一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统，所述系统包括主控MCU以及均与所述主控MCU连接的多组激光传感器、称重传感器、全向轮电机驱动模块，所述全向轮电机驱动模块连接全向轮电机；多组所述激光传感器用于通过激光测距得到获取无人搬运车所处位置的X轴、Y轴坐标值；所述主控MCU用于根据获取的X轴、Y轴的激光测距值对无人搬运车当前位置进行定位，并根据从上位机获取的目标位置信息进行导航计算，通过电机驱动模块控制全向轮电机的正、反转和运行参数，使得无人搬运车移动至目标位置；所述称重传感器用于获取无人搬运车上的实际物料重量信息，物料重量信息实时反馈给上位机。时反馈给上位机。时反馈给上位机。

【技术实现步骤摘要】
一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统


[0001]本专利技术涉及AGV
，具体涉及一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统。

技术介绍

[0002]无人搬运车逐渐推广应用于仓储和生产车间的货品和物料搬运。现有的无人搬运车采用激光、二维码、WiFi的导航方式，实现无人搬运车的自动寻位、自动导引、自动定位。无人搬运车上设计安装滚筒、皮带、直线滑轨等移载机构，实现运输物料或包材的自动夹持、传递功能。无人搬运车通常具备导航模块、行走控制模块、通讯模块。
[0003]现有的无人搬运车(以下简称AGV)体积大，机构复杂，附属设施多，对运行环境要求高，只适用于大型工厂或生产车间的布建和运行。从导航及行走引导方式分析，有磁条、二维码、激光测距等不同方式。其中，磁条导航方式，成本低，但无人搬运车运行速度缓慢，无法自有变更走行路径。二维码与WiFi组合的导航方式，成本适中，二维码的贴附相对容易变更走行路径，但仍需人工更换二维码贴附位置，同时变更地图与读码程式方可改变。激光导航方式定位精度高，成本适中，对运行环境的敏感度极高，激光的反射量、激光的障碍物均会直接影响导航精度。
[0004]从AGV的附加功能分析，市面上常见的AGV加装自动夹持和交接机构，可通过光电传感器等方式，判断AGV、产线设备、交接平台上，是否有物品存在，避免盲目交接发生物品的碰撞、设备撞击等风险。但现有的机构及系统，无法得知物料的实际料况，无法实时自动判别AGV接收到的物料是否准确，通常是不良品流入到下一道工序，直至检查工站时方可发现排查。此类的AGV及自动机构仅为自动化的执行端设备，无法自感知、自判断及自适应生产过程中的实时料况。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统，以解决现有无人搬运车存在的行走效率低，直行、转弯的工时损失和空间浪费，定位精度低，无法自感知、自判断及自适应生产过程中的实时料况的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统，所述系统包括主控MCU以及均与所述主控MCU连接的多组激光传感器、称重传感器、全向轮电机驱动模块，所述全向轮电机驱动模块连接全向轮电机；
[0007]多组所述激光传感器用于通过激光测距得到获取无人搬运车所处位置的X轴、Y轴坐标值；
[0008]所述主控MCU用于根据获取的X轴、Y轴的激光测距值对无人搬运车当前位置进行定位，并根据从上位机获取的目标位置信息进行导航计算，通过电机驱动模块控制全向轮电机的正、反转和运行参数，使得无人搬运车移动至目标位置；
[0009]所述称重传感器用于获取无人搬运车上的实际物料重量信息，物料重量信息实时
反馈给上位机。
[0010]进一步地，所述主控MCU通过角度修正函数、位置PID控制器、位置计算函数的动态修正，进行无人搬运车行走和定位的偏差纠正。
[0011]进一步地，所述角度修正函数用于通过分别测量X轴和Y轴坐标的两个激光传感器测距的偏差对角度进行修正，返回定位结果；
[0012]所述位置PID控制器用于在输入目标位置与当前位置的距离值后，返回目标速度值，实现从当前位置去往目标位置的加减速控制；
[0013]所述位置计算函数用于通过位置计算确定当前定位结果。
[0014]进一步地，所述主控MCU通过驱动4个全向轮电机的启动与停止，实现无人搬运车的全方向位移行走和点对点最短距离行走位移，全方向行走包括直行、横移、斜行及旋转，4个电机采用对角线布局方式，全向轮为麦克纳姆轮斜轮。
[0015]进一步地，所述上位机向控制板下发目标位置的X轴、Y轴点位指令，控制板驱动电机行走到位后，反馈到位信号后，上位机驱动产线设备或仓储设备将生产物料或货品移转到无人搬运车上。
[0016]进一步地，无人搬运车接到生产物料或货品后进行称重，并将称重数值反馈给上位机，上位机接收到称重数值后，将实际称重值与数据库内工艺要求进行比对，称重比对后合格，上位机则判定为良品或操作正确，向无人搬运车发送下一个工序的目标点位数值；称重比对不合格则判定为不良品，无人搬运车停止不动，等待人员介入做不良品处置，或由上位机发送指令驱动无人搬运车前往不良品排出点位。
[0017]进一步地，所述系统还包括与主控MCU连接的WiFi通讯模块，用于与上位机实现WiFi通讯。
[0018]进一步地，所述系统还包括与主控MCU连接的OLED显示屏，用于显示激光测距值及电机启停信号，以便设备的调试、维护和管理。
[0019]进一步地，所述系统还包括与主控MCU连接的电源管理模块，用于获取电量余量信息，电量余量信息实时反馈至上位机。
[0020]本专利技术具有如下优点：
[0021](1)本专利技术通过激光测距能够实时监测到无人搬运车行走的位置，并通过目标点位X轴Y轴与当前点位X轴Y轴的差值计算出位移量，同时通过位置PID控制器函数、角度修正函数、位置计算函数实现行走过程中的实时动态纠偏，使得无人搬运车的定位精度可以控制在正负5毫米以内，符合全自动化生产的需求。
[0022](2)本专利技术采用的全方向位移控制算法，可以驱动无人搬运车的直行、横移、斜行和旋转，实现现有位置与目标位置点对点直线式最短距离的行走动作，使得位移运行的效率最大化，克服了传统无人搬运车直行、转弯的工时损失和空间浪费。
[0023](3)本专利技术能够实现实时性的称重反馈，将实际接料的称重结果发送给上位机，由上位机进行接料正确与否的结果判定，形成工单任务执行的闭环管理。高精度称重传感器在初始化时进行称重标定，确保设备运行的准确度。在每笔工单结束后，控制板自动清除累计称重数据，归零。开始执行工单后，每一个工序的接料称重自动累计，由控制板实时反馈给上位机，上位机判定结果后反馈控制板是否执行下一步工序。如有称重不良，立即排出，上位机下达重做工单指令。实时检测与结果反馈的系统设计，可以减少不良品的物料报废，
工时损失，可以实现生产过程控制的透明化，提高生产效率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0025]图1为本专利技术实施例1提供的一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统的结构框图；
[0026]图2为本专利技术实施例1提供的一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统的结构图；
[0027]图3为本专利技术实施例1提供的一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统中主控MCU电路图；
[0028]图4为本专利技术实施例1提供的一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统中激光传感器测量电路图；
[0029]图5为本专利技术实施例1提供的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统，其特征在于，所述系统包括主控MCU以及均与所述主控MCU连接的多组激光传感器、称重传感器、全向轮电机驱动模块，所述全向轮电机驱动模块连接全向轮电机；多组所述激光传感器用于通过激光测距得到获取无人搬运车所处位置的X轴、Y轴坐标值；所述主控MCU用于根据获取的X轴、Y轴的激光测距值对无人搬运车当前位置进行定位，并根据从上位机获取的目标位置信息进行导航计算，通过电机驱动模块控制全向轮电机的正、反转和运行参数，使得无人搬运车移动至目标位置；所述称重传感器用于获取无人搬运车上的实际物料重量信息，物料重量信息实时反馈给上位机。2.根据权利要求1所述的一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统，其特征在于，所述主控MCU通过角度修正函数、位置PID控制器、位置计算函数的动态修正，进行无人搬运车行走和定位的偏差纠正。3.根据权利要求2所述的一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统，其特征在于，所述角度修正函数用于通过分别测量X轴和Y轴坐标的两个激光传感器测距的偏差对角度进行修正，返回定位结果；所述位置PID控制器用于在输入目标位置与当前位置的距离值后，返回目标速度值，实现从当前位置去往目标位置的加减速控制；所述位置计算函数用于通过位置计算确定当前定位结果。4.根据权利要求1所述的一种自带称重功能的激光测距无人搬运车控制系统，其特征在于，所述主控MCU通过驱动4个全向轮电机的启动与停止，实现无人搬运车的全方向位移行走和点对点最短距离行走位移，全方向行走...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋志亮，
申请(专利权)人：北京鸿霁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：