基于轮毂电机和磁编码器的穿梭车控制系统及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106383484A(43)申请公布日2017.02.08(21)申请号201611163003.2(22)申请日2016.12.15(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号申请人安徽合动智能科技有限公司(72)发明人黄康戴警周长斌蒋晓炜朱胤斐张雁欣李传阳郭俊(74)专利代理机构安徽省合肥新安专利代理有限责任公司34101代理人陆丽莉何梅生(51)Int.Cl.G05B19/042(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称基于轮毂电机和磁编码器的穿梭车控制系统及其方法(57)摘要本发明公开了一种基于轮毂电机和磁编码器的穿梭车控制系统及其方法，其特征包括：由中央数据处理模块、主通信模块和显示操作模块构成的上位机控制系统，以及由从通信模块、驱动控制模块和运动执行模块构成的穿梭车执行系统；驱动控制模块包括：数据处理单元和驱动控制电路；运动执行模块是由轮毂电机及固定于轮毂电机轴上的磁编码器组成。本发明能在减轻穿梭车本体重量以及使穿梭车结构更紧凑的前提下，保证相应的运货能力并提高穿梭车的定位精度。CN106383484ACN106383484A权利要求书1/1页1.一种基于轮毂电机和磁编码器的穿梭车控制系统，其特征包括：上位机控制系统、穿梭车执行系统；所述上位机控制系统包括：中央数据处理模块、主通信模块、显示操作模块；所述穿梭车执行系统设置在穿梭车上，并包括：从通信模块、驱动控制模块、运动执行模块；所述驱动控制模块包括：数据处理单元和驱动控制电路；所述运动执行模块是由轮毂电机及固定于所述轮毂电机轴上的磁编码器组成；所述显示操作模块获取位置坐标指令并传递给所述中央数据处理模块；所述中央数据处理模块对所述位置坐标指令进行计算，得到位移矢量数据，并按照Modbus通信协议打包为DMA通信格式数据后通过所述主通信模块发送给所述从通信模块；所述数据处理单元通过所述从通信模块将所获取的DMA通信格式数据解包为所述位移矢量数据后，通过三阶多项式计算得到所述位置坐标指令中所设定的速度和位置信息；所述驱动控制电路根据所设定的速度和位置信息，将所述位移矢量数据转换为开关控制量信息，用于驱动所述轮毂电机执行相应操作；所述磁编码器同步采集所述轮毂电机的角度信息并通过所述从通信模块和主通信模块发送给所述中央数据处理模块；所述中央数据处理模块根据所述角度信息并进行计算，得到所述穿梭车的实际速度和位置信息后，与所述位置坐标指令中所设定的速度和位置信息进行比较，从而实时控制所述轮毂电机调整相应角度以消除所述穿梭车的运动偏差。2.一种基于轮毂电机和磁编码器的穿梭车控制方法，其特征是应用于上位机系统和穿梭车上，并按如下步骤进行：步骤1、设置所述穿梭车同一侧的两个车轮为轮毂电机，并在所述轮毂电机轴的外端固定有圆形磁铁用于安装磁编码器；所述圆形磁铁和磁编码器为同轴且平行安装；步骤2、所述上位机系统对所获取的位置坐标指令进行计算，得到位移矢量数据，并按照Modbus通信协议将所述位移矢量数据打包为DMA通信格式数据后发送给所述穿梭车；步骤3、所述穿梭车将接收到的DMA通信格式数据解包为所述位移矢量数据后，通过三阶多项式计算得到所述位置坐标指令中所设定的速度和位置信息；步骤4、根据所设定的速度和位置信息，将所述位移矢量数据转换为开关控制量信息，用于驱动所述轮毂电机执行相应操作，并利用所述磁编码器同步采集所述轮毂电机的角度信息后反馈给所述上位机系统；步骤5、所述上位机系统根据所述角度信息得到所述穿梭车的实际速度和位置信息，并与所述位置坐标指令中所设定的速度和位置信息进行比较，从而构成闭环控制结构，并实时控制所述穿梭车以消除运动偏差。2CN106383484A说明书1/4页基于轮毂电机和磁编码器的穿梭车控制系统及其方法技术领域[0001]本发明涉及智能仓储物流技术领域，特别是一种基于轮毂电机和磁编码器的物流穿梭车控制系统及其控制方法。技术背景[0002]随着企业现代化生产规模的扩大，自动化的要求不仅仅体现在生产中，对于仓储物流系统提出的要求也是越来越高。现代物流技术中，自动化立体仓库可大大提高仓储密度，因此能够实现自动存取货物的巷道式穿梭车成为了市场需求。目前市场上已经有很多类型的仓储用穿梭车，关于穿梭车车体结构的优化以及相关的控制方法也已经很多。市场对于穿梭车能够实现在更为复杂的情况下的工作，以及实现程度更高的自动化、轻量化等提出了新的要求。[0003]然而，现有的穿梭车主要功能模块：运动机构仍然采用传统的电机、带轮传动及车轮的方案，整套传动运动系统需要占用的空间较大，且电机的功重比基本不变的前提下，穿梭车整体的重量也较大。如何能有效地减轻穿梭车本