智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法

《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》是廣西曼徹彼斯自動化設備有限公司於2013年7月26日申請的發明專利，該專利申請號為2013103187104，公布號為CN103420108A，公布日為2013年12月4日，發明人是朱軍科、董明福、卿馬弟、趙盛林、陳宇能、鄧練君。

《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》涉及一種智慧型化控制的軌道小車箱體，以及該小車箱體車箱的開啟及行車時安全防護的具體控制方法。該發明克服了傳統軌道小車因只有機械手而導致物品安全無法保障的缺點，採用機械鎖加電子鎖雙重保護，在通常情況下只需通過刷卡就能簡單開鎖，在特殊情況下可以通過機械鑰匙強行打開智慧型小車車門，還能通過軟體查詢到開鎖卡號、時間等信息，有效保證了所運輸物品的安全。該發明採用感應開關在小車未接觸障礙物的情況下就可以減速停止，儘可能避免撞擊衝擊力，對運輸物品起到了很好的安全保護作用。

2021年6月24日，《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法
• 申請人：廣西曼徹彼斯自動化設備有限公司
• 發明人：朱軍科、董明福、卿馬弟、趙盛林、陳宇能、鄧練君
• 申請號：2013103187104
• 申請日：2013年7月26日
• 公布號：CN103420108A
• 公布日：2013年12月4日
• 地址：廣西壯族自治區南寧市江南區金凱路20號
• 代理機構：廣西南寧明智專利商標代理有限責任公司
• 代理人：黎明天
• Int. Cl.：B65G35/00、G05B19/042
• 類別：發明專利

專利背景

軌道小車就是在利用軌道設定好小車的行駛路線，從而達到在室內運輸的目的。2013年7月前，普通軌道小車箱體僅設定機械把手，任何人都可以隨意打開車門，被運輸物品的安全無法得到保障。普通軌道小車的防撞裝置較簡單，當軌道小車碰到障礙物後，機械開關動作使電路斷開，這個過程中已存在不少衝擊力，對易碎的物品來說，這存在著很大的風險。

2013年7月前關於智慧型化的小車箱體及控制方法有不少，如：申請公布號為CN102937812A的名稱是《一種軌道小車行走控制系統和方法》的發明專利，採用無線傳輸裝置將小車控制箱與小車電機連線，控制小車前進或後退；根據超音波或雷射測距感測器與反射板之間距離的不同，確認小車的位置和控制小車的運動。該發明對於控制小車的運動及判斷小車的位置具有實用性，但是並未涉及車箱內物品的安全防護及行車安全防護，而安全防護問題正是不容忽視的問題。

授權公告號為CN202661876U的名稱為《智慧型小車》的實用新型專利，包括多路紅外檢測模組、避障模組、信號採集模組、控制模組、電機驅動模組和為前述模組供電的電源模組。避障模組由三個避障管組成，通過檢測和調整避障管的檢測距離來檢測小車前方是否存在障礙物，檢測方法較複雜，並且準確度不高。

授權公告號為CN202735844U的名稱為《一種智慧型小車控制系統》的實用新型專利，包括模式選擇開關、控制模組、驅動模組、自動避障模組、尋跡檢測模組和為整個系統供電的電源模組，自動避障模組為設有發光管與接收頭的漫反射式光電開關，尋跡檢測模組為紅外光電感測器。該發明解決了行車遇到障礙物時的安全防護問題，但是對於車箱內物品的安全問題並沒有提出解決方案。

以上的智慧型小車對於車箱開啟和行車安全防護普遍沒有提出全面的技術方案。

發明內容

專利目的

《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》的目的是提供一種智慧型化的小車箱體及控制方法，解決2013年7月前已有技術中的智慧型小車車箱的開啟及行車時安全防護不夠的問題。

技術方案

《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》的智慧型化小車箱體，包括小車底座、小車車箱、小車車蓋、小車箱子機械鎖、開門把手，小車車箱通過螺絲安裝在小車底座上，還包括讀卡器、可視視窗、顯示面板、紫外消毒燈、水平架、無線發射模組、光電開關、限位開關、單片機控制模組、伺服電機驅動器、門鎖感應器、電機和編碼器。其中讀卡器、小車箱子機械鎖、開門把手、門鎖感應器、可視視窗、顯示面板安裝在小車車蓋外，所述讀卡器安裝在開門把手一側，所述小車箱子機械鎖和門鎖感應器安裝在開門把手另一側，可視視窗是兩個對稱分布的透明窗戶，顯示面板位於兩個可視視窗的中間；紫外消毒燈安裝在小車車箱內，緊貼小車車蓋頂部，水平架是一根能360度轉動的軸，安裝在小車車箱中間，無線發射模組、光電開關、限位開關、單片機控制模組和伺服電機驅動器安裝在小車車箱底部；電機和編碼器安裝在小車底座上；單片機控制模組與紫外消毒燈、無線發射模組、光電開關、限位開關、伺服電機驅動器、電機、編碼器之間分別通過電線連通。

另外，智慧型化小車箱體的控制方法在於智慧型化小車主要是通過無線發射模組將接收到的中央控制器發出的各種指令傳輸給單片機控制模組，單片機控制模組發出操作指令，各執行部件根據操作指令執行相應的操作；無線發射模組根據各執行部件反饋的信息，傳送小車自身狀態給中央控制器，進行相應數據的分析和處理，具體方法如下：

（1）紫外線消毒：單片機控制模組根據控制要求發出“點亮”及點亮時間指令，紫外線消毒燈根據指令打開指定時間後熄滅。

（2）防盜：當智慧型小車處於停止狀態時，單片機控制模組打開電子開鎖通道，根據讀卡器讀到的卡的內容，單片機控制模組執行開鎖指令或拒絕開鎖，並將開鎖的卡號、時間等信息儲存在單片機控制模組內，通過電腦用專業軟體查詢開鎖記錄。在電子鎖故障或停電狀態下可以通過機械鑰匙打開小車取出物品。

（3）位置掃描：智慧型小車上安裝有掃描裝置，掃描軌道上的位置標記，單片機控制模組將位置標記信息通過無線電發射模組傳送給中央控制器。

（4）防撞：通過光電開關檢查前方是否有障礙物，發現障礙物時傳送信號給單片機控制模組，單片機控制模組通過伺服電機驅動器控制電機平穩地減速停止；待障礙物排除後，光電開關檢查不到前方有障礙物，信號終止傳送，單片機控制模組通過伺服電機驅動器控制電機平穩加速前進；在光電開關失效的情況下，通過擠壓限位開關斷開電機電源，使智慧型小車急停，防止撞壞小車。

（5）驅動模組：根據單片機控制模組的指令要求，控制伺服電機驅動器驅動電機；控制伺服電機驅動器再根據編碼器返回的信息，實現對電機的閉環控制；電機採用帶剎車的電機，只有在運行狀態下剎車才打開，智慧型小車無論在任何位置，在停止或停電狀態下都不會隨意運動。

（6）自動水平裝置：在智慧型小車車箱內安裝一根能360度轉動的軸，將物品架子固定在軸上，保證物品架上的物品保持在豎直水平方向。

改善效果

《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》克服了傳統軌道小車因只有機械手而導致物品安全無法保障的缺點，採用機械鎖加電子鎖雙重保護，在通常情況下只需通過刷卡就能簡單開鎖，在特殊情況下可以通過機械鑰匙強行打開智慧型小車車門，還能通過軟體查詢到開鎖卡號、時間等信息，有效保證了所運輸物品的安全。該發明採用感應開關在小車未接觸障礙物的情況下就可以減速停止，儘可能避免撞擊衝擊力，對運輸物品起到了很好的安全保護作用。

附圖說明

圖1是《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》結構主視圖。

圖2是該發明結構俯視圖。

圖3是該發明控制流程圖。

圖中：1—小車底座；2—小車車箱；3—小車車蓋；4—小車箱子機械鎖；5—開門把手；6—讀卡器；7—可視視窗；8—顯示面板；9—紫外消毒燈；10—水平架；11—無線發射模組；12—光電開關；13—限位開關；14—單片機控制模組；15—伺服電機驅動器；16—門鎖感應器；17—電機；18—編碼器。

技術領域

《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》涉及一種軌道小車，屬於工業控制領域，特別是涉及一種智慧型化控制的小車箱體，同時涉及該小車箱體車箱的開啟及行車時安全防護的具體控制方法。

權利要求

1.一種智慧型化小車箱體，包括小車底座（1）、小車車箱（2）、小車車蓋（3）、小車箱子機械鎖（4）、開門把手（5），小車車箱（2）通過螺絲安裝在小車底座（1）上，其特徵在於：讀卡器（6）、小車箱子機械鎖（4）、開門把手（5）、門鎖感應器（16）、可視視窗（7）、顯示面板（8）安裝在小車車蓋（3）外，所述讀卡器（6）安裝在開門把手（5）一側，所述小車箱子機械鎖（4）和門鎖感應器（16）安裝在開門把手（5）另一側，可視視窗（7）是兩個對稱分布的透明窗戶，顯示面板（8）位於兩個可視視窗（7）的中間；紫外消毒燈（9）安裝在小車車箱（2）內，緊貼小車車蓋（3）頂部，水平架（10）是一根能360度轉動的軸，安裝在小車車箱（2）中間，無線發射模組（11）、光電開關（12）、限位開關（13）、單片機控制模組（14）和伺服電機驅動器（15）安裝在小車車箱（2）底部；電機（17）和編碼器（18）安裝在小車底座（1）上；單片機控制模組（14）與紫外消毒燈（9）、無線發射模組（11）、光電開關（12）、限位開關（13）、伺服電機驅動器（15）、電機（17）、編碼器（18）之間分別通過電線連通。

2.一種智慧型化小車箱體的控制方法，其特徵在於：智慧型化小車通過無線發射模組（11）將接收到的中央控制器發出的各種指令傳輸給單片機控制模組（14），單片機控制模組（14）發出操作指令，各執行部件根據操作指令執行相應的操作；無線發射模組（11）根據各執行部件反饋的信息，傳送小車自身狀態給中央控制器，進行數據分析處理，具體如下：

（a）紫外線消毒：單片機控制模組（14）根據控制要求發出“點亮”及點亮時間指令，紫外線消毒燈（9）根據指令打開指定時間後熄滅；

（b）防盜：當智慧型小車處於停止狀態時，單片機控制模組（14）打開電子開鎖通道，根據讀卡器（6）讀到的卡的內容，單片機控制模組（14）執行開鎖指令或拒絕開鎖，並將開鎖的卡號、時間等信息儲存在單片機控制模組（14）內，通過電腦軟體查詢開鎖記錄，在電子鎖故障或停電狀態下通過機械鑰匙打開小車取出物品；

（c）位置掃描：智慧型小車上安裝有掃描裝置，掃描軌道上的位置標記，單片機控制模組（14）將位置標記信息通過無線電發射模組（11）傳送給中央控制器；

（d）防撞：通過光電開關（12）檢查前方是否有障礙物，發現障礙物時傳送信號給單片機控制模組（14），單片機控制模組（14）通過伺服電機驅動器（15）控制電機（17）平穩地減速停止；待障礙物排除後，光電開關（12）檢查不到前方有障礙物，信號終止傳送，單片機控制模組（14）通過伺服電機驅動器（15）控制電機（17）平穩加速前進；在光電開關失效的情況下，通過擠壓限位開關（13）斷開電機（17）電源，使智慧型小車急停，防止撞壞小車；

（e）驅動：根據單片機控制模組（14）的指令要求，控制伺服電機驅動器（15）驅動電機（17）；控制伺服電機驅動器（15）再根據編碼器（18）返回的信息，實現對電機（17）的閉環控制；電機（17）採用帶剎車的電機，只有在運行狀態下剎車才打開，智慧型小車無論在任何位置，在停止或停電狀態下都不會隨意運動；

（f）自動水平：在智慧型小車車箱（2）內安裝一根能360度轉動的軸，將物品架子固定在軸上，保證物品架上的物品保持在豎直水平方向。

實施方式

如圖1所示，《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》的智慧型化小車車箱包括小車底座1、小車車箱2、小車車蓋3、小車箱子機械鎖4、開門把手5，小車車箱2通過螺絲安裝在小車底座上1，還包括讀卡器6、紫外消毒燈9、水平架10、無線發射模組11、光電開關12、限位開關13、單片機控制模組14、伺服電機驅動器15、門鎖感應器16、電機17和編碼器18；讀卡器6、小車箱子機械鎖4、開門把手5、門鎖感應器16安裝在小車車蓋3外，所述讀卡器6安裝在開門把手5一側，所述小車箱子機械鎖4和門鎖感應器16安裝在開門把手5另一側，紫外消毒燈9安裝在小車車箱2內，緊貼小車車蓋3頂部，水平架10是一根能360度轉動的軸，安裝在小車車箱2中間，無線發射模組11、光電開關12、限位開關13、單片機控制模組14和伺服電機驅動器15安裝在小車車箱2底部；電機17和編碼器18安裝在小車底座1上；單片機控制模組14與紫外消毒燈9、無線發射模組11、光電開關12、限位開關13、伺服電機驅動器15、電機17、編碼器18之間分別通過電線連通。

如附圖2所示，小車車蓋3上有小車箱子機械鎖4、開門把手5、讀卡器6、可視視窗7和顯示面板8，可視視窗7是兩個對稱分布的透明窗戶，顯示面板8位於兩個可視視窗7的中間。

如圖3所示，無線發射模組11和單片機控制模組14之間是互相通信，通過無線發射模組11將接收到的中央控制器發出的各種指令傳輸給單片機控制模組14，單片機控制模組14發出操作指令，各執行部件根據操作指令執行相應的操作；無線發射模組11根據各執行部件反饋的信息，傳送小車自身狀態給中央控制器，進行相應數據的分析和處理。單片機控制模組14向紫外線消毒燈9單向通信，單片機控制模組14根據控制要求發出“點亮”及點亮時間指令，紫外線消毒燈9根據指令打開指定時間後熄滅。防撞模組和單片機控制模組14也是單向通信，通過光電開關12檢查前方是否有障礙物，發現障礙物時傳送信號給單片機控制模組14，單片機控制模組14通過伺服電機驅動器15控制電機17平穩地減速停止；待障礙物排除後，光電開關12檢查不到前方有障礙物，信號終止傳送，單片機控制模組14通過伺服電機驅動器15控制電機17平穩加速前進；在光電開關失效的情況下，可以通過擠壓限位開關13斷開電機17電源，使智慧型小車急停，防止撞壞小車。位置掃描模組與單片機控制模組14是單向通信，智慧型小車上安裝有掃描裝置，可以掃描軌道上的位置標記，並將位置標記信息傳送給單片機控制模組14。顯示模組與單片機控制模組14是單向通信，顯示模組將在顯示屏上顯示小車箱體的位置信息、物品信息、車箱開啟記錄等。單片機控制模組14與電子鎖模組、電子鎖模組與電子鎖鎖到位感應開關、電子鎖模組與箱體門感應開關都是雙向通信，當箱體門感應開關接收到開門請求時，向電子鎖發出信號，電子鎖如果是關閉的，則向單片機控制模組14發出信號，單片機控制模組14判斷持卡者是否具有開鎖許可權，有則發出開鎖指令電子鎖打開，沒有則不發出開鎖指令。當鎖門時，電子鎖鎖到位感應開關檢測到鎖並沒有鎖到位，則向電子鎖模組發出信號，電子鎖模組向單片機控制模組14發出信號，單片機控制模組14發出鎖門指令，電子鎖鎖緊。

專利榮譽

2021年6月24日，《智慧型化物流傳輸小車箱體及控制方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。