CN108639187A - 一种可称重、可电磁吸附货架的agv系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，包括AGV(1)及货架(2)，所述AGV(1)包括AGV底盘(3)、托盘(4)、称重传感器(5)、电磁铁(6)、顶板(7)，所述货架(2)包括矩形管(8)、万向轮(9)、钢板(10)、支撑板(11)。本发明的可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，由于电磁铁(6)、称重传感器(5)的存在，不仅可以保证在搬运过程中稳固的吸附货架(2)，确保货架(2)不斜不倒，而且时刻监控货架(2)上物体的重量，确保货架(2)上物体不缺不少，最终实现可靠搬运、准确搬运。
Description
技术领域
本发明涉及自动化搬运行业，具体的，其展示了一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统。
背景技术
随着人口红利的消失，劳动力非常紧缺，人工成本非常高，自动搬运的发展，可以减少搬运过程中对人的依赖，极大的降低成本。
目前采用的自动搬运AGV，无法称量货架上物体的重量，而且也无法保证搬运过程中货架不歪不斜。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可称重、可电磁吸附货架的AGV，可以做到搬运过程中货架上的东西不歪不到，而且准确知道货架上物体的重量。
本发明所采用的技术方案是：一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，包括AGV1、货架2；
所述AGV1包括底盘3、托盘4、称重传感器5、电磁铁6、顶板7；所述底盘3为立方体形状，所述底盘3的上表面上设有所述托盘4，所述托盘4位于所述底盘3的上表面的中心位置，所述托盘4的下表面与所述底盘3的上表面固定连接；所述托盘4的上表面设置有一个或多个所述称重传感器5、一个或多个所述电磁铁6，所述托盘4为圆环状；当称重传感器5和所述电磁铁6均为多个时，多个所述称重传感器5和多个所述电磁铁6沿着所述托盘4的圆周均匀设置，并且多个所述称重传感器5和多个所述电磁铁6间隔设置，并且多个所述称重传感器5的高度相同；所述称重传感器5的上表面与所述顶板7的下表面固定连接；所述顶板7的也为圆环状，并且所述顶板7的圆心与所述托盘4的圆心处于同一竖直轴线上；所述顶板7上设有多个开口，所述多个开口的位置与多个电磁跌6的位置相对应，所述电磁铁6的上端伸入所述多个开口中，且所述电磁铁6的上表面与顶板7的上表面位于同一平面；
所述货架2包括矩形管8、万向轮9、金属板10、支撑板11；所述矩形管8有4个，4个矩形管8的形状和大小均相同，每个矩形管8的底端连接有一个万向轮9，所述支撑板11为矩形，每个矩形管8的顶端与矩形支撑板11的四个角连接，所述支撑板11的下表面设置有金属板10；所述金属板10位于矩形支撑板11的中央位置，所述金属板10的形状为圆形；矩形支撑板11呈水平方向放置；
所述AGV1通电时，从顶板7上多个开口伸出的所述电磁铁6吸附所述金属板10。
优选的，所述称重传感器5和所述电磁铁6的数量均为3个。
优选的，所述金属板10为栅格状，所述金属板10为钢板或铁板。
优选的，所述金属板10与所述顶板7的形状和大小均相同。
优选的，所述顶板7上开有一个小孔，电磁铁6可以通过顶板7上的小孔轻微移动。
优选的，所述AGV1侧面设置有一显示屏，能够显示称重传感器5测量出的货架的重量。
优选的，所述AGV1的底端四个角分别连接一可伸缩的支架，支架的高度能够在电驱动下上下调节。
优选的，所述底盘3内部包括距离感应器、加速度传感器、图像传感器、微控制器、电源、开关、存储器，所述距离感应器与电源、开关电连接，所述加速度传感器、图像传感器、微控制器、存储器与所述开关电连接，所述开关与所述电源电连接；所述微控制器与所述加速度传感器、图像传感器、存储器电连接；
所述距离感应器能够感应到一定距离内有物体接近，距离感应器一旦感应到物体接近，则输出感应信号给开关，开关在接收到感应信号后闭合；在底盘的外侧面还设置有一按钮，按钮与开关连接，通过按钮的按下与否使得开关在闭合和截断状态之间切换；
所述加速度传感器能够感测所述底盘3的倾斜角度，并将感测到的倾斜角度输出给微控制器，微控制器判断倾斜角度是否大于0度，如果超过0度，则微控制器电驱动可伸缩的支架，从而调节支架的高度，直至加速度传感器再感测到的倾斜角度为零；
所述图像传感器，用于对货架上放置的货物进行拍照或摄像，拍照或摄像每隔固定周期进行；
存储器中存储有初始重量W0，该初始重量W0为空置的货架2的重量。
所述AGV1还包含RFID读卡器，该RFID读卡器与微控制器相连；同时，该RFID读卡器能够读取货架2上装载的货物上附着的RFID标签，获取RFID标签中的商品信息，微控制器记录商品信息和对应的称重重量；通过依次放置货物，依次记录每一个放置的商品信息和对应的称重重量Wr到存储器中；
进一步地，所述底盘3上还包括报警装置、无线通讯装置，微控制器与所述报警装置、无线通讯装置相连。在货物运输期间，称重传感器5每隔固定周期称量一次重量Ws，并将其发送给微控制器，微控制器将实时测量得到的重量Ws与通过已存储的重量Wr总和进行比较，如果Wr总和与Ws的差值超过参考阈值a，其中a为事先设定的存储在存储器中的参考阈值，则微控制器发送报警信号给报警装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于电磁铁的存在，保证在搬运过程中稳固的吸附货架，确保货架不斜不倒，由于称重传感器的存在，可以时刻监控货架上物体的重量，确保货架上物体不缺不少，最终实现可靠搬运、准确搬运。
附图说明
图1为本发明的实施例的结构示意图；
图2为本发明的AGV的结构示意图；
图3为本发明的货架的结构示意图。
图中数字表示如下：
1AGV
2货架
3AGV底盘
4托盘
5称重传感器
6电磁铁
7顶板
8矩形管
9万向轮
10钢板
11支撑板。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但是并因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示，一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，包括AGV1、货架2；
如图2所示，所述AGV1包括底盘3、托盘4、称重传感器5、电磁铁6、顶板7；所述底盘3为立方体形状，所述底盘3的上表面上设有所述托盘4，所述托盘4位于所述底盘3的上表面的中心位置，所述托盘4的下表面与所述底盘3的上表面固定连接；所述托盘4的上表面设置有一个或多个所述称重传感器5、一个或多个所述电磁铁6，所述托盘4为圆环状；当称重传感器5和所述电磁铁6均为多个时，多个所述称重传感器5和多个所述电磁铁6沿着所述托盘4的圆周均匀设置，并且多个所述称重传感器5和多个所述电磁铁6间隔设置，并且多个所述称重传感器5的高度相同；所述称重传感器5的上表面与所述顶板7的下表面固定连接；所述顶板7的也为圆环状，并且所述顶板7的圆心与所述托盘4的圆心处于同一竖直轴线上；所述顶板7上设有多个开口，所述多个开口的位置与多个电磁跌6的位置相对应，所述电磁铁6的上端伸入所述多个开口中，且所述电磁铁6的上表面与顶板7的上表面位于同一平面；
如图3所示，所述货架2包括矩形管8、万向轮9、金属板10、支撑板11；所述矩形管8有4个，4个矩形管8的形状和大小均相同，每个矩形管8的底端连接有一个万向轮9，所述支撑板11为矩形，每个矩形管8的顶端与矩形支撑板11的四个角连接，所述支撑板11的下表面设置有金属板10；所述金属板10位于矩形支撑板11的中央位置，所述金属板10的形状为圆形；矩形支撑板11呈水平方向放置；
所述AGV1通电时，从顶板7上多个开口伸出的所述电磁铁6吸附所述金属板10。
优选的，所述称重传感器5和所述电磁铁6的数量均为3个。
优选的，所述金属板10为栅格状，所述金属板10为钢板或铁板。
优选的，所述金属板10与所述顶板7的形状和大小均相同。
优选的，所述顶板7上开有一个小孔，电磁铁6可以通过顶板7上的小孔轻微移动。
优选的，所述AGV1侧面设置有一显示屏，能够显示称重传感器5测量出的货架的重量。
在使用时，AGV1顶住货架2后，托盘4上的称重传感器5准确测量出货架2及其上的物体的重量，然后电磁铁6吸住货架2上的钢板10。由于电磁铁的存在，保证在搬运过程中稳固的吸附货架，确保货架不斜不倒，由于称重传感器的存在，可以时刻监控货架上物体的重量，确保货架上物体不缺不少，最终实现可靠搬运、准确搬运。
进一步地，所述AGV1的底端四个角分别连接一可伸缩的支架，支架的高度能够在电驱动下上下调节；货架2初始时与AGV1分离设置，货架2的四个支架均处于最低高度，然后将AGV1移动到货架2的正下方，此时AGV1的顶板7与货架2的金属板10间隔一定距离；此时启动AGV1的电驱动，使得AGV1的四个支架同时向上移动从而调整支架的高度，直至最高高度，此时从顶板7上多个开口伸出的所述电磁铁6吸附所述金属板10，而万向轮9离开地面，从而方便称重传感器5开始测量称重。
通过以上结构，AGV与货架能够分离，也能够装配在一起，从而使得一个AGV能与多个货架相配合使用，减少了运输系统中需要的AGV的数量，节约了运输成本。同时，在需要将货架上的货物通过AGV运输到其他地方时，货架2上的货物无需搬运到AGV上，可直接将已装载有货物的货架2与AGV1组装在一起，借助AGV1的自动导引功能，直接将货架2连同其上的货物一起运输到其他地方，进一步节省了搬运过程中人力的参与。
所述底盘3内部容纳有多个部件，包括距离感应器、加速度传感器、图像传感器、微控制器、电源、开关、存储器，所述距离感应器与电源、开关电连接，所述加速度传感器、图像传感器、微控制器、存储器与所述开关电连接，所述开关与所述电源电连接；所述微控制器与所述加速度传感器、图像传感器、存储器电连接。
所述距离感应器能够感应到一定距离内有物体接近，例如货架的接近，距离感应器一旦感应到物体接近，则输出感应信号给开关，开关在接收到感应信号后闭合，从而使得电源开始为所述加速度传感器、图像传感器、微控制器供电；而在其他情况下，开关默认截断状态，从而节省电源。进一步地，在底盘的外侧面还设置有一按钮，按钮与开关连接，通过按钮的按下与否使得开关在闭合和截断状态之间切换，从而使得AGV系统可以人工打开或关闭。
所述加速度传感器能够感测所述底盘的倾斜角度，并将感测到的倾斜角度输出给微控制器，微控制器判断倾斜角度是否大于0度，如果超过0度，则微控制器电驱动可伸缩的支架，从而调节支架的高度，直至加速度传感器再感测到的倾斜角度为零。通过此方式，能够调整底盘保持水平方向，从而保证了称重传感器所测量出的重量的准确性。
所述图像传感器，用于对货架上放置的货物进行拍照或摄像，拍照可每隔固定周期进行拍照。
存储器中存储有初始重量W0，该初始重量W0可通过将空置的货架2吸附到AGV1时获取，也可事先设置好；待将装载有货物的货架2吸附到AGV1后，称重传感器5测量出的重量为W1，并将其传送给微控制器，微控制器将计算结果W1-W0作为货物重量发送给显示屏显示。
进一步地，所述AGV1还包含RFID读卡器，该RFID读卡器与微控制器相连；同时货架2上装载的货物贴有RFID标签，该RFID标签上贴有RFID读卡器识别货物上贴有的RFID标签，读取商品信息，并记录商品信息和对应的称重重量；通过依次放置货物，可依次记录每一个放置的商品信息和对应的称重重量Wr存储到存储器中。
进一步地，所述底盘3上还包括报警装置、无线通讯装置，微控制器与所述报警装置、无线通讯装置相连。在货物运输期间，称重传感器5每隔固定周期称量一次重量Ws，并将其发送给微控制器，微控制器将实时测量得到的重量Ws与通过已存储的重量Wr进行比较，如果Wr-Ws>a，其中a为事先设定的存储在存储器中的参考阈值，则微控制器判定货物有可能发生偷盗，发送报警信号给报警装置，报警装置可通过扬声器发出报警声音，也可同时将报警等进行闪烁，或者通过无线通讯装置发送报警信号给中央服务器，可选的，连同Wr和Ws、测量时间、位置数据一起发送给中央服务器，中央服务器记录报警信号以Wr和Ws、测量时间、位置数据，以便管理人员及时确认货架上货物的情况，或者后续追溯时分析货物掉落或被偷盗的时间或位置。在货架上的货物通常是由包装箱包裹的，在对货物进行偷盗时，经常会只偷取包装箱中的货物，而留有空包装箱在货架上，此时将实际测得的重量与RFID标签事先读取的参考重量进行比较，如果一旦两者之间差异变大，那么就可判断出空包装箱出现，此时发送报警信号，使得管理人员能够及时获知空包装箱的情形，以便进一步处理，因此起到了很好的防盗效果。
在发生报警信号时，微控制器可同时将报警信号产生时刻之前的一段时间内所拍摄的图像或视频通过无线通讯模块传送给中央服务器，中央服务器通过一段时间的图像或视频分析货物是跌落，还是货物被偷盗，如果货物跌落，能够分析货物跌落的原因，从而依据原因进行改进以避免后续再发生跌落；若货物发生偷盗，可对货物偷盗的过程进行记录分析，提供证据支持。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：包括AGV(1)、货架(2)；
所述AGV(1)包括底盘(3)、托盘(4)、称重传感器(5)、电磁铁(6)、顶板(7)；所述底盘(3)为立方体形状，所述底盘(3)的上表面上设有所述托盘(4)，所述托盘(4)位于所述底盘(3)的上表面的中心位置，所述托盘(4)的下表面与所述底盘(3)的上表面固定连接；所述托盘(4)的上表面设置有一个或多个所述称重传感器(5)、一个或多个所述电磁铁(6)，所述托盘(4)为圆环状；当称重传感器(5)和所述电磁铁(6)均为多个时，多个所述称重传感器(5)和多个所述电磁铁(6)沿着所述托盘(4)的圆周均匀设置，并且多个所述称重传感器(5)和多个所述电磁铁(6)间隔设置，并且多个所述称重传感器(5)的高度相同；所述称重传感器(5)的上表面与所述顶板(7)的下表面固定连接；所述顶板(7)也为圆环状，并且所述顶板(7)的圆心与所述托盘(4)的圆心处于同一竖直轴线上；所述顶板(7)上设有多个开口，所述多个开口的位置与多个电磁跌(6)的位置相对应，所述电磁铁(6)的上端伸入所述多个开口中，且所述电磁铁(6)的上表面与顶板(7)的上表面位于同一平面；
所述货架(2)包括矩形管(8)、万向轮(9)、金属板(10)、支撑板(11)；所述矩形管(8)有4个，4个矩形管(8)的形状和大小均相同，每个矩形管(8)的底端连接有一个万向轮(9)，所述支撑板(11)为矩形，每个矩形管(8)的顶端与矩形支撑板(11)的四个角连接，所述支撑板(11)的下表面设置有金属板(10)；所述金属板(10)位于矩形支撑板(11)的中央位置，所述金属板(10)的形状为圆形；矩形支撑板(11)呈水平方向放置；
所述AGV(1)通电时，从顶板(7)上多个开口伸出的所述电磁铁(6)吸附所述金属板10。
2.根据权利要求1所述的一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：所述称重传感器(5)和所述电磁铁(6)的数量均为3个。
3.根据权利要求1所述的一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：所述金属板(10)为栅格状，所述金属板(10)为钢板或铁板，所述金属板(10)与所述顶板(7)的形状和大小均相同。
4.根据权利要求1所述的一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：所述顶板(7)上开有一个小孔，电磁铁(6)可以通过顶板(7)上的小孔轻微移动；所述AGV(1)侧面设置有一显示屏，能够显示称重传感器(5)测量出的货架的重量；所述AGV(1)的底端四个角分别连接一可伸缩的支架，支架的高度能够在电驱动下上下调节。
5.根据权利要求1所述的一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：所述底盘(3)内部包括距离感应器、加速度传感器、图像传感器、微控制器、电源、开关、存储器，所述距离感应器与电源、开关电连接，所述加速度传感器、图像传感器、微控制器、存储器与所述开关电连接，所述开关与所述电源电连接；所述微控制器与所述加速度传感器、图像传感器、存储器电连接。
6.根据权利要求5所述的一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：所述距离感应器能够感应到一定距离内有物体接近，距离感应器一旦感应到物体接近，则输出感应信号给开关，开关在接收到感应信号后闭合；在底盘的外侧面还设置有一按钮，按钮与开关连接，通过按钮的按下与否使得开关在闭合和截断状态之间切换。
7.根据权利要求5所述的一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：所述加速度传感器能够感测所述底盘的倾斜角度，并将感测到的倾斜角度输出给微控制器，微控制器判断倾斜角度是否大于0度，如果超过0度，则微控制器电驱动可伸缩的支架，从而调节支架的高度，直至加速度传感器再感测到的倾斜角度为零。
8.根据权利要求5所述的一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：所述图像传感器，用于对货架上放置的货物进行拍照或摄像，拍照或摄像每隔固定周期进行；存储器中存储有初始重量W0，该初始重量W0为空置的货架(2)的重量。
9.根据权利要求5所述的一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：所述AGV(1)还包含RFID读卡器，该RFID读卡器与微控制器相连；同时，该RFID读卡器能够读取货架(2)上装载的货物上附着的RFID标签，获取RFID标签中的商品信息，微控制器记录商品信息和对应的称重重量；通过依次放置货物，依次记录每一个放置的商品信息和对应的称重重量Wr到存储器中。
10.根据权利要求9所述的一种可称重、可电磁吸附货架的AGV系统，其特征在于：所述底盘(3)上还包括报警装置、无线通讯装置，微控制器与所述报警装置、无线通讯装置相连。在货物运输期间，称重传感器每隔固定周期称量一次重量Ws，并将其发送给微控制器，微控制器将实时测量得到的重量Ws与通过已存储的重量Wr总和进行比较，如果Wr总和与Ws的差值超过参考阈值a，其中a为事先设定的存储在存储器中的参考阈值，则微控制器发送报警信号给报警装置。
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