CN110077992A - 远程遥控舱及与其匹配的无人叉车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及仓储领域，特别是涉及自动化、智能化、现代化仓储领域，更为具体的说是涉及远程遥控舱及与其匹配的无人叉车，针对目前物流仓储行业的现代化、智能化、自动化要求，提供一种叉车的控制方法。所述远程遥控舱与无人叉车之间通过智能自组网络实现数据交换和数据连通，从而即能够满足不同仓储条件下自动化、无人操作化要求，同时又能够满足控制精确度和准确度的要求。
Description
技术领域
本发明涉及仓储领域，特别是涉及自动化、智能化、现代化仓储领域，更为具体的说是涉及远程遥控舱及与其匹配的无人叉车。
背景技术
叉车是仓储领域常用的运输车辆。随着现代仓储的发展，无人驾驶的自动化叉车已经开始发展并应用于大型仓储领域中。
目前常见的无人驾驶方式是在叉车的顶部设置一个激光探测设备，并且在仓库的特定地方布设激光头，从而以激光形成一个完整的仓库坐标系，叉车在仓库内行走时通过顶部的激光探测设备实现定位，配合预设的位置和动作信息就能完成自动无人运输、搬运工作。
但是，由于这种方式对于仓库内光线和环境的要求比较高，光线强弱、亮度以及能见度等都会对叉车的定位精度和运行精度产生影响，所以该种无人驾驶的叉车应用并非十分广泛。
还有一种无人驾驶的方式是利用AGV技术，通过在仓库地面铺设轨道，使得叉车可以按照预设的路径进行行走，并通过预先设定好的程序，在特定位置完成搬运工作。但是这种方式一来需要留出较大的行走空间，使得仓储率面积利用率降低，二来位置固定，不能随意调换，机动性不够。
因此，在实际应用中，该种无人叉车的利用率和推广率都不高。
这也就造成了目前在实际的仓储过程中，仍然是以人工驾驶叉车为主要方式。
人工驾驶叉车的弊端主要在于：第一，由于需要人工到现场操作，因此对于室外场地来说，如遇风雨等天气状况，就无法正常搬运作业；第二，对于一些特殊危险品仓储来说，人工现场搬运也增加了危险性，容易造成人员伤亡；第三，由于叉车作业劳动强度高，而且驾驶叉车需要特种设备驾驶资格，因此人力成本持续高涨，招工难度大。
传统的人工操作方式显然是与自动化、智能化、现代化的物流仓储发展趋势不符合的。
目前行业内，尚未有第三种技术方案，能够兼具无人叉车作业和人工叉车作业的优势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对目前物流仓储行业的现代化、智能化、自动化要求，提供一种叉车的控制方法，从而即能够满足不同仓储条件下自动化、无人操作化要求，同时又能够满足控制精确度和准确度的要求。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种远程遥控舱和与其匹配的无人叉车，所述远程遥控舱与无人叉车之间通过智能自组网络实现数据交换和数据连通。
本发明公开的远程遥控舱，主要包括：
视景显示装置，所述视景显示装置包括显示屏，显示屏支架，电脑主机，交换机，以及网络硬盘录像机；所述显示屏调节支架包括显示屏安装架，所述显示屏固定安装在显示屏安装架上；所述显示屏分别与电脑主机和硬盘录像机连接，所述电脑主机和硬盘录像机同时连接交换机；
驾驶座舱，所述驾驶座舱包括座舱底座，所述座舱底座上固定有座椅，所述座椅前方还设置有驾驶模拟器，所述驾驶模拟器也固定在座舱底座上，所述驾驶模拟器由主要由模拟方向盘、模拟油门、模拟刹车、模拟操作控制手杆、以及模拟档位推杆组成；还包括有指示灯面板，所述指示灯面板上设置有用于显示叉车的工作状态的指示灯组和用于显示叉车的动作状态的指示灯组；
集成控制系统，所述集成控制系统主要由数据采集卡模块、通讯协议模块组成，所述数据采集卡模块与驾驶座舱中的驾驶模拟器连接，所述通讯协议模块与驾驶座舱中的驾驶模拟器和指示灯面板连接。
交换机通过与网络硬盘录像机连接后，接收相应的摄像头传回的视频数据，并将这些视频数据传输至电脑主机中，电脑主机接收、存储、处理叉车摄像头传回的视频数据后，将这些视频数据传输至显示屏，从而实时反映出叉车的视景状态。
驾驶座舱提供了一种全景模拟的驾驶状态，并且通过驾驶模拟器中的模拟方向盘、模拟油门、模拟刹车、模拟操作控制手杆、以及模拟档位推杆可以实现对叉车的控制。同时，在驾驶座舱内还设置有指示灯面板，从而不仅可以模拟人工操作过程中的显示性能，而且还可以根据需要增加无人叉车的具体性能显示。
集成控制系统是无人叉车与远程遥控舱之间的连接点，利用集成控制系统中的数据采集卡模块和通讯协议模块可以实现无人叉车与远程遥控舱之间的数据联系，从而将驾驶模拟器中的动作信号转化为电信号，并通过通讯协议传输至无人叉车，无人叉车接收后，通过对信号的解码，实现对无人叉车的控制。同时，无人叉车的各项数据能够通过该通讯协议模块被接收，并通过指示灯面板上的指示灯反应出来。
优选的，所述显示屏调节支架包括有支撑支架，所述支撑支架的底端固定在底板上。
进一步优选的，所述支撑支架包括第一支撑杆和第二支撑杆，还包括有高度调节关节，所述第一支撑杆与第二支撑杆通过高度调节关节连接固定。
第一支撑杆与第二支撑杆之间可以相对活动，并通过高度调节关节锁紧固定。从而实现支撑支架的高度调节。
作为一种优选的技术方案，所述显示屏调节支架包括上、下两层显示屏安装架，所述上层显示屏安装架与下层显示屏安装架之间为连接连杆，还所述下层显示屏安装架固定在支撑支架的上部，所述连接连杆固定在支撑支架的上顶部，所述上层显示屏安装架固定在连接连杆的上部。
进一步优选的，所述连接连杆包括第一连接连杆和第二连接连杆，还包括有连接关节，所述第一连接连杆和第二连接连杆通过连接关节可转动连接。
譬如，可以采用螺杆作为连接关节，在第一连接连杆和第二连接连杆上分别设置有与螺杆匹配的螺孔，第一连接连杆与第二连接连杆穿插或者交错，在其接触面上设置螺杆，从而形成可转动连接。
当然这里也可以采用其他的可转动连接方式，不再赘述。
通过这种方式，可以实现连接连杆的转动，从而能够调节固定在连接连杆上的上层显示屏的俯仰角度。
进一步优选的，包括有五个显示屏，其中两个位于上层，三个位于下层。
进一步，在本发明中还优选所述用于显示叉车的工作状态的指示灯组包括叉车电池电量显示灯，货叉升降状态显示灯，货叉倾角状态显示灯，货叉侧移状态显示灯，货叉调距状态显示灯，同时，在本发明还公开用于显示叉车的动作状态的指示灯组包括叉车大灯状态显示灯，叉车转向灯状态显示灯，叉车刹车灯状态显示灯。
作为一种优选的技术方案，还包括有叉车匹配遥控舱终端，所述叉车匹配遥控舱终端与叉车匹配叉车终端之间数据连接响应，并且一台叉车匹配叉车终端与一台叉车匹配遥控舱终端响应后不会再与其他叉车匹配遥控舱终端响应，和/或还包括有信息接收系统，所述信息接收系统用于接收任务信息。
在一个优选的技术方案中，还包括有平板电脑，平板电脑可以同时具有叉车匹配遥控舱终端的功能以及信息接收系统的功能。通过该平板电脑，可以接收上层系统下发的任务，同时也可以与叉车进行响应连接。
采用平板电脑作为控制中心，将遥控舱和无人叉车一一匹配起来。保证一台无人叉车只受一个遥控舱控制，避免操作冲突。
在本发明中还进一步公开了与前述的远程遥控舱匹配的无人叉车，所述无人叉车上安装有：
摄像头，用于获取叉车行驶操作的视野界面图像；
叉车端控制系统，包含叉车端通讯模块和叉车端控制模块，叉车端通讯模块用于与远程遥控舱通讯，叉车端控制模块用于解析远程遥控舱的动作指令，同时还将解析后的动作指令输出形成叉车控制指令；
还包括实现各属具及门架运动控制而装置的电磁阀，各电磁阀均与叉车端控制板卡连接，并受到叉车端控制板卡输出的叉车控制指令的控制，从而实现门架和属具的动作；还包括实现转向运动的电机和传动结构，传动结构与方向盘转向轴连接，所述电机控制传动结构的行程，实现叉车转向；还包括实现制动的电机和传动结构，传动结构与刹车板连接，所述电机控制传动结构的行程，实现叉车制动。
电磁阀以及实现转向运动的电机和传动结构和实现制动的电机和传动结构均与现有的叉车控制过程中的方式相同。
采用本发明公开的技术方案，可以将远程遥控舱设置在办公大楼的中控室中，操作人员在中控室中操作远程遥控舱，利用其集成控制系统与叉车端的控制系统，就可以实现远程遥控叉车。
远程遥控叉车能在多样生产场景根据其不同的需求，在不同的环境中实现各种不同的功能。与智能AGV相比，远程遥控叉车仍旧由人员来做出决策，能最大限度地减少计算机计算周期，减少物流消耗，最大限度地提高搬运系统效率。
同时远程遥控叉车主要借助仓库现场的MESH组网覆盖区域进行工作，叉车上安装多台高清网络摄像机和组网设备，中控室通过远程组网设备控制叉车到达指定的搬运区域，而后开始进行搬运工作，在一定程度上节省人力资源。
附图说明
图1为远程遥控舱的视景显示装置示意图；
图2为远程遥控舱的驾驶座舱示意图；
图3为叉车示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。
实施例
如图1和图2所示，在本发明中公开了一种远程遥控舱和与其匹配的无人叉车，所述远程遥控舱与无人叉车之间通过智能自组网络实现数据交换和数据连通。
图1和图2中所示的远程遥控舱，主要包括：
视景显示装置，所述视景显示装置包括显示屏，显示屏支架，电脑主机，交换机，以及网络硬盘录像机；所述显示屏调节支架包括显示屏安装架，所述显示屏固定安装在显示屏安装架上；所述显示屏分别与电脑主机和硬盘录像机连接，所述电脑主机和硬盘录像机同时连接交换机；
如图1中所示的，在本实施例中包括有五个显示屏，其中两个位于上层，三个位于下层。
根据图1可以看到，优选的，所述显示屏调节支架包括有支撑支架，所述支撑支架的底端固定在底板1上。同时我们看到所述支撑支架包括第一支撑杆2和第二支撑杆3，还包括有高度调节关节，所述第一支撑杆2与第二支撑杆3通过高度调节关节连接固定。第一支撑杆2与第二支撑杆3之间可以相对活动，并通过高度调节关节锁紧固定。从而实现支撑支架的高度调节。
进一步的我们可以看到所述上层显示屏安装架与下层显示屏安装架之间为连接连杆，所述下层显示屏安装架固定在支撑支架的上部，所述连接连杆固定在支撑支架的上顶部，所述上层显示屏安装架固定在连接连杆的上部。
其中连接连杆包括第一连接连杆4和第二连接连杆5，还包括有连接关节6，所述第一连接连杆4和第二连接连杆5通过连接关节6可转动连接。
通过这种方式，可以实现连接连杆的转动，从而能够调节固定在连接连杆上的上层显示屏的俯仰角度。
进一步地我们结合图2来看驾驶座舱，所述驾驶座舱包括座舱底座7，所述座舱底座7上固定有座椅8，所述座椅8前方还设置有驾驶模拟器，所述驾驶模拟器也固定在座舱底座7上，所述驾驶模拟器由主要由模拟方向盘9、模拟油门10、模拟刹车11、模拟操作控制手杆12、以及模拟档位推杆13组成；还包括有指示灯面板14，所述指示灯面板14上设置有用于显示叉车的工作状态的指示灯组和用于显示叉车的动作状态的指示灯组；
同时，应该看到，在驾驶座舱的内部还装置有集成控制系统，所述集成控制系统主要由数据采集卡模块、通讯协议模块组成，所述数据采集卡模块与驾驶座舱中的驾驶模拟器连接，所述通讯协议模块与驾驶座舱中的驾驶模拟器和指示灯面板连接。
交换机通过与网络硬盘录像机连接后，接收相应的摄像头传回的视频数据，并将这些视频数据传输至电脑主机中，电脑主机接收、存储、处理叉车摄像头传回的视频数据后，将这些视频数据传输至显示屏，从而实时反映出叉车的视景状态。
驾驶座舱提供了一种全景模拟的驾驶状态，并且通过驾驶模拟器中的模拟方向盘9、模拟油门10、模拟刹车11、模拟操作控制手杆12、以及模拟档位推杆13可以实现对叉车的控制。同时，在驾驶座舱7内还设置有指示灯面板14，从而不仅可以模拟人工操作过程中的显示性能，而且还可以根据需要增加无人叉车的具体性能显示。
集成控制系统是无人叉车与远程遥控舱之间的连接点，利用集成控制系统中的数据采集卡模块和通讯协议模块可以实现无人叉车与远程遥控舱之间的数据联系，从而将驾驶模拟器中的动作信号转化为电信号，并通过通讯协议传输至无人叉车，无人叉车接收后，通过对信号的解码，实现对无人叉车的控制。同时，无人叉车的各项数据能够通过该通讯协议模块被接收，并通过指示灯面板上的指示灯反应出来。
在本实施例中我们看到所述用于显示叉车的工作状态的指示灯组包括叉车电池电量显示灯，货叉升降状态显示灯，货叉倾角状态显示灯，货叉侧移状态显示灯，货叉调距状态显示灯，同时，在本发明还公开用于显示叉车的动作状态的指示灯组包括叉车大灯状态显示灯，叉车转向灯状态显示灯，叉车刹车灯状态显示灯。
同时，我们看到图3所示的与前述的远程遥控舱匹配的无人叉车，所述无人叉车上安装有：
摄像头16，用于获取叉车行驶操作的视野界面图像；
叉车端控制系统，包含叉车端通讯模块和叉车端控制模块，叉车端通讯模块用于与远程遥控舱通讯，叉车端控制模块用于解析远程遥控舱的动作指令，同时还将解析后的动作指令输出形成叉车控制指令；
还包括实现各属具及门架运动控制而装置的电磁阀，各电磁阀均与叉车端控制板卡连接，并受到叉车端控制板卡输出的叉车控制指令的控制，从而实现门架和属具的动作；还包括实现转向运动的电机和传动结构，传动结构与方向盘转向轴连接，所述电机控制传动结构的行程，实现叉车转向；还包括实现制动的电机和传动结构，传动结构与刹车板连接，所述电机控制传动结构的行程，实现叉车制动。
应该了解的是，在本实施例中电磁阀以及实现转向运动的电机和传动结构和实现制动的电机和传动结构均与现有的叉车控制过程中的方式相同。
在传统的操作过程中，操作者通过叉车上的控制键或控制结构实现对电磁阀等控制单元结构的控制，并使得叉车运转起来。在本发明中对于叉车转向、制动的控制基础结构并没有改变，只是操作者不再是控制叉车上的控制键或控制结构，而是通过本发明公开的方法利用远程的遥控舱和数据通讯等技术手段实现对这些基本的控制基础结构的控制。
本实施例中数据传输是基于智能自组网络。智能自组网络由多台智能自组网图传设备构建，是视频数据和控制指令的实时传输通道。
叉车遥控舱位于办公大楼中控室，通过图传设备将遥控指令实时发送至叉车上的车载控制系统，车载控制系统控制叉车行走和作业；通过图传网络接收叉车上摄像头传回的视频数据，并经由电脑主机、网络硬盘录像机在液晶显示器上显示叉车周围全景影像。叉车位于室外仓库，叉车上安装车载图传终端和多个摄像机，多路摄像机通过交换机接入车载图传终端，通过车载图传终端将多路摄像机视频实时传输至中控室。
操作人员在远程控制舱内进行不同的操作时，就会形成不同的动作信号，从而形成对叉车的不同控制。譬如，向前推进操作杆，操作杆推进快，叉车上货叉上升速度快，操作杆推进缓慢，货叉上升缓慢。刹车踩的快，叉车制动急，踩的慢，叉车制动缓慢。转向盘转动快，叉车转向快，转向盘转动慢，叉车转向缓慢。
具体来说，遥控舱内数据采集卡采集属具操纵手杆的前后推拉动作，转换为电信号并通过tcp/ip协议与叉车端控制板卡进行通信，叉车端控制板卡接收到数据采集卡发送来的数据，解析出属具控制信号，输出相应的控制指令，控制相应属具的比例电磁阀开度，从而实现门架和属具的运动。
遥控舱内数据采集卡采集转向或刹车动作，转换为电信号通过tcp/ip协议与叉车端控制板卡进行通信，控制板卡接收到数据采集卡发送来的数据，解析出转向或者刹车信号，输出相应的控制指令：控制转向步进电机，转向步进电机带动齿轮转动，间接带动转向轴转动，实现叉车转向；控制刹车步进电机，刹车步进电机控制电动推杆发生位移，从而实现刹车踏板的位移，实现叉车制动。
实施例2
在实施例1的基础上，在本实施例中还包括有多台遥控舱和多台无人叉车，同时，在本实施例中还包括有一装置在遥控舱上的平板电脑15。该平板电脑具有两个功能，一个功能是作为叉车匹配遥控舱终端，所述叉车匹配遥控舱终端与叉车匹配叉车终端之间数据连接响应，并且一台叉车匹配叉车终端与一台叉车匹配遥控舱终端响应后不会再与其他叉车匹配遥控舱终端响应；另一个功能是作为信息接收系统，所述信息接收系统用于接收任务信息。
以上所述是本发明的具体实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.远程遥控舱，其特征在于，主要包括：
视景显示装置，所述视景显示装置包括显示屏，显示屏支架，电脑主机，交换机，以及硬盘录像机；所述显示屏调节支架包括显示屏安装架，所述显示屏固定安装在显示屏安装架上；所述显示屏分别与电脑主机和硬盘录像机连接，所述电脑主机和硬盘录像机同时连接交换机；
驾驶座舱，所述驾驶座舱包括座舱底座，所述座舱底座上固定有座椅，所述座椅前方还设置有驾驶模拟器，所述驾驶模拟器也固定在座舱底座上，所述驾驶模拟器由主要由模拟方向盘、模拟油门、模拟刹车、模拟操作控制手杆、以及模拟档位推杆组成；还包括有指示灯面板，所述指示灯面板上设置有用于显示叉车的工作状态的指示灯组和用于显示叉车的动作状态的指示灯组；
集成控制系统，所述集成控制系统主要由数据采集卡模块、遥控舱通讯协议模块组成，所述数据采集卡模块与驾驶座舱中的驾驶模拟器连接，所述遥控舱通讯协议模块与叉车上的车载通讯模块进行通讯。
2.根据权利要求1所述的远程遥控舱，其特征在于：所述显示屏调节支架包括有支撑支架，所述支撑支架的底端固定在底板上。
3.根据权利要求2所述的远程遥控舱，其特征在于：所述支撑支架包括第一支撑杆和第二支撑杆，还包括有高度调节关节，所述第一支撑杆与第二支撑杆通过高度调节关节连接固定。
4.根据权利要求1所述的远程遥控舱，其特征在于：所述显示屏调节支架包括上、下两层显示屏安装架，所述上层显示屏安装架与下层显示屏安装架之间为连接连杆，还所述下层显示屏安装架固定在支撑支架的上部，所述连接连杆固定在支撑支架的上顶部，所述上层显示屏安装架固定在连接连杆的上部。
5.根据权利要求4所述的远程遥控舱，其特征在于：所述连接连杆包括第一连接连杆和第二连接连杆，还包括有连接关节，所述第一连接连杆和第二连接连杆通过连接关节可转动连接。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的远程遥控舱，其特征在于：包括有五个显示屏，其中两个位于上层，三个位于下层。
7.根据权利要求1所述的远程遥控舱，其特征在于：所述用于显示叉车的工作状态的指示灯组包括叉车电池电量显示灯，货叉升降状态显示灯，货叉倾角状态显示灯，货叉侧移状态显示灯，货叉调距状态显示灯；用于显示叉车的动作状态的指示灯组包括叉车大灯状态显示灯，叉车转向灯状态显示灯，叉车刹车灯状态显示灯。
8.根据权利要求1所述的远程遥控舱，其特征在于：还包括有叉车匹配遥控舱终端，所述叉车匹配遥控舱终端与叉车匹配叉车终端之间数据连接响应，并且一台叉车匹配叉车终端与一台叉车匹配遥控舱终端响应后不会再与其他叉车匹配遥控舱终端响应，和/或还包括有信息接收系统，所述信息接收系统用于接收任务信息。
9.根据权利要求1所述的远程遥控舱，其特征在于：还包括有平板电脑。
10.一种与权利要求1-9中任意一项所述的远程遥控舱匹配的无人叉车，其特征在于，所述无人叉车上安装有：
摄像头，用于获取叉车行驶操作的视野界面图像；
叉车端控制系统，包含叉车端通讯模块和叉车端控制模块，叉车端通讯模块用于与远程遥控舱通讯，叉车端控制模块用于解析远程遥控舱的动作指令，同时还将解析后的动作指令输出形成叉车控制指令；
还包括实现各属具及门架运动控制而装置的电磁阀，各电磁阀均与叉车端控制板卡连接，并受到叉车端控制板卡输出的叉车控制指令的控制，从而实现门架和属具的动作；
还包括实现转向运动的电机和传动结构，传动结构与方向盘转向轴连接，所述电机控制传动结构的行程，实现叉车转向；
还包括实现制动的电机和传动结构，传动结构与刹车板连接，所述电机控制传动结构的行程，实现叉车制动。
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