技术领域
[0001] 本
发明涉及
机器人技术领域，特别是涉及一种应用于无人叉车的主板扩展装置及方法。
背景技术
[0002] 近些年来，受工厂智能化、人
力成本增涨等外界因素影响，传统凭借人力运输的物流工作阶段逐渐出现由专业化向自动化、智能化转型发展的趋向，当中一个显著的主要表现就是工厂内部物流、物流仓储对柔性化程度较高的自动化设备搬运的要求提高迅速。当中，无人驾驶叉车也是现阶段非常热
门的一种产品。
[0003] 现有无人驾驶叉车中，用于控制叉车无人驾驶的主控制板需要对设置在叉车上的各种
传感器采集的数据进行处理，然后根据处理结果来控制无人叉车进行相应的运动；相应地，就要求主控制板具有多个数据输入
接口，而随着数据接口的增加，相应会增大主控制板的面积，同时增加主控板的复杂程度，造成对主控制板的选材要求较高。
发明内容
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种应用于无人叉车的主板扩展装置及方法。
[0005] 一种应用于无人叉车的主板扩展装置，所述主板包括一控
制模块，所述装置包括：
[0006] 扩展板，包括至少一组探测
信号输入接口，所述扩展板用于将每组探测信号输入接口接收的探测信号综合运算后输出一路综合探测信号；
[0007] 所述
控制模块的输入端与所述扩展板输出端连接，所述控制模块用于根据所述综合探测信号判断是否有探测信号被触发以及在有探测信号被触发时确定具体是哪一路探测信号被触发。
[0008] 在其中一个
实施例中，每组探测信号输入接口包括至少两个探测信号输入接口，每组探测信号输入接口中的各信号输入接口用于接收同一类探测信号。
[0009] 在其中一个实施例中，所述同一类探测信号包括同一类近距激光探测信号、同一类中距激光探测信号或同一类远距激光探测信号中的任意一种。
[0010] 在其中一个实施例中，所述控制模块根据所述综合探测信号判断是否有探测信号被触发是根据所述综合探测信号的电平高低来判断是否有探测信号被触发。
[0011] 在其中一个实施例中，所述控制模块确定具体哪一路探测信号被触发是通过向所述扩展板发送查询指令来确定具体哪一路探测信号被触发。
[0012] 在其中一个实施例中，所述扩展板包括或门
电路和隔离模块，所述或门电路和隔离模块的数量与所述探测信号输入接口的组数相等；
[0013] 每一所述或门电路对应接收一组探测信号，所述或门电路用于对该组探测信号进行逻辑或运算后输出综合探测信号；
[0014] 所述隔离模块与所述或门电路一一对应连接，用于对所述综合探测信号进行电气隔离后输出。
[0015] 在其中一个实施例中，所述或门电路包括一或门逻辑芯片和一
开关单元；
[0016] 所述或门逻辑芯片包括多个信号输入端和一逻辑输出端，所述或门逻辑芯片用于对各所述信号输入端接收的探测信号进行综合运算，并在运算后透过所述逻辑输出端输出一逻辑电平信号给所述开关单元以控制所述开关单元导通或截止。
[0017] 基于同样的发明构思，本
申请还提供一种应用于无人叉车的主板扩展方法，基于一种应用于无人叉车的主板扩展装置，所述主板包括一控制模块，所述装置包括一扩展板，所述扩展板包括至少一组探测信号输入接口，所述方法包括：
[0018] 对输入至所述扩展板各组探测信号输入接口的探测信号进行综合运算，并在运算后输出一路综合探测信号；
[0019] 所述控制模块接收所述综合探测信号，并根据所述综合探测信号判断是否有探测信号被触发以及在有探测信号被触发时确定具体是哪一路探测信号被触发。
[0020] 在其中一个实施例中，所述根据所述综合探测信号判断是否有探测信号被触发的步骤，包括：
[0021] 检测所述综合探测信号的电平高低；
[0022] 响应于所述综合探测信号的电平为低时，则判定有探测信号被触发；
[0023] 响应于所述综合探测信号的电平为高时，则判定没有探测信号被触发。
[0024] 在其中一个实施例中，所述确定具体是哪一路探测信号被触发的步骤，包括：
[0025] 所述控制模块发送一查询指令给所述扩展板；
[0026] 所述扩展板根据所述查询指令查询具体是哪一路探测信号被触发；
[0027] 所述扩展板将查询结果返回给所述控制模块。
[0028] 上述应用于无人叉车的主板扩展装置及方法，通过将原本接入主板的多路信号输入接口，以具有多组探测信号输入接口的扩展板代替，然后建立扩展板与主板中控制模块的连接；通过扩展板来接入多路探测信号，并将多路探测信号转换成一路综合探测信号后输出，通过控制模块对综合探测信号的判断，来确定是否有探测信号被触发，并在有探测信号被触发时确定具体是哪一路探测信号被触发；一方面，可以减少无人叉车主板的输入接口数量，降低主板的面积、复杂程度以及对主板的选材要求，另一方面，还能保证主板能够准确区分探测信号的触发源，从而根据该探测信号来控制无人叉车进行相应的运动。
附图说明
[0029] 图1为一实施例中的应用于无人叉车的主板扩展装置的模块示意图；
[0030] 图2为另一实施例中的应用于无人叉车的主板扩展装置的模块示意图；
[0031] 图3为一实施例中的或门电路的原理示意图；
[0032] 图4为一实施例中的隔离模块的电路原理示意图；
[0033] 图5为一实施例中的应用于无人叉车的主板扩展方法的流程示意图。
具体实施方式
[0034] 为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
[0035] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“
水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0036] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的
说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
[0037] 请参阅图1，为本申请提供的一种应用于无人叉车的主板扩展装置，该主板可以包括一控制模块10，该控制模块10可以采用STM32F1系列微
控制器，该扩展装置可以包括一扩展板20，该扩展板20可以包括至少一组探测信号输入接口(图未示)，本具体实施例中，扩展板20可以包括四组探测信号输入接口；所述扩展板20用于将每组探测信号输入接口接收的探测信号综合运算后输出一路综合探测信号；所述控制模块10的输入端与所述扩展板20输出端连接，具体地，控制模块10可以通过串口通信实现与扩展板20之间的连接；所述控制模块10用于根据所述综合探测信号判断是否有探测信号被触发以及在有探测信号被触发时确定具体是哪一路探测信号被触发。
[0038] 具体地，本申请的每组探测信号输入接口可以包括至少两个探测信号输入接口，每组探测信号输入接口中的各信号输入接口可以设置为接收同一类探测信号；也即是说，四组探测信号输入接口分别用于接收不同类别的探测信号。可选地，本申请的每组探测信号输入接口可以包括四个探测信号输入接口，这样一来，本申请的扩展板20就具有16个输入接口，可以基本满足现有无人叉车对于输入接口的需求，当然，在需要的时候，还可以通过增加扩展板20中探测信号输入接口的组数或者个数来增加扩展板20接收探测信号的接口数量。
[0039] 进一步地，本申请的探测信号可以为激光探测信号，其主要用于探测无人叉车周围的障碍物信息，为了实现不同距离的障碍物判断，通常会在无人叉车上设置可以探测不同距离的激光传感器，相应的，为了便于区分处理，就将探测不同距离的激光传感器探测的激
光信号大致分为近距激光探测信号、中距激光探测信号和远距激光探测信号；相应地，本申请所说的同一类探测信号就可以为同一类近距激光探测信号、同一类中距激光探测信号或同一类远距激光探测信号。
[0040] 一些实施例中，本申请的控制模块10根据综合探测信号判断是否有探测信号被触发是根据综合探测信号的电平高低来判断是否有探测信号被触发。其中，在所述综合探测信号为低电平时，判断有探测信号被触发，有探测信号被触发也就是意味着该路探测信号对应的激光传感器探测到了障碍物，控制模块10需要根据该信息控制无人叉车进行及时的避障；在所述综合探测信号为高电平时，判断没有探测信号被触发；进一步地，为了确定具体是哪一路探测信号被触发，本申请的控制模块10可以向扩展板20发送查询指令来确定具体哪一路探测信号被触发；具体地，由于本申请的控制模块10与扩展板20之间串口通信，并且，探测信号实际上是先输入至扩展板20，然后再输入至控制模块10，所以扩展板20能够知道具体哪一路探测信号的电平为高，然后再通过串口通信将具体的那一路探测信号告知控制模块10，即实现控制模块10确定探测信号被触发的功能。
[0041] 以上简单描述了本申请的应用于无人叉车的主板扩展装置，为使本领域技术人员更加深入的理解本发明的技术方案，下面结合具体的组成结构对其扩展原理进行说明，以描述本申请应用于无人叉车的主板扩展装置的工作过程。
[0042] 具体地，可辅助请参阅图2，所述扩展板20包括或门电路210和隔离模块220，或门电路210和隔离模块220的数量与探测信号输入接口的组数相等，由于前述探测信号输入接口的组数为四组，所以本具体实施例中的或门电路210也应当为四个；并且，每一所述或门电路210对应接收一组探测信号，所述或门电路210用于对该组探测信号进行逻辑或运算后输出综合探测信号；也即是说，当输入至本申请的或门电路210的一组探测信号中，只要有一路探测信号为高电平，将会触发该或门电路210输出高电平，也即是说，在此情况下，综合探测信号的电平为高电平；所述隔离模块220与所述或门电路210一一对应连接，用于对所述综合探测信号进行电气隔离后输出；可选地，该隔离模块220的隔离方式可以为光耦隔离，也可以为电磁隔离，还可以为电容式隔离；本具体实施例中，隔离模块220的隔离方式为光耦隔离。
[0043] 进一步地，请参阅图3，本申请的或门电路210可以包括一或门逻辑芯片和一开关单元；所述或门逻辑芯片包括多个信号输入端和一逻辑输出端，本具体实施例中，开关单元可以选用
三极管或MOS管，本申请选用三极管，也即是图3中的三极管Q1，选用的或门逻辑芯片可以为四输入的或门逻辑芯片Logic I CD4072B，也即是图3中的或门逻辑芯片U101；相应地，本具体实施例的或门逻辑芯片U101包括多个信号输入端就为信号输入端A、信号输入端B、信号输入端C和信号输入端D，逻辑输出端就为逻辑输出端J；或门逻辑芯片U101用于对各所述信号输入端(信号输入端A、信号输入端B、信号输入端C和信号输入端D)接收的探测信号(DI1-1、DI1_2，DI1_3，DI1_4)进行综合运算，综合运算可以为逻辑或运算，并在运算后透过所述逻辑输出端J输出一逻辑电平信号DI1给开关单元Q1以控制开关单元Q1导通或截止。根据或门电路210的工作特性，只要输入中有一个为高电平时(逻辑“1”)，输出就为高电平(逻辑“1”)；只有当所有的输入全为低电平(逻辑“0”)时，输出才为低电平(逻辑“0”)，所以，只要输入的探测信号DI1-1、DI1_2，DI1_3，DI1_4中有一个为高电平，或门逻辑芯片U101均会输出高电平，也即是输出的逻辑信号DI1为高电平，高电平逻辑信号DI1输入至三极管Q1的基极后，三极管Q1的集
电极输出综合探测信号DI1S，综合探测信号DI1S为低电平信号；可以理解，根据实际的电路需要，可以选择三极管的类型，例如，高电平导通，低电平截止的三极管或者高电平截止，低电平导通的三极管；本具体实施例选用高电平导通，低电平截止的三极管。另外，在图3中，还有其他
电子器件，例如发光
二极管LED1、
电阻R1、R2和R3等的具体连接关系可以参照附图，在此不做赘述；其中，
发光二极管LED1根据逻辑信号DI1的电平高低显示不同的
颜色。
[0044] 更进一步地，请参阅图4，为本申请的隔离模块的电路示意图；图中，U8为光耦隔离器件，该光耦隔离器件U8可以选用PS2805-4型芯片；DI1S、DI2S、DI3S及DI4S分别为不同的或门逻辑芯片输出的综合探测信号，PG0、PG1、PG7和PG8端接控制模块10的信号输入端；另外，在图4中，还有其他电子器件，例如电阻R75、R84、R93、R102、R69、R78、R87、R96、R72、R81、R90和R99，电容C69、C75、C81、C87、C72、C78、C84和C90等的具体连接关系可以参照附图，在此不做赘述。
[0045] 为了使本申请的方案描述得更加详细，以下结合图3和图4的具体电路图，以其中一组探测信号中有一路探测信号为高电平为例，说明本申请扩展装置部分的工作原理。
[0046] 外部输入的四个同类型激光信号1、2、3和4分别输入到或门逻辑芯片U101的四个输入端A、B、C和D，或门逻辑芯片U101对四个同类型激光信号1、2、3和4进行逻辑运算后，输出通过电阻R2给到三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极输出综合探测信号DI1S。
[0047] 应当说明的是，当外部激光信号DI1_1，DI1_2，DI1_3，DI1_4中的任何一路有
高电平信号时，都会导致DI1输出高电平信号，此时三极管Q1将会导通，综合探测信号DI1S会得到一个GND信号。
[0048] 当综合探测信号DI1S为GND信号时，光耦隔离模块U8的发光管就会得电，导致内部的光敏三极管导通，此时PG1端就会得到一个GND信号，控制模块10会根据该引脚的电平高低来判断是否有外部信号被触发，若判断有外部信号被触发(也即是该引脚的电平为低时)，则会通过串口通信发送数据给扩展板20询问具体是哪一路信号被触发。同样，当传感器发生故障时，也可以通过类似的原理来判断具体发生故障的传感器。
[0049] 综上，本申请的应用于无人叉车的主板扩展装置，通过将原本接入主板的多路信号输入接口，以扩展板代替，然后建立扩展板与主板中控制模块的连接；通过扩展板来接入多路探测信号，并将多路探测信号转换成一路综合探测信号后输出，通过控制模块对综合探测信号的判断，来确定是否有探测信号被触发，并在有探测信号被触发时确定具体是哪一路探测信号被触发；一方面，可以减少无人叉车主板的输入接口数量，降低主板的面积、复杂程度以及对主板的选材要求，另一方面，还能保证主板能够准确区分探测信号的触发源，从而根据该探测信号来控制无人叉车进行相应的运动。
[0050] 基于同样的发明构思，本申请还提供一种应用于无人叉车的主板扩展方法，基于一种应用于无人叉车的主板扩展装置，可辅助参阅图1，所述主板可以包括一控制模块10，所述装置包括一扩展板20，所述扩展板包括至少一组探测信号输入接口(图未示)，所述方法可以包括步骤：S510-S520。
[0051] 步骤S510，对输入至所述扩展板各组探测信号输入接口的探测信号进行综合运算，并在运算后输出一路综合探测信号。
[0052] 步骤S520，所述控制模块接收所述综合探测信号，并根据所述综合探测信号判断是否有探测信号被触发以及在有探测信号被触发时确定具体是哪一路探测信号被触发。
[0053] 具体地，综合运算可以是逻辑或运算，综合探测信号可以为低电平有效、高电平无效的信号。
[0054] 进一步地，所述根据所述综合探测信号判断是否有探测信号被触发的步骤，可以包括：
[0055] 检测所述综合探测信号的电平高低；
[0056] 响应于所述综合探测信号的电平为低时，则判定有探测信号被触发；
[0057] 响应于所述综合探测信号的电平为高时，则判定没有探测信号被触发。
[0058] 更进一步地，所述确定具体是哪一路探测信号被触发的步骤，可以包括：
[0059] 所述控制模块发送一查询指令给所述扩展板；
[0060] 所述扩展板根据所述查询指令查询具体是哪一路探测信号被触发；
[0061] 所述扩展板将查询结果返回给所述控制模块。
[0062] 上述应用于无人叉车的主板扩展方法，通过将原本接入主板的多路信号输入接口，以扩展板代替，然后建立扩展板与主板中控制模块的连接；通过扩展板来接入多路探测信号，并将多路探测信号转换成一路综合探测信号后输出，通过控制模块对综合探测信号的判断，来确定是否有探测信号被触发，并在有探测信号被触发时确定具体是哪一路探测信号被触发；一方面，可以减少无人叉车主板的输入接口数量，降低主板的面积、复杂程度以及对主板的选材要求，另一方面，还能保证主板能够准确区分探测信号的触发源，从而根据该探测信号来控制无人叉车进行及时的避障。
[0063] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0064] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明
专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
