CN107037815B - 智能小车物流系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了智能小车物流系统，包括各收发站点、设置于各收发站点之间的路径运行带上的多个编码、载物小车、上位机控制系统和至少一个充电站点；所述各编码之间不重复；所述载物小车为AGV小车，包括扫码仪、MCU和无线通信模块，扫码仪的输出端连接MCU，MCU的输出端连接无线通信模块；所述上位机控制系统包括无线通信模块；所述充电站点设置于各收发站点旁或者与各收发站点之间设置路径运行带，路径运行带上设置编码。本发明用编码代表路径，用AGV小车作为载物小车，小车能够扫描编码，通过无线通信模块发送给上位机控制系统，由此可以实时获得载物小车在物流系统中的位置，在系统中设置充电站点，确保系统长期运行，系统建设成本低。

Description

智能小车物流系统
技术领域
本发明涉及一种智能小车物流系统。
背景技术
随着科学的发展和需求的不断提高，医院都开始使用物流系统。最为常见的是气动物流和轨道箱式物流，但各自存在缺陷：(1)气动物流是通过类似于胶囊状的周转舱，受气体动力大小和气动管道的尺寸大小的限制，周转舱都比较小，只能传送小的物品，比如一些血液样本之类；(2)轨道箱式物流的周转箱比较大，能够传送较大物品，但是需要在天花板里铺设传输辊筒组成的轨道，铺设成本很高，而且轨道检修不便，传输噪音大。因此迫切需要一种新的物流系统，能传输较大较重的物品，而且铺设成本低，运行稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种能传输较大较重的物品，而且铺设成本低，运行稳定的智能小车物流系统。
实现本发明目的的技术方案是智能小车物流系统，包括各收发站点、设置于各收发站点之间的路径运行带上的多个编码、载物小车、上位机控制系统和至少一个充电站点；所述各编码之间不重复；所述载物小车为AGV小车，包括扫码仪、MCU和无线通信模块，扫码仪的输出端连接MCU，MCU的输出端连接无线通信模块；所述上位机控制系统包括无线通信模块；所述充电站点设置于各收发站点旁或者与各收发站点之间设置路径运行带，路径运行带上设置编码；所述载物小车的扫码仪设置在车身底部中心；所述扫码仪包括二维码扫描仪或RFID传感器或二维码扫描仪和RFID传感器；所述编码为二维码或RFID或者二维码和RFID。
包括设置在两个站点之间的平行双路线；所述平行双路线的每条路线上等间距设置编码；所述平行双路线的一条路线的各编码代表连续的奇数，另一条路线的各编码代表连续的偶数。
所述载物小车包括车身、左车轮、右车轮、避障探测器、载物台、升降杆、扫码仪、MCU、顶升电机、驱动电机、陀螺仪、里程计、无线通信模块和电池；所述左车轮和右车轮由驱动电机驱动，设置在车身底部；所述避障探测器和扫码仪位于车身的同一个侧面上设；所述载物台设置在升降杆的顶端，位于车身的顶部，升降杆由顶升电机驱动，载物台在未升起的状态下，位于车身的上表面；所述MCU和电池设置在车身内部；所述避障探测器、扫码仪、陀螺仪、里程计和电池的输出端连接MCU，所述无线通信模块与MCU双向通信连接，所述MCU的输出端连接顶升电机和驱动电机；所述载物小车的宽度小于一条路线上相邻两个编码之间的距离。
智能小车物流系统还包括设置在两个站点之间的单行路线，该单行路线不与平行双路线重复设置；所述单行路线上等间距设置编码，各编码代表连续的奇数或者连续的偶数或者按照自然数排列。
所述单行路线上设置至少一个避让岛；所述避让岛为单行线路上向侧向延展的一个平行的候车区，该候车区的大小至少能够停放一量小车。
所述每条路线在设置所述编码的位置设置凹坑；所述编码印刷或者粘贴在凹坑上，编码上表面与地面齐平。
所述每个站点均自带一个待机充电点。
所述避障探测器包括激光传感器、超声波传感器、红外传感器的一种或者任意两种或者三种；所述激光传感器为漫反射激光传感器。
智能小车物流系统还包括设置在车身底部的两个万向轮；所述左车轮和右车轮设置在车身底部的左右边的中心；所述两个万向轮设置在车身底部其余两个边的中心。所述驱动电机有两个，分为左电机和右电机，分别驱动左车轮和右车轮。
所述载物台上表面设置至少一个压力传感器；所述压力传感器的输出端连接MCU；所述载物台的上表面的边缘设置一圈保护边框；所述保护边框可上下移动；所述载物台的上表面的中部向上设置一个吸盘。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的积极的效果：(1)本发明用编码代表路径，用AGV小车作为载物小车，小车能够扫描编码，通过无线通信模块发送给上位机控制系统，由此可以实时获得载物小车在物流系统中的位置，即可实现小车运送货物的目的，在系统中设置充电站点，确保系统长期运行，系统建设成本低，物流传输效果好。
(2)本发明的平行双路线采用一条奇数路线，一条偶数路线，奇偶一变换，就知道小车跑偏到另一条道了，后台就可以方便地调整小车的导航，本发明还设置单行路线，适合于收发量小的区域，进一步降低成本，为了避免会车时碰撞，在单行路线中设置避让岛。
(3)本发明的载物小车采用AGV小车的原理，陀螺仪用于检测小车运行方向，里程计用于计算小车运行速度，这些信息都通过无线通信模块可以发送到上位机控制系统，从而用于上位机控制系统计算出小车的位移，小车运行到物品接收位置底部，载物台升起，将物品顶升出来，再运走，结构科学合理，且可以根据需要调整小车的载重能力。
(4)本发明的编码设置在凹坑里，这样就不会在地面上有凸起，有利于小车的顺畅运行。
(5)本发明由于载物小车的宽度小于一条路线上相邻个编码之间的距离，小车所处位置的判断非常准确。
(6)本发明采用两个电机分别控制左右两个车轮，可以根据具体运行情况，调整车轮的速度，来控制转向。
(7)本发明在载物台上设置压力传感器，当物品放置到载物台上后，就可以反馈信号，从而控制小车运动或者控制保护边框升起，以确保物品在运行过程中不会掉落。
(8)本发明载物台的上表面的中部向上设置一个吸盘，可以吸住物品，进一步确保物品的安全。
(9)本发明的避障探测器可以是避障探测器，红外传感器，超声波传感器的任一种或者两种或者三种，红外传感器对人的探测很准确，避障探测器探测距离大，超声波传感器可以作为辅助。
(10)本发明的避障探测器为漫反射激光传感器，有效探测距离可达4m，保障足够的制动距离，而且对人员和设备均由良好的探测效果。
(11)本发明在每个站点均自带一个待机充电点，只用于激活状态小车待机充电，也即小车在站点排队等待发送时充电，不用于警戒电量充电，这样可以减少小车长距离运行充电，节省能耗和时间，延长小车工作时间。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的示意图。
图2为本发明载物小车与上位机控制系统的框图。
图3为本发明的网络通信框图。
图4为本发明的载物小车的结构示意图。
图5为本发明的载物小车的顶升平台升起的示意图。
附图中标号为：
站点1、编码2、载物小车3、车身3-1、左车轮3-2、右车轮3-3、避障探测器3-4、载物台3-5、升降杆3-6、扫码仪3-7、压力传感器3-8、保护边框3-9、吸盘3-10、上位机控制系统4、充电站点5、避让岛6、无线收发站7。
具体实施方式
(实施例1)
见图1至图3，本实施例的智能小车物流系统，包括各收发站点1、设置于各收发站点1之间的路径运行带上的多个编码2、载物小车3、上位机控制系统4和至少一个充电站点5；各编码2之间不重复；载物小车3为AGV小车，包括扫码仪、MCU和无线通信模块，扫码仪的输出端连接MCU，MCU的输出端连接无线通信模块；上位机控制系统4包括无线通信模块；充电站点5设置于各收发站点1旁或者与各收发站点1之间设置路径运行带，路径运行带上设置编码2，编码可以是二维码也可以是RFID码，或者二者的结合，可以根据需要选择。路径运行带包括平行双路线和单行路线；平行双路线设置在两个站点1之间，单行路线也设置在两个站点1之间，单行路线不与平行双路线重复设置。实际中，可将交通枢纽段(收发量大的站点)之间设置平行双路线，在收发量小的站点之间设置单行路线。平行双路线的每条路线上等间距设置编码2；平行双路线的一条路线的各编码2代表连续的奇数，另一条路线的各编码2代表连续的偶数。单行路线上等间距设置编码2，各编码2代表连续的奇数或者连续的偶数或者按照自然数排列。单行路线上设置至少一个避让岛6。避让岛6为单行线路上向侧向延展的一个平行的候车区，该候车区的大小至少能够停放一量小车。每条路线在设置所述编码2的位置设置凹坑；编码2印刷或者粘贴在凹坑上，编码2上表面与地面齐平。载物小车3的宽度小于一条路线上相邻两个编码2之间的距离。如图3所示，在载物小车3与上位机控制系统4之间设置无线收发站7，考虑到比如在医院布置本系统时，一般布置在医院的天花板里，加上一些建筑物的墙壁等，如果仅仅采用一级无线传输，会出现很多问题，因此本实施例设置多个无线收发站7，每个无线收发站7下面覆盖一定数量的载物小车3，这样通信响应更快，准确率也更高，比如可以无线收发站7采用WiFi通信，载物小车3采用ZigBee通信，也就是采用WiFi+ZigBee组网通信，WiFi覆盖面积大，但容易传输阻断，ZigBee覆盖面积虽小，但响应快。
见图4至图5，载物小车3包括车身3-1、左车轮3-2、右车轮3-3、避障探测器3-4、载物台3-5、升降杆3-6、扫码仪3-7、MCU、顶升电机、驱动电机、陀螺仪、里程计、无线通信模块和电池；左车轮3-2和右车轮3-3由驱动电机驱动，设置在车身3-1底部，同时底部设置2个万向轮；避障探测器3-4位于车身3-1的一个侧面上；载物台3-5设置在升降杆3-6的顶端，位于车身3-1的顶部，升降杆3-6由顶升电机驱动，载物台3-5在未升起的状态下，位于车身3-1的上表面；扫码仪3-7设置在车身3-1底部的中心，为二维码扫码仪或者RFID传感器或者二者兼有。MCU和电池设置在车身3-1内部；避障探测器3-4、扫码仪3-7、陀螺仪、里程计和电池的输出端连接MCU，无线通信模块与MCU双向通信连接，MCU的输出端连接顶升电机和驱动电机；载物小车3的宽度小于一条路线上相邻两个编码2之间的距离。避障探测器3-4包括激光传感器、超声波传感器、红外传感器的一种或者任意两种或者三种，激光传感器为漫反射激光传感器。驱动电机有两个，分为左电机和右电机，分别驱动左车轮3-2和右车轮3-3。载物台3-5上表面设置至少一个压力传感器3-8；压力传感器3-8的输出端连接MCU；载物台3-5的上表面的边缘设置一圈保护边框3-9；保护边框3-9可上下移动；载物台3-5的上表面的中部向上设置一个吸盘3-10。载物小车3运行到物品接收位置底部，载物台升起，将物品顶升出来，再运走。
在小车物流系统中有装有编码扫码仪的AGV载物小车3，该小车能够识别前述各个编码2，也能在凸台和避让岛6附近自动避开。载物小车3扫到的编码通过无线通信模块发送给上位机控制系统，载物小车3的运行路线在上位机控制系统中就可以用一串数字标示，非常方便识别，而且由于载物小车3的宽度小于一条路线上相邻2个编码之间的距离，小车所处位置的判断非常准确，陀螺仪用于检测小车运行方向，里程计用于计算小车运行速度，这些信息都通过无线通信模块可以发送到上位机控制系统，从而用于上位机控制系统计算出小车的位移，从而由上位机控制系统4控制小车的导航。载物小车3的电池采用可充电的锂电池，在电量低于警戒值(本系统一般设置为20％或者30％)时，载物小车3根据上位机控制系统4为其分配最近的空闲的充电站点5进行自动充电。本实施例的智能小车物流系统路径铺设成本非常低，位置信息监控及时准确。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.智能小车物流系统，其特征在于：包括各收发站点（1）、设置于各收发站点（1）之间的路径运行带上的多个编码（2）、载物小车（3）、上位机控制系统（4）和至少一个充电站点（5）；各编码（2）之间不重复；所述载物小车（3）为AGV小车，包括扫码仪、MCU和无线通信模块，扫码仪的输出端连接MCU，MCU的输出端连接无线通信模块；所述上位机控制系统（4）包括无线通信模块；所述充电站点（5）设置于各收发站点（1）旁或者与各收发站点（1）之间设置路径运行带，路径运行带上设置编码（2）；所述载物小车（3）的扫码仪设置在车身底部中心；所述扫码仪（7）包括二维码扫描仪或RFID传感器或二维码扫描仪和RFID传感器；所述编码（2）为二维码或RFID或者二维码和RFID；
包括设置在两个站点（1）之间的平行双路线；所述平行双路线的每条路线上等间距设置编码（2）；所述平行双路线的一条路线的各编码（2）代表连续的奇数，另一条路线的各编码（2）代表连续的偶数；
或者还包括设置在两个站点（1）之间的单行路线，该单行路线不与平行双路线重复设置；所述单行路线上等间距设置编码（2），各编码（2）代表连续的奇数或者连续的偶数或者按照自然数排列；所述单行路线上设置至少一个避让岛（6）；所述避让岛（6）为单行线路上向侧向延展的一个平行的候车区，该候车区的大小至少能够停放一辆小车；
每条路线在设置所述编码（2）的位置设置凹坑；所述编码（2）印刷或者粘贴在凹坑上，编码（2）上表面与地面齐平；所述载物小车（3）的宽度小于一条路线上相邻两个编码（2）之间的距离。
2.根据权利要求1所述的智能小车物流系统，其特征在于：所述载物小车（3）包括车身（3-1）、左车轮（3-2）、右车轮（3-3）、避障探测器（3-4）、载物台（3-5）、升降杆（3-6）、扫码仪（3-7）、MCU、顶升电机、驱动电机、陀螺仪、里程计、无线通信模块和电池；所述左车轮（3-2）和右车轮（3-3）由驱动电机驱动，设置在车身（3-1）底部；所述避障探测器（3-4）和扫码仪（3-7）位于车身（3-1）的同一个侧面上；所述载物台（3-5）设置在升降杆（3-6）的顶端，位于车身（3-1）的顶部，升降杆（3-6）由顶升电机驱动，载物台（3-5）在未升起的状态下，位于车身（3-1）的上表面；所述避障探测器（3-4）、扫码仪（3-7）、陀螺仪、里程计和电池的输出端连接MCU，所述无线通信模块与MCU双向通信连接，所述MCU的输出端连接顶升电机和驱动电机。
3.根据权利要求2所述的智能小车物流系统，其特征在于：所述避障探测器（3-4）包括激光传感器、超声波传感器、红外传感器的一种或者任意两种或者三种；所述激光传感器为漫反射激光传感器。
4.根据权利要求3所述的智能小车物流系统，其特征在于：还包括设置在车身（3-1）底部的两个万向轮（3-10）；所述左车轮（3-2）和右车轮（3-3）设置在车身（3-1）底部的左右边的中心；所述两个万向轮（3-10）设置在车身（3-1）底部其余两个边的中心；所述驱动电机有两个，分为左电机和右电机，分别驱动左车轮（3-2）和右车轮（3-3）。
5.根据权利要求4所述的智能小车物流系统，其特征在于：所述载物台（3-5）上表面设置至少一个压力传感器（3-8）；所述压力传感器（3-8）的输出端连接MCU；所述载物台（3-5）的上表面的边缘设置一圈保护边框（3-9）；所述保护边框（3-9）可上下移动；所述载物台（3-5）的上表面的中部向上设置一个吸盘（3-10）。
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