[发明专利]一种用于植物工厂立体栽植的多层穿梭车系统及控制方法

权利要求书

1.一种用于植物工厂立体栽植的多层穿梭车系统，其特征在于，包括：上位机、栽培架（5）、电气控制系统（4）以及与其连接的行走装置（1）、抬升装置（2）；所述行走装置（1）、抬升装置（2）设于穿梭车车体内；

其中，所述上位机与电气控制系统（4）无线通信，用于发送任务指令至电气控制系统（4）；

所述栽培架（5）上设有营养液槽（7），营养液槽（7）上设有多个栽培位，用于穿梭车以营养液槽（7）两侧的栽培架（5）作为轨道，承载栽培板（6）在营养液槽（7）上移动，并在栽培位放置栽培板（6）；

所述行走装置（1）、抬升装置（2）均设有两个，且每对所述行走装置（1）、抬升装置（2）均对称设于穿梭车车体两侧；所述电气控制系统（4）设于穿梭车车体内；

所述行走装置（1），用于接收电气控制系统（4）的控制指令，使穿梭车车体在栽培架（5）的轨道上移动；

所述抬升装置（2），用于栽培板（6）的抬升，并完成栽培板（6）装卸作业；

所述电气控制系统（4），用于在接收到上位机发送的任务指令后，得到作业模式和目标信息，根据作业模式和目标信息选择并切换定位模式，并控制行走装置（1）执行行走运动，驱动装置（18）控制抬升装置（2）执行抬升运动；

所述电气控制系统，包括：车载控制器（17）以及与其连接的行走认址装置、驱动装置（18）、无线通讯装置（20）、传感器（21）；

其中，所述行走认址装置，包括：激光测距仪（22）和编码器（23）；

所述激光测距仪（22）设于穿梭车车体前进方向的上部，且与车载控制器（17）电连接，用于检测穿梭车车体相对于基准面的绝对位置，并将绝对位置数据反馈至车载控制器（17）；

所述编码器（23）与驱动装置（18）连接，用于检测电机轴的旋转角度，以得到码值数据，并将码值数据实时反馈至驱动装置（18）；

所述驱动装置（18）为直流伺服驱动器，分别与行走装置（1）的伺服电机、抬升装置（2）的抬升电机（12）电连接，用于根据车载控制器（17）发送的任务指令，切换定位模式，并控制行走装置（1）执行行走运动，以及抬升装置（2）执行抬升运动；

所述无线通讯装置（20）为无线客户端，用于实现车载控制器（17）与上位机的通信交互；

所述传感器（21），用于采集栽培板状态信息；

所述车载控制器（17）为运动控制型PLC，用于通过无线通讯装置（20）接收上位机发送的任务指令后，得到作业模式和目标信息，根据作业模式和目标信息选择并切换驱动装置（18）的定位模式，并通过激光测距仪（22）反馈的绝对位置数据以及编码器（23）反馈的码值数据，发送任务指令至驱动装置（18）；

作业模式，包括：栽培板同层搬运、栽培板层间或架间搬运以及应急救援作业；

目标信息，包括：穿梭车车体作业的目标位置、目标速度；

所述驱动装置（18）的定位模式，包括：全闭环定位模式或半闭环定位模式；

根据作业模式和目标信息选择并切换驱动装置（18）的定位模式；具体为：

当作业模式为栽培板同层搬运时，激光测距仪（22）以安装在栽培架（5）上目标位置处的反光板为测量基准面；此时，电气控制系统（4）的工作为全闭环定位模式；

当作业模式为栽培板层间搬运时，激光测距仪（22）以安装在栽培架（5）上目标位置处的反光板为测量基准面，此时，电气控制系统（4）的工作为全闭环定位模式；

当作业模式为栽培板架间搬运时，穿梭车车体进出RGV，此时，电气控制系统（4）的工作为半闭环定位模式。

2.根据权利要求1所述的一种用于植物工厂立体栽植的多层穿梭车系统，其特征在于，所述行走装置（1），设于穿梭车车体一侧，包括：两个行走轮（8）、两个带轮（9）、同步带（10）以及伺服电机；

所述两个行走轮（8）分别固设于穿梭车车体一侧的底部；所述两个带轮（9）分别固设于穿梭车车体一侧的顶部；

所述行走轮（8）和带轮（9）通过同步带（10）传动连接，实现同步转动；

所述带轮（9）与伺服电机连接，所述伺服电机与电气控制系统（4）电连接；

所述行走轮（8）上设有轮缘（11），以使行走轮（8）嵌入至营养液槽（7）两侧的栽培架（5）中，在穿梭车车体行走过程中起导向作用。