CN105577790B - 一种线缆盘具运输机器人及使用该机器人的系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动控制、机器人、计算机、线缆及运输相结合的技术领域，涉及一种线缆盘具运输机器人（10），它具有可自动驾驭的叉车（1），其特征在于：它还包含有计算机（2）、监控模块（3）、缆盘识别模块（4）、区域识别模块（5）、线路规划模块（6）、地图（7）、发送模块（8）、网络模块（9）、电源模块、解码模块；本发明还揭示了使用该机器人的系统。本发明具有以下有益效果：投入少，成本减少显著，可以节省人力成本，减少出错的机会，使效率更高、系统简单、易搭建。

Description

一种线缆盘具运输机器人及使用该机器人的系统

技术领域

本发明属于自动控制、机器人、计算机、线缆及运输相结合的技术领域，尤其是涉及一种线缆盘具运输机器人及使用该机器人的系统。

背景技术

随着工业的飞速发展及人口的老龄化，传统的制造业需要不断升级改造。对于线缆企业来说，由于电线电缆需要成盘包装、运输，通常采用的是铁制盘具或木制盘具；木制盘具又分为实木盘具、胶木盘具、复合材料盘具。盘具，尤其是装有线缆的盘具，具有较大的重量，不便于长距离手工推送，这影响了制造厂商的效率，同时，需要付出较多的人力成本。另外，大量线缆盘具堆放在仓库区域后，发运时极难查找，有时为了找到某盘线缆需要查找几小时甚至几天时间，大大影响了运输的进度，造成了工时的浪费。目前线缆行业还没有较好的解决方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明揭示一种线缆盘具运输机器人及使用该机器人的系统，它们是采用以下技术方案来实现的。

本发明第一实施实例中，一种线缆盘具运输机器人10，它具有可自动驾驭的叉车1，其特征在于：它还包含有计算机2、监控模块3、缆盘识别模块4、区域识别模块5、线路规划模块6、地图7、发送模块8、网络模块9、电源模块、解码模块；所述监控模块安装在自动驾驭的叉车上，所述缆盘识别模块、区域识别模块、线路规划模块、发送模块、网络模块、解码模块都连接在计算机上或集成在计算机的主板上，所述计算机安装在自动驾驭的叉车上，所述地图安装在计算机中，所述电源模块供给自动驾驭的叉车、计算机、监控模块、缆盘识别模块、区域识别模块、线路规划模块、发送模块、网络模块、电源模块、解码模块电力；所述线缆盘具运输机器人10根据网络模块9接收到的运输指令信息，根据自身所在的位置，以最短路径的方式在线路规划模块6中规划行进路线并在地图7中显示出来；然后从自身所在的位置行进到欲运输的线缆盘具处，通过缆盘识别模块4识别并找出准确的缆盘，将缆盘叉起，缆盘离地后通过发送模块8将信息发送到计算机2中，并将缆盘运输到目的区域，通过区域识别模块5读取到准确的区域信息后，将缆盘放置到目的地，通过发送模块8将信息发送到计算机2中，计算机根据收到的信息更新地图7中的盘具区域部分；完成了一次线缆盘具的自动运输。

本发明第二实施实例中，一种使用线缆盘具运输机器人的系统，其特征在于它包含有至少一个第一实施实例所述的机器人10、服务器20、至少一台终端30、及至少二个仓库区域40；机器人与服务器通过无线网络连接，终端通过有线或无线方式与服务器连接，机器人可以与仓库区域的网络组件相连接；终端用于发送线缆盘具运输指令给服务器以及查询运输情况及线缆盘具在地图上的分布情况；机器人在终端发送的指令下实现线缆盘具在仓库之间运输。

本发明具有以下有益效果：投入少，成本减少显著，可以节省人力成本，减少出错的机会，使效率更高、系统简单、易搭建。

附图说明

图1为本发明机器人的框架结构示意图。

图2为本发明系统的框架结构示意图。

图3为图2中使用的区域地图的一种示意图。

具体实施方式

实施实例1

请见图1，一种线缆盘具运输机器人10，它具有可自动驾驭的叉车1，其特征在于：它还包含有计算机2、监控模块3、缆盘识别模块4、区域识别模块5、线路规划模块6、地图7、发送模块8、网络模块9、电源模块、解码模块；所述监控模块安装在自动驾驭的叉车上，所述缆盘识别模块、区域识别模块、线路规划模块、发送模块、网络模块、解码模块都连接在计算机上或集成在计算机的主板上，所述计算机安装在自动驾驭的叉车上，所述地图安装在计算机中，所述电源模块供给自动驾驭的叉车、计算机、监控模块、缆盘识别模块、区域识别模块、线路规划模块、发送模块、网络模块、电源模块、解码模块电力；所述线缆盘具运输机器人10根据网络模块9接收到的运输指令信息，根据自身所在的位置，以最短路径的方式在线路规划模块6中规划行进路线并在地图7中显示出来；然后从自身所在的位置行进到欲运输的线缆盘具处，通过缆盘识别模块4识别并找出准确的缆盘，将缆盘叉起，缆盘离地后通过发送模块8将信息发送到计算机2中，并将缆盘运输到目的区域，通过区域识别模块5读取到准确的区域信息后，将缆盘放置到目的地，通过发送模块8将信息发送到计算机2中，计算机根据收到的信息更新地图7中的盘具区域部分；完成了一次线缆盘具的自动运输。

自动驾驭或自动驾驶叉车已是成熟技术，在市场上都可以买到；而让叉车自动抬叉及放叉也是成熟技术，故未作详细说明。

监控模块用于实时监控机器人的行动及所处的位置等，为现有的成熟的技术。

上述所述的一种线缆盘具运输机器人，其特征在于所述电源模块可为蓄电池及在蓄电池基础上附加的光伏发电充电模块。

上述所述的一种线缆盘具运输机器人，其特征在于所述缆盘识别模块为条形码扫描枪或射频卡信息读取设备；机器人靠近线缆盘具（简称缆盘）时,自动读取缆盘上的条形码信息或射频卡信息，然而通过解码模块获得最终的缆盘信息。

上述所述的一种线缆盘具运输机器人，其特征在于所述区域识别模块为条形码扫描枪或射频卡信息读取设备；机器人靠近放置线缆的区域时,自动读取区域内的条形码信息或射频卡信息，然而通过解码模块获得最终的区域信息；区域信息可以是以标牌的形式粘贴在区域标识上的条形码或者是浅埋在地下的射频卡。

线路规划模块对于地图领域来说已是现有技术，通常有最短路径、最通畅的方式等。

上述所述的一种线缆盘具运输机器人，其特征在于所述地图指机器人可能经过的所有的区间，其中具有线缆盘具放置的区域及存在的路线。

上述所述的一种线缆盘具运输机器人，其特征在于所述网络模块是指无线网络模块。

进一步地，上述所述的一种线缆盘具运输机器人，其特征在于所述无线网络模块是WIFI或3G或4G或5G的收发设备。

上述所述的一种线缆盘具运输机器人，其特征在于所述发送模块中是通过WIFI或3G或4G或5G信号的方式发送的。

作为进一步的改进，本发明还可以是按以下方式来实现：一种线缆盘具运输机器人10，它具有可自动驾驭的叉车1，其特征在于：它还包含有计算机2、监控模块3、缆盘识别模块4、区域识别模块5、线路规划模块6、地图7、发送模块8、网络模块9、电源模块、解码模块；所述监控模块安装在自动驾驭的叉车上，所述缆盘识别模块、区域识别模块、线路规划模块、发送模块、网络模块、解码模块都连接在计算机上或集成在计算机的主板上，所述计算机安装在自动驾驭的叉车上，所述地图安装在计算机中，所述电源模块供线自动驾驭的叉车、计算机、监控模块、缆盘识别模块、区域识别模块、线路规划模块、发送模块、网络模块、电源模块、解码模块电力；所述线缆盘具运输机器人10根据网络模块9接收到的运输指令信息，根据自身所在的位置，以最短路径的方式在线路规划模块6中规划行进路线并在地图7中显示出来；然后从自身所在的位置行进到欲运输的线缆盘具处，通过缆盘识别模块4识别并找出准确的缆盘，当所指定的位置中无相应的线缆盘具时，在指定位置的四周按顺时针或逆时针方式进行寻找，找到后将缆盘叉起，缆盘离地后通过发送模块8将信息发送到计算机2中，并将缆盘运输到目的区域，通过区域识别模块5读取到准确的区域信息后，将缆盘放置到目的地，通过发送模块8将信息发送到计算机2中，计算机根据收到的信息更新地图7中的盘具区域部分；完成了一次线缆盘具的自动运输。

由于装用电缆或光缆的盘具比较重，当偶有运动时，可能会偏离给定的原始位置，但偏离距离不会太远，故采用上述改进方法后，查找线缆盘具准确性的机率极大提高，当仍找不到时，机器人发出报警信号，由人工精确确定后再指令机器人运输。

实施实例2

请见图2和图3，并结合图1，一种使用线缆盘具运输机器人的系统，其特征在于它包含有至少一个实施实例1所述的机器人10、服务器20、至少一台终端30、及至少二个仓库区域40；机器人与服务器通过无线网络连接，终端通过有线或无线方式与服务器连接，机器人可以与仓库区域的网络组件相连接；终端用于发送线缆盘具运输指令给服务器以及查询运输情况及线缆盘具在地图上的分布情况；机器人在终端发送的指令下实现线缆盘具在仓库之间运输。

图3为图2中使用的区域地图的一种示意图，该地图中示意了两个区域部分，上面部分中，共划分为3×3结构的9个小区域，为便于放与取线缆盘具，每个小区域中可放置4个线缆盘具，其中9个区域为A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3；其中具有平行的通道T1、T2、T3、T4及垂直的通道P1、P2、P3、P4。下面部分中区域中分为11个区域，为A1-A11。上面的部分可以理解为成品仓库，下面的部分可以理解为中间周转区。当然，上面的部分不局限于规则的形式，可以是非规则的形式，及其它多个小区域；下面的部分也可以是其它多个小区域。

终端可以是计算机，手机，IPAD等等类似设备，只要能发送运输指令。图3中，若机器人处于通道或其它场所，其规划的线路不仅是从所在场所到下面的区域，还包含从下面区域的某一位置到上面的某个小区域的所需位置。

当然，上述所述的区域，完全可以全部像上面的区域那样，也可以全部像下面的区域那样。

当有多个机器人工作时，其可以实现从工序到工序之间的搬运，工序到检验的搬运，检验到包装的搬运，包装到成品仓库的搬运，成品仓库到发运车辆的搬运，还可以实现上述反向的搬运。

工序到工序之间的搬运、工序到检验的搬运、检验到包装的搬运、包装到成品仓库的搬运；只要通过上一道工序在线缆信息系统中的数据录入（完工确认），即可触发系统自动发送信息给机器人运送指令，上一道自然运输到下一道，也可以系统根据当前任务情况，自动派送运输的指令；当成品仓库到发运车辆的搬运时，发货人员将挑好的所需发运的盘具清单信息，传送到某个或某些机器人，完成线缆盘具的自动查找及自动运输。

本发明中，还可以设定优先运输等级，将急需运输的线缆盘具由机器人先行运输，优先运输等级可以在软件中进行设置。

本发明不局限于上述应用，还可以运输空的盘具，将空的盘具运输到工序上，本发明还可以应用在盘线生产厂家，及其它类似的厂家。

经测算，一个机器人的成本在25万元人民币左右，除区域及机器人外的整个系统约为20万元人民币；经过测算，以年产600万芯公里成品、折合约年皮长30万皮长公里、月皮长2.5万皮长公里、日皮长约为1000皮长公里、日线缆盘具数里约450盘计；采用全人工的话，需要叉车工：约15人（以5人/班，3班倒计），叉车5台，以人工成本10万元人民币/人/年计，成品找缆人员6人，约需要210万元/年；而采用机器人系统后，则只需3台机器人（由于其基本是24小时连续工作，不休息），不再需要找缆人员，但需要机器人维护人员3人，按人工20万元人民币/人/的计，及10万元/个机器人/年的维护费计，需支出约90万元；故可节省近120万元人民币/年。本发明的使用，可以大大节省人力成本、减少出错的机会，使效率更高。

本发明具有以下有益效果：投入少，成本减少显著，可以节省人力成本，减少出错的机会，使效率更高。

本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种线缆盘具运输机器人（10），它具有可自动驾驭的叉车（1），其特征在于：它还包含有计算机（2）、监控模块（3）、缆盘识别模块（4）、区域识别模块（5）、线路规划模块（6）、地图（7）、发送模块（8）、网络模块（9）、电源模块、解码模块；所述监控模块安装在自动驾驭的叉车上，所述缆盘识别模块、区域识别模块、线路规划模块、发送模块、网络模块、解码模块都连接在计算机上或集成在计算机的主板上，所述计算机安装在自动驾驭的叉车上，所述地图安装在计算机中，所述电源模块供给自动驾驭的叉车、计算机、监控模块、缆盘识别模块、区域识别模块、线路规划模块、发送模块、网络模块、电源模块、解码模块电力；所述线缆盘具运输机器人（10）根据网络模块（9）接收到的运输指令信息，根据自身所在的位置，以最短路径的方式在线路规划模块（6）中规划行进路线并在地图（7）中显示出来；然后从自身所在的位置行进到欲运输的线缆盘具处，通过缆盘识别模块（4）识别并找出准确的缆盘，将缆盘叉起，缆盘离地后通过发送模块（8）将信息发送到计算机（2）中，并将缆盘运输到目的区域，通过区域识别模块（5）读取到准确的区域信息后，将缆盘放置到目的地，通过发送模块（8）将信息发送到计算机（2）中，计算机根据收到的信息更新地图（7）中的盘具区域部分；完成了一次线缆盘具的自动运输；

所述电源模块可为蓄电池及在蓄电池基础上附加的光伏发电充电模块；

所述缆盘识别模块为条形码扫描枪或射频卡信息读取设备；机器人靠近线缆盘具时,自动读取缆盘上的条形码信息或射频卡信息，然而通过解码模块获得最终的缆盘信息；

所述区域识别模块为条形码扫描枪或射频卡信息读取设备；机器人靠近放置线缆的区域时,自动读取区域内的条形码信息或射频卡信息，然而通过解码模块获得最终的区域信息；区域信息是以标牌的形式粘贴在区域标识上的条形码或者是浅埋在地下的射频卡；

所述地图指机器人可能经过的所有的区间，其中具有线缆盘具放置的区域及存在的路线；

所述网络模块是指无线网络模块；

所述无线网络模块是WIFI或3G或4G或5G的收发设备；所述发送模块中是通过WIFI或3G或4G或5G信号的方式发送的。

2.一种使用线缆盘具运输机器人的系统，其特征在于它包含有至少一个权利要求1所述的机器人、服务器(20)、至少一台终端(30)、及至少二个仓库区域(40)；机器人与服务器通过无线网络连接，终端通过有线或无线方式与服务器连接，机器人可以与仓库区域的网络组件相连接；终端用于发送线缆盘具运输指令给服务器以及查询运输情况及线缆盘具在地图上的分布情况；机器人在终端发送的指令下实现线缆盘具在仓库之间运输。

3.根据权利要求2所述的一种使用线缆盘具运输机器人的系统，其特征在于所述终端是计算机或手机或IPAD。