞停车报警过程

在AGV小车的车头位置装备有机械防撞条，当有机械碰撞时，机械防撞条就会向车载控制器发送碰撞信号，然后后面的操作和激光障碍物异常停车报警过程一样，车载控制器检测到碰撞信号后会执行4个操作：1.会通过GPIO口输出控制信号，经过光耦隔离后，控制AGV音乐盒响起警报音乐；2.会通过GPIO口输出控制信号，经过光耦隔离后，控制AGV七色车灯红灯闪烁；3.通过CANBU口发送停车信号到舵轮驱动器，进而控制AGV小车停车；4.通过TTL串口发送碰撞信号到X86芯片，再通过触摸显示屏显示出来，同时X86芯片也把碰撞信号通过无线的方式发到服务器。

(3)电池电压电流异常报警过程

在AGV小车车内装备有由电压互感器和电流互感器组成的电量检测模块，可以实时地检测车载电池组的电压电流，并将检测的电压电流发送到车载控制器MCU的ADC检测/采样口。当车载电池组发生过电压过电流时，车载控制器会通过TTL串口发送过电压过电流信号到X86芯片，再通过触摸显示屏显示出来，X86芯片也会把过电压过电流信号通过无线的方式发到服务器。同时，车载控制器也会控制AGV音乐盒响起相对应的音乐和AGV七色车灯闪烁相对应的车灯。

(4)出轨异常停车报警过程

在AGV小车上装备有磁导航传感器，当磁导航传感器脱离轨道时，就会向车载控制器发送脱轨信号，车载控制器检测到脱轨信号后，也同样会执行4个操作：1.会通过GPIO口输出控制信号，经过光耦隔离后，控制AGV音乐盒响起警报音乐；2.会通过GPIO口输出控制信号，经过光耦隔离后，控制AGV七色车灯红灯闪烁；3.通过CANBU口发送停车信号到舵轮驱动器，进而控制AGV小车停车；4.通过TTL串口发送脱轨信号到X86芯片，再通过触摸显示屏显示出来，同时X86芯片也把脱轨信号通过无线的方式发到服务器。

(5)预设行进路线异常报警过程

在AGV小车上装备有RFID读卡器，当AGV小车通过触摸显示屏或服务器设置了行进路线后，就会得到固定的RFID序列组。当AGV小车在行驶过程中，采集到的RFID卡号与该RFID序列组不一样时，就确定该行进路线错误，此时车载控制器将行进路线异常信号发送到X86芯片，再通过触摸显示屏显示出来，同时X86芯片也把行进路线异常信号通过无线的方式发到服务器。

(二)内部异常状态提醒过程

内部异常状态提醒过程可进一步细分为如下过程：

(1)温度异常报警过程

在AGV小车内配备有温度传感器，能实时地检测车内温度，然后通过ADC检测/采样口将检测到的温度实时地发送到车载控制器。车载控制器会执行2个操作：1.将温度信息发送到X86芯片，X86芯片再将温度信息发送到触摸显示屏显示出来；2.在温度异常时通过GPIO口输出控制信号，经过光耦隔离后，控制AGV音乐盒响起警报音乐；并通过TTL串口发送温度异常信号到X86芯片，再通过触摸显示屏显示出来，X86芯片也把温度异常信号发到服务器。

(2)通讯线路异常报警过程

在AGV小车的车载控制器内拥有着各种各样的通讯，例如和舵轮驱动器的CANBUS通讯，和磁导航模块的RS485通讯，和X86芯片的TTL串口通讯，和GPIO口扩展出来的高低电平控制车灯音乐通信等。如果任意一个通讯断了或者异常，本实用新型就会在车载控制器的四位数码管显示出对应的字码，也会把通讯断了或者异常的信号发送到X86芯片，进而在触摸显示屏显示出来，方便检修。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。