[發明專利]一種堆垛機仿真實驗平臺及堆垛機故障判斷方法

有效

• 申請號: 201810187978.1
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108415405B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 黃大榮;周文娟;李書盼;李坤陽;冉高偉;李彥;柯蘭艷;于謹豪
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G09B25/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

1.一種堆垛機仿真實驗平臺，其特征在于，包括主控芯片、平移機構、升降機構、貨叉伸縮機構、通信機構和上位計算機，其中：

主控芯片分別與平移機構、升降機構、貨叉伸縮機構連接，主控芯片還通過通信機構與上位計算機連接，上位計算機用于向主控芯片發送控制信號，主控芯片用于根據上位計算機發出的控制信號控制平移機構、升降機構、貨叉伸縮機構中的任意一個或多個運動；

該堆垛機仿真實驗平臺仿真過程包括如下步驟：

步驟1，檢查堆垛機仿真實驗平臺是否有故障點，保證無任何異常的情況下運行堆垛機仿真實驗平臺；

步驟2，通過上位計算機控制堆垛機仿真實驗平臺的運行，并記錄分別安裝在平移電機、升降電機和伸縮電機上的三個霍爾電流傳感器的數據；

步驟3，關閉堆垛機仿真實驗平臺，并根據需要在堆垛機仿真實驗平臺上設置故障點；

步驟4，運行堆垛機仿真實驗平臺，通過上位計算機控制堆垛機仿真實驗平臺的運行，運行過程與步驟2一致；

步驟5，上位計算機分別存儲在運行過程中安裝在平移電機、升降電機和伸縮電機上的三個霍爾電流傳感器的數據；

步驟6，按照步驟1~步驟5，多次實驗；

步驟7，將實驗中得到的數據進行分析，對大型堆垛機是否發生故障或者是否存在有發生故障的隱患進行判定。

2.如權利要求1所述的堆垛機仿真實驗平臺，其特征在于，平移機構包括主動輪、從動輪、第一齒輪、上底板、下底板、支撐架、平移電機、第一超聲波傳感器和第一霍爾電流傳感器，四個支撐架設置在上底板和下底板之間，形成一個行走的車架，下底板上安裝有主動輪、從動輪和第一齒輪；平移電機固定在上底板和下底板之間，平移電機能夠帶動第一齒輪轉動，第一齒輪與主動輪嚙合，第一齒輪轉動時能夠帶動主動輪轉動從而帶動整個車架水平移動；第一超聲波傳感器能夠基于超聲脈沖回波渡越時間法實現測距，第一超聲波傳感器固定在下底板上，通過得到的電壓信號，換算出堆垛機所在的位置，從而控制堆垛機在地軌上的水平移動；第一霍爾電流傳感器與平移電機連接，實現不斷測量平移機構在平移過程中的電流。

3.如權利要求1所述的堆垛機仿真實驗平臺，其特征在于，升降機構包括升降電機、立柱、承重板、動滑輪、定滑輪、鋼絲繩、橫梁、第一導向輪、第二導向輪、第二超聲波傳感器和第二霍爾電流傳感器；兩個立柱下端固定在平移機構的上底板上，上端通過第一導向輪與天軌連接，承重板通過第二導向輪與兩個立柱連接，實現承重板在移動時不會產生方向偏移，承重板能夠相對于立柱在豎直方向上平移；兩個定滑輪水平固定在橫梁下端，動滑輪設置在兩個定滑輪之間，鋼絲繩繞過兩個定滑輪的上側及動滑輪的下側，鋼絲繩一端與橫梁連接，另一端纏繞在升降電機的輸出軸上，承重板與動滑輪固定連接，升降電機轉動時能夠扯動鋼絲繩，從而帶動動滑輪上下移動，實現承重板的上下移動；第二超聲波傳感器固定在承重板上，并垂直向地面發射超聲波，將第二超聲波傳感器輸出的電壓信號傳遞給上位計算機，上位計算機換算出承重板所在的位置，從而控制承重板的移動；第二霍爾電流傳感器與升降電機連接，實現不斷測量升降機構在升降過程中的電流，后續將收集到的不同電流數據進行分析，為大型堆垛機的故障預測和判定提供依據。

4.如權利要求1所述的堆垛機仿真實驗平臺，其特征在于，貨叉伸縮機構包括伸縮電機、第二齒輪、貨叉、第三超聲波傳感器和第三霍爾電流傳感器；貨叉伸縮機構整體固定在升降機構的承重板上，貨叉上設置有與第二齒輪嚙合的齒條結構，貨叉通過齒條結構與第二齒輪連接，伸縮電機能夠帶動第二齒輪轉動，實現伸縮功能；第三超聲波傳感器固定在貨叉上，并向貨架發送超聲波，將第三超聲波傳感器輸出的電壓信號傳遞給上位計算機，上位計算機換算出貨叉的位置，從而控制貨叉的伸縮；第三霍爾電流傳感器與伸縮電機連接，實現不斷測量貨叉伸縮機構在運行過程中的電流，后續將收集到的不同電流數據進行分析，為大型堆垛機的故障預測和判定提供依據。

5.如權利要求1所述的堆垛機仿真實驗平臺，其特征在于，通信機構包括紅外通信模塊，紅外通信模塊分別安裝在堆垛機和上位計算機上，實現堆垛機和上位計算機之間的通信。