CN108455156A - 一种无人仓库智能装卸货物系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无人仓库智能装卸货物系统及其控制方法，其包括划分成堆货区、交接区的仓库，与交接区连接的装卸区以及停车区，所述堆货区、交接区、装卸区以及停车区均设置相连的网格，且在网格节点处设置包含当前网格坐标的二维码，所述堆货区与交接区之间设置若干智能AGV堆高车，在所述装卸区设置具有升降功能的升降台，在升降台与交接区之间设置若干智能AGV叉车，所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车沿网格的网格线行驶，且所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车均可扫描二维码获取当前小车所处的网格坐标，所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车与用于路径规划的监控调度系统通信连接，实现仓库装卸货的无人化运行和管理。
Description
技术领域
本发明属于一种智能仓储技术领域，特别是涉及一种无人仓库智能装卸货物系统及其控制方法。
背景技术
目前国内绝大多数仓库的货物运输都是依靠人工使用手动液压叉车或电动液压叉车来进行货物运输，在货物装车和卸货环节更是需要人工使用堆高车来进行装车或卸货，或是直接由人力完成，不仅工人劳动强度大，效率低下，而且无法实现仓库的信息化智能化管理，更是难以与智能制造工厂进行良好地对接。目前国内外的自动化仓库主要有以下三种类型：一、智能立体仓库类型。这类无人仓库需要铺设轨道，架设货物储存柜，一个轨道上只允许一辆运载小车运行，存取货物只能一件一件地存取，效率低下，且投资成本很高，设备维护困难。二、物流分拣仓储类型。这类仓库里的AGV小车上运输的就是一个货柜，AGV小车能将货物自动运输到仓库指定位置，但是货柜中货物存取仍然需要人工取放，所以通常载重较轻，且货柜高度不能高于人手能够到的高度，所以仓储空间利用率低，也不适合质量较重的货物的存储，更无法实现无人化运作。以上两种自动化仓库均不涉及将货物装车和卸车的过程，这些过程仍然需要人工进行。三、基于吊机行车的自动化仓库类型。该类型仓库利用吊机行车实现货物的存取，可存取质量较重的货物，通常用于码头集装箱的存放和吊运。但这类仓库吊机行车价格昂贵，且控制精度不高，不能适用于中小型货物的存取。
发明内容
为了克服以上的技术不足，本发明提供一种无人仓库智能装卸货物系统及其控制方法。
本发明提供一种无人仓库智能装卸货物系统，其包括划分成堆货区、交接区的仓库，与交接区连接的装卸区以及停车区，所述堆货区、交接区、装卸区以及停车区均设置相连的网格，且在网格节点处设置包含当前网格坐标的二维码，所述堆货区与交接区之间设置若干智能AGV堆高车，在所述装卸区设置具有升降功能的升降台，在升降台与交接区之间设置若干智能AGV叉车，所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车沿网格的网格线行驶，且所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车均可扫描二维码获取当前小车所处的网格坐标，所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车与用于路径规划的监控调度系统通信连接。
所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车通过zigbee无线通信系统与监控调度系统通信连接。
所述仓库内还设有充电区，且所述充电区也设有相连的网格。
所述升降台包括用于识别货车车厢高度的高度识别单元，且所述升降台与监控调度系统通信连接。
所述监控调度系统包括：
电量监控单元，实时监控智能AGV堆高车以及智能AGV叉车的电量，并在电量接近预警时，自动规划充电路径；
异常监控单元，实时监控智能AGV堆高车以及智能AGV叉车的运行状态，并在出现运行异常时，进行异常报警；
信息获取单元，实时获取智能AGV堆高车以及智能AGV叉车规划路径信息以及货物信息；
驱动单元，依据获取的信息，自动对智能AGV堆高车以及智能AGV叉车进行路径规划，并将规划好的路径发送至智能AGV堆高车以及智能AGV叉车。
一种基于所述的无人仓库智能装卸货物系统的控制方法，其装货步骤如下：
一、监控调度系统获取装货指令，并根据当前待装货物以及待装货的货车的位置，进行装货路径规划；
二、路径规划好之后，监控调度系统控制智能AGV堆高车沿网格线按照规划好的路径行驶至堆货区，并实时读取网格节点的坐标，确定小车的实时所在位置，并在堆货区识别待装货物，将其转移至交接区；
三、智能AGV叉车由交接区获取由智能AGV堆高车转移的待装货物，并沿网格线行驶至装卸区；
四、智能AGV叉车自动识别对应的装货货车，并驶入对应的升降台；
五、升降台自动识别装货货车的货箱的高度，并将升降台自动升至与货箱高度齐平的高度；
六、智能AGV叉车驶入装货货车进行卸货，并重新退回至升降台，由升降台降至地面，
其卸货步骤如下：
一、监控调度系统获取卸货指令，并根据当前待卸货物以及待卸货的货车的位置，进行卸货路径规划；
二、路径规划好之后，监控调度系统控制智能AGV叉车沿网格线按照规划好的路径行驶，并进入待卸货货车对应的升降台，并由升降台升至待装货货车的货箱高度，并进入货箱取出待卸货物；
三、智能AGV叉车在取出待卸货物之后，后退至升降台，所述升降台将智能AGV叉车降至地面；
四，智能AGV叉车沿规划好后的路径行驶至交接区，并将待卸货物卸至交接区；
五、智能AGV堆高车将待卸货物由交接区转至堆货区，并依据监控调度系统设定的高度以及方位，沿网格数行驶至对应的堆货区，并将其抬升至对应的高度进行堆放。
在卸货以及装货过程中，监控调度系统实时获取智能AGV叉车以及智能AGV堆高车沿网格线行驶时扫描的二维码，并直接获得智能AGV叉车以及智能AGV堆高车所处的坐标方位，实时进行行驶路径调整。
在卸货以及装货过程中，监控调度系统实时获取智能AGV叉车以及智能AGV堆高车的电量状态，并实时将电量不足的智能AGV叉车以及智能AGV堆高车的行驶路径调整为充电路径，使其行驶至充电区，并与充电区的充电接口完成自动对接，同时对于充电路径有交叉的智能AGV叉车或智能AGV堆高车的行驶路径进行规避调整。
在卸货以及装货过程中，监控调度系统实时获取智能AGV叉车或智能AGV堆高车的行驶状态，在出现行驶路径与规划好的路径出现不同时，进行异常报警，并实时调整处于异常的智能AGV叉车或智能AGV堆高车的行驶路径，使其不妨碍正常工作的智能AGV叉车或智能AGV堆高车的行驶路径。
本发明的有益效果：
（1）实现仓库装卸货的无人化运行和管理。
（2）装卸货流程技术成熟，工作稳定可靠；
（3）设备投入成本相对较低，对现有场地改造工程量较小；
（4）利用物联网技术实现全程实现信息自动采集处理，以及系统的远程监控；
（5）本系统操作简单，环境适应性强，且具备一定的异常自动处理和报警功能。
（6）采用多机协同流水化作业，存取货物效率高。
附图说明
图1为本发明的无人仓库智能装卸货物系统方案示意图。
图2为本发明的装货流程图。
图3为本发明的卸货流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：
如图所示，本发明提供一种无人仓库智能装卸货物系统，其包括划分成堆货区、交接区的仓库，与交接区连接的装卸区以及停车区，所述堆货区、交接区、装卸区以及停车区均设置相连的网格，且在网格节点处设置包含当前网格坐标的二维码，所述堆货区与交接区之间设置若干智能AGV堆高车，在所述装卸区设置具有升降功能的升降台，在升降台与交接区之间设置若干智能AGV叉车，所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车沿网格的网格线行驶，且所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车均可扫描二维码获取当前小车所处的网格坐标，所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车与用于路径规划的监控调度系统通信连接。
其中智能AGV堆高车以及智能AGV叉车均可沿网格线行走和采集二维码。所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车通过zigbee无线通信系统与监控调度系统通信连接，通过zigbee无线通信系统与监控调度系统保持双向信息通信。在监控调度系统的路径规划下，智能AGV堆高车和智能AGV叉车沿带节点二维码的网格室内定位标识中的网格线6行驶，并在每次经过网格节点7处时，采集节点处的二维码以获得小车当前的坐标数据，并将该数据反馈给监控调度系统，监控调度系统根据小车当前的坐标数据以及任务调度算法给出小车当前坐标的需要执行的任务或是引导小车往下一个目标坐标行驶。
堆货区主要用于存放货物，在此区域货物可以多层堆放，以尽量利用存储空间。货物在此区域的存放和取出主要通过智能AGV堆高车来进行，这个区域的智能AGV堆高车主要作用是将交接区的进库货物箱送到堆货区的相应位置堆放，或是将堆货区的某箱货物取出送到交接区。
交接区主要用于进出货物的交接。智能AGV叉车将从货车卸货下来的货物放在交接区，再由智能AGV堆高车将货物送到堆货区的相应位置堆放，或是智能AGV叉车将智能AGV堆高车从堆货区送来的货物送至货车装车。
由于货车车厢与地面有一定的高度差，所以在装卸区设有升降台3，完成智能AGV叉车2的升降。该升降台为液压升降台，所述升降台包括用于识别货车5车厢高度的高度识别单元，且所述升降台与监控调度系统通信连接。货车停靠在停车区，且货柜4口要对准液压升降台，以便智能智能AGV叉车能正常进出货车车厢装货或卸货。整个仓库地面、装卸区以及停车区均铺设有规格一致的带节点二维码的网格室内定位标识，以便智能AGV堆高车1和智能AGV叉车2的行走定位。
所述仓库内还设有充电区，且所述充电区也设有相连的网格。智能AGV堆高车和智能AGV叉车均由蓄电池供电，当电力不足时，监控调度系统将自动引导智能AGV小车到充电区进行自动充电，在充电区设置充电桩8。
同时，监控调度系统还将整体监控整个无人仓库的运行情况，收集智能AGV小车的运行状态，当前搬运货物的种类、重量、数量货物位置等信息保存到数据库，并将仓库的运行情况实时显示。此外，监控调度系统还会监控货车的到位情况，监控仓库的存货情况，并在出现异常时及时给出报警。
所述监控调度系统包括：
电量监控单元，实时监控智能AGV堆高车以及智能AGV叉车的电量，并在电量接近预警时，自动规划充电路径；
异常监控单元，实时监控智能AGV堆高车以及智能AGV叉车的运行状态，并在出现运行异常时，进行异常报警；
信息获取单元，实时获取智能AGV堆高车以及智能AGV叉车规划路径信息以及货物信息；
驱动单元，依据获取的信息，自动对智能AGV堆高车以及智能AGV叉车进行路径规划，并将规划好的路径发送至智能AGV堆高车以及智能AGV叉车。
一种基于所述的无人仓库智能装卸货物系统的控制方法，其装货步骤如下：
一、监控调度系统获取装货指令，并根据当前待装货物以及待装货的货车的位置，进行装货路径规划；
二、路径规划好之后，监控调度系统控制智能AGV堆高车沿网格线按照规划好的路径行驶至堆货区，并实时读取网格节点的坐标，确定小车的实时所在位置，并在堆货区识别待装货物，将其转移至交接区；
三、智能AGV叉车由交接区获取由智能AGV堆高车转移的待装货物，并沿网格线行驶至装卸区；
四、智能AGV叉车自动识别对应的装货货车，并驶入对应的升降台；
五、升降台自动识别装货货车的货箱的高度，并将升降台自动升至与货箱高度齐平的高度；
六、智能AGV叉车驶入装货货车进行卸货，并重新退回至升降台，由升降台降至地面，
其卸货步骤如下：
一、监控调度系统获取卸货指令，并根据当前待卸货物以及待卸货的货车的位置，进行卸货路径规划；
二、路径规划好之后，监控调度系统控制智能AGV叉车沿网格线按照规划好的路径行驶，并进入待卸货货车对应的升降台，并由升降台升至待装货货车的货箱高度，并进入货箱取出待卸货物；
三、智能AGV叉车在取出待卸货物之后，后退至升降台，所述升降台将智能AGV叉车降至地面；
四，智能AGV叉车沿规划好后的路径行驶至交接区，并将待卸货物卸至交接区；
五、智能AGV堆高车将待卸货物由交接区转至堆货区，并依据监控调度系统设定的高度以及方位，沿网格数行驶至对应的堆货区，并将其抬升至对应的高度进行堆放。
在卸货以及装货过程中，监控调度系统实时获取智能AGV叉车以及智能AGV堆高车沿网格线行驶时扫描的二维码，并直接获得智能AGV叉车2以及智能AGV堆高车所处的坐标方位，实时进行行驶路径调整。
在卸货以及装货过程中，监控调度系统实时获取智能AGV叉车以及智能AGV堆高车的电量状态，并实时将电量不足的智能AGV叉车以及智能AGV堆高车的行驶路径调整为充电路径，使其行驶至充电区，并与充电区的充电接口完成自动对接，同时对于充电路径有交叉的智能AGV叉车或智能AGV堆高车1的行驶路径进行规避调整。
在卸货以及装货过程中，监控调度系统实时获取智能AGV叉车2或智能AGV堆高车1的行驶状态，在出现行驶路径与规划好的路径出现不同时，进行异常报警，并实时调整处于异常的智能AGV叉车2或智能AGV堆高车1的行驶路径，使其不妨碍正常工作的智能AGV叉车2或智能AGV堆高车1的行驶路径。
（1）实现了从货车到仓储位置装车和卸货全过程无人化操作；
（2）采用多机协同流水化作业，存取货物效率高；
（3）有一定系统冗余度，万一有个别几台设备出现故障，系统仍然可以正常运行，可靠性好；
（4）适用于单件货物在2吨以下的中小型货物的仓储管理，适用范围广；
（5）货物仓储密度高，仓库空间利用率高；
（6）仓储信息完备，可直接与智能制造工厂系统对接；
（7）设备投入相对较低，场地改造工程量小。
实施例不应视为对本发明的限制，任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种无人仓库智能装卸货物系统，其特征在于：其包括划分成堆货区、交接区的仓库，与交接区连接的装卸区以及停车区，所述堆货区、交接区、装卸区以及停车区均设置相连的网格，且在网格节点处设置包含当前网格坐标的二维码，所述堆货区与交接区之间设置若干智能AGV堆高车，在所述装卸区设置具有升降功能的升降台，在升降台与交接区之间设置若干智能AGV叉车，所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车沿网格的网格线行驶，且所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车均可扫描二维码获取当前小车所处的网格坐标，所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车与用于路径规划的监控调度系统通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种无人仓库智能装卸货物系统，其特征在于，所述智能AGV堆高车以及智能AGV叉车通过zigbee无线通信系统与监控调度系统通信连接。
3.根据权利要求1所述的一种无人仓库智能装卸货物系统，其特征在于，所述仓库内还设有充电区，且所述充电区也设有相连的网格。
4.根据权利要求1所述的一种无人仓库智能装卸货物系统，其特征在于，所述升降台包括用于识别货车车厢高度的高度识别单元，且所述升降台与监控调度系统通信连接。
5.根据权利要求1所述的一种无人仓库智能装卸货物系统，其特征在于，所述监控调度系统包括：
电量监控单元，实时监控智能AGV堆高车以及智能AGV叉车的电量，并在电量接近预警时，自动规划充电路径；
异常监控单元，实时监控智能AGV堆高车以及智能AGV叉车的运行状态，并在出现运行异常时，进行异常报警；
信息获取单元，实时获取智能AGV堆高车以及智能AGV叉车规划路径信息以及货物信息；
驱动单元，依据获取的信息，自动对智能AGV堆高车以及智能AGV叉车进行路径规划，并将规划好的路径发送至智能AGV堆高车以及智能AGV叉车。
6.一种基于上述权利要求1、2、3、4或5所述的无人仓库智能装卸货物系统的控制方法，其特征在于，其装货步骤如下：
一、监控调度系统获取装货指令，并根据当前待装货物以及待装货的货车的位置，进行装货路径规划；
二、路径规划好之后，监控调度系统控制智能AGV堆高车沿网格线按照规划好的路径行驶至堆货区，并实时读取网格节点的坐标，确定小车的实时所在位置，并在堆货区识别待装货物，将其转移至交接区；
三、智能AGV叉车由交接区获取由智能AGV堆高车转移的待装货物，并沿网格线行驶至装卸区；
四、智能AGV叉车自动识别对应的装货货车，并驶入对应的升降台；
五、升降台自动识别装货货车的货箱的高度，并将升降台自动升至与货箱高度齐平的高度；
六、智能AGV叉车驶入装货货车进行卸货，并重新退回至升降台，由升降台降至地面，
其卸货步骤如下：
一、监控调度系统获取卸货指令，并根据当前待卸货物以及待卸货的货车的位置，进行卸货路径规划；
二、路径规划好之后，监控调度系统控制智能AGV叉车沿网格线按照规划好的路径行驶，并进入待卸货货车对应的升降台，并由升降台升至待装货货车的货箱高度，并进入货箱取出待卸货物；
三、智能AGV叉车在取出待卸货物之后，后退至升降台，所述升降台将智能AGV叉车降至地面；
四，智能AGV叉车沿规划好后的路径行驶至交接区，并将待卸货物卸至交接区；
五、智能AGV堆高车将待卸货物由交接区转至堆货区，并依据监控调度系统设定的高度以及方位，沿网格数行驶至对应的堆货区，并将其抬升至对应的高度进行堆放。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在卸货以及装货过程中，监控调度系统实时获取智能AGV叉车以及智能AGV堆高车沿网格线行驶时扫描的二维码，并直接获得智能AGV叉车以及智能AGV堆高车所处的坐标方位，实时进行行驶路径调整。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在卸货以及装货过程中，监控调度系统实时获取智能AGV叉车以及智能AGV堆高车的电量状态，并实时将电量不足的智能AGV叉车以及智能AGV堆高车的行驶路径调整为充电路径，使其行驶至充电区，并与充电区的充电接口完成自动对接，同时对于充电路径有交叉的智能AGV叉车或智能AGV堆高车的行驶路径进行规避调整。
9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在卸货以及装货过程中，监控调度系统实时获取智能AGV叉车或智能AGV堆高车的行驶状态，在出现行驶路径与规划好的路径出现不同时，进行异常报警，并实时调整处于异常的智能AGV叉车或智能AGV堆高车的行驶路径，使其不妨碍正常工作的智能AGV叉车或智能AGV堆高车的行驶路径。
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