一种集成式AGV控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种集成式AGV控制器，针对安装空间受限和要适配多种车型的特点，采用多块电路板层叠设计，由外壳、接口电路板、控制电路板和电源电路板组成；外壳的上表面设置有物理接口；控制电路板设置处理单元MCU和FPGA，通信及接口丰富，还设置有多种数据接口，可满足各种场景下的AGV数据信号传输要求；电源板还提供过压、过流、反接、浪涌、短路、过热保护功能，提供电流、功率监测，以实现及时了解用电情况；接口电路板根据不同AGV车型需要连接的器件不同可以定制化。本发明专利技术可以实现做最小的更改适配更多车型的AGV，根据不同车型的AGV需要连接的具体被控器件和继电控制逻辑设计特定的接口电路板，电源板和控制电路板作为通用板不需要做任何的修改。

An integrated AGV controller

【技术实现步骤摘要】
一种集成式AGV控制器
本专利技术涉及电控及自动导引运输车(AGV)
，确切地说是用在AGV上的一种集成式AGV控制器。
技术介绍
自动导引车AGV(AutomatedGuidedVehicle)是车间自动化物流系统的重要组成部分，是物流系统实现自动化、智能化柔性化的核心移动搬运单元之一，而控制器又是AGV实现整车控制的主要器件。安装在AGV上的控制器需要功能丰富、体积小、重量轻、接口丰富，还需要插接线方便牢固，还存在安装受限等要求。目前AGV控制器没有专用的可选择，通常采用PLC等工业控制领域通用的控制器。而这类控制器又不能满足上述种种要求，从一定程度上影响了AGV的发展。
技术实现思路
本专利技术针对AGV行业控制领域中，为克服传统的AGV一般采用PLC做控制器的不足，专利技术一种采用集成电路的设计方式的集成式AGV控制器。本专利技术采用多块电路板层叠设计的立体式控制器，要比单块电路板设计的平面式控制器能更好的利用AGV有限的器件安装空间。本专利技术的集成式AGV控制器根据AGV控制需求，完全自主灵活地设计所需要的功能，包括电源转换，处理单元MCU，各种各样的通信接口，数字量模拟量输入输出，PWM波输出，编码器接口，外扩存储器等等。但是，把这么多电路模块集成到一块电路板上，势必造成电路板面积比较大，那么控制器呈扁平状，浪费AGV有限的器件安装空间，器件要根据实际情况设计成立体状的才能有效的利用空间，所以把控制器整个的硬件系统拆分成三个模块，包括电源模块，控制模块和器件接口模块，分别集成到一个电路板上，形成电源板、控制电路板和接口电路板，板与板之间采用特定的方式层叠连接在一起，构成整个控制器的三层硬件结构。本专利技术的集成式AGV控制器主要由金属外壳、接口电路板、控制电路板和电源电路板组成，上述金属外壳通过间隔螺柱固定各电路板。在上述金属外壳的上表面设置有连接接口电路板的激光头接口、伺服控制接口、传感器接口、通讯接口等多种功能的物理接口，上述接口电路板可根据不同AGV车型的需求进行定制，每一种车型可对应一种接口电路板，从而实现灵活的装配组合。所述电源板采用LT8390EFE四开关单电感器架构芯片，针对最高达60V的输入电压，将其转化为24V的标准电路电压，通过双排插给给控制电路板供电。所述控制电路板包括：MCU用来运行裸机程序和linux操作系统，FPGA可以处理一些实时性要求较高的操作，通信接口丰富，包括一路EtherCat、2路RS232、1路RS485、1路RS422、1路蓝牙，一路RJ45网口、1路WIFI、2路CAN通信。IO点包括16路数字低有效量输入DI、16路数字高有效量输入DI、16路数字低有效量输出DO、16路数字高有效量输出DO、4路模拟量输入AI(-10V～10V)，4路模拟量输出AO(-10V～10V)，2路PWM输出(2MHZ)，2个编码器接口。控制电路板上预留的无线JTAG调试功能可以极其方便的进行程序的调试。所述控制电路板上的MCU可以选用ARM或X86架构的MCU，比如STM32系列的ARM处理单元MCU，配合FPGA，如ALTERA公司的EP4CE15F17I8N芯片，进行高速的数据信号采集处理。所述控制电路板上还设置有多种通用数据接口，可满足各种场景下的AGV数据信号传输要求，包括一路EtherCat、2路RS232、1路RS485、1路RS422、1路蓝牙，一路RJ45网口、2路CAN通信等。所述控制电路板和接口电路板之间通过双排插进行数据传输。所述电源板还提供过压、过流、反接、浪涌、短路、过热保护功能，提供电流、功率监测，以实现及时了解用电情况。所述接口电路板根据不同AGV车型需要连接的器件不同可以定制化，每种车型对应一块特定的接口电路板，接口电路板相比于电源板和控制电路板设计较为方便快捷，只是根据具体车型的接口和各接口的引脚定义，把控制电路板上需要用到的IO点、通信接口等线路引到接口电路板上，IO点要么直接引到接口引脚上，作为裸IO点控制，要么引到接口电路板上专门设计的继电器组上，用来实现硬件逻辑控制，例如硬件急停，硬件解急停，急停互锁等功能，再由继电器输出去控制对应的器件。接口电路板的作用主要就是让控制器做很小的改动适配更多车型的AGV。本专利技术的有益效果：本专利技术的集成式AGV控制器采用多块电路板层叠设计，可以实现做最小的更改适配更多车型的AGV，根据不同车型的AGV需要连接的具体被控器件和继电控制逻辑设计属于该车型特定的接口电路板，电源板和控制电路板作为通用板不需要做任何的修改。所以针对AGV器件安装空间受限和要适配多种车型的特点，三层板层叠式接口电路板可定制的控制器在AGV控制上有很大的优势。附图说明图1是本专利技术的集成式AGV控制器的三层电路板结构和金属外壳示意图；图2是本专利技术的集成式AGV控制器的连接三层电路板之间的排插示意图；图3是本专利技术的集成式AGV控制器的固定三层电路板的间隔螺柱示意图；图4是本专利技术的集成式AGV控制器的控制电路板的电路功能模块结构示意图；附图中的附图标记：1—机壳、2—接口电路板、3—控制电路板、4—电源板、5—连接电路板的双层排插结构、6—固定电路板的间隔螺柱、7—激光头接口、8—伺服控制接口、9—传感器接口、10—通讯接口、11—预留功能接口、12—FPGA、13—处理单元MCU(ARM/X86)、14—DI-16(高有效)、15—DI-16(低有效)、16—DO-16(高有效)、17—DO-16(低有效)、18—AI-4(+-10V)、19—AO-4(+-10V)、20—PWM(IN2Mhz)、21—PWM(OUT2Mhz)、22—RAM(32MB)、23—FLASH(512MB)、24—EtherCAT(1个)、25—CAN(2路)、26—网口(1个)、27—蓝牙(1个)、28—RS232(2路)、29—RS485(1路)、30—RS422(1路)、31—编码器(2路)。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1—图4：本专利技术描述的AGV控制器主要由控制器金属外壳1、接口电路板2、控制电路板3和电源电路板4组成，金属外壳1通过间隔螺柱6固定各电路板，并在上表面提供了联通接口电路板的各功能接口，如：激光头接口7、伺服控制接口8、传感器接口9、通讯接口10等，接口电路板可根据不同AGV车型的需求进行定制，每一种车型可对应一种接口电路板，从而实现灵活的装配组合。电源板4采用LT8390EFE四开关单电感器架构芯片，针对最高达60V的输入电压，将其转化为24V的标准电路电压，通过双排插5给给控制电路板3供电。控制电路板上的处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成式AGV控制器，其特征在于：/n所述集成式AGV控制器由金属外壳、接口电路板、控制电路板和电源电路板组成，所述接口电路板、控制电路板和电源电路板自上而下依次层叠设置且相互之间通过间隔螺柱固定并置于所述金属外壳内；/n所述金属外壳的上表面设置有连接接口电路板的至少一种物理接口和/或接线端子；/n所述电源板通过双排插给控制电路板供电，采用LT8390EFE四开关单电感器架构芯片，输入电压60V，输出电压24V；/n所述控制电路板包括处理单元MCU和FPGA，至少包括1路EtherCat、2路RS232、1路RS485、1路RS422、1路蓝牙、一路RJ45网口、1路WIFI和2路CAN通信；/n所述控制电路板和接口电路板之间通过双排插进行数据传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成式AGV控制器，其特征在于：
所述集成式AGV控制器由金属外壳、接口电路板、控制电路板和电源电路板组成，所述接口电路板、控制电路板和电源电路板自上而下依次层叠设置且相互之间通过间隔螺柱固定并置于所述金属外壳内；
所述金属外壳的上表面设置有连接接口电路板的至少一种物理接口和/或接线端子；
所述电源板通过双排插给控制电路板供电，采用LT8390EFE四开关单电感器架构芯片，输入电压60V，输出电压24V；
所述控制电路板包括处理单元MCU和FPGA，至少包括1路EtherCat、2路RS232、1路RS485、1路RS422、1路蓝牙、一路RJ45网口、1路WIFI和2路CAN通信；
所述控制电路板和接口电路板之间通过双排插进行数据传输。


2.根据权利要求1所述的集成式AGV控制器，其特征在于：
所述控制电路板上的处理单元MCU选用ARM或X86架构的MCU，所述FPGA选用ALTERA公司的EP4CE15F17I8N芯片。


3.根据权利要求1所述的集成式AGV控制器，其特征在于：
所述控制电路板上还设置有1路EtherCat、2路RS232、1路RS485、1路RS422、1路蓝牙、1路RJ45网口和2路CAN通信。


4.根据权利要求1所述的集成式AGV控制器，其特征在于：
所述接口电路板根据不同AGV车型需要连接的器件不同可以定制化，每种车型对应一块特定的接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨进，杨文华，韩德昱，毛榆鑫，李元勇，董海英，王宇轩，罗蒙，杨铸，齐宏伟，孙志斌，段东昌，
申请(专利权)人：云南昆船智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53