CN109665468B - 叉车式agv货叉升降速度控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叉车式AGV货叉升降速度控制方法和装置，所述叉车式AGV货叉升降速度控制方法，包括以下步骤：步骤S1，获取升降货叉的指令；步骤S2，判断货叉是否有货；步骤S3，判断货叉是否上升；步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值。本发明通过预先形成控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的速度线性化表，在货叉上升和下降时，根据空载和有载查询相应的速度线性化表，获取相应的上升和下降的速度输出值，使得速度的控制非常准确，空载和有载时货叉的实际升降速度没有差别，从而也提升了货叉升降高度的精度。

Description

叉车式AGV货叉升降速度控制方法和装置

技术领域

本发明涉及运输设备领域，特别涉及叉车式AGV小车。

背景技术

AGV小车，全称Automated Guided Vehicle小车，可以自动导航，将货物运送到目的地，一般在物流系统或工厂内应用较多。叉车式AGV象普通叉车一样，设有货叉能够上升和下降，以更方便搬运货物。但现在发现，在空载和有载时，给同样的设定速度值，货叉的实际升降速度差别比较大，如此货叉的升降精度也不准。这是因为叉车式AGV小车使用的是液压系统进行货叉的升降，液压系统不像电伺服系统有那么快的响应速度，如果直接使用PID进行速度闭环控制的话，还容易引起震荡。另外，控制器是根据设定速度值进行简单转换作为速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机或者比例阀，但给到驱动泵的电机或者比例阀的速度输出值与货叉的实际升降速度也不是简单的线性关系。

发明内容

鉴于目前现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可以精确控制速度的叉车式AGV货叉升降速度控制方法和系统。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种叉车式AGV货叉升降速度控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，获取升降货叉的指令；

步骤S2，判断货叉是否有货；

步骤S3，判断货叉是否上升；

步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值。

进一步，其中所述步骤S1，获取升降货叉的指令，所述指令中包含设定速度值和目标高度值。

进一步，其中所述步骤S2，判断货叉是否有货，是根据载货传感器进行判断。

进一步，其中所述步骤S3，判断货叉是否上升，是根据所述目标高度值和当前高度值进行判断，所述当前高度值由高度传感器获取。

进一步，其中所述步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值，包括：如果是货叉有货且下降，则根据设定速度值查询有货时下降的速度线性化表；如果是货叉有货且上升，则根据设定速度值查询有货时上升的速度线性化表；如果是货叉无货且下降，则根据设定速度值查询无货时下降的速度线性化表; 如果是货叉无货且上升，则根据设定速度值查询无货时上升的速度线性化表。

进一步，其中所述有货时下降的速度线性化表、有货时上升的速度线性化表、无货时下降的速度线性化表、无货时上升的速度线性化表，是控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的关系表，预先在手动模式下获取，分别在货叉空载和有载时，通过手柄控制货叉上升和下降N次，速度从零到加到最大速度，每次获取M个数据点生成，其中所述有载为最大负载的第一比例值。

进一步，其中所述N为2-5，所述M为15-30，所述第一比例值为50%-90%。

进一步，其中所述步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值中，所述速度输出值为M个数据点中的一个，或两个数据点之间根据设定速度值与数据点的差值并根据两个数据点的线性函数关系计算出相应的速度输出值。

进一步，其中所述步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值后，有货时上升和无货时上升的速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机，有货时下降和无货时下降的速度输出值输出给液压系统的比例阀。

一种叉车式AGV货叉升降速度控制装置，包括：

操作面板，用于输入升降货叉的指令；

控制器，从操作面板获取升降货叉的指令，判断货叉是否有货，判断货叉是否上升，查询速度线性化表，获取速度输出值，输出给液压系统的驱动泵的电机或比例阀。

进一步，其中所述从操作面板输入的升降货叉的指令中包含设定速度值和目标高度值。

进一步，其中所述装置还包括载货传感器和高度传感器，控制器判断货叉是否有货，是根据所述载货传感器进行判断，控制器判断货叉是否上升，是根据所述目标高度值和当前高度值进行判断，所述当前高度值由所述高度传感器获取。

进一步，其中所述控制器查询速度线性化表，获取速度输出值，包括：如果是货叉有货且下降，则根据设定速度值查询有货时下降的速度线性化表；如果是货叉有货且上升，则根据设定速度值查询有货时上升的速度线性化表；如果是货叉无货且下降，则根据设定速度值查询无货时下降的速度线性化表; 如果是货叉无货且上升，则根据设定速度值查询无货时上升的速度线性化表。

进一步，其中所述有货时下降的速度线性化表、有货时上升的速度线性化表、无货时下降的速度线性化表、无货时上升的速度线性化表，是控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的关系表，预先在手动模式下获取，分别在货叉空载和有载时，通过手柄控制货叉上升和下降N次，速度从零到加到最大速度，每次获取M个数据点生成，其中所述有载为最大负载的第一比例值。

进一步，其中所述N为2-5，所述M为15-30，所述第一比例值为50%-90%。

进一步，其中所述控制器查询速度线性化表，获取速度输出值中，所述速度输出值为M个数据点中的一个，或两个数据点之间根据设定速度值与数据点的差值并根据两个数据点的线性函数关系计算出相应的速度输出值。

进一步，其中所述有货时上升和无货时上升的速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机，有货时下降和无货时下降的速度输出值输出给液压系统的比例阀。

本发明的优点：本发明通过预先形成控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的速度线性化表，在货叉上升和下降时，根据空载和有载查询相应的速度线性化表，获取相应的上升和下降的速度输出值，使得速度的控制非常准确，空载和有载时货叉的实际升降速度没有差别，从而也提升了货叉升降高度的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为本发明一种实施方式所述的一种叉车式AGV货叉升降速度控制方法的流程示意图。

图2 为本发明一种实施方式所述的一种叉车式AGV货叉升降速度控制装置的结构示意图。

图3 为本发明一种实施方式所述的一种叉车式AGV货叉升降速度控制方法一具体实施例的流程示意图。

图4(a)、4(b)、4(c)、4(d)分别为本发明一种实施方式所述的一种叉车式AGV货叉升降速度控制方法一具体实施例中有货时下降的速度线性化表、有货时上升的速度线性化表、无货时下降的速度线性化表、无货时上升的速度线性化表的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1所示，一种叉车式AGV货叉升降速度控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，获取升降货叉的指令；

步骤S2，判断货叉是否有货；

步骤S3，判断货叉是否上升；

步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值。

其中，所述步骤S1，获取升降货叉的指令中，包含设定速度值和目标高度值，所述目标高度值即为货物要送到的高度。AGV小车是自动化、智能化的设备，在自动模式下，只要给其设定要到达的距离或高度或角度以及速度，然后发出开始启动的指令，其内部控制器即可根据这些信息进行运算然后自动完成货物的运送。

进一步，其中所述步骤S2，判断货叉是否有货，是根据载货传感器进行判断。正如前所述，AGV小车是自动化、智能化的设备，其上设置有多种传感器来辅助其完成各种工作。比如，其上即设置有载货传感器用来感知货叉上是否装载有货物。比如，当货叉空载时，载货传感器输出为0；当货叉有载时，载货传感器输出为1。内部控制器根据载货传感器提供的这些信息，即可判断货叉上是否有货。

进一步，其中所述步骤S3，判断货叉是否上升，是根据所述目标高度值和当前高度值进行判断 。如前所述，获取的升降货叉的指令中，包含有目标高度值，即货物要送到的高度，同时AGV小车上也设置有高度传感器能随时感知货叉当前所在的高度，如此，控制器即可判断出是要上升还是要下降。

判断出货叉空载或有载、上升或下降后，控制器则需要给出速度输出值给液压系统的驱动泵的电机或比例阀，AGV小车即可自动完成货物的运送。现有技术中，控制器根据设定速度值进行简单转换作为速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机或者比例阀，使得货叉在空载和有载时，货叉的实际升降速度差别比较大。本发明通过所述步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值。具体包括：如果是货叉有货且下降，则根据设定速度值查询有货时下降的速度线性化表；如果是货叉有货且上升，则根据设定速度值查询有货时上升的速度线性化表；如果是货叉无货且下降，则根据设定速度值查询无货时下降的速度线性化表；如果是货叉无货且上升，则根据设定速度值查询无货时上升的速度线性化表。

其中所述有货时下降的速度线性化表、有货时上升的速度线性化表、无货时下降的速度线性化表、无货时上升的速度线性化表，是控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的关系表，预先在手动模式下获取，分别在货叉空载和有载时，通过手柄控制货叉上升和下降N次，速度从零到加到最大速度，每次获取M个数据点生成，其中所述有载为最大负载的第一比例值。因设定速度值本就是期望货叉实际能达到的升降速度，而预先制作好控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的关系表即速度线性化表，然后在需要升降货叉的时候，根据设定速度值（即期望货叉实际达到的升降速度）去反向查询出相应的速度输出值以控制货叉的升降，使得货叉的实际升降速度非常准确，空载时与有载时也没有差别。

其中所述N至少等于1，一般为2-5。次数太少，可能获取的数据点有的片面，不准确；多测试几次取其平均值，数据点相对准确；太多次意义也不大，反而提高成本降低效率。

所述M可以与设定速度值有一定关系。如果设定速度值是有限的几个供选择，则所述M也可为所述有限的几个。这样，在根据设定速度值查询速度线性化表时，所述设定速度值正好是M个数据点中的一个，有完全对应的数据点用于查询。如果设定速度值是在一线性区间内任意选择，比如0-100KM/H之间，则M一般为15-30。这样，在根据设定速度值查询速度线性化表时，如果设定速度值正好是M个数据点中的一个，则也正好可以有完全对应的数据点用于查询，如果设定速度值是在两个数据点之间，则取该设定速度值与数据点的差值并根据两个数据点的线性函数关系计算出相应的速度输出值。这样计算得到的速度输出值相对准确，而计算速度也比较快，效率较高。

所述第一比例值一般为50%-90%，因为在一般实际运送货物时，货物的重量往往大于货叉最大负载的一半，但一般不会满负载动作。当然，也可进一步按实际需要进行选择。

进一步，其中所述步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值后，有货时上升和无货时上升的速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机，有货时下降和无货时下降的速度输出值输出给液压系统的比例阀。因为货叉上升时需要电机来驱动，而下降时则不需要电机来驱动，而是靠自身重力，而比例阀则是用来控制货叉的停止或下降，比例阀完全关闭时，货叉停止，比例阀打开，则货叉可以下降，比例阀开得越大，则下降速度越快。所以，货叉无论是空载还是有载上升时，控制器均是将速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机，货叉无论是空载还是有载下降时，控制器均是将速度输出值输出给液压系统的比例阀。

请参见图2所示，一种叉车式AGV货叉升降速度控制装置，包括：

操作面板，用于输入升降货叉的指令；

控制器，从操作面板获取升降货叉的指令，判断货叉是否有货，判断货叉是否上升，查询速度线性化表，获取速度输出值，输出给液压系统的驱动泵的电机或比例阀。

如前所述，所述从操作面板输入的升降货叉的指令中包含设定速度值和目标高度值。所述目标高度值即为货物要送到的高度。AGV小车是自动化、智能化的设备，在自动模式下，只要在操作面板上给其设定要到达的距离或高度或角度以及速度，然后发出开始启动的指令，其内部控制器即可根据这些信息进行运算然后自动完成货物的运送。

进一步，AGV小车这种自动化、智能化的设备，其上设置有多种传感器来辅助其完成各种工作。所述装置还包括载货传感器和高度传感器。所述控制器判断货叉是否有货，是根据所述载货传感器进行判断。比如，当货叉空载时，载货传感器输出为0；当货叉有载时，载货传感器输出为1。控制器根据载货传感器提供的这些信息，即可判断货叉上是否有货。所述控制器判断货叉是否上升，是根据所述目标高度值和当前高度值进行判断。如前所述，获取的升降货叉的指令中，包含有目标高度值，即货物要送到的高度，同时高度传感器能随时感知货叉当前所在的高度，如此，控制器即可判断出是要上升还是要下降。

判断出货叉空载或有载、上升或下降后，控制器则需要给出速度输出值给液压系统的驱动泵的电机或比例阀，AGV小车即可自动完成货物的运送。现有技术中，控制器根据设定速度值进行简单转换作为速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机或者比例阀，使得货叉在空载和有载时，货叉的实际升降速度差别比较大。本发明通过控制器查询速度线性化表，获取速度输出值。具体包括：如果是货叉有货且下降，则根据设定速度值查询有货时下降的速度线性化表；如果是货叉有货且上升，则根据设定速度值查询有货时上升的速度线性化表；如果是货叉无货且下降，则根据设定速度值查询无货时下降的速度线性化表;如果是货叉无货且上升，则根据设定速度值查询无货时上升的速度线性化表。

所述有货时下降的速度线性化表、有货时上升的速度线性化表、无货时下降的速度线性化表、无货时上升的速度线性化表，是控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的关系表，预先在手动模式下获取，分别在货叉空载和有载时，通过手柄控制货叉上升和下降N次，速度从零到加到最大速度，每次获取M个数据点生成，其中所述有载为最大负载的第一比例值。因设定速度值本就是期望货叉实际能达到的升降速度，而预先制作好控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的关系表即速度线性化表，然后在需要升降货叉的时候，根据设定速度值（即期望货叉实际达到的升降速度）去反向查询出相应的速度输出值以控制货叉的升降，使得货叉的实际升降速度非常准确，空载时与有载时也没有差别。

其中所述N至少等于1，一般为2-5。次数太少，可能获取的数据点有的片面，不准确；多测试几次取其平均值，数据点相对准确；太多次意义也不大，反而提高成本降低效率。

所述M可以与设定速度值有一定关系。如果设定速度值是有限的几个供选择，则所述M也可为所述有限的几个。这样，在根据设定速度值查询速度线性化表时，所述设定速度值正好是M个数据点中的一个，有完全对应的数据点用于查询。如果设定速度值是在一线性区间内任意选择，比如0-100KM/H之间，则M一般为15-30。这样，在根据设定速度值查询速度线性化表时，如果设定速度值正好是M个数据点中的一个，则也正好可以有完全对应的数据点用于查询，如果设定速度值是在两个数据点之间，则取该设定速度值与数据点的差值并根据两个数据点的线性函数关系计算出相应的速度输出值。这样计算得到的速度输出值相对准确，而计算速度也比较快，效率较高。

所述第一比例值一般为50%-90%，因为在一般实际运送货物时，货物的重量往往大于货叉最大负载的一半，但一般不会满负载动作。当然，也可进一步按实际需要进行选择。

所述有货时上升和无货时上升的速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机，有货时下降和无货时下降的速度输出值输出给液压系统的比例阀。因为货叉上升时需要电机来驱动，而下降时则不需要电机来驱动，而是靠自身重力，而比例阀则是用来控制货叉的停止或下降，比例阀完全关闭时，货叉停止，比例阀打开，则货叉可以下降，比例阀开得越大，则下降速度越快。所以，货叉无论是空载还是有载上升时，控制器均是将速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机，货叉无论是空载还是有载下降时，控制器均是将速度输出值输出给液压系统的比例阀。请参见图3所示，一种叉车式AGV货叉升降速度控制方法的具体实施例，自动模式下收到升降货叉的指令；然后根据载货传感器判断是否有货；然后根据指令高度和当前高度判断是否上升；然后查询速度线性化表，获取速度输出值，如果是有货下降，则查询有货时下降的速度线性化表，得出比例阀所需要的速度输出值，如果是有货上升，则查询有货时上升的速度线性化表，得出驱动泵的电机所需要的速度输出值，如果是无货上升，则查询无货时上升的速度线性化表，得出驱动泵的电机所需要的速度输出值，如果是无货下降，则查询无货时下降的速度线性化表，得出比例阀所需要的速度输出值。图4(a)、4(b)、4(c)、4(d)所示即为本具体实施例中所查询的有货时下降的速度线性化表、有货时上升的速度线性化表、无货时下降的速度线性化表、无货时上升的速度线性化表的示意图。在本实施例中，所述N为2，所述M为20，所述第一比例值为60%。

本发明叉车式AGV货叉升降速度控制方法和装置，通过预先形成控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的速度线性化表，在货叉上升和下降时，根据空载和有载查询相应速度线性化表，获取相应的的上升和下降的速度输出值，使得速度的控制非常准确，空载和有载时货叉的实际升降速度没有差别，从而也提升了货叉升降高度的精度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种叉车式AGV货叉升降速度控制装置，包括：

操作面板，用于输入升降货叉的指令，所述指令中包含设定速度值和目标高度值；

载货传感器，用于判断货叉是否有货；

高度传感器，用于获取当前高度值；

控制器，从操作面板获取升降货叉的指令，根据所述载货传感器判断货叉是否有货，根据所述目标高度值和所述当前高度值判断货叉是否上升，查询速度线性化表，获取速度输出值，输出给液压系统的驱动泵的电机或比例阀，其中所述控制器查询速度线性化表，获取速度输出值，包括：如果是货叉有货且下降，则根据设定速度值查询有货时下降的速度线性化表；如果是货叉有货且上升，则根据设定速度值查询有货时上升的速度线性化表；如果是货叉无货且下降，则根据设定速度值查询无货时下降的速度线性化表; 如果是货叉无货且上升，则根据设定速度值查询无货时上升的速度线性化表，其中所述有货时下降的速度线性化表、有货时上升的速度线性化表、无货时下降的速度线性化表、无货时上升的速度线性化表，是控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的关系表，预先在手动模式下获取，分别在货叉空载和有载时，通过手柄控制货叉上升和下降N次，速度从零到加到最大速度，每次获取M个数据点生成，其中所述有载为最大负载的第一比例值。

2.根据权利要求1所述的叉车式AGV货叉升降速度控制装置，其特征在于，其中所述N为2-5，所述M为15-30，所述第一比例值为50%-90%。

3.根据权利要求1所述的叉车式AGV货叉升降速度控制装置，其特征在于，其中所述控制器查询速度线性化表，获取速度输出值中，所述速度输出值为M个数据点中的一个，或两个数据点之间根据设定速度值与数据点的差值并根据两个数据点的线性函数关系计算出相应的速度输出值。

4.根据权利要求1所述的叉车式AGV货叉升降速度控制装置，其特征在于，其中所述有货时上升和无货时上升的速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机，有货时下降和无货时下降的速度输出值输出给液压系统的比例阀。

5.一种根据权利要求1所述的叉车式AGV货叉升降速度控制装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，获取升降货叉的指令，所述指令中包含设定速度值和目标高度值；

步骤S2，判断货叉是否有货，根据载货传感器进行判断；

步骤S3，判断货叉是否上升，根据所述目标高度值和当前高度值进行判断，所述当前高度值由高度传感器获取；比较目标高度值和当前高度值，当目标高度值大于当前高度值则判断货叉上升，当目标高度值小于当前高度值则判断货叉下降；

步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值，包括：如果是货叉有货且下降，则根据设定速度值查询有货时下降的速度线性化表；如果是货叉有货且上升，则根据设定速度值查询有货时上升的速度线性化表；如果是货叉无货且下降，则根据设定速度值查询无货时下降的速度线性化表; 如果是货叉无货且上升，则根据设定速度值查询无货时上升的速度线性化表，其中，所述有货时下降的速度线性化表、有货时上升的速度线性化表、无货时下降的速度线性化表、无货时上升的速度线性化表，是控制器的速度输出值与货叉实际升降速度的关系表，预先在手动模式下获取，分别在货叉空载和有载时，通过手柄控制货叉上升和下降N次，速度从零到加到最大速度，每次获取M个数据点生成，其中所述有载为最大负载的第一比例值。

6.根据权利要求5所述的叉车式AGV货叉升降速度控制方法，其特征在于，其中所述N为2-5，所述M为15-30，所述第一比例值为50%-90%。

7.根据权利要求5所述的叉车式AGV货叉升降速度控制方法，其特征在于，其中所述步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值中，所述速度输出值为M个数据点中的一个，或两个数据点之间根据设定速度值与数据点的差值并根据两个数据点的线性函数关系计算出相应的速度输出值。

8.根据权利要求5所述的叉车式AGV货叉升降速度控制方法，其特征在于，其中所述步骤S4，查询速度线性化表，获取速度输出值后，有货时上升和无货时上升的速度输出值输出给液压系统的驱动泵的电机，有货时下降和无货时下降的速度输出值输出给液压系统的比例阀。

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