一种运用于物流的标准化运动单元控制电路的制作方法

本实用新型涉及一种运用于物流的标准化运动单元控制电路。

背景技术：

专利zl201810929681.8公开了一种运用于物流装备的传输单元，该传输单元便于实现空间的最大化利用、实现货物的自由移动与存放。

但是经实践发现，在快递柜中，该传输单元结构有冗余，对应该传输单元结构的控制电路也存在冗余电路，而这些冗余的部分无疑会导致成本过高，不利于大批量装备。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种运用于物流的标准化运动单元控制电路，该运用于物流的标准化运动单元控制电路通过对快递柜有针对性的电路设置，能有效降低成本，同时又能保持足够好的可扩展性。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种运用于物流的标准化运动单元控制电路，包括主控单元；所述主控单元安装在底板的中心位置，主控单元连接至插接件并通过插接件引出通讯接口、按键接口、编程接口和电源接口；主控单元连接控制四个电机；主控单元连接控制有读卡器。

所述主控单元连接控制四个电机是通过主控单元引出电机控制接口连接电机驱动电路、电机驱动电路连接四个电机实现。

所述电机驱动电路为独立pcb，电机控制接口为接插件，电机驱动电路插接于电机控制接口。

所述主控单元连接控制有读卡器是通过引出读卡器接口连接从控单元、从控单元连接读卡器实现。

所述从控单元和读卡器为独立pcb，其中从控单元为微控制器，读卡器接口为接插件，从控单元所在pcb插接于读卡器接口。

所述电源接口还连接至电机驱动电路、从控单元和读卡器。

本实用新型的有益效果在于：通过对快递柜有针对性的电路设置，能有效降低成本，同时又能保持足够好的可扩展性，有利于大批量装备，更适于推广适用于物流行业；主控单元、电机驱动电路和从控单元分别独立设置的方式，有利于保证控制上的稳定；引出按键接口、编程接口的设置，有利于自动化调试和维护，极大降低使用过程中的维护成本。

附图说明

图1是本实用新型的连接示意图；

图2是本实用新型的一种预设使用场景的快递柜结构示意图；

图3是图2中去掉物流箱的正视结构示意图；

图4是图2中任意一层运动单元的结构示意图；

图5是图2中任意一个运动单元的结构示意图；

图6是图5中去掉盖板的结构示意图；

图7是图1中按键接口、通讯接口、编程接口和电源接口所对外连接的柜体控制电路的连接示意图。

图中：13-物流箱，14-挡板，15-固定框架，2-运动单元，21-盖板，22-底板，23-插接件，24-运动控制模块，25-电机，26-引导轮。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示的一种运用于物流的标准化运动单元控制电路，包括主控单元；主控单元安装在底板22的中心位置，主控单元连接至插接件23并通过插接件23引出通讯接口、按键接口、编程接口和电源接口；主控单元连接控制四个电机25；主控单元连接控制有读卡器。

主控单元连接控制四个电机25是通过主控单元引出电机控制接口连接电机驱动电路、电机驱动电路连接四个电机实现。

电机驱动电路为独立pcb，电机控制接口为接插件，电机驱动电路插接于电机控制接口。

主控单元连接控制有读卡器是通过引出读卡器接口连接从控单元、从控单元连接读卡器实现。

从控单元和读卡器为独立pcb，其中从控单元为微控制器，读卡器接口为接插件，从控单元所在pcb插接于读卡器接口。

电源接口还连接至电机驱动电路、从控单元和读卡器。

本实用新型应用于如图5、图6所示的运动单元2，该运动单元2由盖板21扣装在底板22上构成，在底板22上中心位置固定有运动控制模块24，在运动控制模块24与盖板21四角的连线中部位置有引导轮26安装在底板22上，引导轮26由电机25带动，运动控制模块24连接控制电机25；引导轮26为麦克纳姆轮。

插接件23为一插排，通讯接口、按键接口、编程接口和电源接口均引出在插接件23中，从而对接于上位电路，通讯接口采用总线通讯接口，以便于多路串联通讯；按键接口和编程接口一般用于调试和维护，而电源接口由柜体控制电路接入，为主控单元、从控单元、读卡器、电机驱动电路提供电源。

读卡器是rfid读卡器，设置的目的在于对物流箱13底部粘贴的rfid标签进行读取，从而实现对物流箱13的定位，独立设置从控单元是为了保证rfid标签读取过程不影响电机25的控制过程。作为从控单元设置的一种较佳选择，从控单元与主控单元之间的通信采用串口通信，而从控单元和rfid读卡器之间的通信采用spi通信。

基于此，主控单元和从控单元的主控芯片均可采用低性能、低成本的微控制器，如atmage328p，又如stc15w408as。

由于本实用新型在实际使用中需要考虑到实际对接的上位电路，因此本实用新型的预设使用场景应考虑上位电路的使用场景，其中一种预设使用场景为如图2至图6所示的一种快递柜，该快递柜由固定框架15固定并分割为多个框格，固定框架15分割而成的框格中每一层高度相同；有运动单元2固定在固定框架15内的框格中，运动单元2上放置物流箱13且运动单元2的上表面位置有引导轮26使得物流箱13可在引导轮26带动下平移；固定框架15上固定有挡板14，挡板14位于底板22侧上方位置并位于框格侧面中下部位置，但在任意两个相邻框格之间不固定挡板14；在每一层框格中，物流箱13的数量比运动单元2的数量少。

如图7所示的柜体控制电路作为上位电路，包括柜体扩展电路和主控板，主控板通过柜体接口连接至柜体扩展电路，柜体扩展电路连接供电接口、交互接口、程序接口、传感器接口、模块接口、无线通讯接口、有线通讯接口。有线通讯接口包括spi接口、i2c接口、串口接口和rs485接口，无线通讯接口包括zigbee模块接口、gprs模块接口、bluetooth模块接口，交互接口包括键盘接口、按键接口、蜂鸣器接口、屏幕接口，传感器接口上插接有温湿度传感器，模块接口上插接有rom模块。

主控板和主控单元的数据交互，可以采用自行开发总线通讯协议，也可以采用现有的成熟总线通讯协议，而在现有的总线通讯协议中，rs485一方面抗干扰性能较好(比spi、i2c更好)，另一方面其通讯速率能满足通信控制的需求，因此如采用rs485实现主控板和主控单元之间的通讯是一种较佳的方案。

主控板实现物流箱13调配和对外通信，主控板的设置可采用如下两种方式之一：

a.每一层一块主控板，此时每一主控板仅负责一层中物流箱13的移动调配，主控板运算压力较小、通信数据量较小，可选用较为便宜的主控芯片(如stm32f103c8t6)，通过zigbee对外通信；

b.整个柜体11内一块主控板，此时主控板负责整个柜体11内所有物流箱13的移动调配，运算量和通信数据量均较大，应选用高性能主控芯片(如stm32f743iit6)，通过bluetooth或有线通讯对外通信，但好处在于维护方便。

因此，柜体控制电路中的rs485接口、程序接口、供电接口、按键接口通过接插件连接至插接件23，接插件固定在固定框架15上对应插接件23的位置，rs485接口对接于通讯接口，程序接口对接于编程接口，供电接口对接于电源接口，按键接口相互对接，程序接口和按键接口的设置主要是方便自动化调试和维护。

如图5所示，任意一层的运动单元2可呈矩阵分布，此时由于物流箱13的数量少于运动单元2的数量，因此基于华容道游戏的原理，物流箱13总是能被移动至预期位置。