一种自动导引运输车磁导航控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种自动导引运输车磁导航控制系统，其属于自动导引运输车的技术领域。


背景技术：

2.agv(automated guided vehicles)又名无人搬运车,自动导航小车,是一种以电池为动力装有非接触式导向装置的无人驾驶运输小车。其显著技术应用特点是，agv上装备有导引装置,可在不需要人工指引的情况下，按预设的路线自动行驶，将物料按照人为设定的路线从起始点运送到指定的地点。工业运用中不需要驾驶员的搬运车，agv小车为实现较高程度自动化，通常通过配备装卸设备,与自动化设备对接,减少人工介入，实现物料搬运过程自动化。agv小车的特点是灵活性强、自动化水平高，可以根据应用场景灵活设定agv的行驶路径，生产工艺变更时，只需将现有的路线设更改即可，相比传统的输送带更改，可以实现低成本的柔性变更。
3.

技术实现要素：

4.为了改善现有的plc控制器存在的问题，例如控制器本身体积比较大、线路复杂、布线占用车体较多的空间、不利于车体小车小型化、成本高、而且干扰源比较多、小车运行时精度不够，因此对现有agv小车进行技术迭代优化。
5.本发明解决上述技术问题所用的技术方案: 一种自动导引运输车磁导航控制系统,它包括通讯模块、电力电源模块、电机驱动控制模块、输出输入模块、开关检测控制模块、音频模块、磁导航模块、安全检测模块、单片机控制器；
6.所述单片机控制器用于接收磁导航模块输出的信号，并发送指令控制小车的运行；
7.所述通讯模块用于连接外部控制设备进行通讯通信,将外部设备输入信号传递给单片机控制器，经单片机控制器解码后，将计算后的指令，通讯交互给电机驱动模块；
8.所述电机驱动控制模块用于接收通讯模块交互的信息，电机驱动控制模块接收磁导航控制器的驱动信号；
9.所述电力电源模块用于给系统中的用电模块提供电源；
10.所述输出模块用于单片机控制器输出信号控制外部电路；
11.所述输入模块用于单片机控制器对输入信号进行检测,通过逻辑判断检测信号；
12.所述开关检测控制模块用于控制设备的启停工作状态；
13.所述音频模块通过tda2030a功放电路连接外部音箱，通过输出信号反馈给磁导航控制器控制外部报警音乐；
14.所述磁导航模块用于单片机控制器对磁导航进行节点控制；
15.所述安全检测模块中安全触条连接单片机控制器输入检测,当外部环境触发后,小车立即停止。
16.所述单片机控制器包括atmega128a单片机芯片、12兆晶振电路、电源滤波电路和
复位电路；其中单片机芯片用于检测外部输出信号,通过数电模电转换输出,一端由光电耦合器接限流电阻排接入单片机io口,另一端接入ao4800驱动外部信号,通过反馈信号控制外部电路。
17.所述电源电路中输入电源通过1n5408二极管,二极管正向导通、反向截止,经过lm2594降压转换器,由7脚经过一个滤波电容输入引脚,8脚输出,稳压二极管对地和l21电感并联接8脚,4脚反馈引脚,5脚和6脚接两个电阻输出一个5v电压单片机供电,另一个12v电压驱动外部设备。
18.所述音频模块中jq890016脚接tda2030a输入引脚上,tda2030a采用单电源有输出耦合电容,在电源与输出端之间,防止扬声器感性负载反冲而影响音质,c104电容和r104电阻对喇叭进行补偿消除自激,由r103和r104电阻决定放大器闭环增益,增加两个1n4001二极管，二极管正向导通、反向截止，该电路由电12vcc供电。
19.所述输出模块的电路由4个agv网络标号和4个led网络标号经过一个0r的电阻排,通过d51到d59led发光二极管,led发光二极管接tlp521-4光电耦合器的负极光电耦合器的另一端接+5v ,再经过tlp521-4两个光电耦合器一端接电源12v,通过输出信号点亮发光二极管确定信号,导通ao4800,控制外围设备。
20.所述输入模块由1个rygg rygy ryg r网络标号连接d60、d61、d62三个发光二极管,通过外部设备输入检侧单片机io口变化,导通led发光二极管。
21.其中单片机连接外部电路如下:第一个a04800单元包括4个10k限流电阻,一个tlp521-4光电耦合器,4个led发光二极管和一个电阻排,a04800第1,3脚接gnd ,与第2,4脚并联,通过10k限流电阻接tlp521-4光电耦合器的输出端,通过单片机控制器发送指令点亮led发光二极管，导通a04800,驱动磁导航控制器控制电机运转。
22.本实用新型的有益效果为：通常情况下agv由plc控制。其占用空间大,电路复杂,成本高。对比plc控制的agv,本发明的结果是:体积小型化、功耗低、电路模块化，实现agv小车的小型化，成本低的特点。
23.通常情况下agv由plc控制。其占用空间大,电路复杂,成本高。使用单片机控制器后,agv集成度高,体积小,可靠性好,可以实现agv小车的小型化。该控制器包括单片机制成,由主控atmega128a芯片、电力电源模块、输入输出模块、外置音频输出模块、通讯模块和一些主动被动检测模块,单片机控制器输出端对导航控制器进行节点触发,可以对agv进行有效的定位控制,能够在预设的导航磁条上按行驶路线运行,设置检测避障传感器,在一定范围内检测前方障碍物并及时提供警报声,以提醒前后方人员。该控制系统,不但可以实现agv原有功能,而且可以满足现有小车小型化的需求;该控制器采用的电子元器件少,且为常见的电子元器件,还具有成本低的特点，同时可以满足多种应用场景。
附图说明
24.图1是一种自动导引运输车磁导航控制系统的示意图。
25.图2是一种自动导引运输车磁导航控制系统的控制模块电路图。
26.图3是一种自动导引运输车磁导航控制系统的输出模块电路图。
27.图4是一种自动导引运输车磁导航控制系统的电力电源模块稳压单元电路图。
28.具体实施方式：
29.以下结合附图和具体实例对本发明提出的一种磁导航agv小车控制系统作进一步说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征更加清楚,此处描述的具体实例仅用于方便明晰辅助的本发明实施的目的。
30.图1 到图4示出了一种自动导引运输车磁导航控制系统，单片机控制器采用的智能化芯片型号为atmega128芯片,也可以采用类似功能相同的或其他型号的芯片。复位电路:当agv小车出现异常报警时,可以使agv恢复起始状态,晶振电路:用于控制时钟信号,为控制系统提供标准的时钟源,保证控制稳定可靠,电源滤波电路:电源先经过滤波再进地,用于滤除杂质信号,使agv更加稳定可靠。
31.图1中电机驱动器分为两个,采用一拖一的方式,由磁导航控制器控制电机驱动器,通过控制器控制磁导航控制器输出信号控制agv小车运转。
32.一种自动导引运输车磁导航控制系统，它主要包括通讯模块、电力电源模块、电机驱动控制模块、输出输入模块、开关检测控制模块、音频模块、磁导航模块、安全检测模块、单片机控制器。
33.通讯模块:连接外部控制设备进行通讯通信,将外部设备输入信号传递给单片机，经单片机解码后，将计算后的指令，通讯交互给电机驱动模块。
34.电力电源模块:采用24v磷酸铁锂蓄电池用于给单片机、输入输出模块、开关控制模块、通信模块、音频等模块提供电压。
35.电机驱动控制模块：单片机将解码后的信息通过通讯模块交互给电机驱动模块，电机驱动模块输出驱动信号给导航控制器，通过节点触发逻辑判断。
36.输出模块:用于控制外部电路,单片机io逻辑指令控制磁导航控制器。
37.输入模块:通过数字信号转换给磁导航控制器,对输入信号进行检测。
38.开关检测控制模块:控制设备的启停工作状态,对agv进行有效控制。
39.通信模块:和外部信号进行通讯,通过外部信号信息指令,反馈给磁导航控制器
40.音频模块:选用jq8900通过tda2030功放电路连接外部音箱通过输出信号反馈给磁导航控制器控制外部报警音乐。
41.单片机:导航控制器通过外部通讯模块,将输入输出模块信号反馈给单片机,单片机发送指令控制小车的运行。该控制器主要部分包括atmega128a单片机芯片、12m晶振电路、电源滤波电路、复位电路，该控制器由上述电路和单片机连接组成。其中单片机芯片主要作用:检测外部输出信号,通过数电模电转换输出,一端由光电耦合器接限流电阻排接入单片机io口,另一端接入ao4800驱动外部信号,通过反馈信号,控制外部电路。其中单片机连接外部电路如下:所述第一个a04800单元包括4个10k限流电阻,一个tlp521-4光电耦合器,4个led发光二极管和一个r0电阻排构成,a04800第1,3脚接gnd ,和第2,4脚并联,通过10k限流电阻接tlp521-4光电耦合器的输出端,通过单片机发送指令代码，点亮led发光二极管，导通a04800,驱动磁导航控制电机运转。
42.电源电路是一款大电流开关电源稳压芯片,最大输出电流为3a,其最高输入电压可达到40v,输出电压可在1.25~37v之间调整,输入电源通过1n5408二极管,二极管正向导通,反向截止,经过lm2594降压转换器,由7脚经过一个滤波电容输入引脚,8脚输出,稳压二极管对地和l21电感并联接8脚,4脚反馈引脚,5脚和6脚接两个电阻输出一个5v电压单片机供电,一个12v电压给驱动外部设备。
43.音频模块选用jq890016脚接tda2030a输入引脚上,由r103和r104电阻决定决定放大器闭环增益,tda2030a采用单电源有输出耦合电容,增加两个1n4001二极管，二极管正向导通，反向截止，在电源与输出端之间,防止外部扬声器电流输出负载反冲而影响音量音质,r104电阻和c104电容对外部设备喇叭进行补偿消除自激,该电路由电12vcc供电。
44.输出模块由6个agv网络标号和3个led网络标号,经过一个0r的电阻排,通过d51到d59led发光二极管,led发光二极管接tlp521-4光电耦合器的负极,tlp521-4光电耦合器的另一端接+5v ,通过输出信号点亮led发光二极管确定信号,再经过tlp521-4两个光电耦合器一端接电源12v,导通ao-4800,控制外围设备。
45.输入模块由1个rygg、rygy、rygr网络标号连接d60-d62三个发光二极管和rn3限流电阻排组成,由u7光电耦合器进行输入输出保护单片机io口,光电耦合器1、3、5、7脚导通内部led发光二极管,单片机io口输出点亮d59、d60、d61、d62引脚点亮led发光二极管,tlp521-4光电耦合器芯片16、14、12、10脚连接电源vcc,光电耦合器输出引脚连接100k限流电阻,ao48004个输出引脚连接连接外部设备,通过导通光电耦合器,连接外部设备,达到控制目的。
46.为了更好的理解本发明,以下对各组输入模块检测在io口中的检测和作用情况进行了说明。
47.1.安全撞条:急停检测,1个信号输入点,当检测到急停信号时立即停止
48.2.sick:安全激光传感器用于激光防撞区域检测4个输入点有信号加减停止。
49.3.rfid:定位识别,通过rfid每台agv小车底下安装一个便捷式读写器,地面上每个节点上安装一个标签,通过系统来选择轨道8个输入点(加减速、停止、牵引电机升起降落sick激光屏蔽启动状态下接收到停止信号小车定位停止,磁条交叉接收到左右转弯信号)rfid阅读器识别rfid地标中存储的位置信息后反馈给控制器。
50.4.牵引电机(微动开关):上限位下限位检测,4个输入点,小车停止,agv小车检测到rfid标签(程序定义标签内容)牵引电机升起上限位和下限位各两个。
51.5.启动自复位按钮:停止状态下按启动状态,1个信号输入点,启动状态下停止。
52.6复位的自动的报警按钮:在此按下复位，占时自动解除的复位报警,1个信号输入点。
53.7.紧急停机按钮:按下马上立即停机,红灯报警,1个信号输入接口。
54.8.呼叫器:2个(待定)接收信号小车启动。
55.9.agv控制器:磁导航控制器,控制电机驱动器,把输入信号检测发送给单片机控制器,6个输入点实现小车控制。
56.综合所述:本发明的agv小车的单片机控制器,其电路模块化简单,可以充分满足现场设计应用的需求,并且采用电子器件少,可以减少成本,满足设计应用场景。