CN108584809A - Agv叉车自动存取货控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AGV叉车自动存取货控制系统及方法，系统包括装载于托盘叉车式AGV车辆上的控制器、距离传感器、位置检测传感器、导航装置，距离传感器、位置检测传感器、导航装置分别与控制器电连接；距离传感器用于检测货叉和货架横梁的高度，位置检测传感器用于感应货架的横梁和托盘的位置，所述导航装置用于获取AGV车辆的定位信息，控制器根据距离传感器和位置检测传感器的数据控制货叉的升降使货叉到合适的高度，根据导航装置的定位信息控制AGV车辆的行进与转向，从而完成货架上托盘的自动叉取。本发明使AGV车辆在货架上插放托盘时，可以自动检测货架横梁的高度来准确执行任务。

Description

AGV叉车自动存取货控制系统及方法

技术领域

本发明涉及无人驾驶车辆技术领域，尤其涉及一种AGV叉车自动存取货控制系统及方法。

背景技术

无人搬运车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴于地板上，无人搬运车则依循电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。

AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。

随着AGV产业链的不断完善各种智能仓储设备应用不断专业化，AGV以其灵活的应用形式和高效的使用性能倍受市场青睐。无人驾驶车辆对于安全性的要求相对要高，这就要求AGV的供应商提供更加可靠的解决方法和安全措施。在实际应用中，现场的环境条件往往会制约AGV车辆运行，特别对于货架高度一致性的要求，为了能够准确无误的将货物存放到货架上或叉取到货架上的货物，需要做到绝对可靠。目前运用最广泛的是在叉取货物的时候进行货物检测，但采用此方法一旦遇到货架高度不一致，就无法继续执行任务，需要人工干预才能使车辆继续执行，且后期调整比较困难，需要对特殊库位进行特殊处理，严重影响AGV车辆的调试工作及正常运行。

发明内容

本发明提出一种AGV叉车自动存取货控制系统及方法以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明实施例的第一方面，提供了一种AGV叉车自动存取货控制系统，用于托盘叉车式AGV车辆提取货架横梁上的托盘，包括装载于托盘叉车式AGV车辆上的控制器、距离传感器、位置检测传感器、导航装置，所述距离传感器、位置检测传感器、导航装置分别与控制器电连接；所述距离传感器用于检测货叉和货架横梁的高度，并将获得数据传输至控制器；所述位置检测传感器用于感应货架的横梁和托盘的位置，并将获得数据传输至控制器；所述导航装置用于获取AGV车辆的定位信息，并将定位信息传输至控制器；所述控制器根据距离传感器和位置检测传感器的数据控制货叉的升降使货叉到合适的高度，根据导航装置的定位信息控制AGV车辆的行进与转向，从而完成货架上托盘的自动存放或叉取。

作为优选，所述距离传感器为拉线式位移传感器或激光测距传感器。

作为优选，所述位置检测传感器有偶数个，偶数个位置检测传感器对称设置在托盘叉车式AGV车辆托盘架的左右两侧。

作为优选，所述位置检测传感器为红外传感器、激光传感器、声波传感器或条码传感器。

作为优选，所述货叉连接有电驱动装置，所述电驱动装置与控制器电连接，控制器通过电驱动装置控制货叉的升降。

作为优选，还包括存储装置，所述存储装置与控制器电连接，存储装置用于存储距离传感器、位置检测传感器的数据及导航装置的定位信息。

作为优选，还包括显示装置，所述显示装置与控制器电连接，显示装置用于显示距离传感器、位置检测传感器的数据及导航装置的定位信息。

本发明实施例的第二方面，提供了一种AGV叉车自动存取货控制方法，包括如下步骤：

S1，控制器根据导航装置的定位信息控制AGV车辆的行进与转向；

S2，控制器获取距离传感器、位置检测传感器检测得到的检测数据，所述检测数据包括每一层货架横梁下边沿处的高度值、每一层货架横梁下边沿与上边沿的高度差值；

S3，控制器根据距离传感器、位置检测传感器检测得到的检测数据调整货叉的抬升高度，完成货架上托盘的自动存放或自动叉取。

作为优选，所述“控制器获取距离传感器、位置检测传感器检测得到的检测数据”的具体步骤如下：

S201，当位置检测传感器检测到某一层货架横梁的下边沿与上边沿后，通过距离传感器检测并记录下该层货架横梁下边沿的高度值、该层货架横梁下边沿与上边沿的高度差值；

S202，按照S201的方法依次测量得每一层货架横梁下边沿处的高度值、每一层货架横梁下边沿与上边沿的高度差值。

作为优选，当所需叉取货物所在层货架横梁下边沿的高度值为H、横梁下边沿与上边沿的高度差值为X时，“控制器根据距离传感器、位置检测传感器检测得到的数据调整货叉的抬升高度，完成货架上托盘的自动叉取”的具体步骤如下：

S301，当货叉抬升高度接近H时，减小抬升速度，若位置检测传感器检测到货架横梁的下边沿时，距离传感器开始计数货叉还需要抬升的高度值；

S302，货叉继续抬升高度Y的同时位置检测传感器检测横梁上是否已存在托盘，若存在则使货叉下降高度Z，使货叉刚好能够插入托盘；

S303，货叉抬升高度h后将货叉收回，取出货架上的托盘。

作为优选，当所需存放货物所在层货架横梁下边沿的高度值为H、横梁下边沿与上边沿的高度差值为X时，“控制器根据距离传感器、位置检测传感器检测得到的数据调整货叉的抬升高度，完成货架上托盘的自动存放”的具体步骤如下：

S311，当货叉抬升高度接近H时，减小抬升速度，若位置检测传感器检测到货架横梁的下边沿时，距离传感器开始计数货叉还需要抬升的高度值；

S312，货叉抬升高度Y的同时位置检测传感器检测托盘是否存在，若存在则报警停车，若不存在则伸出货叉；

S313，货叉下降高度Z后收回，使托盘留在货架上。

与现有技术相比较，本发明使AGV车辆在货架上插放托盘时，可以自动检测货架横梁的高度来准确执行任务。

附图说明

图1为本发明AGV叉车自动存取货控制系统的一种结构框图；

图2为本发明AGV叉车自动存取货控制方法的一种使用示意图。

图中，1-控制器，2-距离传感器，3-位置检测传感器，4-导航装置，5-存储装置，6-显示装置，7-电驱动装置，11-货架，12-横梁，13-托盘。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1所示，一种AGV叉车自动存取货控制系统，用于托盘叉车式AGV车辆提取货架11的横梁12上的托盘13，包括装载于托盘叉车式AGV车辆上的控制器1、距离传感器2、位置检测传感器3、导航装置4，其中距离传感器2、位置检测传感器3、导航装置4分别与控制器1电连接。

距离传感器2可以为拉线式位移传感器、激光测距传感器等，用于检测货叉和货架横梁12的高度，并将获得数据传输至控制器1。通过距离传感器2，可以将货架11的高度与货叉抬升的高度进行匹配，使得AGV车辆在叉取不同层级的货物时，都能成功取放托盘。

位置检测传感器3为红外传感器、激光传感器、声波传感器或条码传感器，用于感应货架的横梁12和托盘13的位置，并将获得数据传输至控制器1。位置检测传感器3能够准确的感应到是否是横梁12与托盘13，具有二次检测的功能，保证车辆运行的安全性。对于任意高度的横梁12，只需要采集到当前横梁12的大概位置，就可以实现精确插取托盘13，不会因为货架11下沉或者货架11高度不一致而导致无法叉取托盘13。

当位置检测传感器3为条码传感器时，位置检测传感器3可以扫描粘贴于横梁12和托盘13的二维码或条形码等。

本发明的一种实施方式，位置检测传感器3可以有偶数个，比如两个。偶数个位置检测传感器3对称设置在托盘叉车式AGV车辆托盘架的左右两侧。

当位置检测传感器3采用红外传感器时，可在托盘架左右两端各安装两个红外传感器。由于货架横梁12材质一般为铁，当扫到横梁12表面时，位置检测传感器3会触发；当扫过横梁12时，位置检测传感器3关闭触发。

导航装置4用于获取AGV车辆的定位信息，并将定位信息传输至控制器1，向控制器1准确反映当前车辆的坐标信息及位置。

控制器1根据距离传感器2和位置检测传感器3的数据控制货叉的升降使货叉到合适的高度，根据导航装置4的定位信息控制AGV车辆的行进与转向，从而完成货架上托盘13的自动叉取。

本发明的一种实施方式，货叉连接有电驱动装置7，电驱动装置7与控制器1电连接，控制器1通过电驱动装置7控制货叉的升降。其中，电驱动装置7可以为泵站。此时，AGV车辆货叉的抬升依靠于电驱动装置7，电驱动装置7控制车辆的货叉的抬升及下降，并反馈给导航装置4不同的高度值，行进过程中若检测货叉未降到底，将报警停车。

进一步的，AGV叉车自动取货控制系统还包括存储装置5和显示装置6，所述存储装置5、显示装置6分别与控制器1电连接，存储装置5用于存储距离传感器2、位置检测传感器3的数据及导航装置4的定位信息，显示装置6用于显示距离传感器2、位置检测传感器3的数据及导航装置4的定位信息。

本发明实施例的第二方面，提供了一种AGV叉车自动取货控制方法，包括如下步骤：

S1，控制器1根据导航装置4的定位信息控制AGV车辆的行进与转向；

S2，控制器1获取距离传感器2、位置检测传感器3检测得到的检测数据，所述检测数据包括每一层货架横梁12下边沿处的高度值、每一层货架横梁12下边沿与上边沿的高度差值；

S3，控制器1根据距离传感器2、位置检测传感器3检测得到的检测数据调整货叉的抬升高度，完成货架11上托盘13的自动存放或自动叉取。

其中，所述“控制器1获取距离传感器2、位置检测传感器3检测得到的检测数据”的具体步骤如下：

S201，当位置检测传感器3检测到某一层货架横梁12的下边沿与上边沿后，通过距离传感器2检测并记录下该层货架横梁12下边沿的高度值、该层货架横梁12下边沿与上边沿的高度差值；

S202，按照S201的方法依次测量得每一层货架横梁12下边沿处的高度值、每一层货架横梁12下边沿与上边沿的高度差值。

如前所述，这里的距离传感器2可以为拉线式位移传感器、激光测距传感器等，用于检测货叉和货架横梁12的高度，并将获得数据传输至控制器1；位置检测传感器3为红外传感器、激光传感器、声波传感器或条码传感器，用于感应货架的横梁12和托盘13的位置，并将获得数据传输至控制器1。

当所需叉取货物所在层货架横梁12下边沿的高度值为H、横梁12下边沿与上边沿的高度差值为X时，“控制器1根据距离传感器2、位置检测传感器3检测得到的数据调整货叉的抬升高度，完成货架上托盘的自动叉取”的具体步骤如下。

S301，当货叉抬升高度接近H时，减小抬升速度，若位置检测传感器3检测到货架横梁12的下边沿时，距离传感器2开始计数货叉还需要抬升的高度值。还需要抬升的高度值即横梁12下边沿与上边沿的高度差值X。

S302，货叉继续抬升高度Y的同时位置检测传感器3检测托盘是否存在，若存在则使货叉下降高度Z，使货叉刚好能够插入托盘。此时，位置检测传感器3再次感应托盘13是否存在，进行二次检测，保证车辆运行的安全性。若位置检测传感器3为红外传感器，货叉抬升高度Y后使红外传感器能耗能够照射在货架11上托盘13的中心处；货叉再降低高度Z，使货叉刚好能够插入托盘13的叉孔。

S303，货叉抬升高度h后将货叉收回，取出货架11上的托盘13。将货叉抬升一定高度，保证货叉和托盘13收回时不会与货架11刮擦。

当所需存放货物所在层货架横梁下边沿的高度值为H、横梁12下边沿与上边沿的高度差值为X时，“控制器1根据距离传感器2、位置检测传感器3检测得到的数据调整货叉的抬升高度，完成货架11上托盘13的自动存放”的具体步骤如下。

S311，当货叉抬升高度接近H时，减小抬升速度，若位置检测传感器3检测到货架横梁的下边沿时，距离传感器2开始计数货叉还需要抬升的高度值。还需要抬升的高度值即横梁12下边沿与上边沿的高度差值X。

S312，货叉抬升高度Y的同时位置检测传感器3检测横梁12上是否已存在托盘13，若存在则报警停车，若不存在则伸出货叉。此时，位置检测传感器3再次感应托盘13是否存在，进行二次检测，保证车辆运行的安全性。若位置检测传感器3为红外传感器，货叉抬升高度Y后使红外传感器能耗能够照射在货架11上托盘13的中心处。

S313，货叉下降高度Z后收回，使托盘13留在货架11上。货叉再降低高度Z，使货叉刚好能够插入托盘13的叉孔。

以上的H、Y、Z、h的数值均根据实际测量结果确定。

本发明在使用过程中不需要人工操作，AGV叉车可自动行驶到需要叉取托盘13的库位处，自动将货叉抬升到可以叉取的位置，将托盘13从货架11上取下来，而不会因为货架11的高低不平而对精度产生影响。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种AGV叉车自动存取货控制系统，用于托盘叉车式AGV车辆提取货架横梁上的托盘，其特征在于，包括装载于托盘叉车式AGV车辆上的控制器、距离传感器、位置检测传感器、导航装置，所述距离传感器、位置检测传感器、导航装置分别与控制器电连接；

所述距离传感器用于检测货叉和货架横梁的高度，并将获得数据传输至控制器；所述位置检测传感器用于感应货架的横梁和托盘的位置，并将获得数据传输至控制器；所述导航装置用于获取AGV车辆的定位信息，并将定位信息传输至控制器；

所述控制器根据距离传感器和位置检测传感器的数据控制货叉的升降使货叉到合适的高度，根据导航装置的定位信息控制AGV车辆的行进与转向，从而完成货架上托盘的自动存放或叉取。

2.根据权利要求1所述的AGV叉车自动存取货控制系统，其特征在于，所述距离传感器为拉线式位移传感器或激光测距传感器。

3.根据权利要求1所述的AGV叉车自动存取货控制系统，其特征在于，所述位置检测传感器有偶数个，偶数个位置检测传感器对称设置在托盘叉车式AGV车辆托盘架的左右两侧。

4.根据权利要求1或3所述的AGV叉车自动存取货控制系统，其特征在于，所述位置检测传感器为红外传感器、激光传感器、声波传感器或条码传感器。

5.根据权利要求1所述的AGV叉车自动存取货控制系统，其特征在于，所述货叉连接有电驱动装置，所述电驱动装置与控制器电连接，控制器通过电驱动装置控制货叉的升降。

6.根据权利要求1所述的AGV叉车自动存取货控制系统，其特征在于，还包括存储装置，所述存储装置与控制器电连接，存储装置用于存储距离传感器、位置检测传感器的数据及导航装置的定位信息。

7.根据权利要求1所述的AGV叉车自动存取货控制系统，其特征在于，还包括显示装置，所述显示装置与控制器电连接，显示装置用于显示距离传感器、位置检测传感器的数据及导航装置的定位信息。

8.一种基于权利要求1至7任意一项所述AGV叉车自动存取货控制系统的AGV叉车自动存取货控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，控制器根据导航装置的定位信息控制AGV车辆的行进与转向；

S2，控制器获取距离传感器、位置检测传感器检测得到的检测数据，所述检测数据包括每一层货架横梁下边沿处的高度值、每一层货架横梁下边沿与上边沿的高度差值；

S3，控制器根据距离传感器、位置检测传感器检测得到的检测数据调整货叉的抬升高度，完成货架上托盘的自动存放或自动叉取。

9.根据权利要求8所述的AGV叉车自动存取货控制方法，其特征在于，所述“控制器获取距离传感器、位置检测传感器检测得到的检测数据”的具体步骤如下：

S201，当位置检测传感器检测到某一层货架横梁的下边沿与上边沿后，通过距离传感器检测并记录下该层货架横梁下边沿的高度值、该层货架横梁下边沿与上边沿的高度差值；

S202，按照S201的方法依次测量得每一层货架横梁下边沿处的高度值、每一层货架横梁下边沿与上边沿的高度差值。

10.根据权利要求8所述的AGV叉车自动存取货控制方法，其特征在于，当所需叉取货物所在层货架横梁下边沿的高度值为H、横梁下边沿与上边沿的高度差值为X时，“控制器根据距离传感器、位置检测传感器检测得到的数据调整货叉的抬升高度，完成货架上托盘的自动叉取”的具体步骤如下：

S301，当货叉抬升高度接近H时，减小抬升速度，若位置检测传感器检测到货架横梁的下边沿时，距离传感器开始计数货叉还需要抬升的高度值；

S302，货叉继续抬升高度Y的同时位置检测传感器检测托盘是否存在，若存在则使货叉下降高度Z，使货叉刚好能够插入托盘；

S303，货叉抬升高度h后将货叉收回，取出货架上的托盘。

11.根据权利要求8所述的AGV叉车自动存取货控制方法，其特征在于，当所需存放货物所在层货架横梁下边沿的高度值为H、横梁下边沿与上边沿的高度差值为X时，“控制器根据距离传感器、位置检测传感器检测得到的数据调整货叉的抬升高度，完成货架上托盘的自动存放”的具体步骤如下：

S311，当货叉抬升高度接近H时，减小抬升速度，若位置检测传感器检测到货架横梁的下边沿时，距离传感器开始计数货叉还需要抬升的高度值；

S312，货叉抬升高度Y的同时位置检测传感器检测横梁上是否已存在托盘，若存在则报警停车，若不存在则伸出货叉；

S313，货叉下降高度Z后收回，使托盘留在货架上。