物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng),包括智能循跡小車,和控制智能循跡小車的上位機(jī),所述上位機(jī)包括操作系統(tǒng)，其特征在于:智能循跡小車上設(shè)有控制智能循跡小車運(yùn)動(dòng)的智能循跡小車控制系統(tǒng)；還包括智能控制器,所述上位機(jī)將信號傳送至智能控制器,智能控制器將信號解析后傳送至智能循跡小車控制系統(tǒng)從而控制智能循跡小車的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明所采用的材料簡單，可依據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行編程或設(shè)計(jì)即可實(shí)現(xiàn)，便于推廣運(yùn)用。
【專利說明】物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種物流智能控制設(shè)備和系統(tǒng)，具體的說，是涉及到一種物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化的進(jìn)程發(fā)展，現(xiàn)代物流業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和壓力，現(xiàn)有的在工業(yè)生產(chǎn)過程中，物料的配送通常都是由人來完成，這無形中當(dāng)一個(gè)環(huán)節(jié)物料不足時(shí)，需要人為的將物料送至工位。這樣既浪費(fèi)資源，也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，同時(shí)也會(huì)增加成本，因此采用無人配送技術(shù)可以降低出錯(cuò)幾率，節(jié)省資源，提高工廠的生產(chǎn)效率。然而目前的的無人配送設(shè)備中，存在制作成本低，準(zhǔn)確率差等缺點(diǎn)，我們通過檢索到以下相關(guān)文獻(xiàn)，但是均有一定的缺點(diǎn)，例如:
1.中國專利，一種循跡智能小車，申請?zhí)?CN201110009424.0，摘要:該發(fā)明涉及一種循跡智能小車，所述的智能小車由車體底板、主控制板、萬向輪、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪和循跡模塊組成，所述的車體底板采用亞格力材料制成，車體底板前端安裝路循跡模塊，中間安裝主控制板，尾部兩側(cè)均安裝有電機(jī)，電機(jī)外側(cè)安裝有驅(qū)動(dòng)輪，所述的車體底板背面還安裝有萬向輪，整個(gè)機(jī)構(gòu)采用螺絲緊固。該可用于本科、大專的實(shí)驗(yàn)課程，可納入單片機(jī)教學(xué)課程中；產(chǎn)品的性價(jià)比高，適合廣大學(xué)生；但是用作物流運(yùn)輸存在效率差，準(zhǔn)度差的缺點(diǎn)。
[0003]2.中國專利，智能小車的點(diǎn)鎮(zhèn)定控制方法，申請?zhí)?CN201010119549.4，摘要:該發(fā)明公開了一種智能小車的點(diǎn)鎮(zhèn)定控制方法，在運(yùn)動(dòng)平面上采用Euler-Lagrange方程建立全局坐標(biāo)系下智能小車的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型；通過運(yùn)動(dòng)幾何分析的方法建立極坐標(biāo)系下小車的位姿誤差模型；然后針對極坐標(biāo)位姿誤差方程，利用Backst印ping技術(shù)，分別使所構(gòu)造的Lyapunov方程導(dǎo)數(shù)否定來設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)控制器；最后把神經(jīng)動(dòng)力學(xué)模型融合到控制規(guī)律中，設(shè)計(jì)具有實(shí)用全局漸近穩(wěn)定的新型點(diǎn)鎮(zhèn)定控制器。但是該發(fā)明的制作成本較高，不易批量使用。
[0004]這就需要一種性能可靠，以降低出錯(cuò)幾率，節(jié)省資源，更重要的是制作成本低的運(yùn)輸裝置以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有物流運(yùn)行成本高，現(xiàn)有設(shè)備推廣效果差，制作成本高的缺點(diǎn)，提供一種物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)，以解決上述問題。
[0006]本發(fā)明的方案是通過這樣實(shí)現(xiàn)的:構(gòu)造一種物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)，包括智能循跡小車，和控制智能循跡小車的上位機(jī)，所述上位機(jī)包括操作系統(tǒng)，智能循跡小車上設(shè)有控制智能循跡小車運(yùn)動(dòng)的智能循跡小車控制系統(tǒng)；還包括智能控制器，所述上位機(jī)將信號傳送至智能控制器，智能控制器將信號解析后傳送至智能循跡小車控制系統(tǒng)從而控制智能循跡小車的運(yùn)動(dòng)。
[0007]本發(fā)明方案的技術(shù)原理是:通過智能控制器作為與上位機(jī)傳輸信號的媒介，將上位機(jī)信號傳送至智能循跡小車的智能循跡小車控制系統(tǒng)，從而使得智能循跡小車控制系統(tǒng)能夠驅(qū)動(dòng)智能循跡小車執(zhí)行運(yùn)行、停頓等各種命令。
[0008]本發(fā)明中，所述智能控制器包括接受上位機(jī)數(shù)據(jù)的上位機(jī)傳輸模塊和與智能循跡小車通訊的無線通訊模塊，所述上位機(jī)傳輸模塊通過RS-232串口和USB雙接口方式與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過雙接口，可以很快的接收上位機(jī)信息，反饋運(yùn)輸車行駛狀態(tài)。
[0009]本發(fā)明中，作為更進(jìn)一步的方案，所述智能控制器還包括狀態(tài)指示模塊，所述狀態(tài)指示模塊包括用于表示控制器狀態(tài)的LED發(fā)光二極管，其包含上電指示、正常閃爍和異常報(bào)警指示燈，通過LED發(fā)光二極管可以正確的反映設(shè)備的工作狀態(tài)。
[0010]本發(fā)明中，以上所述控制智能循跡小車控制系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)、控制各個(gè)功能模塊工作的核心控制單元模塊、負(fù)責(zé)接收無線命令并發(fā)送數(shù)據(jù)信息的雙向無線通訊模塊、控制智能循跡小車操控的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊、用于檢測的路徑智能循跡模塊。核心控制單元模塊是智能循跡小車的大腦和心臟，是協(xié)調(diào)、控制各個(gè)功能模塊工作的核心部件。核心控制單元模塊采用工業(yè)級的MCU，能夠適應(yīng)工廠的各種工作環(huán)境。雙向無線通訊模塊是智能循跡小車的耳朵和嘴巴，負(fù)責(zé)接收無線命令并發(fā)送數(shù)據(jù)信息。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊是智能循跡小車的動(dòng)力部件，其接收核心控制單元模塊的命令，控制智能循跡小車的啟動(dòng)、急停、轉(zhuǎn)彎等操作。智能循跡模塊是智能循跡小車的眼睛，將檢測的路徑發(fā)送給智能循跡小車。
[0011]本發(fā)明中，作為進(jìn)一步的改進(jìn)，智能循跡小車行駛路徑的路口和停車點(diǎn)都有設(shè)有一個(gè)磁鐵，所述智能循跡小車上還設(shè)有用于檢測道路中的磁場的電磁檢測模塊。電磁檢測模塊負(fù)責(zé)檢測道路中的磁場。在整個(gè)工業(yè)物流系統(tǒng)中，智能循跡小車行駛路徑的路口和停車點(diǎn)都有一個(gè)磁鐵，以保證智能循跡小車行駛的正確性。
[0012]本發(fā)明主要運(yùn)用的技術(shù)有:雙向無線通訊系統(tǒng)的開發(fā)和具體運(yùn)用；智能循跡小車路徑識(shí)別和路口轉(zhuǎn)向；智能循跡小車電機(jī)控制算法的研究；智能控制器數(shù)據(jù)傳輸算法的研究與設(shè)計(jì)。
[0013](I)本系統(tǒng)采用半雙工的通訊方式，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。所有數(shù)據(jù)都以一個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行發(fā)送和接收，每個(gè)數(shù)據(jù)幀都有效驗(yàn)位以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性；接收方在接收到數(shù)據(jù)后也會(huì)將有效數(shù)據(jù)提取，重新發(fā)送給發(fā)送方，發(fā)送方對接收的數(shù)據(jù)和原來數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，保證數(shù)據(jù)傳輸未出現(xiàn)錯(cuò)誤。雙向無線通訊系統(tǒng)采用挪威NORDIC公司出品的低于IGHz無線數(shù)傳芯片Nrf905，其主要工作于433MHz的ISM頻段。芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。芯片能耗非常低，以IOdBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流僅有30mA，接收時(shí)工作電流只有12.5mA，多種低功率工作模式，待機(jī)模式下電流僅為12.5 μ A，節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。
[0014](2)智能循跡小車采用光電傳感器路徑檢測方式和霍爾傳感器電磁路口檢測方式，保證循跡小車行駛的正確性和可靠性。光電傳感器用來檢測路徑中黑白線的位置，確保循跡小車沿著指定路徑行駛；霍爾傳感器用來檢測路徑中的磁鐵，保證智能循跡小車在指定路口轉(zhuǎn)向和指定位置停止。
[0015](3)智能循跡小車采用PID算法對電機(jī)進(jìn)行控制。采用PID算法，保證了智能循跡小車行駛的穩(wěn)定性，減少小車轉(zhuǎn)向時(shí)對電機(jī)的損傷。
[0016](4)智能控制器與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用的是USB和RS-232兩種數(shù)據(jù)傳輸。通常的MCU只有RS-232接口，然而隨著時(shí)代的發(fā)展，通過USB接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)成為時(shí)代的主流?？刂破魍ㄟ^外加USB接口芯片，將數(shù)據(jù)通過并口與該芯片連接轉(zhuǎn)換，最后完成與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。
[0017]本發(fā)明的工作過程如下:智能循跡小車在接收到配送任務(wù)后，按照要求的行駛路徑將物流發(fā)運(yùn)到指定工位并停車蜂鳴提示。當(dāng)工位將所需的物料提取后，點(diǎn)擊啟動(dòng)、急停按鈕，智能循跡小車將按照預(yù)先設(shè)定的路線繼續(xù)物流運(yùn)輸，直至入庫并將物流任務(wù)完成信息上傳至上位機(jī)，這樣才算是完成了一個(gè)物流配送的工作。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
1.本發(fā)明具有自動(dòng)化程度高、應(yīng)用靈活、安全可靠、無人操作、施工簡單及維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、煙草行業(yè)、工程機(jī)械行業(yè)、機(jī)場等物資運(yùn)輸場所。A智能循跡小車是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是物流自動(dòng)化研究的熱點(diǎn)之一，對于提高生產(chǎn)自動(dòng)化程度和提高生產(chǎn)效率有著重要意義。
[0019]2.本發(fā)明所采用的材料簡單，可依據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行編程或設(shè)計(jì)即可實(shí)現(xiàn)，便于推廣運(yùn)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明中智能控制器的工作示意圖；
圖3是本發(fā)明中智能循跡小車控制系統(tǒng)的工作示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例描述本發(fā)明，以下實(shí)施例以發(fā)明最優(yōu)效果進(jìn)行解釋說明。
[0022]如圖1-3所示，本發(fā)明物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)，包括智能循跡小車，和控制智能循跡小車的上位機(jī)，上位機(jī)包括操作系統(tǒng)，它可以是一臺(tái)應(yīng)用主機(jī)。上位機(jī)和智能循跡小車之間通過智能控制器交換信號，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)控制智能循跡小車。如圖2所示，智能控制器包括接受上位機(jī)數(shù)據(jù)的上位機(jī)傳輸模塊和與智能循跡小車通訊的無線通訊模塊，上位機(jī)傳輸模塊通過RS-232串口和USB雙接口方式與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，智能控制器中設(shè)有MCU核心模塊以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)各個(gè)功能模塊的功能，智能控制器還包括狀態(tài)指示模塊，所述狀態(tài)指示模塊包括用于表示控制器狀態(tài)的LED發(fā)光二極管，其包含上電指示、正常閃爍和異常報(bào)警指示燈，通過LED發(fā)光二極管可以正確的反映設(shè)備的工作狀態(tài)。而智能循跡小車主要通過智能循跡小車控制系統(tǒng)控制其行走，停止等動(dòng)作，如圖3所示，智能循跡小車控制系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)、控制各個(gè)功能模塊工作的核心控制單元模塊、負(fù)責(zé)接收無線命令并發(fā)送數(shù)據(jù)信息的雙向無線通訊模塊、控制智能循跡小車操控的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊、用于檢測的路徑智能循跡模塊，而在智能循跡小車行駛路徑的路口和停車點(diǎn)都有設(shè)有一個(gè)磁鐵，所述智能循跡小車上還設(shè)有用于檢測道路中的磁場的電磁檢測模塊。另外，智能循跡小車中還可以選擇加裝發(fā)光二極管狀態(tài)指示模塊，從而使得智能循跡小車中還可以通過發(fā)光二極管指示其工作情況。
[0023]實(shí)施例1:
以汽車零件物流輸送為例進(jìn)行舉例，首先，將設(shè)置在固定軌跡中的智能循跡小車裝載滿汽車零件，隨后，在上位機(jī)上啟動(dòng)智能循跡小車的運(yùn)行，上位機(jī)將信號通過傳送裝置輸送到智能控制器，智能控制器中的MCU模塊進(jìn)行信息分析，將信號通過無限數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苎E小車控制系統(tǒng)中，同時(shí)，也將信號傳輸?shù)綘顟B(tài)指示模塊中，狀態(tài)指示模塊通過LED發(fā)光二極管的顯示工作情況，如果LED發(fā)光二極管上光亮穩(wěn)定，表示信號正常。隨后智能循跡小車從裝載點(diǎn)出發(fā)，在裝載點(diǎn)、行駛路口、終點(diǎn)處設(shè)有磁鐵，智能循跡小車上的電磁檢測模塊，通過磁塊磁場的大小判斷行進(jìn)路線的準(zhǔn)確性。智能循跡小車通過采用光電傳感器路徑檢測方式和霍爾傳感器電磁路口檢測方式，保證循跡小車行駛的正確性和可靠性。光電傳感器用來檢測行徑路徑中黑白線的位置，確保循跡小車沿著指定路徑行駛；霍爾傳感器用來檢測路徑中的磁鐵，保證智能循跡小車在指定路口轉(zhuǎn)向和指定位置停止。隨后，小車在指定的位置停止后，通過其自帶的電子元件發(fā)出蜂鳴聲，LED發(fā)光二極管燈光暗缺，智能小車經(jīng)過卸載貨物后，即算一次運(yùn)輸完成。
[0024]本實(shí)施例中，上位機(jī)所采用的操作系統(tǒng)可以直接套用現(xiàn)有的操作軟件進(jìn)行實(shí)施。
[0025]實(shí)施例2:
本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于，當(dāng)智能循跡小車行駛過程中出現(xiàn)故障時(shí)，LED發(fā)光二極管發(fā)出閃爍燈光以表示出現(xiàn)問題。其余工作原理與實(shí)施例1相同。
[0026]最后應(yīng)說明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為了清楚的說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實(shí)施的限定。對于所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式子以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)，包括智能循跡小車，和控制智能循跡小車的上位機(jī)，所述上位機(jī)包括操作系統(tǒng)，其特征在于:智能循跡小車上設(shè)有控制智能循跡小車運(yùn)動(dòng)的智能循跡小車控制系統(tǒng)；還包括智能控制器，所述上位機(jī)將信號傳送至智能控制器，智能控制器將信號解析后傳送至智能循跡小車控制系統(tǒng)從而控制智能循跡小車的運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)，其特征在于:所述智能控制器包括接受上位機(jī)數(shù)據(jù)的上位機(jī)傳輸模塊和與智能循跡小車通訊的無線通訊模塊，所述上位機(jī)傳輸模塊通過RS-232串口和USB雙接口方式與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)，其特征在于:所述智能控制器還包括狀態(tài)指示模塊，所述狀態(tài)指示模塊包括用于表示控制器狀態(tài)的LED發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制智能循跡小車控制系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)、控制各個(gè)功能模塊工作的核心控制單元模塊、負(fù)責(zé)接收無線命令并發(fā)送數(shù)據(jù)信息的雙向無線通訊模塊、控制智能循跡小車操控的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊、用于檢測的路徑智能循跡模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的物流智能循跡小車及其控制系統(tǒng)，其特征在于:智能循跡小車行駛路徑的路口和停車點(diǎn)都有設(shè)有一個(gè)磁鐵，所述智能循跡小車上還設(shè)有用于檢測道路中的磁場的電磁檢測模塊。
【文檔編號】G05D1/02GK103558855SQ201310556350
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月10日
【發(fā)明者】林杰, 毛清華 申請人:廣西柳工路創(chuàng)制造科技有限公司