CN105005247A - 跟随式搬运车及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
一种跟随式搬运车及其运行方法，车体为拖板车的车体，所述的车体的底部带有轮式结构，所述的轮式结构为四轮结构，所述的四轮结构包括有四个轮子，所述的四个轮子均为动力轮，所述的直立式操作台内还设置有主控板，在所述的车体的最前沿按照从左到右的顺序依次设置有五个超声波测距离传感器，所述的五个超声波测距离传感器、启停按键、模式选择键、电子屏、蓄电池以及所有的电机都同主控板相通信连接，另外所述的跟随式搬运车还配置有遥控器，所述的遥控器用来同主控板相无线通信连接，所述的主控板中带有运行控制模块。本发明结合其方法运用于工厂物件搬运，首先它可以自动跟随操作人员，不用像叉车一样额外配备专业司机；其次，不需要像智能搬运机器人一样在工厂地面铺设导线，行走路径不固定，符合工厂物件摆放不固定的现实情况。
Description
技术领域
本发明属于搬运车技术领域，具体涉及一种跟随式搬运车及其运行方法。
背景技术
目前工厂搬运货物多采用叉车和智能搬运机器人，叉车体积大，不适合中小工厂的小区间或者少量物品的搬运，并且需要配备一个专业的叉车司机；而智能搬运机器人需要固定的简单的工作环境，现实情况是大部分工厂车间比较凌乱，环境复杂，智能机器人对工作环境做出的自主决策并不灵敏，系统稳定性不好，甚至有时会产生程序冲突。
发明内容
本发明的目的提供一种跟随式搬运车及其运行方法，包括车体，所述的车体为拖板车的车体，所述的车体的底部带有轮式结构，所述的轮式结构为四轮结构，所述的四轮结构包括有四个轮子，所述的四个轮子均为动力轮，而位于前部的两个轮子还是转向轮，所述的四个轮子分别同四个电机相轴连接，位于前部的两个轮子所轴连接的两个电机为舵机，也就是伺服电机，在所述的车体的头部放置有直立式操作台，在所述的直立式操作台的台面上设置有启停按键、模式选择键和电子屏，所述的直立式操作台内还设置有主控板，在所述的车体的最前沿按照从左到右的顺序依次设置有五个超声波测距离传感器，所述的五个超声波测距离传感器照从左到右的顺序依次为第一超声波测距离传感器、第二超声波测距离传感器、第三超声波测距离传感器、第四超声波测距离传感器和第五超声波测距离传感器，在所述的车体的车头后部设置有蓄电池，所述的蓄电池同电机相电连接，所述的五个超声波测距离传感器、启停按键、模式选择键、电子屏、蓄电池以及所有的电机都同主控板相通信连接，另外所述的跟随式搬运车还配置有遥控器，所述的遥控器用来同主控板相无线通信连接，所述的主控板中带有运行控制模块。本发明结合其方法运用于工厂物件搬运，首先它可以自动跟随操作人员，不用像叉车一样额外配备专业司机；其次，不需要像智能搬运机器人一样在工厂地面铺设导线，行走路径不固定，符合工厂物件摆放不固定的现实情况。
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种跟随式搬运车及其运行方法的解决方案，具体如下：
一种跟随式搬运车，包括车体1，所述的车体1为拖板车的车体，所述的车体1的底部带有轮式结构，所述的轮式结构为四轮结构，所述的四轮结构包括有四个轮子2，所述的四个轮子2均为动力轮，而位于前部的两个轮子2还是转向轮，所述的四个轮子2分别同四个电机3相轴连接，位于前部的两个轮子2所轴连接的两个电机3为舵机，也就是伺服电机，在所述的车体1的头部放置有直立式操作台4，在所述的直立式操作台4的台面上设置有启停按键5、模式选择键6和电子屏7，所述的直立式操作台4内还设置有主控板8，在所述的车体1的最前沿按照从左到右的顺序依次设置有五个超声波测距离传感器9，所述的五个超声波测距离传感器9照从左到右的顺序依次为第一超声波测距离传感器、第二超声波测距离传感器、第三超声波测距离传感器、第四超声波测距离传感器和第五超声波测距离传感器，在所述的车体1的车头后部设置有蓄电池10，所述的蓄电池10同电机3相电连接，所述的五个超声波测距离传感器9、启停按键5、模式选择键6、电子屏7、蓄电池10以及所有的电机3都同主控板8相通信连接，另外所述的跟随式搬运车还配置有遥控器11，所述的遥控器11用来同主控板8相无线通信连接，所述的主控板8中带有运行控制模块，所述的蓄电池10也同主控板相连接。
所述的若干超声波测距离传感器6等距分布在所述的车体1的前沿。
所述的超声波测距离传感器6的检测距离为1m-1.5m。
所述的电机3为直流电机。
所述的遥控器为单摇杆式手持无线遥控器。
所述的运行控制模块用来判断用户通过操作模式选择键6在电子屏7上选择的是跟随模式还是遥控模式；用来控制所有的超声波测距离传感器6持续发送2000赫兹的声波，检测物体运行的距离和方向，当距离大于1.5米时，运行控制模块操纵电机让搬运车跟着物体运行的方向前进，小于1米时搬运车刹车；操纵主控板断开与所有的超声波测距离传感器6的连接，通过无线通信方式与遥控器的发射端建立通信链路，连续接收遥控器的遥控指令，遥控器端的方向动作产生不同的模拟信号量，主控板对对应的模拟信号量做出不同的响应，即输出高低电平来控制电机的正反转，控制舵机转向；另外其内部还包括有分类判断算法。
所述的跟随式搬运车的运行方法，步骤如下：
步骤1：首先按下启停按键5，启停按键5把动作信号发送到主控板8中，主控板8就启动运行控制模块，运行控制模块判断用户通过操作模式选择键6在电子屏7上选择的是跟随模式还是遥控模式，如果选择的是跟随模式，也就是在跟随模式下，运行控制模块控制所有的超声波测距离传感器6持续发送2000赫兹的声波，检测物体运行的距离和方向，当距离大于1.5米时，运行控制模块操纵电机让搬运车跟着物体运行的方向前进，小于1米时搬运车刹车，如果选择的是遥控模式时，运行控制模块操纵主控板断开与所有的超声波测距离传感器6的连接，通过无线通信方式与遥控器的发射端建立通信链路，连续接收遥控器的遥控指令，遥控器端的方向动作产生不同的模拟信号量，主控板对对应的模拟信号量做出不同的响应，即输出高低电平来控制电机的正反转，控制舵机转向；
步骤2：步骤1中针对超声波测距离传感器6以2000HZ的频率不断发送声波的控制方法，具体为：所有的超声波各有一个声波反馈范围，通过运行控制模块中的分类判断算法得出位置偏移量判断物体距离哪个超声波传感器更近，物体处在第二超声波测距离传感器和第三超声波测距离传感器、第三超声波测距离传感器和者第四超声波测距离传感器的检测范围内时，搬运车不做转向动作，只有在第一超声波测距离传感器和第二超声波测距离传感器、第四超声波测距离传感器和第五超声波测距离传感器的检测范围内时才做转向动作。
所述的运行控制模块中还有一个判断模式函数，以每秒500次的频率检测按键模式，不同的按键位置反馈进入不同的模式处理。
所述的电子屏作为辅助设备，还用来显示当前模式或者剩余电量的信息。
本发明在于传感器自主判断人员位置，根据人员的位置变化自动跟随行走，主要是五组超声波传感器采集到的声波信号用分类判断算法处理得出位置偏移量，得出人员的具体方位，从而使小车不仅可以前进后退，还可以判断人员的方向以后再行以跟随的方式来实现搬运车左转或右转。
附图说明
图1为本发明的跟随式搬运车的结构图。
图2为本发明的主控板的连接示意图。
具体实施方式
本发明是要实现工厂搬运车的半自动化，具备两种模式:跟随模式和遥控模式，在跟随模式下，搬运车可自动跟随操作人员到达指定地点；遥控模式可实现远程操控搬运车的行走。
下面结合附图和实施例对发明内容作进一步说明：
如图1、图2所示，跟随式搬运车，包括车体1，所述的车体1为拖板车的车体，所述的车体1的底部带有轮式结构，所述的轮式结构为四轮结构，所述的四轮结构包括有四个轮子2，所述的四个轮子2均为动力轮，而位于前部的两个轮子2还是转向轮，所述的四个轮子2分别同四个电机3相轴连接，位于前部的两个轮子2所轴连接的两个电机3为舵机，也就是伺服电机，在所述的车体1的头部放置有直立式操作台4，在所述的直立式操作台4的台面上设置有启停按键5、模式选择键6和电子屏7，所述的直立式操作台4内还设置有主控板8，在所述的车体1的最前沿按照从左到右的顺序依次设置有五个超声波测距离传感器9，所述的五个超声波测距离传感器9照从左到右的顺序依次为第一超声波测距离传感器、第二超声波测距离传感器、第三超声波测距离传感器、第四超声波测距离传感器和第五超声波测距离传感器，在所述的车体1的车头后部设置有蓄电池10，所述的蓄电池10同电机3相电连接，所述的五个超声波测距离传感器9、启停按键5、模式选择键6、电子屏7、蓄电池10以及所有的电机3都同主控板8相通信连接，另外所述的跟随式搬运车还配置有遥控器11，所述的遥控器11用来同主控板8相无线通信连接，所述的主控板8中带有运行控制模块，主控板作为控制单元，是一块集成电路板，负责对超声波采集到信号进行处理做出相应反应来控制电机的正反转来让搬运车前进和后退。所述的运行控制模块用来判断用户通过操作模式选择键6在电子屏7上选择的是跟随模式还是遥控模式；用来控制所有的超声波测距离传感器6持续发送2000赫兹的声波，检测物体运行的距离和方向，当距离大于1.5米时，运行控制模块操纵电机让搬运车跟着物体运行的方向前进，小于1米时搬运车刹车；操纵主控板断开与所有的超声波测距离传感器6的连接，通过无线通信方式与遥控器的发射端建立通信链路，连续接收遥控器的遥控指令，遥控器端的方向动作产生不同的模拟信号量，主控板对对应的模拟信号量做出不同的响应，即输出高低电平来控制电机的正反转，控制舵机转向；另外其内部还包括有分类判断算法。所述的蓄电池10也同主控板相连接
所述的跟随式搬运车的运行方法，具体为如下：首先按下启停按键5，启停按键5把动作信号发送到主控板8中，主控板8就启动运行控制模块，运行控制模块判断用户通过操作模式选择键6在电子屏7上选择的是跟随模式还是遥控模式，如果选择的是跟随模式，也就是在跟随模式下，运行控制模块控制所有的超声波测距离传感器6持续发送2000赫兹的声波，检测物体运行的距离和方向，当距离大于1.5米时，运行控制模块操纵电机让搬运车跟着物体运行的方向前进，小于1米时搬运车刹车，如果选择的是遥控模式时，运行控制模块操纵主控板断开与所有的超声波测距离传感器6的连接，通过无线通信方式与遥控器的发射端建立通信链路，连续接收遥控器的遥控指令，遥控器端的方向动作产生不同的模拟信号量，主控板对对应的模拟信号量做出不同的响应，即输出高低电平来控制电机的正反转，控制舵机转向；上述的针对超声波测距离传感器6以2000HZ的频率不断发送声波的控制方法，具体为：所有的超声波各有一个声波反馈范围，通过运行控制模块中的分类判断算法得出位置偏移量判断物体距离哪个超声波传感器更近，物体处在第二超声波测距离传感器和第三超声波测距离传感器、第三超声波测距离传感器和者第四超声波测距离传感器的检测范围内时，搬运车不做转向动作，只有在第一超声波测距离传感器和第二超声波测距离传感器、第四超声波测距离传感器和第五超声波测距离传感器的检测范围内时才做转向动作，用这种分类判断算法来规避三个传感器的误判，在只有123三个传感器使用的情况下，当人员处在12或者23号传感器之间时，搬运车主控板会做出前进和转向两个反应，导致程序进程冲突，所以采用五组传感器用分类判断算法处理，得到的位置信息比较准确。所述的运行控制模块中还有一个判断模式函数，以每秒500次的频率检测按键模式，不同的按键位置反馈进入不同的模式处理。所述的电子屏作为辅助设备，还用来显示当前模式或者剩余电量的信息。所述的若干超声波测距离传感器6等距分布在所述的车体1的前沿。所述的超声波测距离传感器6的检测距离为1m-1.5m，当人员距离搬运车在检测距离的时候，搬运车自动跟进，跟随过程就是超声波不断发送声波检测人员距离和方向的过程。所述的电机3为直流电机。所述的遥控器为单摇杆式手持无线遥控器，该遥控器通过同主控板8相无线连接，所述的无线模块采用x-bee数传模块，其遥控距离为1KM，只在遥控模式下，主控板才与遥控器连接。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种跟随式搬运车，其特征在于包括车体，所述的车体为拖板车的车体，所述的车体的底部带有轮式结构，所述的轮式结构为四轮结构，所述的四轮结构包括有四个轮子，所述的四个轮子均为动力轮，而位于前部的两个轮子还是转向轮，所述的四个轮子分别同四个电机相轴连接，位于前部的两个轮子所轴连接的两个电机为舵机，也就是伺服电机，在所述的车体的头部放置有直立式操作台，在所述的直立式操作台的台面上设置有启停按键、模式选择键和电子屏，所述的直立式操作台内还设置有主控板，在所述的车体的最前沿按照从左到右的顺序依次设置有五个超声波测距离传感器，所述的五个超声波测距离传感器照从左到右的顺序依次为第一超声波测距离传感器、第二超声波测距离传感器、第三超声波测距离传感器、第四超声波测距离传感器和第五超声波测距离传感器，在所述的车体的车头后部设置有蓄电池，所述的蓄电池同电机相电连接，所述的五个超声波测距离传感器、启停按键、模式选择键、电子屏、蓄电池以及所有的电机都同主控板相通信连接，另外所述的跟随式搬运车还配置有遥控器，所述的遥控器用来同主控板相无线通信连接，所述的主控板中带有运行控制模块，所述的蓄电池也同主控板相连接。
2.根据权利要求1所述的跟随式搬运车，其特征在于所述的若干超声波测距离传感器等距分布在所述的车体的前沿。
3.根据权利要求1所述的跟随式搬运车，其特征在于所述的超声波测距离传感器的检测距离为1m-1.5m。
4.根据权利要求1所述的跟随式搬运车，其特征在于所述的电机为直流电机。
5.根据权利要求1所述的跟随式搬运车，其特征在于所述的遥控器为单摇杆式手持无线遥控器。
6.根据权利要求1所述的跟随式搬运车，其特征在于所述的运行控制模块用来判断用户通过操作模式选择键在电子屏上选择的是跟随模式还是遥控模式；用来控制所有的超声波测距离传感器持续发送2000赫兹的声波，检测物体运行的距离和方向，当距离大于1.5米时，运行控制模块操纵电机让搬运车跟着物体运行的方向前进，小于1米时搬运车刹车；操纵主控板断开与所有的超声波测距离传感器的连接，通过无线通信方式与遥控器的发射端建立通信链路，连续接收遥控器的遥控指令，遥控器端的方向动作产生不同的模拟信号量，主控板对对应的模拟信号量做出不同的响应，即输出高低电平来控制电机的正反转，控制舵机转向；另外其内部还包括有分类判断算法。
7.根据权利要求1所述的跟随式搬运车的运行方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：首先按下启停按键，启停按键把动作信号发送到主控板中，主控板就启动运行控制模块，运行控制模块判断用户通过操作模式选择键在电子屏上选择的是跟随模式还是遥控模式，如果选择的是跟随模式，也就是在跟随模式下，运行控制模块控制所有的超声波测距离传感器持续发送2000赫兹的声波，检测物体运行的距离和方向，当距离大于1.5米时，运行控制模块操纵电机让搬运车跟着物体运行的方向前进，小于1米时搬运车刹车，如果选择的是遥控模式时，运行控制模块操纵主控板断开与所有的超声波测距离传感器的连接，通过无线通信方式与遥控器的发射端建立通信链路，连续接收遥控器的遥控指令，遥控器端的方向动作产生不同的模拟信号量，主控板对对应的模拟信号量做出不同的响应，即输出高低电平来控制电机的正反转，控制舵机转向；
步骤2：步骤1中针对超声波测距离传感器以2000HZ的频率不断发送声波的控制方法，具体为：所有的超声波各有一个声波反馈范围，通过运行控制模块中的分类判断算法得出位置偏移量判断物体距离哪个超声波传感器更近，物体处在第二超声波测距离传感器和第三超声波测距离传感器、第三超声波测距离传感器和者第四超声波测距离传感器的检测范围内时，搬运车不做转向动作，只有在第一超声波测距离传感器和第二超声波测距离传感器、第四超声波测距离传感器和第五超声波测距离传感器的检测范围内时才做转向动作。
8.根据权利要求7所述的跟随式搬运车的运行方法，其特征在于所述的运行控制模块中还有一个判断模式函数，以每秒500次的频率检测按键模式，不同的按键位置反馈进入不同的模式处理。
9.根据权利要求7所述的跟随式搬运车的运行方法，其特征在于所述的电子屏作为辅助设备，还用来显示当前模式或者剩余电量的信息。
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Effective date of registration: 20190514 Address after: 448000 Light Machinery Avenue, Jingshan Economic Development Zone, Jingmen City, Hubei Province (next to Weijia Textile Group Co., Ltd.) Patentee after: Hubei Mai Hui Jin Mao Machinery Co., Ltd. Address before: 431800 No. 108 Xinshi Avenue, Xinshi Town, Jingshan County, Hubei Province Patentee before: Gan Li |
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Denomination of invention: Operation method of follow-up carrier Effective date of registration: 20220125 Granted publication date: 20180213 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Jingshan sub branch Pledgor: HUBEI MAIHUI JINMAO MACHINERY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980001101 |
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