CN110626737A - 行走路径最优化的无人物流车控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行走路径最优化的无人物流车控制系统及其控制方法，所属工业自动化搬运控制技术领域，包括运行轨道，运行轨道内设有若干与运行轨道呈弧形连接的横向轨道，运行轨道、横向轨道上均设有若干无人物流车，运行轨道一侧设有卸载站，运行轨道另一侧设有待载站，待载站与卸载站间设有若干与横向轨道相等距间隔且平行的装载站。具有结构紧凑、自动化配车，智能化搬运，自动控制搬运生产线，大大提高生产效率，降低运营成本和省时省力的特点。采用多个搬运方式来替代单个搬运，根据信号自动输出提示，运送中或运送完成，保证整套系统的自动运行。

Description

行走路径最优化的无人物流车控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及工业自动化搬运控制技术领域，具体涉及一种行走路径最优化的无人物流车控制系统及其控制方法。

背景技术

随着自动化控制技术的飞速发展，传统的手工操作因为其过低的工作效率而被半自动或者全自动机器人代替。然后成品或半成品输送过程大多数还是手工操作完成，其工作效率低下，搬运费工费时，稳定性较差，成本又高。现在人们对生产效率的要求不断提高，对配车的要求也越来越高，配车的自动化技术也会越来越广泛地得到应用。采用多个搬运方式来替代单个搬运。

无人物流车又称自动导引运输车，AGV（Automated Guided Vehicle）是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，AGV属于轮式移动机器人的范畴。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，或利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，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。

目前，无人物流车控制系统对在原位置（简称HS）停泊的车辆发出搬送要求指令，通过无线AP写入目标位置（简称ST），随即执行搬送指令。搬送指令执行完成后，回到原位置（HS）待命，等待下一次的搬送要求。

当前技术存在无人物流车控制系统只能接受一次指令的问题。控制系统如果发出复数个搬送指令，就会执行FIFO(First Input First Output)。没有目标位置（ST）距离的优先功能，没有搬送货物的优先功能。搬送过一次货物后必须回到原位置（HS），导致搬送效率很低。

发明内容

本发明主要解决现有技术中存在稳定性差、成本高、工作效率低、管理成本和运营成本高的不足，提供了一种行走路径最优化的无人物流车控制系统及其控制方法，其具有结构紧凑、自动化配车，智能化搬运，自动控制搬运生产线，大大提高生产效率，降低运营成本和省时省力的特点。采用多个搬运方式来替代单个搬运，根据信号自动输出提示，运送中或运送完成，保证整套系统的自动运行。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种行走路径最优化的无人物流车控制系统，包括运行轨道，所述的运行轨道内设有若干与运行轨道呈弧形连接的横向轨道，所述的运行轨道、横向轨道上均设有若干无人物流车，所述的运行轨道一侧设有卸载站，所述的运行轨道另一侧设有待载站，所述的待载站与卸载站间设有若干与横向轨道相等距间隔且平行的装载站。所述的无人物流车包括与运行轨道、横向轨道相磁性卡嵌的车架，所述的车架内设有位于运行轨道、横向轨道上方的轨道悬浮磁铁，所述的轨道悬浮磁铁两端设有与车架内壁相螺钉连接固定的电机支架，所述的电机支架上端设有与电机支架相法兰式螺栓连接的车体方向角度电机，所述的电机支架下方设有过渡套管，所述的过渡套管与运行轨道间、过渡套管与横向轨道间设有与过渡套管呈一体化的驱动电磁铁，所述的过渡套管与车体方向角度电机间设有与过渡套管相卡簧式花键嵌接的方向控制转轴，所述的车架上端设有装卸组件。

作为优选，所述的装卸组件包括一对支撑耳板座，所述的支撑耳板座上设有卸载气缸，所述的卸载气缸前端设有伸缩杆，所述的伸缩杆与卸载气缸间设有与卸载气缸相位移式密封嵌套的装载气缸，两伸缩杆前端面间设有拉货板，两装载气缸的尾部间设有推货板。

作为优选，所述的卸载气缸上设有与支撑耳板座相轴承式限位套接的装卸架旋轴，所述的装卸架旋轴一端设有与装卸架旋轴相平键式嵌套连接的装卸角度电机。

作为优选，所述的车架与装卸组件间设有货物重量感应Ⅰ，所述的轨道悬浮磁铁上端设有与货物重量感应Ⅰ、车体方向角度电机相电路连通的车载电源，所述的车载电源上端设有与货物重量感应Ⅰ相电路连通的数据处理反馈器，所述的数据处理反馈器侧边设有与车体方向角度电机相电路连通的信号接收器。

作为优选，所述的装载站包括装载货架，所述的装载货架上设有与装载货架相嵌套式连接的货物重量感应Ⅱ，所述的货物重量感应Ⅱ下端设有与货物重量感应Ⅱ相电路连通的货物信息采集器，所述的货物信息采集器侧端设有与指令发送器。

作为优选，所述的货物重量感应Ⅱ一端设有与装载货架端面相垂直式螺栓固定的红外线发射器，所述的货物重量感应Ⅱ另一端设有与装载货架端面相垂直式螺栓固定的红外线接收器。

作为优选，行走路径最优化的无人物流车控制系统的控制方法按如下操作步骤：

第一步：当装载站有货物需要运载时，货物重量感应Ⅱ感应货物并通过指令发送器对待载站的无人物流车发送指令，无人物流车的信号接收器接收指令后在运行轨道上逆时针前进，接着在横向轨道倒车状态运行至装载站。

第二步：当无人物流车到位后，通过装卸组件将货物装载至车架上的货物重量感应Ⅰ上，接着行驶至卸载站。

第三步：当无人物流车到达卸载站后，采用装卸组件将货物卸载至卸载站完成货物搬运过程。

第四步：接着无人物流车沿运行轨道逆时针前进至待载站待命，当半途中接收装载站搬运指，令无人物流车在横向轨道上前行至装载站。

作为优选，无人物流车采用轨道悬浮磁铁与运行轨道、横向轨道脱离接触，通过信号接收器接收指令后由数据处理反馈器根据前进和后退模式对车体方向角度电机进行角度旋转驱动，使得方向控制转轴带动过渡套管上的驱动电磁铁得电旋转角度与运行轨道、横向轨道磁性排出生成无人物流车运行动力，运行的速度为0.5米每秒～1.5米每秒。

作为优选，当无人物流车到达装载站时，达装载站通过红外线发射器和红外线接收器测量货物高度，由货物信息采集器收集信息并通过指令发送器将数据传输至信号接收器，装卸组件通过数据处理反馈器控制装卸角度电机驱动卸载气缸向上抬升的角度，接着装载气缸以0.3MPa～0.5 MPa的气压拉伸带拉货板的伸缩杆，然后装卸角度电机旋转复位，此时装载气缸以0.3MPa～0.5 MPa的气压收缩伸缩杆，使得货物被拉货板装载至无人物流车上。

作为优选，当无人物流车到达卸载站时，先驱动卸载气缸以0.2MPa～0.3 MPa的气压拉伸带推货板的装载气缸，使得货物推送至卸载站。接着装载气缸以0.2MPa～0.3 MPa的气压拉伸带拉货板的伸缩杆，使得货物脱离拉货板与推货板的夹取状态，根据取货时数据处理反馈器收集的货物高度控制装卸角度电机驱动卸载气缸向上抬升的角度，最后卸载气缸和装载气缸以以0.2MPa～0.3 MPa同时回缩到位后，装卸角度电机驱动卸载气缸复位完成搬运过程。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种行走路径最优化的无人物流车控制系统及其控制方法，与现有技术相比较，具有结构紧凑、自动化配车，智能化搬运，自动控制搬运生产线，大大提高生产效率，降低运营成本和省时省力的特点。采用多个搬运方式来替代单个搬运，根据信号自动输出提示，运送中或运送完成，保证整套系统的自动运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的无人物流车的结构剖视图。

图3是本发明的装卸组件的结构示意图。

图4是本发明的装载站的结构示意图。

图中：无人物流车1，运行轨道2，卸载站3，装载站4，横向轨道5，待载站6，车架7，货物重量感应Ⅰ8，数据处理反馈器9，装卸组件10，信号接收器11，车体方向角度电机12，电机支架13，方向控制转轴14，过渡套管15，驱动电磁铁16，车载电源17，轨道悬浮磁铁18，拉货板19，伸缩杆20，装载气缸21，推货板22，卸载气缸23，装卸角度电机24，装卸架旋轴25，支撑耳板座26，红外线发射器27，装载货架28，货物信息采集器29，货物重量感应Ⅱ30，指令发送器31，红外线接收器32。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1-4所示，一种行走路径最优化的无人物流车控制系统，包括运行轨道2，运行轨道2内设有2条与运行轨道2呈弧形连接的横向轨道5，运行轨道2、横向轨道5上均设有2辆无人物流车1，运行轨道2一侧设有卸载站3，运行轨道2另一侧设有待载站6，待载站6与卸载站3间设有2个与横向轨道5相等距间隔且平行的装载站4。装载站4包括装载货架28，装载货架28上设有与装载货架28相嵌套式连接的货物重量感应Ⅱ30，货物重量感应Ⅱ30一端设有与装载货架28端面相垂直式螺栓固定的红外线发射器27，货物重量感应Ⅱ30另一端设有与装载货架28端面相垂直式螺栓固定的红外线接收器32。货物重量感应Ⅱ30下端设有与货物重量感应Ⅱ30相电路连通的货物信息采集器29，货物信息采集器29侧端设有与指令发送器31。

无人物流车1包括与运行轨道2、横向轨道5相磁性卡嵌的车架7，车架7与装卸组件10间设有货物重量感应Ⅰ8，轨道悬浮磁铁18上端设有与货物重量感应Ⅰ8、车体方向角度电机12相电路连通的车载电源17，车载电源17上端设有与货物重量感应Ⅰ8相电路连通的数据处理反馈器9，数据处理反馈器9侧边设有与车体方向角度电机12相电路连通的信号接收器11。车架7内设有位于运行轨道2、横向轨道5上方的轨道悬浮磁铁18，轨道悬浮磁铁18两端设有与车架7内壁相螺钉连接固定的电机支架13，电机支架13上端设有与电机支架13相法兰式螺栓连接的车体方向角度电机12，电机支架13下方设有过渡套管15，过渡套管15与运行轨道2间、过渡套管15与横向轨道5间设有与过渡套管15呈一体化的驱动电磁铁16，过渡套管15与车体方向角度电机12间设有与过渡套管15相卡簧式花键嵌接的方向控制转轴14，车架7上端设有装卸组件10。装卸组件10包括一对支撑耳板座26，支撑耳板座26上设有卸载气缸23，卸载气缸23上设有与支撑耳板座26相轴承式限位套接的装卸架旋轴25，装卸架旋轴25一端设有与装卸架旋轴25相平键式嵌套连接的装卸角度电机24。卸载气缸23前端设有伸缩杆20，伸缩杆20与卸载气缸23间设有与卸载气缸23相位移式密封嵌套的装载气缸21，两伸缩杆20前端面间设有拉货板19，两装载气缸21的尾部间设有推货板22。

行走路径最优化的无人物流车控制系统的控制方法按如下操作步骤：

第一步：当装载站4有货物需要运载时，货物重量感应Ⅱ30感应货物并通过指令发送器31对待载站6的无人物流车1发送指令，无人物流车1的信号接收器11接收指令后在运行轨道2上逆时针前进，接着在横向轨道5倒车状态运行至装载站4。

无人物流车1采用轨道悬浮磁铁18与运行轨道2、横向轨道5脱离接触，通过信号接收器11接收指令后由数据处理反馈器9根据前进和后退模式对车体方向角度电机12进行角度旋转驱动，使得方向控制转轴14带动过渡套管15上的驱动电磁铁16得电旋转角度与运行轨道2、横向轨道5磁性排出生成无人物流车1运行动力，运行的速度为0.8米每秒。

第二步：当无人物流车1到位后，通过装卸组件10将货物装载至车架7上的货物重量感应Ⅰ8上，接着行驶至卸载站3。当无人物流车1到达装载站4时，达装载站4通过红外线发射器27和红外线接收器32测量货物高度，由货物信息采集器29收集信息并通过指令发送器31将数据传输至信号接收器11，装卸组件10通过数据处理反馈器9控制装卸角度电机24驱动卸载气缸23向上抬升的角度，接着装载气缸21以0.5 MPa的气压拉伸带拉货板19的伸缩杆20，然后装卸角度电机24旋转复位，此时装载气缸21以0.5 MPa的气压收缩伸缩杆20，使得货物被拉货板19装载至无人物流车1上。

第三步：当无人物流车1到达卸载站3后，采用装卸组件10将货物卸载至卸载站3完成货物搬运过程。当无人物流车1到达卸载站3时，先驱动卸载气缸23以0.3 MPa的气压拉伸带推货板22的装载气缸21，使得货物推送至卸载站3。接着装载气缸21以0.3 MPa的气压拉伸带拉货板19的伸缩杆20，使得货物脱离拉货板19与推货板22的夹取状态，根据取货时数据处理反馈器9收集的货物高度控制装卸角度电机24驱动卸载气缸23向上抬升的角度，最后卸载气缸23和装载气缸21以0.3 MPa的气压同时回缩到位后，装卸角度电机24驱动卸载气缸23复位完成搬运过程。

第四步：接着无人物流车1沿运行轨道2逆时针前进至待载站6待命，当半途中接收装载站4搬运指，令无人物流车1在横向轨道5上前行至装载站4。

综上所述，该行走路径最优化的无人物流车控制系统及其控制方法，具有结构紧凑、自动化配车，智能化搬运，自动控制搬运生产线，大大提高生产效率，降低运营成本和省时省力的特点。采用多个搬运方式来替代单个搬运，根据信号自动输出提示，运送中或运送完成，保证整套系统的自动运行。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种行走路径最优化的无人物流车控制系统，其特征在于：包括运行轨道（2），所述的运行轨道（2）内设有若干与运行轨道（2）呈弧形连接的横向轨道（5），所述的运行轨道（2）、横向轨道（5）上均设有若干无人物流车（1），所述的运行轨道（2）一侧设有卸载站（3），所述的运行轨道（2）另一侧设有待载站（6），所述的待载站（6）与卸载站（3）间设有若干与横向轨道（5）相等距间隔且平行的装载站（4）；所述的无人物流车（1）包括与运行轨道（2）、横向轨道（5）相磁性卡嵌的车架（7），所述的车架（7）内设有位于运行轨道（2）、横向轨道（5）上方的轨道悬浮磁铁（18），所述的轨道悬浮磁铁（18）两端设有与车架（7）内壁相螺钉连接固定的电机支架（13），所述的电机支架（13）上端设有与电机支架（13）相法兰式螺栓连接的车体方向角度电机（12），所述的电机支架（13）下方设有过渡套管（15），所述的过渡套管（15）与运行轨道（2）间、过渡套管（15）与横向轨道（5）间设有与过渡套管（15）呈一体化的驱动电磁铁（16），所述的过渡套管（15）与车体方向角度电机（12）间设有与过渡套管（15）相卡簧式花键嵌接的方向控制转轴（14），所述的车架（7）上端设有装卸组件（10）。

2.根据权利要求1所述的行走路径最优化的无人物流车控制系统，其特征在于：所述的装卸组件（10）包括一对支撑耳板座（26），所述的支撑耳板座（26）上设有卸载气缸（23），所述的卸载气缸（23）前端设有伸缩杆（20），所述的伸缩杆（20）与卸载气缸（23）间设有与卸载气缸（23）相位移式密封嵌套的装载气缸（21），两伸缩杆（20）前端面间设有拉货板（19），两装载气缸（21）的尾部间设有推货板（22）。

3.根据权利要求2所述的行走路径最优化的无人物流车控制系统，其特征在于：所述的卸载气缸（23）上设有与支撑耳板座（26）相轴承式限位套接的装卸架旋轴（25），所述的装卸架旋轴（25）一端设有与装卸架旋轴（25）相平键式嵌套连接的装卸角度电机（24）。

4.根据权利要求1所述的行走路径最优化的无人物流车控制系统，其特征在于：所述的车架（7）与装卸组件（10）间设有货物重量感应Ⅰ（8），所述的轨道悬浮磁铁（18）上端设有与货物重量感应Ⅰ（8）、车体方向角度电机（12）相电路连通的车载电源（17），所述的车载电源（17）上端设有与货物重量感应Ⅰ（8）相电路连通的数据处理反馈器（9），所述的数据处理反馈器（9）侧边设有与车体方向角度电机（12）相电路连通的信号接收器（11）。

5.根据权利要求1所述的行走路径最优化的无人物流车控制系统，其特征在于：所述的装载站（4）包括装载货架（28），所述的装载货架（28）上设有与装载货架（28）相嵌套式连接的货物重量感应Ⅱ（30），所述的货物重量感应Ⅱ（30）下端设有与货物重量感应Ⅱ（30）相电路连通的货物信息采集器（29），所述的货物信息采集器（29）侧端设有与指令发送器（31）。

6.根据权利要求5所述的行走路径最优化的无人物流车控制系统，其特征在于：所述的货物重量感应Ⅱ（30）一端设有与装载货架（28）端面相垂直式螺栓固定的红外线发射器（27），所述的货物重量感应Ⅱ（30）另一端设有与装载货架（28）端面相垂直式螺栓固定的红外线接收器（32）。

7.根据权利要求1所述的行走路径最优化的无人物流车控制系统的控制方法，其特征在于按如下操作步骤：

第一步：当装载站（4）有货物需要运载时，货物重量感应Ⅱ（30）感应货物并通过指令发送器（31）对待载站（6）的无人物流车（1）发送指令，无人物流车（1）的信号接收器（11）接收指令后在运行轨道（2）上逆时针前进，接着在横向轨道（5）倒车状态运行至装载站（4）；

第二步：当无人物流车（1）到位后，通过装卸组件（10）将货物装载至车架（7）上的货物重量感应Ⅰ（8）上，接着行驶至卸载站（3）；

第三步：当无人物流车（1）到达卸载站（3）后，采用装卸组件（10）将货物卸载至卸载站（3）完成货物搬运过程；

第四步：接着无人物流车（1）沿运行轨道（2）逆时针前进至待载站（6）待命，当半途中接收装载站（4）搬运指，令无人物流车（1）在横向轨道（5）上前行至装载站（4）。

8.根据权利要求7所述的行走路径最优化的无人物流车控制系统的控制方法，其特征在于：无人物流车（1）采用轨道悬浮磁铁（18）与运行轨道（2）、横向轨道（5）脱离接触，通过信号接收器（11）接收指令后由数据处理反馈器（9）根据前进和后退模式对车体方向角度电机（12）进行角度旋转驱动，使得方向控制转轴（14）带动过渡套管（15）上的驱动电磁铁（16）得电旋转角度与运行轨道（2）、横向轨道（5）磁性排出生成无人物流车（1）运行动力，运行的速度为0.5米每秒～1.5米每秒。

9.根据权利要求7所述的行走路径最优化的无人物流车控制系统的控制方法，其特征在于：当无人物流车（1）到达装载站（4）时，达装载站（4）通过红外线发射器（27）和红外线接收器（32）测量货物高度，由货物信息采集器（29）收集信息并通过指令发送器（31）将数据传输至信号接收器（11），装卸组件（10）通过数据处理反馈器（9）控制装卸角度电机（24）驱动卸载气缸（23）向上抬升的角度，接着装载气缸（21）以0.3MPa～0.5 MPa的气压拉伸带拉货板（19）的伸缩杆（20），然后装卸角度电机（24）旋转复位，此时装载气缸（21）以0.3MPa～0.5MPa的气压收缩伸缩杆（20），使得货物被拉货板（19）装载至无人物流车（1）上。

10.根据权利要求9所述的行走路径最优化的无人物流车控制系统的控制方法，其特征在于：当无人物流车（1）到达卸载站（3）时，先驱动卸载气缸（23）以0.2MPa～0.3 MPa的气压拉伸带推货板（22）的装载气缸（21），使得货物推送至卸载站（3）；接着装载气缸（21）以0.2MPa～0.3 MPa的气压拉伸带拉货板（19）的伸缩杆（20），使得货物脱离拉货板（19）与推货板（22）的夹取状态，根据取货时数据处理反馈器（9）收集的货物高度控制装卸角度电机（24）驱动卸载气缸（23）向上抬升的角度，最后卸载气缸（23）和装载气缸（21）以以0.2MPa～0.3 MPa的气压同时回缩到位后，装卸角度电机（24）驱动卸载气缸（23）复位完成搬运过程。