CN111596655B - 一种实现多层穿梭车行走方向定位的方法 - Google Patents

一种实现多层穿梭车行走方向定位的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现多层穿梭车行走方向定位的方法，包括以下步骤：1.搭建通讯系统，2.位置判定，3.确定并执行算法程序，4.判定是否到达目标位置。本发明通过对多层穿梭车行走反向的定位，利用上位机对目标位置的判断和监测，使得多层穿梭车执行抛物线算法程序或线性比例算法程序，在保证多层穿梭车平稳运行的基础上达到精确运输。设备运行的过程中高效节能，处理仓储货物的能力是传统仓储库的数倍以上；多层穿梭车组成的穿梭车系统能够最大程度的优化仓储库的空间，同时支持货物的多深位存储和处理。本发明具备高效节能、存储运输效率高、调试运行简单、维护方便，定位精准等优点。

Description

一种实现多层穿梭车行走方向定位的方法
技术领域
本发明涉及一种实现多层穿梭车行走方向定位的方法，属于自动化仓储物流技术领域。
背景技术
多层穿梭车是一种自动化仓储物流系统里不可或缺的部分，其通过在仓储货架的轨道上来回穿行来完成货物的运输存储工作。传统的堆垛机在完成货物运输存储工作的时候，其采用工业电压供电，电能消耗严重，难于维修且运行效率低下，容易发生用电危险。
为了完善自动化仓储物流系统，更加充分的使用多层穿梭机完成运输存储工作，使得穿梭车在实际运行过程中能够实现节能高效、安全快捷和维护方便，现在需要一种能够实现多层穿梭车行走方向定位的方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种实现多层穿梭车行走方向定位的方法。
本发明采用以下技术方案：一种实现多层穿梭车行走方向定位的方法，包括以下步骤：
步骤一：搭建通讯系统：搭建上位机与多层穿梭车控制器的通讯系统，实现数据传递和信息转换；
步骤二：位置判定：上位机下发目标位置指令，判定多层穿梭车当前位置与目标位置的差值距离是长距离还是短距离；
步骤三：确定并执行算法程序：若上位机判定为长距离运输形式，多层穿梭车执行抛物线算法程序；若上位机判定为短距离运输形式，多层穿梭车执行线性比例算法程序；
步骤四：判定是否到达目标位置：当多层穿梭车达到目标位置时，多层穿梭车停止运行；当多层穿梭车未达到目标位置时，依次重复步骤一和步骤二，直至多层穿梭车达到目标位置。
进一步的，所述步骤三中线性比例算法程序，令多层穿梭车与目标位置为S，若多层穿梭车无法加速至最大速度进行匀速行驶，多层穿梭车通过实时反馈的位置信息在加速至
Figure SMS_1
时开始减速；若多层穿梭车能够加速至最大速度进行匀速行驶，设置多层穿梭车行驶/>
Figure SMS_2
时速度达到最大值，多层穿梭车通过实时反馈的位置信息保持最大速度匀速行驶
Figure SMS_3
的路程后开始减速。
进一步的，所述步骤三中抛物线算法程序，其按照以下公式运行，
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式中，a为多层穿梭车的加速度，t为加速时间，
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为初始速度，V为实时速度，S为多层穿梭车行驶的路程。
进一步的，所述步骤三中采用抛物线算法程序，多层穿梭车开始进行加速阶段，上位机通过判定目标位置的实时距离控制多层穿梭车进行匀速阶段和减速阶段。
进一步的，所述步骤三中采用线性比例算法程序，多层穿梭车开始进行匀加速阶段，上位机通过判定目标位置的实时距离控制多层穿梭车进行匀速阶段和匀减速阶段。
进一步的，所述步骤一中上位机与多层穿梭车控制器之间采用P-net系统。
进一步的，所述抛物线算法程序中的加速度常数a通过多层穿梭车现场调试运行进行确定。
工作原理：
多层穿梭车行走方向定位的方法，首先在上位机与多层穿梭车的控制器之间搭建P-net通讯系统，实现上位机与多层穿梭车之间的数据传输和信息传递。上位机下发目标位置指令，通过与多层穿梭车的位置对比，确定多层穿梭车至目标位置的距离为长距离还是短距离，当上位机计算判定为长距离，上位机下发指令至多层穿梭车控制器，多层穿梭车控制器接收指令并对应执行抛物线算法程序；当上位机计算判定为短距离，上位机下发指令至多层穿梭车控制器，多层穿梭车控制器接收指令并执行对应线性比例算法程序。当多层穿梭车到达上位机下发的目标位置，多层穿梭车停止运行；当多层穿梭车未到达上位机下发的目标位置，上位机对目标位置重新定位，判断长/短距离，向多层穿梭车发送指令，使其执行对应的抛物线算法程序或线性比例算法程序，直至到达目标位置。
有益效果：
本发明通过对多层穿梭车行走反向的定位，利用上位机对目标位置的判断和监测，使得多层穿梭车执行抛物线算法程序或线性比例算法程序，在保证多层穿梭车平稳运行的基础上达到精确运输。设备运行的过程中高效节能，处理仓储货物的能力是传统仓储库的数倍以上；多层穿梭车组成的穿梭车系统能够最大程度的优化仓储库的空间，同时支持货物的多深位存储和处理。本发明具备高效节能、存储运输效率高、调试运行简单、维护方便，定位精准等优点。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实现多层穿梭车行走方向定位的方法，包括以下步骤：
步骤一：搭建通讯系统：在上位机与多层穿梭车控制器之间搭建P-net通讯系统，实现上位机与多层穿梭车控制器之间的实时的数据传递和信息转换，实时的更新传输目标位置的方位信息和多层穿梭车的运行情况；
步骤二：位置判定：上位机下发目标位置指令，判定多层穿梭车当前位置与目标位置的差值距离是长距离还是短距离，利用物流仓库现场巷道长度作为判断标准进行长短距离划分；
步骤三：确定并执行算法程序：若上位机判定多层穿梭车和目标位置为长距离运输形式，多层穿梭车执行抛物线算法程序，多层穿梭车依次实现加速、匀速和减速的运行阶段，直至多层穿梭车到达目标位置；若上位机判定多层穿梭车和目标位置为短距离运输形式，多层穿梭车执行线性比例算法程序，多层穿梭车依次实现匀加速、匀速和匀减速的运行阶段，直至多层穿梭车到达目标位置；
步骤四：判定是否到达目标位置：当多层穿梭车达到目标位置时，多层穿梭车停止运行；当多层穿梭车未达到目标位置时，依次重复步骤一和步骤二，直至多层穿梭车达到目标位置。
实施例一：
自动化物流仓储设备主要由多层穿梭车、输送设备、提升设备和货架等组成。仓储货物经过提升设备和输送设备运送至多层穿梭车，穿梭车承载货物在货架的巷道准备运输。此时，上位机通过监测获取目标位置与多层穿梭车之间的距离，当巷道距离为L时，多层穿梭车距离目标位置不超过
Figure SMS_7
，上位机判定多层穿梭车将要进行短距离运输形式；当距离多层穿梭车距离目标位置大于/>
Figure SMS_8
米时，上位机判定多层穿梭车将要进行长距离运输形式。
上位机向多层穿梭车下发短距离运输形式的指令后，多层穿梭车控制器接收短距离运输形式的指令，执行线性比例算法程序。设多层穿梭车距离目标位置为S,在多层穿梭车运行之前，上位机进行判定计算，即当多层穿梭车加速达到最大速度V时，多层穿梭车行驶的距离是否大于
Figure SMS_9
。若多层穿梭车加速达到最大速度V时，多层穿梭车行驶的距离大于
Figure SMS_10
，此时说明多层穿梭车不需要进行速度V状态下的匀速运动，上位机向多层穿梭车下发匀加速运动指令，多层穿梭车进行匀加速运动，当多层穿梭车匀加速行驶至/>
Figure SMS_11
时，上位机向多层穿梭车下发匀减速运动指令，使得多层穿梭车行至目标位置时，多层穿梭车速度降为0；若多层穿梭车加速达到最大速度V时，多层穿梭车行驶的距离小于/>
Figure SMS_12
，此时说明多层穿梭车需要进行速度V状态下的匀速运动，上位机向多层穿梭车下发匀加速运动指令，多层穿梭车进行匀加速运动，当多层穿梭车速度达到最高值V时，设此时多层穿梭车行驶路程为
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，多层穿梭车通过实时反馈的位置信息保持最大速度匀速行驶/>
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的路程，上位机向多层穿梭车下发匀减速运动指令，使得多层穿梭车行至目标位置时，多层穿梭车速度降为0。如果多层穿梭车的位置停止后仍与目标位置相距较远，上位机立即执行二次定位程序段，直至多层穿梭车达到目标位置。/>
上位机向多层穿梭车下发长距离运输形式的指令后，多层穿梭车控制器接收长距离运输形式的指令，执行抛物线算法程序。多层穿梭车启动并进入加速阶段；加速一段时间后，多层穿梭车运行速度达到上限值，此时多层穿梭车进入匀速阶段；上位机通过计算得出多层穿梭车从速度上限值匀减速降为零时所需的时间及路程距离，并将此距离标记为减速区域，当多层穿梭车匀速行驶至减速区域时，多层穿梭车进入减速运动，直至多层穿梭车到达目标位置后停止。其中，当多层穿梭车距离目标位置较近时，上位机通过计算得到多层穿梭车在未达到速度上限值时便要执行减速阶段，多层穿梭车在加速过程中到达减速区域时便直接进入减速阶段。如果多层穿梭车的位置停止后仍与目标位置相距较远，上位机立即执行二次定位程序段，直至多层穿梭车达到目标位置。
本发明通过对多层穿梭车行走反向的定位，利用上位机对目标位置的判断和监测，使得多层穿梭车执行抛物线算法程序或线性比例算法程序，在保证多层穿梭车平稳运行的基础上达到精确运输。设备运行的过程中高效节能，处理仓储货物的能力是传统仓储库的数倍以上；多层穿梭车组成的穿梭车系统能够最大程度的优化仓储库的空间，同时支持货物的多深位存储和处理。本发明具备高效节能、存储运输效率高、调试运行简单、维护方便，定位精准等优点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种实现多层穿梭车行走方向定位的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：搭建通讯系统：搭建上位机与多层穿梭车控制器的通讯系统，实现数据传递和信息转换；
步骤二：位置判定：上位机下发目标位置指令，判定多层穿梭车当前位置与目标位置的差值距离是长距离还是短距离；上位机通过监测获取目标位置与多层穿梭车之间的距离，当巷道距离为L时，多层穿梭车距离目标位置不超过
Figure QLYQS_1
，上位机判定多层穿梭车将要进行短距离运输形式；当距离多层穿梭车距离目标位置大于/>
Figure QLYQS_2
米时，上位机判定多层穿梭车将要进行长距离运输形式；
步骤三：确定并执行算法程序：若上位机判定为长距离运输形式，多层穿梭车执行抛物线算法程序；若上位机判定为短距离运输形式，多层穿梭车执行线性比例算法程序；
步骤四：判定是否到达目标位置：上位机向多层穿梭车下发短距离运输形式的指令后，多层穿梭车控制器接收短距离运输形式的指令，执行线性比例算法程序，设多层穿梭车距离目标位置为S,在多层穿梭车运行之前，上位机进行判定计算，即当多层穿梭车加速达到最大速度V时，多层穿梭车行驶的距离是否大于
Figure QLYQS_3
，若多层穿梭车加速达到最大速度V时，多层穿梭车行驶的距离大于/>
Figure QLYQS_4
，此时说明多层穿梭车不需要进行速度V状态下的匀速运动，上位机向多层穿梭车下发匀加速运动指令，多层穿梭车进行匀加速运动，当多层穿梭车匀加速行驶至/>
Figure QLYQS_5
时，上位机向多层穿梭车下发匀减速运动指令，使得多层穿梭车行至目标位置时，多层穿梭车速度降为0；若多层穿梭车加速达到最大速度V时，多层穿梭车行驶的距离小于/>
Figure QLYQS_6
，此时说明多层穿梭车需要进行速度V状态下的匀速运动，上位机向多层穿梭车下发匀加速运动指令，多层穿梭车进行匀加速运动，当多层穿梭车速度达到最高值V时，设此时多层穿梭车行驶路程为/>
Figure QLYQS_7
，多层穿梭车通过实时反馈的位置信息保持最大速度匀速行驶/>
Figure QLYQS_8
的路程，上位机向多层穿梭车下发匀减速运动指令，使得多层穿梭车行至目标位置时，多层穿梭车速度降为0，如果多层穿梭车的位置停止后仍与目标位置相距较远，则重复执行步骤二和三，直至多层穿梭车达到目标位置；
上位机向多层穿梭车下发长距离运输形式的指令后，多层穿梭车控制器接收长距离运输形式的指令，执行抛物线算法程序，多层穿梭车启动并进入加速阶段；加速一段时间后，多层穿梭车运行速度达到上限值，此时多层穿梭车进入匀速阶段；上位机通过计算得出多层穿梭车从速度上限值匀减速降为零时所需的时间及路程距离，并将此距离标记为减速区域，当多层穿梭车匀速行驶至减速区域时，多层穿梭车进入减速运动，直至多层穿梭车到达目标位置后停止，其中，当多层穿梭车距离目标位置较近时，上位机通过计算得到多层穿梭车在未达到速度上限值时便要执行减速阶段，多层穿梭车在加速过程中到达减速区域时便直接进入减速阶段，如果多层穿梭车的位置停止后仍与目标位置相距较远，则重复执行步骤二和三，直至多层穿梭车达到目标位置。
2.根据权利要求1所述的实现多层穿梭车行走方向定位的方法，其特征在于：所述步骤三中抛物线算法程序，其按照以下公式运行，
Figure QLYQS_9
,
Figure QLYQS_10
式中，a为多层穿梭车的加速度，t为加速时间，
Figure QLYQS_11
为初始速度，V为实时速度，S为多层穿梭车行驶的路程。
3.根据权利要求1所述的实现多层穿梭车行走方向定位的方法，其特征在于：所述步骤一中上位机与多层穿梭车控制器之间采用P-net系统。
4.根据权利要求3所述的实现多层穿梭车行走方向定位的方法，其特征在于：所述抛物线算法程序中的加速度常数a通过多层穿梭车现场调试运行进行确定。
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