一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统及其方法，包括车辆调度单元，与所述车辆调度单元建立通讯连接的地面端智能控制单元，与所述地面智能控制单元建立通讯连接的固定充电机单元、自动化伸缩装置，所述车辆调度单元与所述重载电动搬运设备建立通讯连接，所述自动化伸缩装置与所述重载电动搬运设备建立通讯连接；所述自动化伸缩装置与所述固定充电机单元相连；所述车辆调度单元根据所述固定充电机单元的使用情况进行统筹调度，将需要充电的所述重载电动搬运设备行驶至所述固定充电机单元；所述地面端智能控制单元用于决策所述自动化伸缩装置的伸缩动作。本发明专利技术提高重载电动搬运设备的充电效率，结构简单、投入成本低的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统及其方法
本专利技术涉及港口自动化物流充电技术，更具体地说，涉及一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统及其方法。
技术介绍
目前，港口行业都在向自动化、智能化转变，各种电动搬运设备(如AGV、电动集卡等)得到了广泛的应用，与此对所配套的充电系统的安全性、智能性、高效性、低成本等综合方面的需求进一步提高。现有成熟的港口自动化充电系统方式有：滑触线式充电系统、换电站式充电系统等，但其都有一些不足，比如滑触线式充电系统中的取电装置安装在搬运设备上，其结构相对复杂、而且行车过程中大电流充电会对车载设备上精密传感器产生较大的干扰；换电站式充电系统前期投入成本较大、同时对取电机器人的动作精度、电池包的连接器等关键机构和部位有非常高的要求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统及其方法，旨在提高重载电动搬运设备的充电效率同时兼顾系统结构简单、投入成本低的特点，本地的高度集成化可以降低车辆调度系统的复杂性。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，包括移动设备的调度单元、控制伸缩装置自动动作、充电机自动启停、故障应急处理、与车辆调度系统通讯的地面端智能控制单元，与所述地面智能控制单元建立通讯连接的固定充电机单元、自动化伸缩装置，所述自动化伸缩装置与所述重载电动搬运设备建立通讯连接；所述自动化伸缩装置与所述固定充电机单元相连；r>所述车辆调度单元根据所述地面端智能控制单元反馈的状态信息将需要充电的所述重载电动搬运设备行驶至所述固定充电机单元，只下发启动充电和停止充电指令，其后的过程控制全都集成在地面端智能控制单元完成；所述地面端智能控制单元，实时和车辆调度单元进行数据传输，交互自动充电系统当前的状态信息(包含系统的工作模式手动模式、自动模式；工作状态：待机、充电中、故障等)，同时将收到车辆调度系统的指令信息(启动充电、停止充电)进行解析并决策，转化为所述自动化伸缩装置的伸缩动作、充电单元的自动启停充电指令，当地面端智能控制单元解析出车辆调度系统为开始充电指令时，在满足伸出的条件允许下所述自动化伸缩装置作伸出动作，当与所述重载电动搬运设备相连，收到连接完成信号时，智能控制单元开始向充电单元发送启动充电指令；在充电过程中，当地面端智能控制单元解析出车辆调度系统为结束充电指令时，先向充电单元发送结束充电指令，在判断当前处于结束充电状态且满足缩回条件的允许下，当所述自动化伸缩装置作缩回动作，与所述重载电动搬运设备断开，缩回至机构的起始位置，上传充电完成信号给车辆调度系统，同时上传此次充电的起始和结束时间、本次充电电量作为记录。较佳的，所述地面智能控制单元选用工业级PLC控制器。较佳的，所述自动化伸缩装置上设有多种安全保护的传感器，包括光电感应传感器、机械极限限位传感器、单点激光对位传感器。较佳的，所述车辆调度单元与所述地面智能控制单元之间、所述车辆调度单元与所述重载电动搬运设备之间均采用无线4G通讯。较佳的，所述地面智能控制单元与所述固定充电机单元之间、所述地面智能控制单元与所述自动化伸缩装置之间、所述自动化伸缩装置与所述重载电动搬运设备之间均采用CAN通讯。较佳的，所述自动化伸缩装置上设有插头，所述固定充电机单元的充电动力电缆和通讯线缆集成至所述插头。较佳的，所述重载电动搬运设备上设有车载接收装置，车载接收装置上设有与所述插头相适配连接的插座，所述重载电动搬运设备上具有车载电池管理系统。。较佳的，所述车载接收装置的前端设置为喇叭口形状，相对于侧面安装，可以减少行车方向的停车误差的影响。另一方面，一种重载电动搬运设备的智能自动化充电方法，包括启动充电和结束充电；所述启动充电具体流程如下：通过所述的智能自动化充电系统的所述车辆调度单元根据所述固定充电机单元的使用信息、及所述车载电池管理系统的电量信息，发送需要充电的所述重载电动搬运设备行驶至所述固定充电机单元的目标充电位的指令，到达目标充电位后，所述车辆调度单元向所述地面端智能控制单元下达充电指令，所述地面端智能控制单元根据所述自动化伸缩装置上的所述传感器所采集的数据进行校验，确保所述重载电动搬运设备已停在目标充电位，所述地面端智能控制单元控制所述自动化伸缩装置执行伸出动作，使所述自动化伸缩装置上的所述插头与所述车载接收装置上的所述插座连接，待收到连接完成信号后，停止伸出动作，所述地面端智能控制单元向所述固定充电机单元发送启动充电指令；所述结束充电具体流程如下：根据所述车载电池管理系统的电量信息确定充电完成，所述地面端智能控制单元控制所述自动化伸缩装置执行缩回动作，使所述自动化伸缩装置上的所述插头与所述车载接收装置上的所述插座断开连接，所述地面端智能控制单元向所述车辆调度单元发送充电结束、充电电量信息，所述车辆调度单元发送所述重载电动搬运设备驶离所述固定充电机单元的目标充电位的指令。较佳的，还包括安全保护机制，具体如下：当满足所述地面端智能控制单元收到所述自动化伸缩装置的单点激光对位信号、所述重载电动搬运设备的反馈的定位信息在充电区域、所述自动化伸缩装置在初始位置且各类执行机构无故障报警时，才具备伸出动作的允许；采用光电感应极限限位和/或机械限位两个极限限位确保所述自动化伸缩装置不会与机构碰撞，伸出过程中如果触发任一个限位，所述自动化伸缩装置自动缩回至初始位置，同时上传故障信息，复位后，此次故障信息解除；采用过力保护限位进行保护，所述自动化伸缩装置伸出过程中，若碰到其他障碍物，触发所述过力保护限位，则所述自动化伸缩装置自动缩回至初始位置，同时上传故障信息，复位后，此次故障信息解除；所述地面智能控制单元与所述固定充电机单元进行CAN通讯交互信息时，同时还预留一路数字输入输出通讯接口，以免在复杂恶劣的港口环境下，CAN通讯收到干扰时，作为与充电机系统的通讯冗余，控制其启动、结束充电。在上述的技术方案中，本专利技术所提供的一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统及其方法，提高重载电动搬运设备的充电效率同时兼顾系统结构简单、投入成本较低的优点，主要用于AGV等自动导引搬运设备，可以提高港口自动引导车的充电效率和智能化程度。附图说明图1是本专利技术智能自动化充电系统的现场布置示意图；图2是本专利技术智能自动化充电系统的框架结构示意图；图3是本专利技术智能自动化充电系统中重载电动搬运设备的坐标示意图；图4是本专利技术智能自动化充电方法中启动充电的流程示意图；图5是本专利技术智能自动化充电方法中结束充电的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。请结合图1和图2所示，本专利技术所提供的一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，包括车辆调度单元100，与车辆调度单元100建立无线4G通讯连接的地面端智能控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，其特征在于：包括车辆调度单元，与所述车辆调度单元建立通讯的地面端智能控制单元，与所述地面智能控制单元建立通讯连接的固定充电机单元、自动化伸缩装置，所述自动化伸缩装置与所述重载电动搬运设备建立通讯连接，所述地面智能控制单元控制所述自动化伸缩装置的动作、所述固定充电机单元的启停；/n所述自动化伸缩装置与所述固定充电机单元相连；/n所述车辆调度单元根据所述地面智能控制单元反馈的状态信息，将需要充电的所述重载电动搬运设备行驶至所述固定充电机单元，下发启动和/或停止充电的指令，其后的过程控制均有所述地面智能控制单元完成；/n所述地面端智能控制单元用于决策所述自动化伸缩装置的伸缩动作，当所述自动化伸缩装置作伸出动作时，与所述重载电动搬运设备相连，开始充电；当所述自动化伸缩装置作缩回动作时，与所述重载电动搬运设备断开，充电完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，其特征在于：包括车辆调度单元，与所述车辆调度单元建立通讯的地面端智能控制单元，与所述地面智能控制单元建立通讯连接的固定充电机单元、自动化伸缩装置，所述自动化伸缩装置与所述重载电动搬运设备建立通讯连接，所述地面智能控制单元控制所述自动化伸缩装置的动作、所述固定充电机单元的启停；
所述自动化伸缩装置与所述固定充电机单元相连；
所述车辆调度单元根据所述地面智能控制单元反馈的状态信息，将需要充电的所述重载电动搬运设备行驶至所述固定充电机单元，下发启动和/或停止充电的指令，其后的过程控制均有所述地面智能控制单元完成；
所述地面端智能控制单元用于决策所述自动化伸缩装置的伸缩动作，当所述自动化伸缩装置作伸出动作时，与所述重载电动搬运设备相连，开始充电；当所述自动化伸缩装置作缩回动作时，与所述重载电动搬运设备断开，充电完成。


2.如权利要求1所述的重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，其特征在于：所述地面智能控制单元选用工业级PLC控制器。


3.如权利要求1所述的重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，其特征在于：所述自动化伸缩装置上设有用以安全保护的传感器，所述传感器包括光电感应传感器、机械极限限位传感器、单点激光对位传感器。


4.如权利要求1所述的重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，其特征在于：所述车辆调度单元与所述地面智能控制单元之间、所述车辆调度单元与所述重载电动搬运设备之间均采用无线4G通讯。


5.如权利要求1所述的重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，其特征在于：所述地面智能控制单元与所述固定充电机单元之间、所述地面智能控制单元与所述自动化伸缩装置之间、所述自动化伸缩装置与所述重载电动搬运设备之间均采用CAN通讯。


6.如权利要求5所述的重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，其特征在于：所述自动化伸缩装置上设有插头，所述固定充电机单元的充电动力电缆和通讯线缆集成至所述插头。


7.如权利要求6所述的重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，其特征在于：所述重载电动搬运设备上设有车载接收装置，车载接收装置上设有与所述插头相适配连接的插座，所述重载电动搬运设备上具有车载电池管理系统。


8.如权利要求7所述的重载电动搬运设备的智能自动化充电系统，其特征在于：所述车载接收装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李燃，何业科，黄炳林，刘政刚，张宇欣，沈建新，胡文辉，朱忠烈，
申请(专利权)人：上海振华重工集团股份有限公司，广州南沙联合集装箱码头有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31