基于K60的電磁引導式智能循跡物流車制造技術

本發明專利技術公開了一種基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，其主要由微處理器模塊，以及通過數據線與微處理器模塊相連的機械系統、電磁傳感模塊、電源管理模塊、電機驅動模塊、舵機驅動模塊、超聲波停車模塊、上位機模塊組成。本發明專利技術不僅提高了整個車間系統的運作效率、服務質量，降低了成本，而且提升了企業核心競爭力和經濟效益；并且該電磁引導式循跡物流車占地面積小，方便美觀，提高了企業的形象。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及物流車，特別是一種基于K60的電磁引導式智能循跡物流車。
技術介紹
繼德國的“工業4.0”推出之后，“中國制造2025”的既定方略也公布于眾。而我國的制造業多為勞動密集型的傳統產業，特別是對于間歇流水線，產品會出現在工序時間較長的工作地上等待加工和工序時間較短的工作地的負荷不充分的現象(見文獻：錢芝網,王曉光,張李.基于柔性生產的生產物流平衡策略研究[J].工業工程與管理,2012,02:13-20+50.)。除此之外，與工業3.0的流水線只能大批量生產的剛性生產模式所不同的是，“工業4.0”流水線要求可以實現小批量、多批次生產，最小的批量可以達到一件，也就是說，可以為消費者量身定制孤版商品，即柔性生產模式(見文獻：梁東.對柔性生產的認識[J].商業研究,2001,09:26-28.)。柔性生產的精髓在于實現彈性生產，提高企業的應變能力，不斷滿足用戶的需求(見文獻：徐寧.大規模定制下的企業生產柔性研究[D].西安電子科技大學,2007)。這就使得產品的生產工序不再是一成不變的，需要根據不同的訂單采用不同的生產工序。這樣，生產線上的各個工位之間就會有不同的組合，需要應變性和準確性良好的智能運輸設備在各工位之間智能配送生產零件。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：提供一種基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，以解決企業在生產零件智能配送過程中所面臨的各種問題，實現工業生產高度智能化、自動化、柔性化。本專利技術解決其技術問題采用以下的技術方案：本專利技術提供的基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，其主要由微處理器模塊，以及通過數據線與微處理器模塊相連的機械系統、電磁傳感模塊、電源管理模塊、電機驅動模塊、舵機驅動模塊、超聲波停車模塊、上位機模塊組成。所述的微處理器模塊，裝在物流車的中部，用于對傳感器所輸入的信息進行處理并對其它模塊進行實時控制，由微控制器、復位按鈕、電源接口、JTAG下載接口和其它輸入輸出接口組成，所述微控制器采用K60微控制器芯片。所述的機械系統，用于對物流車的驅動和轉向，由電機驅動模塊、齒輪傳動機構和舵機驅動模塊組成，其中：電機驅動模塊采用RS-540電機對后輪進行驅動，電機轉動后，通過齒輪機構將動力傳給后輪，驅動后輪運動，同時兩個后輪之間有差速器，以輔助物流車更順暢的轉彎；舵機驅動模塊采用SD-5舵機，舵機轉動一定角度通過擺桿將動力傳遞給前輪，完成左右打角，實現物流車的轉彎。所述的電磁傳感模塊，裝在物流車的前端，其由以電信號相連的LC諧振電路、濾波電路、放大電路、檢波電路組成，其根據LC諧振的原理，選取10mH電感和6.8nF電容作為LC諧振電路，產生感應電流，再通過濾波、放大、檢波，然后將結果送入單片機進行AD處理，以判斷道路當前信息。所述的電機驅動模塊，裝在物流車后部后輪附近，用于驅動電機，由電機和驅動電路組成，其中：驅動電路采用BTN7971高強度電流半橋電機驅動芯片，該電路利用兩片BTN7971構成一個完整的全橋驅動，以實現電機的正轉、反轉和剎車制動。所述的舵機驅動模塊，裝在物流車前端前輪附近，用于控制舵機，由電源穩壓電路和舵機組成，其中：舵機用電源穩壓電路進行供電，該電源穩壓電路由NCP3020芯片及其外圍元件組成，通過穩壓，使用6V的電源給舵機供電。所述的超聲波停車模塊，裝在物流車兩側，用于判斷是否到達目標機床處，該超聲波停車模塊由集成在一塊PCB上的超聲波發射頭和超聲波接收頭組成，對目標機床進行探測。所述的上位機模塊，其包括藍牙通訊模塊和PC端的調控軟件，藍牙通訊模塊用于實現上位機與微處理器之間的數據傳輸，PC端的調控軟件用于對某一零件加工工序順序的輸入，由通訊口設置區、工序輸入區、工序顯示區和數據接收區組成，其中：通訊口設置區用于對通訊口進行設置，工序輸入區用于工藝人員輸入相應的工序，工序顯示區用于顯示當前所輸入或正在執行的工序，數據接收區用于接收物流車所反饋的信息。本專利技術基于K60的電磁引導式智能循跡物流車設置了路徑生成算法，其根據物流車當前位置和目標位置自動生成物流車的行進路徑。所述路徑生成算法包括以下步驟：步驟1：首先檢測模擬當前坐標值是否和目標坐標重合，如重合，輸出轉向指令，若不重合，檢測當前方向是否在目標坐標相對于模擬當前坐標值的方向上，如不在正確的方向，則采用步驟2嘗試將物流車調整到正確的方向上；步驟2：由于物流車可能處于直線部分，不能進行方向調整操作，處于這樣的狀況下，則優先將物流車向前移動一步，使物流車處于能夠調整方向的情況下；當物流車能夠調整方向時，首先嘗試將物流車的方向調整到目標坐標相對于模擬當前坐標值的方向上；若目標坐標相對于模擬當前坐標值的方向恰好處于物流車的后方，而物流車不能進行原地180°換向，需采用步驟3通過自由換向的方式解決這一問題；步驟3：判斷物流車的位置，檢測物流車的死區，具體是采用模擬的方式進行死區檢測，即：若物流車轉向這個方向是否會形成死區，由于死區全部集中在道路的外圍，所以僅僅需要對道路外圍檢測即可；在得出死區信息后，將物流車轉向死區以外的方向，若沒有形成死區，則按照算法中設定的優先級轉向優先級較高的方向；重復以上步驟1、步驟2、步驟3，直到模擬當前坐標值與目標位置的坐標重合，此時整個計算過程結束，將每個步驟生成的轉向指令輸出，得到最終的路徑。本專利技術與現有技術相比具有以下主要的優點：本專利技術物流車針對工業4.0生產體系下，不同工位之間的生產零件在配送時，小車運行路線的選擇與尋跡問題。它能夠在上位機多路徑選擇系統的監控下，在岔路口選擇正確的方向，沿著預先鋪設的電線軌道網格運動。當工廠因市場變化而改變生產線時，只需要將電線重新鋪設即可。不僅提高了整個車間系統的運作效率、服務質量，降低了成本，而且提升了企業核心競爭力和經濟效益。并且該電磁引導式循跡物流車占地面積小，方便美觀，提高了企業的形象。本專利技術物流車能夠根據工藝人員在上位機端設定的生產工序，自動生成行進路線，將零件配送至指定工位，實現預定的生產工序，從而形成一條柔性的生產線。即在不改變車間構造的前提下，只需根據不同的產品需求，設定不同的生產工序，零件即可在物流車的配送下到達各個工位完成加工，實現柔性生產。本專利技術物流車設置了多路徑選擇算法，其可以根據技術人員所輸入的加工工序，自動生成行進路線，并在電磁循跡算法識別到岔路口后，控制物流車轉向。最終達到將不同的零件按照技術人員指定的加工工序，智能配送至各個工位的目的，實現柔性生產。附圖說明圖1是電磁傳感模塊中的傳感器放大電路原理圖。圖2是電機驅動電路原理圖。圖3是舵機電源穩壓電路原理圖。圖4是微處理器供電電路原理圖。圖5是上位機界面展示圖。圖6是模擬工廠場地坐標處理示意圖。圖7是路徑生成算法流程圖。圖8是模擬車間場地示意圖。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步闡述，但不限定本專利技術。。本專利技術提供的基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，主要由微處理器模塊，以及通過數據線與微處理器模塊相連的機械系統、電磁傳感模塊、電源管理模塊、電機驅動模塊、舵機驅動模塊、超聲波停車模塊、上位機模塊組成。本專利技術以k60芯片為主控制器，利用電磁傳感器識別路徑信息和判斷是否到達岔路口。微處理器模塊根據電磁傳感器所采集到的信號，控制行車本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，其特征在于主要由微處理器模塊，以及通過數據線與微處理器模塊相連的機械系統、電磁傳感模塊、電源管理模塊、電機驅動模塊、舵機驅動模塊、超聲波停車模塊、上位機模塊組成。

【技術特征摘要】
1.一種基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，其特征在于主要由微處理器模塊，以及通過數據線與微處理器模塊相連的機械系統、電磁傳感模塊、電源管理模塊、電機驅動模塊、舵機驅動模塊、超聲波停車模塊、上位機模塊組成。2.根據權利要求1所述的基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，其特征在于所述的微處理器模塊，裝在物流車的中部，用于對傳感器所輸入的信息進行處理并對其它模塊進行實時控制，由微控制器、復位按鈕、電源接口、JTAG下載接口和其它輸入輸出接口組成，所述微控制器采用K60微控制器芯片。3.根據權利要求1所述的基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，其特征在于所述的機械系統，用于對物流車的驅動和轉向，由電機驅動模塊、齒輪傳動機構和舵機驅動模塊組成，其中：電機驅動模塊采用RS-540電機對后輪進行驅動，電機轉動后，通過齒輪機構將動力傳給后輪，驅動后輪運動，同時兩個后輪之間有差速器，以輔助物流車更順暢的轉彎；舵機驅動模塊采用SD-5舵機，舵機轉動一定角度通過擺桿將動力傳遞給前輪，完成左右打角，實現物流車的轉彎。4.根據權利要求1所述的基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，其特征在于所述的電磁傳感模塊，裝在物流車的前端，其由以電信號相連的LC諧振電路、濾波電路、放大電路、檢波電路組成，其根據LC諧振的原理，選取10mH電感和6.8nF電容作為LC諧振電路，產生感應電流，再通過濾波、放大、檢波，然后將結果送入單片機進行AD處理，以判斷道路當前信息。5.根據權利要求1所述的基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，其特征在于所述的電機驅動模塊，裝在物流車后部后輪附近，用于驅動電機，由電機和驅動電路組成，其中：驅動電路采用BTN7971高強度電流半橋電機驅動芯片，該電路利用兩片BTN7971構成一個完整的全橋驅動，以實現電機的正轉、反轉和剎車制動。6.根據權利要求1所述的基于K60的電磁引導式智能循跡物流車，其特征在于所述的舵機驅動模塊，裝在物流車前端前輪附近，用于控制舵機，由電源穩壓電路和舵機組成，其中：舵機用電源穩壓電路進行供電，該電源穩壓電路由NCP3020芯片及其外圍元件組成，通過穩壓，使用6V的電源給舵機供電。7.根據權利要求1所述的基于K60的電磁引導式智能...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳彥春，閆明輝，張攀博，虞蘇璞，高源，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42