能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，包括設(shè)置控制器的車體，車體上表面的第一端設(shè)置有車頭，車體的下方設(shè)置有驅(qū)動總成；車體上，在車頭之后設(shè)置有可升降的載貨臺面；載貨臺面的下表面上設(shè)置有一個超聲波傳感器；車頭的正面下方設(shè)置有一個非接觸式傳感器，以在自動導引運輸車的運行過程中檢測周邊的障礙物；車頭的頂端設(shè)置有鑰匙孔、觸摸屏、警示燈和USB接口；驅(qū)動總成包括車輪、磁傳感器、車軸、第一驅(qū)動電機、第四驅(qū)動電機。本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，具有可使得AGV每次接送貨物時能自動搬運貨物到載貨平臺、提高自動導引運輸車自動化和智能化水平等優(yōu)點。
【專利說明】能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車。

【背景技術(shù)】
[0002]自動導引運輸車是(Automated Guided Vehicle，AGV)，是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，它能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。AGV不需駕駛員，以可充電之蓄電池為其動力來源。一般可透過電腦來控制其行進路線以及行為，或利用電磁軌道來設(shè)立其行進路線，電磁軌道黏貼於地板上，無人搬運車則依循電磁軌道所帶來的訊息進行移動與動作。AGV具有行動快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強、安全性好等優(yōu)勢。與物料輸送中常用的其他設(shè)備相比，AGV的活動區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動化物流系統(tǒng)中，最能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性，實現(xiàn)高效、經(jīng)濟、靈活的無人化生產(chǎn)。
[0003]目前，國外所采用的AGV，AGV自動運輸采用機器手臂形式將貨物搬至小車上，實現(xiàn)小車與機械手臂聯(lián)動控制，或者對用于短距離起重叉車的大型AGV研宄上。這種運輸成本較高，不適合用于普通工廠對AGV運輸系統(tǒng)的應用。
[0004]對于國內(nèi)而言，大多數(shù)采用AGV控制算法的改造，使其運輸能力更加強大，比較重視對現(xiàn)有AGV自身工作模式的研宄和改進。國內(nèi)外現(xiàn)有的部分AGV能夠?qū)崿F(xiàn)載貨平臺的升降，或者將輥筒安裝在載貨平臺上，但都無法實現(xiàn)真正的“無人干預”，即AGV每次接送貨物都需要人為搬運貨物到AGV的載貨平臺上，即目前還沒有解決AGV載物臺面與貨物臺面高度不一的可升降接駁臺。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，以使得AGV每次接送貨物時能自動搬運貨物到載貨平臺、提高自動導引運輸車自動化和智能化水平。
[0006]本實用新型為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。
[0007]能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，其結(jié)構(gòu)特點是，包括設(shè)置控制器的車體，所述車體上表面的第一端設(shè)置有車頭，所述車體的下方設(shè)置有驅(qū)動總成；所述車體上，在所述車頭之后設(shè)置有可升降的載貨臺面；所述載貨臺面的下表面上設(shè)置有一個超聲波傳感器，用于檢測所述載貨臺面與地面之間的高度H ;所述載貨臺面的通過電動推桿連接于所述車體上，并由所述電動推桿驅(qū)動所述載貨臺面升降；所述車體的下方設(shè)置有一個RFID讀卡器，用于讀取地面上的RFID電子標簽；
[0008]所述車頭的正面下方設(shè)置有一個非接觸式傳感器，以在自動導引運輸車的運行過程中檢測周邊的障礙物，以免自動導引運輸車與障礙物發(fā)生碰撞；
[0009]所述車頭的頂端設(shè)置有電源鑰匙孔、觸摸屏、警示燈和USB接口 ；所述電源鑰匙孔用于插入電源鑰匙，以打開自動導引運輸車的電源開關(guān)；所述警示燈能夠通過發(fā)出不同顏色的光來標識自動導引運輸車的運行狀態(tài)；所述USB接口用于外接USB設(shè)備進行自動導引運輸車的控制程序下載；
[0010]所述驅(qū)動總成包括車輪、磁傳感器、車軸、用于驅(qū)動自動導引運輸車前進的第一驅(qū)動電機、用于驅(qū)動自動導引運輸車轉(zhuǎn)彎的第四驅(qū)動電機；所述車軸位于所述車體下方，所述第一驅(qū)動電機的輸出軸通過鏈條與所述車軸相連接，由所述第一驅(qū)動電機通過鏈條帶動車軸轉(zhuǎn)動；所述車輪安裝于所述車軸的兩端，并由所述車軸帶動轉(zhuǎn)動而使得自動導引運輸車前進；所述磁傳感器位于車體的第一端的端面上；
[0011]所述非接觸式傳感器、超聲波傳感器、觸摸屏、警示燈、USB接口、磁傳感器、第一驅(qū)動電機和第四驅(qū)動電機均與所述控制器相連接。
[0012]本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車的結(jié)構(gòu)特點也在于:
[0013]所述車體的第一端的端面(即車體的前端面)上設(shè)置有一個與所述控制器相連接的接觸保護傳感器，以使得車體撞到障礙物時發(fā)出停車信號，以免車體撞壞。
[0014]所述RFID電子標簽包括RFID電子標簽芯片U5、電容Cl、電容C2和天線LI ;所述電容Cl的一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳3相連接，所述電容Cl的另一端與所述電容C2的一端相連接并與RFID電子標簽芯片U5的引腳6相連接，所述電容C2的另一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳5相連接；所述天線LI的一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳3相連接，天線LI的另一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳5相連接。
[0015]所述RFID讀卡器(10)包括讀卡芯片U6、橢圓形天線U7、晶振Y2、電阻R2?R5、電容C4?C12 ;所述讀卡芯片U6與所述控制器的微處理器Ul相連接；
[0016]所述晶振Y2的兩端均與所述讀卡芯片U6的引腳I和引腳32相連接；所述電容C4的一端接地而另一端連接讀卡芯片U6的引腳1，所述電容C5的一端接地而另一端連接讀卡芯片U6的引腳32 ;所述電容C12的兩端分別與所述橢圓形天線U7的兩端相連接；所述電容Cll與所述電容C12相并聯(lián)連接；所述電容Cll的一端通過電容C10、電阻R5與所述讀卡芯片U6的引腳7相連接，所述所述電容Cll的另一端通過電容C7、電阻R3與所述讀卡芯片U6的引腳29相連接，所述所述電容Cll的另一端還通過電阻R4與所述讀卡芯片U6的引腳5相連接；所述電容C8的一端連接在電容C10、電阻R5之間而另一端接地；所述電容C9的一端連接在電容C7、電阻R4之間而另一端接地；電阻R2的兩端分別與讀卡芯片U6的引腳29和引腳30相連接；電容C6的一端連接讀卡芯片U6的引腳30而另一端接地。
[0017]所述控制器包括微處理器Ul ;所述微處理器Ul上連接有內(nèi)部時鐘電路、外部時鐘電路和JTAG接口電路；所述內(nèi)部時鐘電路包括晶振Y1、電容COl和電容C02 ;所述外部時鐘電路包括晶振Y3、電容C03和電容C04 ;所述JTAG接口電路包括JTAT芯片Jl和電阻R23?R25 ；
[0018]所述晶振Yl的兩端分別與微處理器Ul的引腳11和引腳12相連接，所述電容COl的一端與所述微處理器Ul的引腳11相連接而另一端接地，所述電容C02的一端與所述微處理器Ul的引腳12相連接而另一端接地；
[0019]所述晶振Y3的兩端分別與微處理器Ul的引腳22和引腳25相連接，所述電容C03的一端與所述微處理器Ul的引腳22相連接而另一端接地，所述電容C04的一端與所述微處理器Ul的引腳25相連接而另一端接地；
[0020]所述JTAT芯片Jl與所述微處理器Ul相連接，所述電阻R23?R25均與所述JTAT芯片Jl相連接。
[0021]與已有技術(shù)相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在:
[0022]本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，包括設(shè)置控制器的車體，車體上表面的第一端設(shè)置有車頭，車體的下方設(shè)置有驅(qū)動總成；車體上，在車頭之后設(shè)置有可升降的載貨臺面；載貨臺面的下表面上設(shè)置有一個超聲波傳感器，用于檢測載貨臺面的高度；車頭的正面下方設(shè)置有一個非接觸式傳感器，以在自動導引運輸車的運行過程中檢測周邊的障礙物；車頭的頂端設(shè)置有鑰匙孔、觸摸屏、警示燈和USB接口 ；驅(qū)動總成包括車輪、磁傳感器、車軸、第一驅(qū)動電機、第四驅(qū)動電機。
[0023]通過驅(qū)動總成和控制器能控制AGV的運動，并通過控制器控制載貨平臺的升降，由載貨平臺的滾筒自動下貨，提高了 AGV的自動化和智能化水平。
[0024]本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，具有可使得AGV每次接送貨物時能自動搬運貨物到載貨平臺、提高自動導引運輸車自動化和智能化水平、提高了工作效率等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車的立體圖
O
[0026]圖2為本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車的立體圖
--O
[0027]圖3為本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車的驅(qū)動總成的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖4為本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車的控制示意圖。
[0029]圖5為本實用新型的自動導引運輸車的行走和轉(zhuǎn)彎控制的流程圖。
[0030]圖6為本實用新型的自動導引運輸車的RFID電子標簽的電路圖。
[0031]圖7為本實用新型的自動導引運輸車的RFID讀卡器的電路圖。
[0032]圖8為本實用新型的自動導引運輸車的微處理器Ul的電路圖。
[0033]圖9為本實用新型的自動導引運輸車的JTAG接口電路的電路圖。
[0034]圖10為本實用新型的自動導引運輸車的RFID讀卡器的的運行流程圖。
[0035]圖11為本實用新型的自動導引運輸車的控制信號流向示意圖。
[0036]圖1-11中標號為:1電源鑰匙孔，2觸摸屏，3USB接口，4警示燈，5接觸保護傳感器，6非接觸式傳感器，7電動推桿，8載貨臺面，9驅(qū)動總成，901第一驅(qū)動電機，902第四驅(qū)動電機，903車輪，904鏈條，905磁傳感器，906車軸，10RFID讀卡器，11超聲波傳感器，12車體，13車頭。
[0037]以下通過【具體實施方式】，并結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

【具體實施方式】
[0038]參見附圖1-11，本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，包括設(shè)置控制器的車體12，所述車體12上表面的第一端設(shè)置有車頭13，所述車體12的下方設(shè)置有驅(qū)動總成9 ;所述車體12上，在所述車頭13之后設(shè)置有可升降的載貨臺面8 ;所述載貨臺面8的下表面上設(shè)置有一個超聲波傳感器11，用于檢測所述載貨臺面8與地面之間的高度H ;所述載貨臺面8的通過電動推桿7連接于所述車體12上，并由所述電動推桿7驅(qū)動所述載貨臺面8升降；所述車體12的下方設(shè)置有一個RFID讀卡器10，用于讀取地面上的RFID電子標簽；
[0039]所述車頭13的正面下方設(shè)置有一個非接觸式傳感器6，以在自動導引運輸車的運行過程中檢測周邊的障礙物，以免自動導引運輸車與障礙物發(fā)生碰撞；
[0040]所述車頭13的頂端設(shè)置有電源鑰匙孔1、觸摸屏2、警示燈4和USB接口 3 ;所述電源鑰匙孔I用于插入電源鑰匙，以打開自動導引運輸車的電源開關(guān)；所述警示燈4能夠通過發(fā)出不同顏色的光來標識自動導引運輸車的運行狀態(tài)；所述USB接口 3用于外接USB設(shè)備進行自動導引運輸車的控制程序下載；
[0041]所述驅(qū)動總成9包括車輪903、磁傳感器905、車軸906、用于驅(qū)動自動導引運輸車前進的第一驅(qū)動電機901、用于驅(qū)動自動導引運輸車轉(zhuǎn)彎的第四驅(qū)動電機902;所述車軸906位于所述車體12下方，所述第一驅(qū)動電機901的輸出軸通過鏈條904與所述車軸906相連接，由所述第一驅(qū)動電機901通過鏈條帶動車軸906轉(zhuǎn)動；所述車輪903安裝于所述車軸906的兩端，并由所述車軸906帶動轉(zhuǎn)動而使得自動導引運輸車前進；所述磁傳感器905位于車體12的第一端的端面上；
[0042]所述非接觸式傳感器6、超聲波傳感器11、觸摸屏2、警示燈4、USB接口 3、磁傳感器905、第一驅(qū)動電機901和第四驅(qū)動電機902均與所述控制器相連接。
[0043]所述車體12的第一端的端面(即車體的前端面)上設(shè)置有一個與所述控制器相連接的接觸保護傳感器5，以使得車體12撞到障礙物時發(fā)出停車信號，以免車體12撞壞。
[0044]所述RFID電子標簽包括RFID電子標簽芯片U5、電容Cl、電容C2和天線LI ;所述電容Cl的一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳3相連接，所述電容Cl的另一端與所述電容C2的一端相連接并與RFID電子標簽芯片U5的引腳6相連接，所述電容C2的另一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳5相連接；所述天線LI的一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳3相連接，天線LI的另一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳5相連接。
[0045]所述RFID讀卡器(10)包括讀卡芯片U6、橢圓形天線U7、晶振Y2、電阻R2?R5、電容C4?C12 ;所述讀卡芯片U6與所述控制器的微處理器Ul相連接；
[0046]所述晶振Y2的兩端均與所述讀卡芯片U6的引腳I和引腳32相連接；所述電容C4的一端接地而另一端連接讀卡芯片U6的引腳1，所述電容C5的一端接地而另一端連接讀卡芯片U6的引腳32 ;所述電容C12的兩端分別與所述橢圓形天線U7的兩端相連接；所述電容Cll與所述電容C12相并聯(lián)連接；所述電容Cll的一端通過電容C10、電阻R5與所述讀卡芯片U6的引腳7相連接，所述所述電容Cll的另一端通過電容C7、電阻R3與所述讀卡芯片U6的引腳29相連接，所述所述電容Cll的另一端還通過電阻R4與所述讀卡芯片U6的引腳5相連接；所述電容C8的一端連接在電容C10、電阻R5之間而另一端接地；所述電容C9的一端連接在電容C7、電阻R4之間而另一端接地；電阻R2的兩端分別與讀卡芯片U6的引腳29和引腳30相連接；電容C6的一端連接讀卡芯片U6的引腳30而另一端接地。
[0047]如圖1和2，本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，包括設(shè)置控制器的車體12，所述車體12上表面的第一端設(shè)置有車頭13，所述車體12的下方設(shè)置有驅(qū)動總成9 ;所述驅(qū)動總成9包括第一驅(qū)動電機和第四驅(qū)動電機。所述驅(qū)動總成9的示意圖如圖3所示。
[0048]鑰匙孔插入電源鑰匙后由鑰匙打開，只有選擇“O”才可以充電；選擇“I”小車才可以通電運行。觸控屏用于AGV控制指令輸入及操控界面。USB接口用于程序下載及監(jiān)控，由維護人員使用。警示燈用于自動導引運輸車的運行狀態(tài)提醒，其中綠色燈亮表示小車自動行駛正常，黃色燈亮表示磁性弱，紅色燈亮表示偏離磁道。
[0049]接觸保護傳感器使得自動導引運輸車具有安全停止/防撞功能。非接觸式傳感器在AGV運行時檢測周邊障礙物。電動推桿用于實現(xiàn)升降平臺升降功能，由第二電機作為升降電機控制電動推桿運動，進而實現(xiàn)載貨臺面的高度控制。載貨臺面上帶有滾筒，用于實現(xiàn)載貨/作業(yè)，并通過滾筒的運動實現(xiàn)自動卸貨。驅(qū)動總成用于控制AGV的行走和轉(zhuǎn)向。RFID讀頭天線設(shè)置于RFID讀卡器上，用于讀取地面RFID電子標簽。超聲波傳感器用于檢測載貨臺面與地面之間的距離，即載貨臺面的高度H。
[0050]第一驅(qū)動電機控制兩個主動車輪，車體后方的兩個惰輪為從動輪。當控制器給第一驅(qū)動電機發(fā)送速度信號時，第一驅(qū)動電機通過鏈條驅(qū)動車體前進。第四驅(qū)動電機為低速高力矩電機，其轉(zhuǎn)軸插在在車體底盤上。當?shù)谒尿?qū)動電機的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，其方位相對于車體旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。
[0051]圖4為自動導引運輸車的控制示意圖。圖5為自動導引運輸車的行走和轉(zhuǎn)彎控制的流程圖。
[0052]當AGV上電開機后，按照圖5的流程運行程序。當用戶下達“啟動”命令時，位于驅(qū)動總成前方的磁傳感器會立即啟動，并實時將從地面檢測到的磁信號傳給控制器的微處理器U1。當微處理器Ul判斷“左”側(cè)磁信號強度和“右”側(cè)磁信號強度都不低于給定閾值時，微處理器Ul結(jié)合用戶事先輸入的速度和加速度值發(fā)送給第一驅(qū)動電機相應的速度和加速度信號，并結(jié)合兩側(cè)磁信號強度之差給予第四驅(qū)動電機一個轉(zhuǎn)角信號。第一驅(qū)動電機驅(qū)動橡膠車輪運動，AGV車體便會前行。
[0053]自動導引運輸車的左轉(zhuǎn)過程為:設(shè)“左”側(cè)磁信號強度為L，“右”側(cè)磁信號強度為R，強度閾值為C，差值閾值為D，轉(zhuǎn)向機械死角為Θ ;當L和R都大于或等于C時，AGV不會報警，否則發(fā)出警報告知用戶手動調(diào)節(jié)車體方向。當O < L-R < D時，說明地面上的磁條有左轉(zhuǎn)趨勢，則微處理器Ul發(fā)送給第四驅(qū)動電機順時針(從電機軸方向看)轉(zhuǎn)動信號，轉(zhuǎn)角大小為θ X (L-R)/D。由于L和R是實時信號，所以在轉(zhuǎn)向過程中，微處理器Ul會不斷修正轉(zhuǎn)角大小，從而逐漸減少L與R的差異，直到L-R為零或無限小為止。右轉(zhuǎn)情況類似左轉(zhuǎn)。
[0054]本實用新型的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，力求降低制造和維護成本，采用了無源式可讀寫型射頻標簽，將標簽設(shè)計成直徑為3cm的圓形卡片狀安裝在工作臺面附近。利用安裝在AGV底座后方的RFID讀卡器的天線發(fā)射的電磁波進行耦合來為自己提供能量，所述RFID讀卡器10的識別范圍為10cm*10cm。
[0055]如圖6為電子標簽的電路圖。RFID電子標簽芯片U5的型號為MCRF 355。MCRF355是Microchip公司生產(chǎn)的13.56MHz器件。該器件以接近100%的效率調(diào)制并發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制深度決定了標簽的線圈電壓從“高”至“低”的變化，亦即區(qū)分調(diào)諧狀態(tài)和去調(diào)諧狀態(tài)。MCRF355內(nèi)部備有一個154位存儲器，用以存儲標簽數(shù)據(jù)，其內(nèi)部還有一個通導電阻極低的調(diào)制門控管(CMOS)，以一定頻率工作ο電子標簽感應模塊發(fā)射的電磁波使電感式天線電壓達到VPP時，器件工作，以曼徹斯特格式將數(shù)據(jù)發(fā)送回去。
[0056]如圖6，電子標簽由RFID芯片U5、諧振電容Cl、C2和天線LI組成。芯片U5的引腳3與引腳6之間串聯(lián)電容Cl，芯片U5的引腳5與引腳6之間串聯(lián)C2，將Cl與C2串聯(lián)起來后再與天線LI并聯(lián)，并將此并聯(lián)模塊串入引腳3與引腳5之間。芯片內(nèi)置天線與電容Cl和C2組成諧振回路，為了獲得最佳性能，諧振頻率應為RFID讀卡器10的載波頻率。
[0057]如圖7為RFID讀卡器的電路圖。RFID讀卡器的天線U6類似于變壓器的初級線圈，電子標簽的天線類似于變壓器的次級。電子標簽通過電感耦合從RFID讀卡器的天線發(fā)出的電磁場中提取工作電源、時序和命令，并通過反向散射耦合將標簽存儲的數(shù)據(jù)信息傳送到RFID讀卡器。
[0058]數(shù)據(jù)發(fā)送是通過調(diào)諧與去調(diào)諧外部諧振回路來完成的。具體過程如下:當數(shù)據(jù)為邏輯高電平時，門控管截止，將調(diào)諧電路調(diào)諧于讀卡器的截波頻率，這就是調(diào)諧狀態(tài)，感應電壓達到最大值。如此進行，調(diào)諧與去調(diào)諧在標簽線圈上產(chǎn)生一個幅度調(diào)制信號，讀卡器檢測電壓波形包絡(luò)，就能重構(gòu)來自標簽的數(shù)據(jù)信號。
[0059]RFID讀卡器的部分電路圖如圖7所示。該模塊采用MFRC500芯片與TCD基站芯片，載波頻率為13.56MHz，其內(nèi)部集成并行接口控制電路，能夠自動檢測外部微控制器的接口類型。
[0060]如圖7所示，晶振Y2選取13.56MHz，電容C4和C5串聯(lián)后與晶振Y2并聯(lián)，然后將此電路串在MFRC500芯片的引腳I和引腳32上。引腳2與微控制器Ul的引腳44即ENTl相連，通過此引腳觸發(fā)微控制器Ul的中斷。引腳5與引腳7分別接在電阻R4和R5的一端，R5的另一端與電容ClO的一端相連，電容C11-C12并聯(lián)后的兩端分為兩組，一組分別與電容ClO和的另一端和電阻R4的另一端連接起來，另一組接在橢圓形天線U6的兩端。引腳6為MFRC芯片的電源供給端，將電源轉(zhuǎn)換模塊的VCC輸出端接在引腳6上。引腳8，12和引腳28接地。引腳9為MFRC500的片選信號輸入端，選取微控制器Ul的引腳32為該芯片的片選輸出端，將微控制器Ul的引腳32與MFRC芯片500的引腳9連接起來。引腳10和引腳11分別為MFRC500的讀允許和寫允許輸入控制端，分別于微控制器的引腳33和引腳34連接，微控制器Ul按照事先設(shè)置的程序在特定條件下通過引腳33和引腳34向芯片MFRC500輸出讀，寫信號。引腳13-20共8個引腳為MFRC500芯片的數(shù)據(jù)輸出總線，數(shù)據(jù)通過此總線傳送給微控制器U1。引腳13為數(shù)據(jù)最低位，引腳20為數(shù)據(jù)最高位，8個引腳分別于微控制器Ul的引腳13，14，18，21-24，28相連。引腳21為MFRC500的地址鎖存輸出信號，與微控制器Ul的引腳35相連接。在傳輸數(shù)據(jù)的過程中，芯片MFRC500需要將它的地址鎖存信號輸出給微控制器Ul。引腳22-24為MFRC芯片的地址，本實用新型將地址設(shè)置為011，故將引腳22，23與引腳25 (DVDD)，26 (AVDD)相連后接在VCC上，處于高電平狀態(tài)，而引腳24接地，處于低電平狀態(tài)。引腳29和引腳30之間接入電阻R2，電阻R2的一端通過電容C6后接地，R2的另一端與電阻R3和電容C7串聯(lián)，電容C7的另一端分三路:一路與電阻R4連接起來；一路與電容C9的一端連接，電阻R5相對于接在MFRC500芯片引腳的另一端與電容C8相連，電容C8的另一端與電容C9的另一端相連后再接地；電容C7的第三路與橢圓形天線的一端連接起來。引腳31為該芯片的復位信號輸入端，選取微控制器Ul的引腳45為MFRC500的復位信號，將這兩個引腳連接起來。
[0061]當事先編寫并調(diào)試好的程序檢測到電子標簽處在感應模塊的天線工作范圍之內(nèi)時，程序控制讀卡器向電子標簽發(fā)送RE-QUEST all命令。此時電子標簽的ATR將啟動，并將電子標簽Block O中的標簽類型(TagType)號共2個字節(jié)傳送給讀卡器，從而建立起兩者的第一步通信聯(lián)絡(luò)。完成上述一個過程后，MFRC500芯片必須對電子標簽進行選擇操作。執(zhí)行該操作后，讀卡器將接受到電子標簽回傳來的SIZE字節(jié)。經(jīng)過上述兩個過程后，便可以在確認已經(jīng)選擇了一個電子標簽時，在MFRC500對電子標簽讀寫操作之前，使系統(tǒng)對電子標簽上已經(jīng)設(shè)置的密碼進行認證。如果該認證匹配，便可允許進一步的讀寫操作，從而將讀取到的電子標簽信息通過數(shù)據(jù)總線傳送給微控制器Ul。
[0062]圖中的橢圓形天線U6相當于電感，與無源電子標簽中的電感耦合從而使得電子標簽獲得能量，并按照程序讀取標簽編號等信息，并將數(shù)據(jù)通過D0-D7八位數(shù)據(jù)總線由MFRC500輸出傳送給微控制器U1，微控制器Ul將信號與存儲器中的編號比較，這樣就可以獲得用戶預先設(shè)置好的工位信息并進行決策。
[0063]所述控制器包括微處理器Ul ;所述微處理器Ul上連接有內(nèi)部時鐘電路、外部時鐘電路和JTAG接口電路；所述內(nèi)部時鐘電路包括晶振Y1、電容COl和電容C02 ;所述外部時鐘電路包括晶振Y3、電容C03和電容C04 ;所述JTAG接口電路包括JTAT芯片Jl和電阻R23?R25 ；
[0064]所述晶振Yl的兩端分別與微處理器Ul的引腳11和引腳12相連接，所述電容COl的一端與所述微處理器Ul的引腳11相連接而另一端接地，所述電容C02的一端與所述微處理器Ul的引腳12相連接而另一端接地；
[0065]所述晶振Y3的兩端分別與微處理器Ul的引腳22和引腳25相連接，所述電容C03的一端與所述微處理器Ul的引腳22相連接而另一端接地，所述電容C04的一端與所述微處理器Ul的引腳25相連接而另一端接地；
[0066]所述JTAT芯片Jl與所述微處理器Ul相連接，所述電阻R23?R25均與所述JTAT芯片Jl相連接。
[0067]如圖8為微處理器Ul及其兩個時鐘電路的電路圖，如圖9為JTAG接口電路的電路圖。
[0068]為了增強本實用新型的拓展功能，微控制器Ul采用了基于ARM7內(nèi)核的LPC2103，它是基于一個支持實時仿真的16/32位ARM7TDM1-S CPU的微控制器，并帶有32kB嵌入的高速Flash存儲器，128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。較小的封裝和很低的功耗使LPC2103特別適用于訪問控制和POS機等小型應用中；由于內(nèi)置了寬范圍的串行通信接口(范圍從多個UART、SPI和SSP到兩條I2C總線)和8kB的片內(nèi)SRAM，它們也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)和協(xié)議轉(zhuǎn)換器。多個32位和16位定時器、I個改良的10位ADC、所有定時器上輸出匹配的PWM特性、以及具有多達13個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷管腳的32條高速GP1線，使這些微控制器特別適用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。另外，使用基于ARM7的處理器也可以很好地與工業(yè)觸摸屏通信，通過設(shè)計良好的人機交互界面，能夠為操作人員提供很多方便。
[0069]微處理器Ul的外圍部分電路圖如圖8-9所示。本實用新型將LPC2103的振蕩器設(shè)置為工作在振蕩模式。由于芯片內(nèi)集成了反饋電阻，只需在外部連接一個晶振Yi和電容C01，電容C02就可形成基本模式的振蕩。LPC2103含有3個外部中斷輸入。當組合管腳時，外部事件可作3個獨立的中斷信號處理。本實用新型將MFRC500芯片的引腳2即中斷信號輸出引腳接在LPC2103芯片的引腳45上，通過可選的管腳功能將LPC2103芯片的引腳45設(shè)置為中斷信號輸入引腳，負責接收來自MFRC500芯片的中斷請求信號。系統(tǒng)程序按照圖10的流程運行，當電子標簽感應模塊感應到地面上的電子標簽時，會觸發(fā)微控制器LPC2103芯片的中斷，接下來微控制器將當前的工作掛起，進入電子標簽檢驗子程序，控制MFRC500芯片讀取電子標簽的信息并將其傳送來的標簽編號與存儲器中的編號對比。這個過程中信號的流向如圖11所示。如果微控制器早存儲器中找到了這個編號，那么又會進入嵌套在這個中斷中的載貨平臺升降處理子程序，微控制器根據(jù)用戶事先設(shè)置好的與工位編號相對應的“工位高度”，“裝載”或“卸載”信息控制升降電機執(zhí)行相應操作。本實用新型的創(chuàng)新之處在于能夠針對“裝載”和“卸載”工作的不同要求實現(xiàn)臺面高度的高低調(diào)整，從而實現(xiàn)無人化搬運。在此過程中，如果為“裝載”模式，意味著AGV將自動接收來自工位的貨物，則微控制器Ul控制升降電機升降的高度LI為:LI =工位高度-3(單位:毫米)；
[0070]如果為“卸載”模式，意味著AGV自動將貨物傳送給工位，則微控制器Ul控制升降電機升降的高度L2為:L1 =工位高度+3(單位:毫米)。
[0071]以上的實施例僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，其特征是，包括設(shè)置控制器的車體(12)，所述車體(12)上表面的第一端設(shè)置有車頭(13)，所述車體(12)的下方設(shè)置有驅(qū)動總成(9);所述車體(12)上，在所述車頭(13)之后設(shè)置有可升降的載貨臺面(8);所述載貨臺面(8)的下表面上設(shè)置有一個超聲波傳感器(11)，用于檢測所述載貨臺面(8)與地面之間的高度H;所述載貨臺面⑶的通過電動推桿(7)連接于所述車體(12)上，并由所述電動推桿(7)驅(qū)動所述載貨臺面⑶升降；所述車體(12)的下方設(shè)置有一個RFID讀卡器(10)，用于讀取地面上的RFID電子標簽； 所述車頭(13)的正面下方設(shè)置有一個非接觸式傳感器(6)，以在自動導引運輸車的運行過程中檢測周邊的障礙物，以免自動導引運輸車與障礙物發(fā)生碰撞； 所述車頭(13)的頂端設(shè)置有電源鑰匙孔(1)、觸摸屏(2)、警示燈(4)和USB接口(3);所述電源鑰匙孔(I)用于插入電源鑰匙，以打開自動導引運輸車的電源開關(guān)；所述警示燈(4)能夠通過發(fā)出不同顏色的光來標識自動導引運輸車的運行狀態(tài)；所述USB接口(3)用于外接USB設(shè)備進行自動導引運輸車的控制程序下載； 所述驅(qū)動總成(9)包括車輪(903)、磁傳感器(905)、車軸(906)、用于驅(qū)動自動導引運輸車前進的第一驅(qū)動電機(901)、用于驅(qū)動自動導引運輸車轉(zhuǎn)彎的第四驅(qū)動電機(902);所述車軸(906)位于所述車體(12)下方，所述第一驅(qū)動電機(901)的輸出軸通過鏈條(904)與所述車軸(906)相連接，由所述第一驅(qū)動電機(901)通過鏈條帶動車軸(906)轉(zhuǎn)動；所述車輪(903)安裝于所述車軸(906)的兩端，并由所述車軸(906)帶動轉(zhuǎn)動而使得自動導引運輸車前進；所述磁傳感器(905)位于車體(12)的第一端的端面上； 所述非接觸式傳感器出)、超聲波傳感器(11)、觸摸屏(2)、警示燈(4)、USB接口(3)、磁傳感器(905)、第一驅(qū)動電機(901)和第四驅(qū)動電機(902)均與所述控制器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，其特征是，所述車體(12)的第一端的端面上設(shè)置有一個與所述控制器相連接的接觸保護傳感器(5)，以使得車體(12)撞到障礙物時發(fā)出停車信號，以免車體(12)撞壞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，其特征是，所述RFID電子標簽包括RFID電子標簽芯片U5、電容Cl、電容C2和天線LI ;所述電容Cl的一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳3相連接，所述電容Cl的另一端與所述電容C2的一端相連接并與RFID電子標簽芯片U5的引腳6相連接，所述電容C2的另一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳5相連接；所述天線LI的一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳3相連接，天線LI的另一端與RFID電子標簽芯片U5的引腳5相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，其特征是，所述RFID讀卡器(10)包括讀卡芯片U6、橢圓形天線U7、晶振Y2、電阻R2?R5、電容C4?C12 ;所述讀卡芯片U6與所述控制器的微處理器Ul相連接； 所述晶振Y2的兩端均與所述讀卡芯片U6的引腳I和引腳32相連接；所述電容C4的一端接地而另一端連接讀卡芯片U6的引腳1，所述電容C5的一端接地而另一端連接讀卡芯片U6的引腳32 ;所述電容C12的兩端分別與所述橢圓形天線U7的兩端相連接；所述電容Cll與所述電容C12相并聯(lián)連接；所述電容Cll的一端通過電容C10、電阻R5與所述讀卡芯片U6的引腳7相連接，所述所述電容Cll的另一端通過電容C7、電阻R3與所述讀卡芯片U6的引腳29相連接，所述所述電容Cll的另一端還通過電阻R4與所述讀卡芯片U6的引腳5相連接；所述電容C8的一端連接在電容C10、電阻R5之間而另一端接地；所述電容C9的一端連接在電容C7、電阻R4之間而另一端接地；電阻R2的兩端分別與讀卡芯片U6的引腳29和引腳30相連接；電容C6的一端連接讀卡芯片U6的引腳30而另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動對接不同高度工作臺面的自動導引運輸車，其特征是，所述控制器包括微處理器Ul ;所述微處理器Ul上連接有內(nèi)部時鐘電路、外部時鐘電路和JTAG接口電路；所述內(nèi)部時鐘電路包括晶振Y1、電容COl和電容C02 ;所述外部時鐘電路包括晶振Y3、電容C03和電容C04 ;所述JTAG接口電路包括JTAT芯片Jl和電阻R23?R25 ； 所述晶振Yl的兩端分別與微處理器Ul的引腳11和引腳12相連接，所述電容COl的一端與所述微處理器Ul的引腳11相連接而另一端接地，所述電容C02的一端與所述微處理器Ul的引腳12相連接而另一端接地； 所述晶振Y3的兩端分別與微處理器Ul的引腳22和引腳25相連接，所述電容C03的一端與所述微處理器Ul的引腳22相連接而另一端接地，所述電容C04的一端與所述微處理器Ul的引腳25相連接而另一端接地； 所述JTAT芯片Jl與所述微處理器Ul相連接，所述電阻R23?R25均與所述JTAT芯片Jl相連接。
【文檔編號】B60P1/44GK204249881SQ201420765152
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】陳榮保, 翁東波, 唐旭明, 張照紅 申請人:國家電網(wǎng)公司, 合肥工業(yè)大學, 國網(wǎng)安徽省電力公司淮南供電公司