CN109748203A - 一种agv自动化运行系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AGV自动化运行系统，它包括重载全向AGV平台、智能升举系统和条码管理系统，智能升举系统设置在重载全向AGV平台上，重载全向AGV平台包括AGV小车、设置在AGV小车上的动力转向检测装置、装载在AGV小车上MCU处理器和与MCU处理器连接的AGV调度管理装置，条码管理系统根据AGV调度管理装置交互信息，AGV调度管理装置与MCU处理器通信，能够在AGV小车到达目标位置前，调度修改目标位置。本发明还公开了一种AGV自动化运行控制方法。AGV小车能够进行货物运载，载重量大，能实现360°的全向运动，整个工作时间不会受到任何限制，分拣的差错率低，运动控制上实现前进、后退和左右转弯，当检测到障碍物时，停止相关工作，执行上位机系统的指令，停止、转弯等。

Description

一种AGV自动化运行系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于AGV自动化运行系统，具体涉及一种AGV自动化运行系统及控制方法。

背景技术

中大型重载物体的移动及物流，越来越多、越来越平繁，对重载运载平台的要求也越来越高，大型物体的智能化运送及堆垒智能化，是现代物流急需解决的问题。

重载物体的移动，包括两个方面：一是平面移动，二是垂直移动。目前，平面移动平台主要是人工驾驶的卡车，少量港口集装箱移动使用了重载AGV，但还不能够360°全向移动，垂直移动平台主要是人工驾驶的各种类型叉车。

另一方面，不论是卡车还是叉车，存在着安全隐患，受人员状态影响大；更为重要的是，这些车辆无法实现360°全向运动，转弯半径大，必须要足够的空间，对作业环境要求高，在一些空间狭隘的空间无法实施作业。

现有的可以升举运输的设备主要是码垛机，以轻载为主，其平面搬运能力有限。

叉车都是人工驱动的，且转弯半径大，存在安全隐患，每年都有事故发生。

集卡车平面搬运能力强，一般是人工的(已经有开始无人驾驶)，转弯半径大，但是无法做到升举搬运。

此外叉车和集卡车，在使用过程中存在工作不稳定的问题，其程序设置是一定的，而在遇到特殊情况例如货物受阻未能及时到叉车上即进行下一动作时容易造成货物翻落。智能化服务低，无法满足现有的物流需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种综合性的、重载、可360°全向行进的AGV自动化运行系统。

本发明还提供一种基于AGV自动化运行系统的运行控制方法。

本发明提供的一种AGV自动化运行系统，它包括重载全向AGV平台、智能升举系统和条码管理系统，智能升举系统设置在重载全向AGV平台上，重载全向AGV平台包括AGV小车、设置在AGV小车上的动力转向检测装置、装载在AGV小车上MCU处理器和与MCU处理器连接的AGV调度管理装置，条码管理系统根据AGV调度管理装置交互信息，AGV调度管理装置与MCU处理器通信，能够在AGV小车到达目标位置前，调度修改目标位置。

在上述技术方案中，所述动力转向检测装置包括动力转向组件和转向检测组件。所述动力转向组件包括转向驱动器、与转向驱动器连接的转向主动齿轮和与转向主动齿轮啮合的转向从动齿轮；所述转向检测组件包括转向检测齿轮和转向检测器，所述转向从动齿轮再与转向检测齿轮啮合，所述转向检测齿轮与转向检测器连接。

进一步的，所述智能升举系统包括门架、升降叉和磁导航模块，所述门架底部设置在AGV小车的车身上，所述磁导航模块设置在门架顶部，所述升降叉沿门架上下活动设置，所述升降叉上设置有货物检测组件，用于检测升降叉上有无货物，货物检测组件将检测的信号输送给磁导航模块。

进一步的，所述升降叉包括叉臂和设置在叉臂上的激光测距装置，激光测距装置用于测量货物离AGV小车的距离。

进一步的，所述激光测距装置包括第一激光发射模块、第二激光发射模块、电源模块、电路板、开关模块，所述第一激光发射模块与第二激光发射模块的激光探头相背离设置，所述电路板与所述电源模块、所述第一激光发射模块、第二激光发射模块以及开关模块分别连接。

基于该系统的控制方法，本发明提供一种AGV自动化运行控制方法，用于对货物的移动，该控制方法包括以下步骤：

S1、构建二维模块，控制AGV小车从出发点运动至目标点；

S2、控制激光测距装置在预设角度范围向该货物发射激光信号，以获取相对于货物的距离数据信息和角度信息；

S3、AGV小车根据激光测距装置反馈的位置信息，推导AGV小车位姿信息，进而控制AGV小车的驱动装置，经MCU处理器处理后输出该货物的位置和类型信息，使AGV小车精确达到指定位置；

S4、依据该货物的位置和类型信息控制AGV小车移动至该货物的正向位；

S5、货物检测组件检测升降叉上有无货物，在检测到有货物时，发送信号给磁导航模块，磁导航模块控制AGV小车带动货物进行下一步动作；控制AGV叉车将所述货物按预设路径托运至目标位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本系统用于AGV小车对货物的移动，能实现360°的全向运动，通过设置在叉臂上的激光测距装置，控制其在预设角度和预设距离范围内对货物发射激光信号，激光信号触及货物后反射回来，经MCU处理后输出该货物的位置和类型信息，条码管理系统根据AGV调度管理装置交互信息，能够在AGV小车到达目标位置前，修改目标位置，使AGV叉车精确达到指定位置，自动化程度高，稳定可靠性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中动力转向检测装置的结构示意图。

图3为本发明的工作原理图。

图中：1、重载全向AGV平台，11、AGV小车，12、动力转向检测装置，121、转向驱动器，122、转向主动齿轮，123、转向从动齿轮，124、转向检测齿轮，125、转向检测器，13、MCU处理器，14、AGV调度管理装置；2、智能升举系统，21、门架，22、升降叉，221、叉臂，222、激光测距装置，23、磁导航模块，24、货物检测组件；3、条码管理系统；4、避障传感器。

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。

请参阅图1和图3所示，本发明的一种AGV自动化运行系统，它包括重载全向AGV平台1、智能升举系统2和条码管理系统3，重载全向AGV平台1可360°全向运动，智能升举系统2设置在重载全向AGV平台1上，条码管理系统3是核心控制系统，由条码管理系统3来控制整个系统的可靠高效运行，重载全向AGV平台1包括AGV小车11、设置在AGV小车11上的动力转向检测装置12、装载在AGV小车11上MCU处理器13和与MCU处理器13连接的AGV调度管理装置14，条码管理系统3根据AGV调度管理装置14交互信息，AGV调度管理装置14与MCU处理器13通信，能够在AGV小车11到达目标位置前，调度修改目标位置，AGV小车11的搬运路径由AGV调度管理装置14根据目标位置和当前行驶道路情况进行计算与优化来确定。

AGV小车11装载有MCU处理器13，MCU处理器13控制AGV小车11的移动、停止、货叉提升等动作，MCU处理器13连接并受控于AGV调度管理装置14，由AGV调度管理装置14确定哪一台AGV小车11来执行某一具体任务。

图2所示，动力转向检测装置12包括动力转向组件和转向检测组件。动力转向组件包括转向驱动器121、与转向驱动器121连接的转向主动齿轮122和与转向主动齿轮122啮合的转向从动齿轮123；转向检测组件包括转向检测齿轮124和转向检测器125，转向从动齿轮123再与转向检测齿轮124啮合，转向检测齿轮124与转向检测器125连接。

AGV小车11采用驱动装置驱动，驱动装置由车轮、减速器、制动器、电机组成，控制AGV正常运行，其运行指令由计算机控制，车轮采用电动导向舵轮。

智能升举系统2包括门架21、升降叉22和磁导航模块23，门架21底部设置在AGV小车11的车身上，磁导航模块23设置在门架21顶部，升降叉22沿门架21上下活动设置，升降叉22上设置有货物检测组件24，用于检测升降叉上有无货物，货物检测组件24将检测的信号输送给磁导航模块23。货物检测组件24为接触开关，货物只有移动至升降叉22上，才能控制小车进一步动作，避免叉车在货物未安全转移上来时开始下一步动作导致货物转载不稳容易翻落的问题。

磁导航模块23，主要通过测量路径上的磁场信号来获取车辆自身相对于目标跟踪路径之间的位置偏差，从而实现车辆的控制及导航。磁导航模块23采用的导航传感器是磁导航传感器，事先在机器人运行的道路上铺设特殊规格的磁条，实现点到点的搬运，优点是定位精确。

升降叉22包括叉臂221和设置在叉臂221上的激光测距装置222，激光测距装置222用于测量货物离AGV小车11的距离。使得在行进过程中能通过探测件探测叉车与前方货物之间的距离，使得叉车叉取货物更为精准。

激光测距装置222包括第一激光发射模块、第二激光发射模块、电源模块、电路板、开关模块，第一激光发射模块与第二激光发射模块的激光探头相背离设置，电路板与电源模块、第一激光发射模块、第二激光发射模块以及开关模块分别连接。

AGV小车11的前后均设置有避障传感器4，避障传感器4与条码管理系统3电连接，起到导航的作用，避让周边物体。使得叉车在移动过程中能通过非接触单元和接触单元对其进行双重探测保护，避免其出现撞车的情况，更加智能化。

基于上述系统的一种控制方法，提供一种AGV自动化运行控制方法，用于对货物的移动，该控制方法包括以下步骤：

S1、构建二维模块，控制AGV小车11从出发点运动至目标点；

S2、控制激光测距装置222在预设角度范围向该货物发射激光信号，以获取相对于货物的距离数据信息和角度信息；

S3、AGV小车根据激光测距装置222反馈的位置信息，推导AGV小车11位姿信息，进而控制AGV小车11的驱动装置，经MCU处理器13处理后输出该货物的位置和类型信息，使AGV小车精确达到指定位置；

S4、依据该货物的位置和类型信息控制AGV小车移动至该货物的正向位；

S5、货物检测组件24检测升降叉上有无货物，在检测到有货物时，发送信号给磁导航模块23，磁导航模块23控制AGV小车11带动货物进行下一步动作，控制AGV小叉车将所述货物按预设路径托运至目标位置。

为了更快的推导AGV小车位姿信息，在货物放置周围设置多个激光反射板，激光信号触及货物后反射回来，激光反射板反馈位置信息。

以上预设角度范围为1°-160°，预设距离范围为0.5-10米。

通过在升降叉上设置货物检测组件，利用货物触碰激发信号的方式控制完成装载后的下一步动作从而解决了AGV小车工作时，货物未及时装载到叉车上即进行下一动作造成货物翻落的问题。

本发明的AGV小车能够进行货物运载，载重量大，从0.5吨到20吨(甚至更重)，整个工作时间不会受到任何限制，分拣的差错率低，运动控制上实现前进、后退和左右转弯，当检测到障碍物时，停止相关工作，执行上位机系统的指令，停止、转弯等。

本发明的AGV自动化运行系统，用于AGV小车对货物的移动，能实现360°的全向运动，通过设置在叉臂上的激光测距装置，控制其在预设角度和预设距离范围内对货物发射激光信号，激光信号触及货物后反射回来，经MCU处理后输出该货物的位置和类型信息，条码管理系统根据AGV调度管理装置交互信息，能够在AGV小车到达目标位置前，修改目标位置，使AGV叉车精确达到指定位置。

本发明产品采用大容量电池驱动，可以采用换电池方案，也可以不换电池的分散多点及时充电方案，非常环保。

本发明支持AGV车之间双向实时交互、动态调整，采用复合导航，要无断点、更稳定、更可靠，需无轨、自主运行，不应再依赖磁钉固定轨道。

本发明可以解决物流“最后一公里”难题，既可以平面搬运重载物体(80吨以下)，360°全向搬运无转弯半径；又可以根据需要升举到高处，解决了叉车在狭隘空间无法发挥作用与存在事故的安全隐患；还可以实现无人化全自动控制，可以24小时不间断工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种AGV自动化运行系统，其特征在于：它包括重载全向AGV平台、智能升举系统和条码管理系统，智能升举系统设置在重载全向AGV平台上，重载全向AGV平台包括AGV小车、设置在AGV小车上的动力转向检测装置、装载在AGV小车上MCU处理器和与MCU处理器连接的AGV调度管理装置，条码管理系统根据AGV调度管理装置交互信息，AGV调度管理装置与MCU处理器通信，能够在AGV小车到达目标位置前，调度修改目标位置。

2.根据权利要求1所述的一种AGV自动化运行系统，其特征在于：所述动力转向检测装置包括动力转向组件和转向检测组件。

3.根据权利要求2所述的一种AGV自动化运行系统，其特征在于：所述动力转向组件包括转向驱动器、与转向驱动器连接的转向主动齿轮和与转向主动齿轮啮合的转向从动齿轮；所述转向检测组件包括转向检测齿轮和转向检测器，所述转向从动齿轮再与转向检测齿轮啮合，所述转向检测齿轮与转向检测器连接。

4.根据权利要求1所述的一种AGV自动化运行系统，其特征在于：所述智能升举系统包括门架、升降叉和磁导航模块，所述门架底部设置在AGV小车的车身上，所述磁导航模块设置在门架顶部，所述升降叉沿门架上下活动设置，所述升降叉上设置有货物检测组件，用于检测升降叉上有无货物，货物检测组件将检测的信号输送给磁导航模块。

5.根据权利要求4所述的一种AGV自动化运行系统，其特征在于：所述升降叉包括叉臂和设置在叉臂上的激光测距装置，激光测距装置用于测量货物离AGV小车的距离。

6.根据权利要求5所述的一种AGV自动化运行系统，其特征在于：所述激光测距装置包括第一激光发射模块、第二激光发射模块、电源模块、电路板、开关模块，所述第一激光发射模块与第二激光发射模块的激光探头相背离设置，所述电路板与所述电源模块、所述第一激光发射模块、第二激光发射模块以及开关模块分别连接。

7.根据权利要求1所述的一种AGV自动化运行系统，其特征在于：所述AGV小车的前后均设置有避障传感器，避障传感器与条码管理系统电连接。

8.一种AGV自动化运行控制方法，其特征在于：用于对货物的移动，该控制方法包括以下步骤：

S1、构建二维模块，控制AGV小车从出发点运动至目标点；

S2、控制激光测距装置在预设角度范围向该货物发射激光信号，以获取相对于货物的距离数据信息和角度信息；

S3、AGV小车根据激光测距装置反馈的位置信息，推导AGV小车位姿信息，进而控制AGV小车的驱动装置，经MCU处理器处理后输出该货物的位置和类型信息，使AGV小车精确达到指定位置；

S4、依据该货物的位置和类型信息控制AGV小车移动至该货物的正向位；

S5、货物检测组件检测升降叉上有无货物，在检测到有货物时，发送信号给磁导航模块，磁导航模块控制AGV小车带动货物进行下一步动作；控制AGV叉车将所述货物按预设路径托运至目标位置。

9.根据权利要求8所述的一种AGV自动化运行控制方法，其特征在于：在货物放置周围设置多个激光反射板，激光信号触及货物后反射回来，根据激光反射板反馈的位置信息，推导AGV小车位姿信息。

10.根据权利要求8所述的一种AGV自动化运行控制方法，其特征在于：预设角度范围为1°-160°，预设距离范围为0.5-10米。