一种自动导引平板运输车控制系统及其网络架构的制作方法

1.本发明涉及一种自动导引平板运输车控制系统及其网络架构，属于平板运输车技术领域。


背景技术：

2.随着新能源技术和自动化控制技术的发展，港口码头也逐步向无人驾驶纯电动智能化方向发展。为适应这一需要，满足无人驾驶控制方式的纯电动平板运输车得到广泛的投入研发及应用，并逐步取代传统码头采用燃油动力的人工驾驶的集装箱卡车。
3.传统的平板运输车选用发动机作为动力源，带动液压油泵和马达作为动力源和驱动来源，控制系统主要是针对发动机及液压系统的控制，控制精度较低，转向响应较慢，无法满足自动驾驶对定位精度的要求。控制系统一般满足人工操作需要，控制相对较为简单，无需大量智能控制，且不具备管理功能和数据记录功能，未能与无人驾驶系统紧密结合。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种自动导引平板运输车控制系统及其网络架构，在此架构基础上分别细化各个系统的控制流程，并通过各个系统的有机结合，组成整个平板运输车的控制方法，控制更为便捷。
5.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
6.第一方面，本发明提供了一种自动导引平板运输车控制系统，包括：
7.驱动控制系统，通过控制器与平板运输车的电机控制器进行can通讯，完成电机控制器的工作使能、模式选择、扭矩和转速的指令给定和故障的监控；
8.液压控制系统，用于完成蓄能器自动补压，以及转向和制动控制；
9.人机界面交互管理系统，用于完成总线上整车所有状态变量的显示，故障代码的显示及记录，故障的旁路，编码器参数设定及转角标零功能；
10.遥控器操作系统，用于完成遥控器或无人驾驶系统的操作输入，遥控或导航模式的判断及遥控器显示器中相关变量的显示输出；
11.散热控制系统，用于完成电池空调散热和驱动冷却功能；
12.辅助控制系统，用于实现烟雾报警采集处理功能；
13.电源管理系统，用于完成bms监控，电池空调控制，充电控制，高压上下电控制；
14.安全监控管理系统，用于对各个系统的状态和故障的实时采集和记录，实现各个系统的故障处理及急停、防撞开关功能。
15.进一步的，所述驱动控制系统还包括速度控制模块、正反向行驶控制模块、防打滑模块、位置模式运行模块，用于实现电机的速度控制、正反向行驶、防打滑处理、位置模式运行功能。
16.进一步的，所述液压控制系统包括：下分转向控制系统和制动控制系统，其中，所述转向控制系统用于实现多种转向模式下的角度协调同步控制，所述制动控制系统用于完
成操作或故障状态情况下行车制动和驻车制动的控制。
17.进一步的，所述遥控器操作系统与无人驾驶的控制之间留有多种控制方式的接口，包括按照遥控器操作模式的多种转向模式控制和无人驾驶基于等效中心轮的双轴控制。
18.进一步的，辅助控制系统还包括设备的灯光指示模块、喇叭灯控制模块。
19.进一步的，所述电源管理系统还包括绝缘监测控制模块及非任务情况下的休眠控制模块。
20.第二方面，本发明提供一种根据前述任一项所述的自动导引平板运输车控制系统的网络架构，所述自动导引平板运输车控制系统的各个系统的硬件部分通过多个端口的can网络数据通信连接，其中：各个系统的硬件部分包括：遥控器、转向编码器、显示器、4g远程数据监控模块、gps模块、电池空调、bms、胎压监测、无人驾驶系统、总线控制阀、驱动电机控制器、泵站电机控制器、预充电控制器、dcdc控制器中的一种或多种。
21.进一步的，所述多个端口的can网络包括：can1网络、can2网络、can3 网络、can4网络，其中：
22.can1网络用于连接遥控器和转向编码器，完成遥控操作的输入及转向角度信息的采集；
23.can2网络用于连接显示器、4g远程数据监控模块、gps模块、电池空调、bms、胎压监测及无人驾驶系统，实现车辆信息的人机交互、数据远程监控和程序更新、车辆的远程定位、电源管理的控制；
24.can3网络用于连接总线控制阀，实现4桥独立转向控制并监控转向控制阀的故障状态；
25.can4网络用于连接驱动电机控制器、泵站电机控制器、预充电控制器和 dcdc控制器，完成高压上下电的相关控制、液压系统的工作控制及驱动系统的控制。
26.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
27.1、本发明将无人导引平板车的整车控制划分为若干子系统，并分配给各子系统相关的控制功能。子控制系统又相互联系，最终完成整车的控制。
28.2、本车具备多种自动控制和管理功能，并可通过总线接口提供整车的所有状态信息量的读取和上传，以及整车状态的记录，方便远程监控及事故的追溯等。
附图说明
29.图1是本发明实施例提供的一种自动导引平板运输车控制系统的结构示意图；
30.图2是本发明实施例提供的一种自动导引平板运输车控制系统的网络架构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
32.实施例1
33.本实施例介绍一种自动导引平板运输车控制系统，包括：
34.驱动控制系统，通过控制器与平板运输车的电机控制器进行can通讯，完成电机控制器的工作使能、模式选择、扭矩和转速的指令给定和故障的监控；
35.液压控制系统，用于完成蓄能器自动补压；
36.人机界面交互管理系统，用于完成总线上整车所有状态变量的显示，故障代码的显示及记录，故障的旁路编码器参数设定及转角标零功能；
37.遥控器操作系统，用于完成遥控器或无人驾驶系统的操作输入，遥控或导航模式的判断及遥控器显示器中相关变量的显示输出；
38.散热控制系统，用于完成电池空调散热和驱动冷却功能；
39.辅助控制系统，用于实现烟雾报警采集处理功能；
40.电源管理系统，用于完成bms监控，电池空调控制，充电控制，高压上下电控制；
41.安全监控管理系统，用于对各个系统的状态和故障的实时采集和记录，实现各个系统的故障处理及急停、防撞开关功能。
42.本实施例提供的自动导引平板运输车控制系统，其应用过程具体涉及如下步骤：
43.本发明专利控制系统框图见图1，主要包含驱动控制系统、液压控制系统、人机界面交互管理系统、散热控制系统、电源管理系统、遥控操作系统、辅助控制系统和安全监控管理系统。
44.1.驱动控制系统通过控制器与两个电机控制器进行can通讯，完成两个驱动电机控制器的工作使能、模式选择、扭矩和转速的指令给定和故障的监控。可实现电机的速度控制、正反向运作、防打滑处理、位置模式运行等功能。
45.2.液压控制系统主要完成蓄能器自动补压，为转向和制动提供动力，其下分转向控制系统和制动控制系统。其中转向控制系统可实现多种转向模式下的角度协调同步控制值。制动控制系统主要完成操作或故障状态情况下行车制动和驻车制动的控制。
46.3.人机界面交互管理系统，主要是总线上整车所有状态变量的显示，故障代码的显示及记录，故障的旁路，编码器参数设定及转角标零等操作。
47.4.遥控器操作系统完成遥控器或无人驾驶系统的操作输入，遥控或导航模式的判断及遥控器显示器中相关变量的显示输出等，与无人驾驶的控制之间留有多种控制方式的接口，满足不同形式的无人驾驶控制，包括按照遥控器操作模式的多种转向模式控制和无人驾驶基于等效中心轮的双轴控制等方式。
48.5.散热控制系统主要完成电池空调散热和驱动冷却等操作。
49.6.辅助控制系统主要是设备的灯光指示和喇叭灯功能的实现，烟雾报警采集处理，
50.7.电源管理系统主要完成bms监控，电池空调控制，充电控制，高压上下电控制。绝缘监测控制及非任务情况下的休眠控制。
51.8.安全监控管理系统具有各个系统的状态和故障的实时采集和记录，系统故障的处理及急停、防撞开关等功能的实现等。
52.实施例2
53.如图2所示，本实施例提供一种根据实施例1中任一项所述的自动导引平板运输车控制系统的网络架构，所述自动导引平板运输车控制系统的各个系统的硬件部分通过多个端口的can网络数据通信连接，其中：各个系统的硬件部分包括：遥控器、转向编码器、显示
器、4g远程数据监控模块、gps模块、电池空调、bms、胎压监测、无人驾驶系统、总线控制阀、驱动电机控制器、泵站电机控制器、预充电控制器、dcdc控制器中的一种或多种。
54.通过一个整车的vcu提供4个端口的can网络数据通信。
55.can1网络主要连接遥控器和转向编码器，完成遥控操作的输入及转向角度信息的采集。
56.can2网络主要连接显示器、4g远程数据监控模块、gps模块、电池空调、 bms、胎压监测及无人驾驶系统，主要实现车辆信息的人机交互、数据远程监控和程序更新、车辆的远程定位、电源管理等的控制。
57.can3网络连接总线控制阀，实现4桥独立转向控制并监控转向控制阀的故障状态。
58.can4网络主要连接驱动电机控制器、泵站电机控制器、预充电控制器和 dcdc控制器。完成高压上下电的相关控制、液压系统的工作控制及驱动系统的控制等。
59.另外，本发明中vcu具有丰富的硬件接口，可实现模拟量和数字量的实时采集以及开关量和pwm控制信号的输出。实现系统的急停、防撞、液压系统压力温度监控、烟雾监测及报警、制动阀块的控制、灯光喇叭等的控制输出等。
60.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。