CN108584800A - 一种自动装卸货物的自动驾驶叉车及自动仓储系统 - Google Patents

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Abstract

一种自动装卸货物的自动驾驶叉车，包括叉车本体、货物视觉识别系统和自动导航系统，叉车本体包括货叉、电池组、驱动叉车行驶的步进电机和驱动货叉动作的伺服电机，电池组为叉车提供电源；货物识别系统包括双目摄像头和图像计算模块，双目摄像头用于捕捉叉车前方的图像并将图像输送至图像计算模块，图像计算模块用于根据至少两张不同的图像获得目标货物与叉车的相对坐标，并将相对坐标输送至自动导航系统；自动导航系统包括控制器、步进电机控制模块和伺服电机控制模块；所述货叉为具有10个叉齿的梳齿状，所述叉齿为前端窄而薄、后端宽而厚的结构。本发明自动驾驶叉车可以在不使用托盘的情况下将货物自行卸下或者将货物自动装载，提高自动化程度。

Description

一种自动装卸货物的自动驾驶叉车及自动仓储系统
技术领域
本发明涉及叉车技术领域，具体涉及一种自动装卸货物的自动驾驶叉车及自动仓储系统。
背景技术
在传统的仓储物流运输中，货物的搬运主要依靠人工驾驶叉车、甚至有些基础设施相对落后的地方还存在依靠人工肩扛手推的方式来进行，效率比较低。随着工业4.0的不断推进，智慧工厂、无人工厂等不断发展，针对国内不完善的基础设施，现在已经研发出了智能叉车，实现无人驾驶及货物装卸、搬运作业等功能，并在现有的自动化物流仓储设备系统中发挥重要的作用。对于独立的一个智能叉车而言，在进行作业过程中可以通过智能叉车的作业程序、位置以及其他信息，然后按照再现指令，完成工作任务。在设施相对完善的一些仓库，虽然实现了在仓库内的自动化作业，但是在货物的装卸环节，由于考虑到托盘的归属以及占用运输车辆货厢的空间和重量等问题，一般货物在运输环节一般将托盘去除，这就造成了仓内自动化环节与货物的装卸车环节难以对接，在此环节还需要较多的人工去介入。而且在一些保存有毒物品、低温冷库、气调库等恶劣的环境中，长期作业会对人身体健康造成很大的伤害，具有一定的危险性，同时是也会使劳动力成本较高，物流流转效率较低。
综上所述，本申请设计一种在不使用托盘的情况下可以自动装卸车的自动驾驶叉车，对物流行业的发展起到积极的推动作用。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种自动装卸货物的自动驾驶叉车，可以在不使用托盘的情况下将货物自行卸下或者将货物自动装载，提高自动化程度，降低人工成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种自动装卸货物的自动驾驶叉车，包括叉车本体、货物视觉识别系统和自动导航系统，叉车本体包括货叉、电池组、驱动叉车行驶的步进电机和驱动货叉动作的伺服电机，电池组为叉车提供电源；所述货物识别系统包括双目摄像头和图像计算模块，双目摄像头用于捕捉叉车前方的图像并将图像输送至图像计算模块，图像计算模块用于根据至少两张不同的图像获得目标货物与叉车的相对坐标，并将相对坐标输送至自动导航系统；自动导航系统包括控制器、步进电机控制模块和伺服电机控制模块，控制器用于根据相对坐标向步进电机控制模块发送步进电机控制信号和向伺服电机控制模块发送伺服电机控制信号，步进电机控制模块根据步进电机控制信号控制步进电机动作，伺服电机控制模块根据伺服电机控制信号控制伺服电机动作；所述货叉为具有10个叉齿的梳齿状，所述叉齿为前端窄而薄、后端宽而厚的结构。
本发明自动驾驶叉车的货叉具有10个叉齿，能大大地增加了货叉与货物之间摩擦力，在使用本发明自动驾驶叉车对货物实现自动装卸，首先在装载有货物的货厢或仓库的底面布置有等间距的竖向翅板，翅板之间的间距大于叉齿的宽度；在将货物从货厢或仓库中卸下，本发明自动驾驶叉车的货叉叉起货物后，自动导航系统控制叉车行驶至指定货物摆放点时，而此时货物视觉识别系统的图像计算模块采用霍夫直线提取算法计算出翅板间的沟槽朝向数据，并将翅板间的沟槽朝向数据及指定货物摆放点的相对坐标发送至控制器，控制器根据沟槽朝向数据及相对坐标调整货叉能够对准翅板间的沟槽，接着自动导航系统控制货叉将货物摆放在翅板上，由于翅板间具有间隔沟槽，货叉能轻易地从货物下抽出，无需使用托盘；将货物装载在货厢或仓库时，自动导航系统控制叉车行驶至指定货物，而此时货物视觉识别系统的图像计算模块采用霍夫直线提取算法计算出翅板间的沟槽朝向数据，并将翅板间的沟槽朝向数据及货物的相对坐标发送至控制器，控制器根据沟槽朝向数据及相对坐标调整货叉能够对准翅板间的沟槽，再控制货叉将货物叉起，由于翅板间具有间隔沟槽，货叉能轻易地从货物下插入并将货物叉起，无需使用托盘。综上所述，本发明自动驾驶叉车可以在不使用托盘的情况下将货物自行卸下或者将货物自动装载，提高自动化程度，降低人工成本。
作为本发明的一种改进，所述叉齿的前端底面设有向上的倾斜面，所述倾斜面的倾斜角角度在1°到2°之间。
进一步地，所述叉齿后端面的宽度为40mm、厚度为30mm，叉齿之间的间距为100mm，所述叉齿前端面的宽度为20mm、厚度为15mm。
本发明还提供一种自动装卸货物的自动仓储系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种自动装卸货物的自动仓储系统，包括自动驾驶叉车和货厢或仓库，所述自动驾驶叉车包括叉车本体、货物视觉识别系统和自动导航系统，叉车本体包括货叉、电池组、驱动叉车行驶的步进电机和驱动货叉动作的伺服电机，电池组为叉车提供电源；所述货物识别系统包括双目摄像头和图像计算模块，双目摄像头用于捕捉叉车前方的图像并将图像输送至图像计算模块，图像计算模块用于根据至少两张不同的图像获得目标货物与叉车的相对坐标，并将相对坐标输送至自动导航系统；自动导航系统包括控制器、步进电机控制模块和伺服电机控制模块，控制器用于根据相对坐标向步进电机控制模块发送步进电机控制信号和向伺服电机控制模块发送伺服电机控制信号，步进电机控制模块根据步进电机控制信号控制步进电机动作，伺服电机控制模块根据伺服电机控制信号控制伺服电机动作；所述货叉为具有10个叉齿的梳齿状，所述叉齿为前端窄而薄、后端宽而厚的结构；所述货厢或仓库的底面布置有等间距的竖向翅板，翅板之间的间距大于叉齿的宽度，图像计算模块根据图像采用霍夫直线提取算法计算出翅板间的沟槽朝向数据，并将翅板间的沟槽朝向数据输送至控制器，控制器根据翅板间的沟槽朝向调整自动驾驶叉车的方位并使得货叉对准翅板间的沟槽。
在使用本发明自动仓储系统对货物进行存储时，本发明自动仓储系统可以在不使用托盘的情况下将货物自行卸下或者将货物自动装载，提高自动化程度，降低人工成本。
作为本发明的一种改进，所述竖向翅板在货厢或仓库入口处设有导引斜面。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明自动驾驶叉车可以在不使用托盘的情况下将货物自行卸下或者将货物自动装载，提高自动化程度，降低人工成本。
附图说明
图1为本发明自动装卸货物的自动驾驶叉车的示意图；
图2为本发明自动装卸货物的自动驾驶叉车货叉的侧视图和俯视图；
图3为货物视觉识别系统与自动导航系统连接的示意图；
图4为本发明自动装卸货物的自动存储系统的示意图；
图5为本发明自动装卸货物的自动存储系统货箱或仓库的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例
请参考图1和图3，一种自动装卸货物的自动驾驶叉车，包括叉车本体10、货物视觉识别系统20和自动导航系统30，叉车本体10包括货叉11、电池组12、驱动叉车行驶的步进电机和驱动货叉动作的伺服电机，电池组12为叉车提供电源；所述货物识别系统20包括双目摄像头21和图像计算模块22，双目摄像头 21用于捕捉叉车前方的图像并将图像输送至图像计算模块22，图像计算模块22 用于根据至少两张不同的图像获得目标货物与叉车的相对坐标，并将相对坐标输送至自动导航系统30；自动导航系统30包括控制器31、步进电机控制模块32 和伺服电机控制模块33，控制器31用于根据相对坐标向步进电机控制模块32 发送步进电机控制信号和向伺服电机控制模块33发送伺服电机控制信号，步进电机控制模块32根据步进电机控制信号控制步进电机13动作，伺服电机控制模块33根据伺服电机控制信号控制伺服电机14动作；所述货叉11为具有10个叉齿111的梳齿状，所述叉齿111为前端窄而薄、后端宽而厚的结构。
本发明自动驾驶叉车的货叉具有10个叉齿，能大大地增加了货叉与货物之间摩擦力，在使用本发明自动驾驶叉车对货物实现自动装卸，首先在装载有货物的货厢或仓库的底面布置有等间距的竖向翅板，翅板之间的间距大于叉齿的宽度；在将货物从货厢或仓库中卸下，本发明自动驾驶叉车的货叉叉起货物后，自动导航系统控制叉车行驶至指定货物摆放点时，而此时货物视觉识别系统的图像计算模块采用霍夫直线提取算法计算出翅板间的沟槽朝向数据，并将翅板间的沟槽朝向数据及指定货物摆放点的相对坐标发送至控制器，控制器根据沟槽朝向数据及相对坐标调整货叉能够对准翅板间的沟槽，接着自动导航系统控制货叉将货物摆放在翅板上，由于翅板间具有间隔沟槽，货叉能轻易地从货物下抽出，无需使用托盘；将货物装载在货厢或仓库时，自动导航系统控制叉车行驶至指定货物，而此时货物视觉识别系统的图像计算模块采用霍夫直线提取算法计算出翅板间的沟槽朝向数据，并将翅板间的沟槽朝向数据及货物的相对坐标发送至控制器，控制器根据沟槽朝向数据及相对坐标调整货叉能够对准翅板间的沟槽，再控制货叉将货物叉起，由于翅板间具有间隔沟槽，货叉能轻易地从货物下插入并将货物叉起，无需使用托盘。综上所述，本发明自动驾驶叉车可以在不使用托盘的情况下将货物自行卸下或者将货物自动装载，提高自动化程度，降低人工成本。
在本实施例中，所述叉齿的前端底面设有向上的倾斜面，所述倾斜面的倾斜角角度在1°到2°之间。叉齿的前端底面设有向上的倾斜面，便于货叉切入货物的底部。
在本实施例中，所述叉齿后端面的宽度为40mm、厚度为30mm，叉齿之间的间距为100mm，所述叉齿前端面的宽度为20mm、厚度为15mm。
请参考图1至图5，一种自动装卸货物的自动仓储系统，包括自动驾驶叉车 100和货厢或仓库200，所述自动驾驶叉车100包括叉车本体10、货物视觉识别系统20和自动导航系统30，叉车本体10包括货叉11、电池组12、驱动叉车行驶的步进电机和驱动货叉动作的伺服电机，电池组12为叉车提供电源；所述货物识别系统20包括双目摄像头21和图像计算模块22，双目摄像头21用于捕捉叉车前方的图像并将图像输送至图像计算模块22，图像计算模块22用于根据至少两张不同的图像获得目标货物与叉车的相对坐标，并将相对坐标输送至自动导航系统30；自动导航系统30包括控制器31、步进电机控制模块32和伺服电机控制模块33，控制器31用于根据相对坐标向步进电机控制模块32发送步进电机控制信号和向伺服电机控制模块33发送伺服电机控制信号，步进电机控制模块32根据步进电机控制信号控制步进电机13动作，伺服电机控制模块33根据伺服电机控制信号控制伺服电机14动作；所述货叉11为具有10个叉齿111的梳齿状，所述叉齿为前端窄而薄、后端宽而厚的结构；所述货厢或仓库200的底面布置有等间距的竖向翅板201，翅板201之间的间距大于叉齿111的宽度，图像计算模块根据图像采用霍夫直线提取算法计算出翅板间的沟槽朝向数据，并将翅板间的沟槽朝向数据输送至控制器，控制器根据翅板间的沟槽朝向调整自动驾驶叉车的方位并使得货叉对准翅板间的沟槽。
在本实施例中，所述竖向翅板201在货厢或仓库200入口处设有导引斜面 202。设有导引斜面便于自动驾驶叉车进入到货厢或仓库内。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动装卸货物的自动驾驶叉车，包括叉车本体、货物视觉识别系统和自动导航系统，叉车本体包括货叉、电池组、驱动叉车行驶的步进电机和驱动货叉动作的伺服电机，电池组为叉车提供电源；其特征在于：所述货物识别系统包括双目摄像头和图像计算模块，双目摄像头用于捕捉叉车前方的图像并将图像输送至图像计算模块，图像计算模块用于根据至少两张不同的图像获得目标货物与叉车的相对坐标，并将相对坐标输送至自动导航系统；自动导航系统包括控制器、步进电机控制模块和伺服电机控制模块，控制器用于根据相对坐标向步进电机控制模块发送步进电机控制信号和向伺服电机控制模块发送伺服电机控制信号，步进电机控制模块根据步进电机控制信号控制步进电机动作，伺服电机控制模块根据伺服电机控制信号控制伺服电机动作；所述货叉为具有10个叉齿的梳齿状，所述叉齿为前端窄而薄、后端宽而厚的结构。
2.根据权利要求1所述的自动装卸货物的自动驾驶叉车，其特征在于：所述叉齿的前端底面设有向上的倾斜面，所述倾斜面的倾斜角角度在1°到2°之间。
3.根据权利要求1所述的自动装卸货物的自动驾驶叉车，其特征在于：所述叉齿后端面的宽度为40mm、厚度为30mm，叉齿之间的间距为100mm，所述叉齿前端面的宽度为20mm、厚度为15mm。
4.一种自动装卸货物的自动仓储系统，包括自动驾驶叉车和货厢或仓库，所述自动驾驶叉车包括叉车本体、货物视觉识别系统和自动导航系统，叉车本体包括货叉、电池组、驱动叉车行驶的步进电机和驱动货叉动作的伺服电机，电池组为叉车提供电源；其特征在于：所述货物识别系统包括双目摄像头和图像计算模块，双目摄像头用于捕捉叉车前方的图像并将图像输送至图像计算模块，图像计算模块用于根据至少两张不同的图像获得目标货物与叉车的相对坐标，并将相对坐标输送至自动导航系统；自动导航系统包括控制器、步进电机控制模块和伺服电机控制模块，控制器用于根据相对坐标向步进电机控制模块发送步进电机控制信号和向伺服电机控制模块发送伺服电机控制信号，步进电机控制模块根据步进电机控制信号控制步进电机动作，伺服电机控制模块根据伺服电机控制信号控制伺服电机动作；所述货叉为具有10个叉齿的梳齿状，所述叉齿为前端窄而薄、后端宽而厚的结构；所述货厢或仓库的底面布置有等间距的竖向翅板，翅板之间的间距大于叉齿的宽度，图像计算模块根据图像采用霍夫直线提取算法计算出翅板间的沟槽朝向数据，并将翅板间的沟槽朝向数据输送至控制器，控制器根据翅板间的沟槽朝向调整自动驾驶叉车的方位并使得货叉对准翅板间的沟槽。
5.根据权利要求4所述的自动装卸货物的自动仓储系统，其特征在于：所述竖向翅板在货厢或仓库入口处设有导引斜面。
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