CN111153353A - 一种激光导航无人驾驶叉车及其控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光导航无人驾驶叉车及其控制系统，属于运输工具技术领域。本发明包括叉车，叉车包括车框、水平框架和货叉机构，车框上端面设置有导航机构，导航机构包括立柱，立柱上方连接支架，支架上端面左侧设置有电源，电源右侧设置有激光扫描仪，支架下方设置有固定座，固定座通过连接座与立柱相连接，固定座一侧连接调节支架，调节支架上设置有安全扫描防护仪和镭射灯，货叉机构中的货叉上端面设置有安全扫描传感器，货叉机构中的货叉架表面也设置有安全扫描传感器，本发明通过导航机构实现了叉车的全自动作业，不需要人为操作，且相比于现有的全自动叉车不需要面铺设磁条或者二维码进行导航，使用成本更低，且装置结构简单，操作简便。

Description

一种激光导航无人驾驶叉车及其控制系统
技术领域
本发明涉及一种激光导航无人驾驶叉车及其控制系统，属于运输工具技术领域。
背景技术
叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，传统的叉车都是由操作员驾驶进行工作的，其使用范围以及使用时间都受到很多条件的限制。
现在把自动导航技术和传统的叉车结合起来，进行无人驾驶，通过设定的程序进行控制，可以大大提高了应用范围，也降低了应用成本。
现在很多自动导航叉车都是通过地面铺设磁条或者二维码进行导航的，这样使用起来不稳定，因为铺在地面上的磁条和二维码容易损坏，或者污染，这样就会给导航带去很多不稳定的因素，严重的影响了导航的效果。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种激光导航无人驾驶叉车及其控制系统，用于解决现有技术中现在很多自动导航叉车都是通过地面铺设磁条或者二维码进行导航的，这样使用起来不稳定，因为铺在地面上的磁条和二维码容易损坏，或者污染，这样就会给导航带去很多不稳定的因素，严重的影响了导航的效果的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种激光导航无人驾驶叉车包括：叉车，所述的叉车包括车框，车框左侧连接水平框架，水平框架左侧连接货叉机构，所述的车框上端面设置有导航机构，导航机构包括立柱，立柱上方连接支架，支架上端面左侧设置有电源，电源右侧设置有激光扫描仪，支架下方设置有固定座，固定座通过连接座与立柱相连接，固定座一侧连接调节支架，调节支架上设置有安全扫描防护仪和镭射灯，车框两侧表面设置有防撞气囊，所述的水平框架两侧设置有安全气囊，所述的货叉机构顶部设置有镭射灯，货叉机构中的货叉上端面设置有安全扫描传感器，货叉机构中的货叉架表面也设置有安全扫描传感器。
通过采用这种技术方案：自动导航激光叉车在运行过程中镭射灯在导航车的正前方和正后方打射出一条警示红线，用来提示周围，红线的区域内不能进入，激光扫描仪随自动导航激光叉车的行走，发出旋转的激光束，发出的激光束被沿激光导轨叉车行驶路径铺设的多组反光板(全向反光板)直接反射回来，触发控制系统，记录旋转激光头遇到反光板时的角度，控制系统根据这些角度值与实际的这组反光板的位置相匹配，计算出AGV的绝对坐标，在行走的过程中，通过车身前面底部安装的安全扫描传感器来检测前方是否有障碍物，如果障碍物离车身达到设定的安全距离值时，激光叉车就会停止行走，进入等待阶段，如果等待的时间超过设定的时间，激光叉车就会进行报警提示，如果报警时间超过设定的时间内还没有解除，那么激光叉车就会通过绕行的方式继续前行，如果再等待的时间小于设定的时间内，障碍物自行离开，那么激光叉车就会继续前行，在后退的过程中，通过车身后面底部安装的安全扫描传感器来检测后方是否有障碍物，如果障碍物离车身达到设定的安全距离值时，激光叉车就会停止后退，进入等待阶段，如果等待的时间超过设定的时间，激光叉车就会进行报警提示，如果报警时间超过设定的时间内还没有解除，那么激光叉车就会通过绕行的方式继续后退，如果再等待的时间小于设定的时间内，障碍物自行离开，那么激光叉车就会继续后退；
到达目标位时，自动导航激光叉车会再次下降货叉，到达下限位，然后进行缓慢后退，来叉取货物，当货叉上的安全扫描传感器都同时测到信号后，才认为此时是具备叉取的条件，否则如果有一个安全扫描传感器没检测到信号，叉车就不会进行叉取提升，当叉取提升到设定的高度后，就会停止提升，然后激光叉车就会向目标点驶去，货叉在叉取货物的时候，判断叉车和货物之间的水平距离也是通过水平安装的安全扫描传感器进行检测。
于本发明的一实施例中，所述的车框上端面设置有两个三色灯。
通过采用这种技术方案：通过三色灯的三种颜色灯光区分自动激光导航叉车的运行状态。
于本发明的一实施例中，所述的车框一侧表面设置有控制触摸屏。
通过采用这种技术方案：控制触摸屏用于显示车体运行状态，工位情况以及设置有手动控制切换按钮，即更加柔性的控制机器人的运作。
于本发明的一实施例中，所述的车框朝向货叉机构的一侧表面设置有音乐模块。
通过采用这种技术方案：音乐模块是用于声音输出来提示报警，以便提醒周边人为环境，其故障时提醒人为处理。
于本发明的一实施例中，还包括控制面板，控制面板通过线路与导航机构、电源、安全扫描防护仪、镭射灯、安全扫描传感器以及叉车动力机构相连接。
通过采用这种技术方案：通过控制面板实现自动导航激光叉车的全自动控制。
于本发明的一实施例中，所述的叉车底部也设置有安全扫描传感器。
通过采用这种技术方案：在行走的过程中，通过车身前面底部安装的安全扫描传感器来检测前方是否有障碍物，如果障碍物离车身达到设定的安全距离值时，激光叉车就会停止行走。
一种激光导航无人驾驶叉车及其控制系统包括：导航地图及算法模块、PLC控制系统、舵轮控制模块、升降控制模块、动力系统、安全防护模块、人机界面以及无线通信单元，所述的导航地图及算法模块、舵轮控制模块、升降控制模块、动力系统、安全防护模块、人机界面以及无线通信单元与PLC控制系统相连接。
导航地图及算法模块，将导航仪的数据与系统地图进行构建实现定位功能，结合辅助定位模块及软件算法转换成导航数据传送给PLC控制系统；
PLC控制系统，是下位机执行机构的控制单元，接收上位机的导航数据，控制执行单元实现相应的动作；
舵轮控制模块，是激光叉车的控制核心，PLC控制系统的主要控制机构；通过编码器的实时反馈，结合高效的算法模块及调度控制实现车体底盘的自动导航功能；
升降控制模块，结合叉车本体硬件设备，PLC控制系统根据编码器的实时反馈，控制叉车的叉齿升降到对应高度；
动力系统，是叉车的动力来源，智能叉车对电量监控有较高的实时要求，并配有实现全自动充电的在线充电装置；
安全防护模块，由非接触式安全传感器、接触式防撞机构、急停按钮等组合而成，实现叉车AGV的安全运行保障；
人机界面，由触摸屏实现，显示激光叉车的实时状态信息、故障信息，也可以实现对路径的编辑及查阅；
无线通信单元，实现激光叉车与调度系统及其他模块的无线数据交换。
如上所述，本发明的一种激光导航无人驾驶叉车及其控制系统，具有以下有益效果：
本发明中在叉车上设置了导航机构，通过导航机构实现了叉车的全自动作业，不需要人为操作，且相比于现有的全自动叉车不需要地面铺设磁条或者二维码进行导航，使用成本更低，且装置结构简单，操作简便，叉车上还设置了安全气囊和防撞气囊，提高了叉车的安全性能。
附图说明
图1显示为本发明实施例中一种激光导航无人驾驶叉车的整体结构示意图。
图2显示为本发明实施例中一种激光导航无人驾驶叉车的主视结构示意图。
图3显示为本发明实施例中一种激光导航无人驾驶叉车的俯视结构示意图。
图4显示为本发明实施例中一种激光导航无人驾驶叉车的左视结构示意图。
图5显示为本发明实施例中一种激光导航无人驾驶叉车的导航机构结构示意图。
图6显示为本发明实施例中一种激光导航无人驾驶叉车控制系统的组成示意图。
其中，1、货叉机构；2、叉车；3、导航机构；4、控制触摸屏；5、安全气囊；6、水平框架；7、防撞气囊；8、车框；9、三色灯；10、安全扫描传感器；11、音乐模块；12、电源；13、支架；14、连接座；15、立柱；16、激光扫描仪；17、固定座；18、调节支架；19、安全扫描防护仪；20、镭射灯。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1，本发明提供一种激光导航无人驾驶叉车包括：叉车2，所述的叉车2包括车框8，车框8左侧连接水平框架6，水平框架6左侧连接货叉机构1，所述的车框8上端面设置有导航机构3，导航机构3包括立柱15，立柱15上方连接支架13，支架13上端面左侧设置有电源12，电源12右侧设置有激光扫描仪16，支架13下方设置有固定座17，固定座17通过连接座14与立柱15相连接，固定座17一侧连接调节支架18，调节支架18上设置有安全扫描防护仪19和镭射灯20，车框8两侧表面设置有防撞气囊7，所述的水平框架6两侧设置有安全气囊5，所述的货叉机构1顶部设置有镭射灯20，货叉机构1中的货叉上端面设置有安全扫描传感器10，货叉机构1中的货叉架表面也设置有安全扫描传感器10。
所述的车框8上端面设置有两个三色灯9。所述的车框8一侧表面设置有控制触摸屏4。所述的车框8朝向货叉机构1的一侧表面设置有音乐模块11。还包括控制面板，控制面板通过线路与导航机构3、电源12、安全扫描防护仪19、镭射灯20、安全扫描传感器10以及叉车动力机构相连接。所述的叉车2底部也设置有安全扫描传感器10。
一种激光导航无人驾驶叉车及其控制系统包括：导航地图及算法模块、PLC控制系统、舵轮控制模块、升降控制模块、动力系统、安全防护模块、人机界面以及无线通信单元，所述的导航地图及算法模块、舵轮控制模块、升降控制模块、动力系统、安全防护模块、人机界面以及无线通信单元与PLC控制系统相连接。
一种激光导航无人驾驶叉车及其控制系统的应用方法是：首先通过人机交互界面即控制触摸屏对自动导航激光叉车进行设定，设定后自动导航激光叉车在运行过程中镭射灯在导航车的正前方和正后方打射出一条警示红线，用来提示周围，红线的区域内不能进入，激光扫描仪随自动导航激光叉车的行走，发出旋转的激光束，发出的激光束被沿激光导轨叉车行驶路径铺设的多组反光板(全向反光板)直接反射回来，传递到PLC控制系统，PLC控制系统记录旋转激光头遇到反光板时的角度，PLC控制系统通过导航地图及算法模块根据这些角度值与实际的这组反光板的位置相匹配，计算出AGV的绝对坐标，在行走的过程中，通过车身前面底部安装的安全扫描传感器来检测前方是否有障碍物，如果安全扫描传感器检测到障碍物离车身达到设定的安全距离值时，PLC控制系统通过动力系统模块控制激光叉车停止行走，进入等待阶段，如果等待的时间超过设定的时间，PLC控制系统启动声光报警装置，激光叉车就会进行报警提示，如果报警时间超过设定的时间内还没有解除，那么PLC控制系统通过舵轮控制模块和动力系统模块控制激光叉车通过绕行的方式继续前行，如果再等待的时间小于设定的时间内，安全扫描传感器检测到障碍物自行离开，那么PLC控制系统通过动力系统模块控制激光叉车继续前行，在后退的过程中，通过车身后面底部安装的安全扫描传感器来检测后方是否有障碍物，如果安全扫描传感器检测到障碍物离车身达到设定的安全距离值时，PLC控制系统通过动力系统模块控制激光叉车停止后退，进入等待阶段，如果等待的时间超过设定的时间，PLC控制系统启动声光报警装置，激光叉车就会进行报警提示，如果报警时间超过设定的时间内还没有解除，那么PLC控制系统通过舵轮控制模块和动力系统模块控制激光叉车通过绕行的方式继续后退，如果再等待的时间小于设定的时间内，安全扫描传感器检测到障碍物自行离开，那么PLC控制系统通过动力系统模块控制激光叉车就会继续后退；
到达目标位时，自动导航激光叉车中的PLC控制系统通过升降控制模块控制货叉机构再次下降货叉，到达下限位，然后PLC控制系统通过舵轮控制模块控制激光叉车进行缓慢后退，来叉取货物，当货叉上的安全扫描传感器都同时测到信号传递到PLC控制系统后，才认为此时是具备叉取的条件，否则如果有一个安全扫描传感器没检测到信号，PLC控制系统就不会控制激光叉车进行叉取提升，当叉取提升到设定的高度后，就会停止提升，然后激光叉车就会向目标点驶去，货叉在叉取货物的时候，判断叉车和货物之间的水平距离也是通过水平安装的安全扫描传感器进行检测；
PLC控制系统在自动导航激光叉车工作过程中通过动力系统模块对自动导航激光叉车的电池进行监控，同时在运行过程中若产生碰撞，则碰撞后，碰撞信号传递到PLC控制系统，PLC控制系统控制安全气囊和防撞气囊弹开，避免产生损伤。
综上所述，本发明中在叉车上设置了导航机构，通过导航机构实现了叉车的全自动作业，不需要人为操作，且相比于现有的全自动叉车不需要地面铺设磁条或者二维码进行导航，使用成本更低，且装置结构简单，操作简便，叉车上还设置了安全气囊和防撞气囊，提高了叉车的安全性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种激光导航无人驾驶叉车，其特征在于，所述一种激光导航无人驾驶叉车包括：叉车(2)，所述的叉车(2)包括车框(8)，车框(8)左侧连接水平框架(6)，水平框架(6)左侧连接货叉机构(1)，所述的车框(8)上端面设置有导航机构(3)，导航机构(3)包括立柱(15)，立柱(15)上方连接支架(13)，支架(13)上端面左侧设置有电源(12)，电源(12)右侧设置有激光扫描仪(16)，支架(13)下方设置有固定座(17)，固定座(17)通过连接座(14)与立柱(15)相连接，固定座(17)一侧连接调节支架(18)，调节支架(18)上设置有安全扫描防护仪(19)和镭射灯(20)，车框(8)两侧表面设置有防撞气囊(7)，所述的水平框架(6)两侧设置有安全气囊(5)，所述的货叉机构(1)顶部设置有镭射灯(20)，货叉机构(1)中的货叉上端面设置有安全扫描传感器(10)，货叉机构(1)中的货叉架表面也设置有安全扫描传感器(10)。
2.根据权利要求1所述的一种激光导航无人驾驶叉车，其特征在于：所述的车框(8)上端面设置有两个三色灯(9)。
3.根据权利要求1所述的一种激光导航无人驾驶叉车，其特征在于：所述的车框(8)一侧表面设置有控制触摸屏(4)。
4.根据权利要求1所述的一种激光导航无人驾驶叉车，其特征在于：所述的车框(8)朝向货叉机构(1)的一侧表面设置有音乐模块(11)。
5.根据权利要求1所述的一种激光导航无人驾驶叉车，其特征在于：还包括控制面板，控制面板通过线路与导航机构(3)、电源(12)、安全扫描防护仪(19)、镭射灯(20)、安全扫描传感器(10)以及叉车动力机构相连接。
6.根据权利要求1所述的一种激光导航无人驾驶叉车，其特征在于：所述的叉车(2)底部也设置有安全扫描传感器(10)。
7.一种激光导航无人驾驶叉车控制系统，其特征在于，所述一种激光导航无人驾驶叉车控制系统包括：导航地图及算法模块、PLC控制系统、舵轮控制模块、升降控制模块、动力系统、安全防护模块、人机界面以及无线通信单元，所述的导航地图及算法模块、舵轮控制模块、升降控制模块、动力系统、安全防护模块、人机界面以及无线通信单元与PLC控制系统相连接。
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Application publication date: 20200515

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