红外遥控的搬运机器人自走式底盘的控制系统的制作方法

本实用新型属于工业自动化领域机电液一体化，特别涉及一种红外遥控的搬运机器人自走式底盘的控制系统。

背景技术：

目前，我国袋装物资的仓库搬运和装卸方式主要是靠肩扛和小车拉，装卸工人不仅劳动强度大、工作效率低，而且是在粉尘的环境下工作，易危害身心健康。国内外广泛用于袋装物资装卸的搬运机器人设备均固定于流水线上，或布置于移动导轨上，无法进入火车车厢或灵活的移动以对火车车厢内密集堆垛的袋装物资进行快捷抓取和装卸。

综上所述，现有技术中的搬运机器人都不太适用于火车车厢内密集堆放的袋装物资的装卸，无法灵活进入火车车厢对堆积式袋装物资进行无损快捷抓取。电驱动底盘因为其零排放，高能源利用率以及结构简单等优点受到各个行业的青睐，本发明涉及的搬运机器人自走式底盘采用电驱动方式。由于搬运机器人所处的火车车厢空间狭小、环境较为复杂，操作人员可通过遥控方式控制其行走，通过红外串口实现遥控控制，串口通信可以将红外模块与下位PLC控制器连接在一起，红外遥控模块与下位PLC控制器之间可以通过串口线实现通信交流，红外遥控模块接受操作人员发出的控制指令，下位PLC控制器执行转向、前进、后退、液压缸升降命令。由于搬运机器人在火车车厢内开展搬运工作时必须固定，故该控制系统还包括一套液压举升系统，在机器人工作时，能将机器人支离地面。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对火车车厢内堆积式袋装物资人工装卸劳动强度大、工作效率低，而且是在粉尘的环境下工作，易危害工人身心健康等问题，本发明设计了一种红外遥控的搬运机器人自走式底盘控制系统，该控制系统包括电控系统和液压举升系统，很好地解决了搬运机器人在火车车厢内灵活移动及机器人工作时的稳定性问题，提高了装卸的效率，实现农资装卸的机械化和自动化。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

红外遥控的搬运机器人自走式底盘控制系统，包括搬运机器人自走式底盘、转向轮1、转向RV减速器3、驱动轮12和驱动RV减速器11，还包括电控单元和液压举升系统9；

所述电控单元包括红外遥控器8、红外遥控模块7、下位PLC控制器6、步进电机驱动器5、步进电机4和驱动电机10；

红外遥控器8与红外遥控模块7通过红外串口连接，红外遥控模块7与下位PLC控制器6通过串口线相连，下位PLC控制器6与步进电机驱动器5和驱动电机10分别相连，步进电机4与步进电机驱动器5相连，转向RV减速器3与步进电机4连接，驱动RV减速器11与驱动电机10连接；

液压举升系统9包括第一液压缸131、第二液压缸132、第三液压缸133、第四液压缸134、油箱91、过滤器92、齿轮泵93、电磁换向阀94、液压锁95和同步阀；

所述电磁换向阀94具有四个油口，分别为第一油口A、第二油口B、进油口P和排油口T，油箱91、过滤器92和齿轮泵93依次油路连接，齿轮泵93与进油口P相连，排油口T与油箱91相连，电磁换向阀94的第一油口A与第一同步阀961油路连接，第一同步阀961分别与第二同步阀962和第三同步阀963油路连接，第二同步阀962与第一液压缸131和第二液压缸132的下腔室油路连接，第三同步阀963与第三液压缸133和第四液压缸134的下腔室油路连接；

第一液压缸131和第二液压缸132的上腔室分别与第五同步阀965油路连接，第三液压缸133和第四液压缸134的上腔室分别与第六同步阀966油路连接；

第五同步阀965和第六同步阀966分别与第四同步阀964油路连接，第四同步阀964与电磁换向阀94的第二油口B油路连接；

在电磁换向阀94的第一油口A、第二油口B的油路上分别设置有液压锁95。

所述电控单元还包括转向复位传感器2，转向复位传感器2安装在转向轮1上，且其信号线与下位PLC控制器6连接。

第一液压缸131、第二液压缸132、第三液压缸133和第四液压缸134分别安装在搬运机器人自走式底盘的四角。

所述红外遥控模块7、下位PLC控制器6、步进电机驱动器5、步进电机4和驱动电机10布置在搬运机器人自走式底盘上。

所述电磁换向阀94是两位四通型电磁换向阀。

本实用新型的有益效果在于：

本搬运机器人的控制系统采用工业级红外遥控器，使用了无线遥控技术，可穿越障碍物，操作距离可达100米，满足火车车厢内搬运机器人自走式底盘移动控制使用。

转向轮上装有转向回正传感器，在搬运机器人自走式底盘行走停止后，可将转向轮回正，防止下次运行时产生转向累计误差。

搬运机器人自走式底盘的液压举升系统装有六个同步阀，采用一分二，二分四的油路构造，使得在四个液压缸伸出与收回时保持同步，

保证液压举升系统升、降液压缸时底盘的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的红外遥控的搬运机器人自走式底盘的控制系统示意图；

图2为本实用新型的红外遥控的搬运机器人自走式底盘的液压控制系统原理图。

附图标记：

1、转向轮 2、转向复位传感器 3、转向RV减速器

4、步进电机 5、步进电机驱动器 6、下位PLC控制器

7、红外遥控模块 8、红外遥控器 9、液压举升系统

10、驱动电机 11、驱动RV减速器 12、驱动轮

131、第一液压缸 132、第二液压缸 133、第三液压缸

134、第四液压缸 91、油箱 92、过滤器

93、齿轮泵 94、电磁换向阀 95、液压锁

961、第一同步阀 962、第二同步阀 963、第三同步阀

964、第四同步阀 965、第五同步阀 966、第六同步阀

A、第一油口 B、第二油口 P、进油口

T、排油口

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，红外遥控的搬运机器人自走式底盘控制系统，包括：搬运机器人自走式底盘、转向轮1、转向RV减速器3、驱动轮12、驱动RV减速器11、电控单元和液压举升系统9。

前轴安装在转向RV减速器3的输出端，转向轮1安装在前轴上；后轴安装在驱动RV减速器11的输出端，驱动轮12安装在后轴上。转向RV减速器3、驱动RV减速器11、电控单元和液压举升系统9布置在搬运机器人自走式底盘上。

电控单元包括红外遥控器8、红外遥控模块7、下位PLC控制器6、转向复位传感器2、步进电机驱动器5、步进电机4和驱动电机10。

其中，红外遥控模块7、下位PLC控制器6、步进电机驱动器5、步进电机4和驱动电机10布置在搬运机器人自走式底盘上。

红外遥控器8与红外遥控模块7通过红外串口连接，红外遥控模块7与下位PLC控制器6通过串口线相连，下位PLC控制器6与步进电机驱动器5和驱动电机10分别相连，步进电机4与步进电机驱动器5相连，转向RV减速器3与步进电机4连接，驱动RV减速器11与驱动电机10连接；转向复位传感器2安装在转向轮1上，且其信号线与下位PLC控制器6连接。

如图2所示，为液压系统的原理图，液压举升系统9包括第一液压缸131、第二液压缸132、第三液压缸133、第四液压缸134、油箱91、过滤器92、齿轮泵93、电磁换向阀94、液压锁95和同步阀。

所述第一液压缸131、第二液压缸132、第三液压缸133和第四液压缸134分别安装在搬运机器人自走式底盘的四角。

所述同步阀分为两组，其中第一组同步阀包括第一同步阀961、第二同步阀962和第三同步阀963，第二组同步阀包括第四同步阀964、第五同步阀965和第六同步阀966。

所述电磁换向阀94具有四个油口，分别为第一油口A、第二油口B、进油口P和排油口T。油箱91、过滤器92和齿轮泵93依次油路连接，齿轮泵93与进油口P相连，排油口T与油箱91相连。

电磁换向阀94的第一油口A与第一同步阀961油路连接，第一同步阀961分别与第二同步阀962和第三同步阀963油路连接，第二同步阀962与第一液压缸131和第二液压缸132的下腔室油路连接，第三同步阀963与第三液压缸133和第四液压缸134的下腔室油路连接。

第一液压缸131和第二液压缸132的上腔室分别与第五同步阀965油路连接，第三液压缸133和第四液压缸134的上腔室分别与第六同步阀966油路连接。

第五同步阀965和第六同步阀966分别与第四同步阀964油路连接，第四同步阀964与电磁换向阀94的第二油口B油路连接。

在电磁换向阀94的第一油口A、第二油口B的油路上分别设置有液压锁95，用于锁定液压缸，使液压缸举升到某个位置后能保持在该处不动。

如此配置同步阀，以保证任何情况下进入四个液压缸的液压油流量相等，使得在四个液压缸的移动件伸出与收回时保持同步，保证液压举升系统9升、降液压缸时搬运机器人自走式底盘的稳定性。

优选地，所述电磁换向阀94是两位四通型电磁换向阀。

液压举升系统9的工作原理：

当电磁换向阀94得电时，油箱91里的液压油经过滤器92过滤后依次经过齿轮泵93、电磁换向阀94、液压锁95、第四同步阀964、第五同步阀965和第六同步阀966进入四个液压缸的上腔室，此时四个液压缸的活塞杆伸出，将转向轮1和驱动轮12支离地面；当电磁换向阀94失电时，油箱91里的液压油经过滤器92过滤后依次经过齿轮泵93、电磁换向阀94、液压锁95、第一同步阀961、第二同步阀962和第三同步阀963进入四个液压缸的下腔室，此时四个液压缸的活塞杆收回，转向轮1和驱动轮12着地。

本实用新型的工作过程：

通过红外遥控器8发出信号，红外遥控模块7接收信号并将信号传递给下位PLC控制器6，以实现搬运机器人自走式底盘的前进、后退、左/右转弯、液压缸升降、转向回正功能。

当搬运机器人在某定点处的搬运任务结束后，按下红外遥控器8上的液压缸升降键，下位PLC控制器6控制电磁换向阀94失电，控制四个液压缸的活塞杆收回，以使转向轮1和驱动轮12着地，开启搬运机器人自走式底盘行走功能。

通过红外遥控器8上的前进、后退、左/右转弯键控制搬运机器人自走式底盘行走到下一位置。

按下红外遥控器8上的前进/后退键时，下位PLC控制器6发出前进/后退信号给驱动电机10，驱动电机10正转/反转，经驱动RV减速器11减速后将动力传递驱动轮12，实现搬运机器人自走式底盘的前进/后退。

按下红外遥控器8上的左/右转弯键时，下位PLC控制器6发出左/右转信号给转向步进电机驱动器5，驱动步进电机4正转/反转，经转向RV减速器3减速后将动力传递到转向轮1，实现搬运机器人自走式底盘的左/右转。

在搬运机器人自走式底盘停止行走后，按下红外遥控器8上的液压缸升降键，下位PLC控制器6控制电磁换向阀94得电，控制四个液压缸的活塞杆伸出，以使转向轮1和驱动轮12离开地面。

转向轮1上装有转向复位传感器2，在搬运机器人自走式底盘支离地面后，再通过红外遥控器8发出转向回正信号，下位PLC控制器6控制转向轮1回正，此时机器人开始下一工作循环。如此反复，以完成整个火车车厢内的袋装物资搬运。

电控单元控制搬运机器人自走式底盘前进、后退、转向、转向复位、液压缸升降，可实现遥控搬运机器人自走式底盘，在整个工作过程中操作人员可与搬运机器人保持一定距离。