一种智能农机用换电站控制系统技术方案

本发明专利技术提出了一种智能农机用换电站控制系统，应用于智能农机的电池充电、换电及电池储存，包括上位机系统，上位机系统用来进行人机交互、运行记录、分析和显示；运动控制系统，运动控制系统用于控制所有动作设备的控制核心；伺服系统，伺服系统用于驱动电机和动作的精准定位；机械手，机械手为进行电池插拔操作的机构；码垛机，码垛机是将电池放入充电柜的装置；相机定位系统，相机定位系统用于确定农机位置的信息。本发明专利技术实现了农机用换电站电池更换的全自动操作，简便了操作难度，节省了人力，加大管理效率，弥补了农机续航问题，本系统通过相机定位系统和伺服系统的结合，保证了运动控制的准确性，同时避免机械手和农机的碰撞。撞。撞。

【技术实现步骤摘要】
一种智能农机用换电站控制系统


[0001]本专利技术涉及一种换电站，尤其涉及一种运用于智能农业机器人的换电站。

技术介绍

[0002]智能换电站用于智能农机的电池充电、换电及电池储存，是农业机械智能化的发展趋势之一。
[0003]现阶段，绿色能源是目前所有新型动力系统驱动力的发展方向，智能农机也并不例外，相对于主流的内燃机，电力驱动无疑有着非常多的便捷和先进之处。而对于电力驱动目前来说最大的一个不足之处就是单次携带量不足，相对于模块化设计的智能农机来讲，无人化智能换电系统相对于传统的内燃机来说，恰恰具备了更成熟的可行性和更便捷的可操作性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述现有的技术问题和不足之处，而提供一种智能农机用换电站控制系统。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0006]本专利技术所述的一种智能农机用换电站控制系统，包括：上位机系统、运动控制系统、伺服系统、机械手、码垛机、相机定位系统、控制回路；
[0007]进一步地，上位机系统在可靠的工控机上运行，是人机交互的核心，所有操作均在此完成，所有的结果也均在此显示；
[0008]进一步地，运动控制系统设置有GTS800控制板卡和配套的电路，所有动作指令、桁架和自动机械手的动作，全部通过运动控制系统控制；
[0009]进一步地，伺服系统设置有不同功率的伺服驱动器和不同功率的伺服电机，驱动的对象包括桁架X轴电机、桁架Y轴电机、桁架Z轴电机、传送带电机、码垛机Y轴电机、地轨电机共六组伺服；
[0010]进一步地，机械手设置有1#推进气缸、2#推进气缸和真空吸附1；
[0011]进一步地，码垛机设置有增程阀1、增程阀2、翻转阀和真空吸附2，码垛机是将电池放入充电柜的装置，其移动由伺服系统控制，其余动作则由气缸进行推动，在电池进入码垛机后，码垛机移动到对应电池位，再由气缸将电池推入电池仓；
[0012]进一步地，相机定位系统设置由一套工业相机、光源控制器、光源构成；
[0013]进一步地，GTS800控制板卡通过PCI
‑
E接口插入电脑主板，通过其配套的端子板与下位系统进行信号的交互，通过硬接线与伺服驱动器、现场气缸、传感器相连；
[0014]进一步地，伺服电机设置有绝对值编码器，可以实现桁架桁架、传送带、码垛机的精准定位，保证插拔动作、运输过程和充电位置的精准性；
[0015]进一步地，1#推进气缸控制线路前端设置有电磁阀，1#推进气缸末端设置有电磁感应装置，其中所述电磁阀由GTS800端子卡的输出点直接对发出信号，用于控制气缸的动
作，所述电磁感应装置用于检测气缸的限位，以保证机械手的运动幅度；
[0016]进一步地，2#推进气缸控制线路前端设置有电磁阀，2#推进气缸末端设置有电磁感应装置，其中所述电磁阀由GTS800端子卡的输出点直接对发出信号，用于控制气缸的动作，所述电磁感应装置用于检测气缸的限位，以保证机械手的运动幅度；
[0017]进一步地，真空吸附前端设置有真空发生器，真空发生器的作用时将吸盘和电池之间的空气吸出，产生吸力将电池拉出；
[0018]进一步地，工业相机其动作触发由AGV小车位置决定，AGV小车扫描到二维码后停止，工业相机拍摄电池仓顶部图片，对图片进行解码分析，以获得准确的图像的四个顶点坐标，将其反馈回上位机系统判断，确定农机位置的信息，以进行下一步动作；
[0019]进一步地，控制回路为整个系统的核心，主要控制桁架X轴电机、桁架Y轴电机、桁架Z轴电机、传送带电机、码垛机Y轴电机、地轨电机的精确运动，和采集桁架的X轴前后限位、Y轴左右限位、Z轴上下限位，传送带的前后限位，码垛机Y轴上下限位，地轨的左右限位的反馈信号，此外机械手的动作、码垛机的动作信号也由控制回路发出。
[0020]同现有技术相比较，本专利技术的有益效果是：通过本系统全自动操作，简便了操作难度，节省了人力，加大管理效率，弥补了农机续航问题，本系统通过相机定位系统和伺服系统的结合，保证了运动控制的准确性，同时避免机械手和农机的碰撞。
附图说明
[0021]图1是本专利技术所述一种智能农机用换电站控制系统图；
[0022]图2是本专利技术所述一种智能农机用换电站控制系统的流程示意图；
[0023]图3是本专利技术所述一种智能农机用换电站控制系统的运动控制GTS800
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A模块系统接线图；
[0024]图4是本专利技术所述一种智能农机用换电站控制系统的运动控制GTS800
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B模块系统接线图；
[0025]图5是本专利技术所述一种智能农机用换电站控制系统的桁架电气图；
[0026]图6是本专利技术所述一种智能农机用换电站控制系统的码垛机电气图；
具体实施方式
[0027]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作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。
[0028]结合图1
‑
6，详细说明本专利技术的具体实施方式，但不对技术方案作任何限定。
[0029]下面，结合附图所示之实施例进一步阐述本专利技术。
[0030]所述的一种智能农机用换电站控制系统，包括：上位机系统、运动控制系统、伺服系统、机械手、码垛机、相机定位系统及控制回路，系统运行策略如下：
[0031](1)换电前检查电源、急停是否正常，电池仓位是否满员，是否有其他农机在工作位，所有准备工作完成后，控制农机到达工作位后，上位机点击启动，开始换电作业。
[0032](2)GTS800端子卡对桁架伺服驱动器按照X、Y、Z轴的顺序，发出信号，使桁架按既
定程序控制相机到农机上方，进行照相定位，相机将农机位置传回上位机，若位置不准确，则进行步骤(3)动作，若位置准确，进行步骤(4)。
[0033](3)桁架根据相机反馈数据进行微调，重复步骤(2)。
[0034](4)GTS800端子卡对桁架伺服驱动器按照X、Y、Z轴的顺序，发出信号，桁架根据相机反馈的位置数据，移动到农机侧面，GTS800端子卡控制桁架Y轴，使机械手插入电池底部，将机械手插入电池底部，气缸1动作，使吸紧装置靠近电池，机械手上真空发生器1动作，吸紧电池，气缸2动作，压紧电池，机械手动作完成。
[0035](5)GTS800端子卡对桁架按照X、Y、Z轴的顺序，使机械手动作拔出农机电池，放入传送带中，气缸2动作，松开电池，真空发生器1动作，破坏吸附，气缸1动作，收回吸紧装置，电池放入传送装置，此时气缸5抬起，推进装置翻起，使电池可以进入码垛机。
[0036](6)GTS800端子卡对传送带伺服驱动器发出信号，使传送带移动固定距离，将电池传送到码垛装置工作区，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能农机用换电站控制系统，应用于农作物生长环境监测，其特征在于：包括上位机系统、运动控制系统、伺服系统、机械手、码垛机、相机定位系统、控制回路；所述上位机系统在可靠的工控机上运行，是人机交互的核心，所有操作均在此完成，所有的结果也均在此显示；所述运动控制系统设置有GTS800控制板卡和配套的电路，所有动作指令、桁架和自动机械手的动作，全部通过运动控制系统控制；所述伺服系统设置有不同功率的伺服驱动器和不同功率的伺服电机，驱动的对象包括桁架X轴电机、桁架Y轴电机、桁架Z轴电机、传送带电机、码垛机Y轴电机、地轨电机共六组伺服；所述机械手设置有1#推进气缸、2#推进气缸和真空吸附1；所述码垛机设置有增程阀1、增程阀2、翻转阀和真空吸附2，码垛机是将电池放入充电柜的装置，其移动由伺服系统控制，其余动作则由气缸进行推动，在电池进入码垛机后，码垛机移动到对应电池位，再由气缸将电池推入电池仓；所述相机定位系统设置由一套工业相机、光源控制器、光源构成。2.根据权利要求1所述的一种智能农机用换电站控制系统，其特征在于：所述GTS800控制板卡通过PCI
‑
E接口插入电脑主板，通过其配套的端子板与下位系统进行信号的交互，通过硬接线与伺服驱动器、现场气缸、传感器相连。3.根据权利要求1所述的一种智能农机用换电站控制系统，其特征在于：所述伺服电机设置有绝对值编码器，可以实现桁架桁架、传送带、码垛机的精准定位，保证插拔动作、运输过程和充电位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾锐峰，高鹏飞，张晓博，司炎飞，
申请(专利权)人：洛阳紫垣信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：