CN112455984B - 一种工厂智能化物料运输与仓储系统 - Google Patents

一种工厂智能化物料运输与仓储系统 Download PDF

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Abstract

一种工厂智能化物料运输与仓储系统，包括多个生产车间，所述的生产车间内设置有车间储料区；多个生产车间的中间设置有仓库，在生产车间与仓库之间设置有用于导向的磁导轨，以及在导轨上运行用于运输物料的循迹物料车；车间储料区和生产车间中均放置有多个货架，货架旁设置有用于转运物料的机械臂，用于监测货物状态的监测装置，以及与循迹物料车、机械臂、检测装置信号连接的中控台；所述的中控台与循迹物料车、机械臂、检测装置进行信息交互，中控台控制循迹物料车到指定的位置处将货物运输到另一指定的位置进行存放，中控台再控制机械臂将物料放置在货架的指定位置处；通过上位机控制循迹物料车和机械臂相互配合，完成物料的入库和出库。

Description

一种工厂智能化物料运输与仓储系统
技术领域
本发明涉及物料运输技术领域，具体涉及一种工厂智能化物料运输与仓储系统。
背景技术
物料运输是指在同一场所范畴内进行的、以改变物料存放状态和空间位置为主要目标的活动,由于工业生产自动化程度的提高和生产规模的扩大,以及生产过程中物料搬运费用对赢利的影响巨大,促使企业在生产中越来越多的采用大型、高效、自动化的物料搬运机械。
目前，工厂大多使用AGV作为牵引车，由物料配发人员将物料摆放到料车上，然后将料车挂钩与AGV上的挂钩连接，最后，通过AGV上的按键或触摸屏输入需要配送到的车间才可以完成物料配送任务。这个过程中，物料的装卸和料车与牵引车的连接任务都需要多个工作人员完成，需要用到大量的劳作力。
另外，目前这种配送方式只能在一楼的车间进行运输任务，二楼及以上楼层仍然需要人工完成物料运输任务。
发明内容
针对上述的技术问题，本技术方案提供了一种工厂智能化物料运输与仓储系统，能有效的解决上述问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种工厂智能化物料运输与仓储系统，包括多个生产车间，所述的生产车间内设置有车间储料区，在多个生产车间的中间设置有仓库；所述的各个车间储料区和仓库中均放置有多个货架，货架旁设置有用于转运物料的机械臂，以及用于监测货物状态的监测装置，监测装置信号连接有中控台并与中控台信息交互，让中控台实时的了解货架和物料的状态；
所述的生产车间与仓库之间设置有用于导向的磁导轨，以及在导轨上运行用于运输物料的循迹物料车；所述循迹物料车设置有微控制器，以及与微控制器连接的无线传输模块，循迹物料车通过无线传输模块与中控台信号连接后进行信息交互；
中控台与循迹物料车和机械臂信号连接后，对循迹物料车和机械臂下达控制指令：中控台控制循迹物料车到指定的位置处承载物料，并将物料运输到另一指定的位置处；中控台控制机械臂将循迹物料车上的物料放置在货架的指定位置处，或将货架指定位置处的物料转运至循迹物料车上；通过中控台控制各个循迹物料车和各个机械臂相互配合，完成物料的入库和出库。
进一步的，所述仓库和各个生产车间的门口均设置有扫描仪，扫描仪与中控台信号连接用于录入进出物料的编码。
进一步的，所述的物料放置到循迹物料车上时，确保物料箱体上的编码可见；在循迹物料车承载着物料进入或出仓库时，扫描仪会将物料上的编码录入至中控台的系统中进行记载；从而对物料进行计数和有效的追踪。
进一步的，所述循迹物料车的微控制器通过无线传输模块与中控台信号连接，在接收到中控台下达的需要运输物料的信息指令后，将接收到的需要被运输的物料信息显示在显示屏上；在循迹物料车承载着物料进入或出仓库时，扫描仪会将循迹物料车显示屏上的物料编码录入至中控台的系统中进行记载；从而对物料进行计数和有效的追踪。
进一步的，所述的磁导轨中设置有压力传感器，所述的压力传感器与中控台信号连接，将监测状态实时的发送给中控台；所述的磁导轨中的压力传感器在感应到循迹物料车的压力后，将信号传送给中控台，中控台实时的把控磁导轨的使用情况，便于中控台调度循迹物料车。
进一步的，所述的压力传感器，在特殊的状态下，能在感应到循迹物料车的压力后，将压电效应将压力信号转变成电信号；
在货梯门口处的磁导轨，其中的压力传感器在感应到循迹物料车的压力后，将压电效应将压力信号转变成电信号，控制电梯门打开；
在货梯内的磁导轨，其中的压力传感器在感应到循迹物料车的压力后，将压电效应将压力信号转变成电信号，控制电梯门关闭。
进一步的，所述的货梯内设置有与按键连接并控制货梯运行的货梯控制器，货梯控制器通过无线模块与中控台信号连接，进行信息交互；货梯控制器能接收中控台发送的需要通过货梯运送的物料的编码，以及物料需要存放在哪个楼层的信息；
货梯控制器内设置有图像识别软件，所述的货梯控制器连接有摄像装置；货梯控制器通过摄像装置拍摄得到循迹物料车上运载的物料的编码，再通过图像识别软件对编码进行识别，与中控台发送的指令进行配对后，可有效识别得到循迹物料车所需到达的楼层；货梯控制器再控制货梯到达需要的楼层后，再打开货梯门。
进一步的，所述循迹物料车的微控制器连接有视觉传感模块、驱动模块和速度反馈模块；所述的视觉传感模块与安装在车身上的摄像装置连接，所述的驱动模块与安装在车身内的电源和驱动电机连接，所述的速度反馈模块与车身上的行走机构、转向机构和定位模块连接；
所述的中控台在给循迹物料车下达运输物料的指令时，会将循迹物料车的行驶路线一并下达至循迹物料车；循迹物料车的微控制器在接收到指令后，会控制驱动模块和速度反馈模块控制循迹物料车在磁导轨上进行行驶；摄像装置通过视觉传感模块将循迹物料车行驶的状态实时的反馈给微控制器，微控制器最后再反馈给中控台。
进一步的，所述的速度反馈模块中设置有纠偏控制系统，纠偏控制系统是基于BP神经网络所改进的PID控制系统，可以进行自学习，实时优化PID控制系统的控制参数，从而可以提高运行精度和纠偏效率。
进一步的，所述纠偏控制器的具体控制流程为：
步骤一：确定BP神经网络结构，设置为三层网络结构，包括输入层、隐含层和输出层；输入层设置4个输入节点即令m=4，4个输入节点分别为物料车左轮速度vl、右轮速度vr、角速度ω、线速度v，设左右两驱动轮间的距离为L，可求得物料车的转弯半径R=
Figure 30480DEST_PATH_IMAGE001
、物料车的线速度v=（vl+vr）/2、角速度ω=v/R，输出层三个节点分别为Kp、Ki、Kd，此时K=1；
步骤二：给定初始位置偏差ed=
Figure 759402DEST_PATH_IMAGE002
*tan[
Figure 775899DEST_PATH_IMAGE003
*t]和目标位置偏差Δed=0.55；
步骤三：求输出层三个节点Kp、Ki、Kd输出，具体过程如下：
BP神经网络的输入层的输入（m为输入层节点的个数m=4）：
Oj (1)=xk-j=e(k-j) (j=0,1,…,m-1)
Om (1)=1
隐含层的输入 (q为隐含层变量的个数q=5)：
neti (2)(k)=
Figure 273877DEST_PATH_IMAGE004
ij (2)Oj (1)(k)
隐含层的输出：
Oj (2)(k)= ƒ[neti (2)(k)](i=0,1,…,q-1)
Oq (2)(k)=1
式中wij (2)为隐含层加权系数；
输出层的输入：netl (3)(k)=
Figure 247123DEST_PATH_IMAGE005
li (3)Oj (2)(k)
输出层的输出：Ol (3)(k)= g[netl (3)(k)](l=0,1,2)
则求得Kp= O0 (3)(k)、 Ki= O1 (3)(k)、Kd= O2 (3)(k)
其中Wli (3)为输出层加权系数，上标（1）、（2）、（3）分别代表输入层、隐含层、输出层；
步骤四：求预测输出Δedf；
步骤五：求目标值Δed与预测输出Δedf的偏差Δef=|Δed-Δedf|；
步骤六：判断Δef是否大于设定值0.05，若大于0.05，则返回步骤三进行循环，若不大于0.05则进行步骤六；
步骤七：根据步骤三求得的PID控制参数Kp、Ki、Kd，对循迹物料车行进路线进行纠正，纠偏后的位置偏差edc；
步骤八：求目标输出Δed；
步骤九：计算输出Δed=|ed-edc|是否大于0.55，若大于0.55，则返回步骤二进行循环，若不大于0.55，则说明控制精度达到要求，纠偏过程结束。
（三）有益效果
本发明提出的一种工厂智能化物料运输与仓储系统，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
（1）本技术方案通过机械臂和循迹物料车配合工作，整个过程只需要工作人员在中控台上下达指令，真正实现了智能化物料配送。
（2）本技术方案通过循迹物料车和货梯配合工作，不仅可以建多层立体仓库节约空间，而且可以将物料配送到高楼层车间。
（3）本技术方案通过BP神经网络优化PID控制参数设计的纠偏控制器，可以进行自学习，实时优化控制参数，从而提高了物料车的运行精度。
附图说明
图1是本发明的应用场景示意图。
图2是本发明中循迹物料车示意图。
图5是本发明中循迹物料车控制系统示意图。
图7是本发明中纠偏控制系统示意图。
图8是本发明中纠偏控制过程流程图。
图6是本发明中数据传输的无线网络架构图。
图3是本发明中物料入库流程图。
图4是本发明中物料出库流程图。
图9是本发明中计算机APP菜单功能说明图。
图10是本发明中计算机APP的“库存查询”菜单显示图。
图11是本发明中计算机APP的“入库申请”菜单显示图。
图12是本发明中计算机APP的“出库申请”菜单显示图。
图13是本发明中计算机APP的“历史数据查询”菜单显示图。
图14是本发明中计算机APP的“动态监控”菜单显示图。
附图中的标记为：物料车显示屏21、物料车箱体22、左驱动轮23、左从动轮24、运行指示灯141、空闲指示灯142、故障指示灯143。
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。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。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围。
实施例1：
如图1-图3所示，一种工厂智能化物料运输与仓储系统，包括多个生产车间，所述的生产车间内设置有车间储料区，在多个生产车间的中间设置有仓库。生产车间与仓库之间设置有用于导向的磁导轨，以及在导轨上运行用于运输物料的循迹物料车。各个车间储料区和仓库中均放置有多个货架，在货架旁设置有用于转运物料的机械臂；货架上的物料按照指定的顺序进行摆放，便于机械臂进行抓取或摆放。循迹物料车和机械臂信号连接有中控台；通过中控台控制各个循迹物料车和各个机械臂相互配合，完成物料的入库和出库。在本实施例中，所述的中控台采用的是安装有管控系统的计算机。
在各个车间储料区和仓库中均设置有用于监测货物状态的监测装置，监测装置信号连接有中控台并与中控台信息交互，让中控台实时的了解货架和物料的状态。
在货架旁设置有用于转运物料的机械臂，机械臂与中控台信号连接，进行信息交互。中控台对机械臂下达指令，通过指令控制机械臂将循迹物料车上的物料放置在货架的指定位置处，或将货架指定位置处的物料转运至循迹物料车上。物料是按照特定位置和固定数量摆放装箱的，机械臂可根据得到的指令，将指定的物料箱数从货架上指定的位置处转运到循迹物料车中；或者将循迹物料车中指定的物料箱数转运至货架上指定的位置处。
循迹物料车设置有微控制器，以及与微控制器连接的无线传输模块，循迹物料车通过无线传输模块与中控台信号连接后进行信息交互；中控台与循迹物料车信号连接后，对循迹物料车下达控制指令：中控台控制循迹物料车到指定的位置处承载物料，并将物料运输到另一指定的位置处。
例如，循迹物料车在收到中控台的计算机发出的出库指令后，同时，机械臂奕收到中控台发出的出库指令；循迹物料车根据指令到达仓库的指定位置后，中控台控制机械臂开始运作；机械臂接收到物料车已到达指定位置的指令后，开始从货架上的指定位置抓取指定数量的指定物料摆放到循迹物料车的箱体中，待物料装载完成后，循迹物料车根据地面上预设的磁导轨将物料送至指定车间的指定位置处。当循迹物料车到达车间的储料区后，再通过车间内的机械臂将物料卸载到储料区中货架上的指定位置，完成物料的出库。
在仓库和各个生产车间的门口均设置有扫描仪，扫描仪与中控台信号连接，将扫描仪获取的物料编码传送给中控台，由中控台进行出库或入库的记载。
入库时，循迹物料车载着物料从车间门口出来时，车间门口处的扫描仪将编码扫描完成后发送给中控台，中控台得到物料信息将物料信息对其进行存档；当循迹物料车走到仓库门口时，仓库门口的扫描仪将编码扫描完成后发送给中控台，中控台得到物料信息将物料信息与车间门口扫描仪发送的物料信息进行对比；如无误，则让循迹物料车进入到仓库中，完成入库；并记载XX车间入库XX件XX物料；如有误，则让循迹物料车进入仓库的同时发出警报，并将有误点存档。出库时的程序与入库一致。
磁导轨中设置有压力传感器，所述的压力传感器与中控台信号连接，将监测状态实时的发送给中控台；所述的磁导轨中的压力传感器在感应到循迹物料车的压力后，将信号传送给中控台，中控台实时的把控磁导轨的使用情况，便于中控台调度循迹物料车。
压力传感器在特殊的状态下，能在感应到循迹物料车的压力后，将压电效应将压力信号转变成电信号；在货梯门口处的磁导轨，其中的压力传感器在感应到循迹物料车的压力后，将压电效应将压力信号转变成电信号，控制电梯门打开；在货梯内的磁导轨，其中的压力传感器在感应到循迹物料车的压力后，将压电效应将压力信号转变成电信号，控制电梯门关闭。
例如，当循迹物料车需要配送物料到二楼及以上楼层时，循迹物料车会通过货梯进行配送。当循迹物料车到达货梯口时，安装在磁导轨中的压力传感器感应到循迹物料车的压力后，压电效应将压力信号转变成电信号，控制货梯门打开，让循迹物料车进入货梯内；当循迹物料车进入电梯后，安装在货梯内的磁导轨，其终端的压力传感器感应到循迹物料车的压力后，将压力信号转变成电信号，控制货梯门关闭。
货梯内设置有与按键连接并控制货梯运行的货梯控制器，货梯控制器通过无线模块与中控台信号连接，进行信息交互；货梯控制器能接收中控台发送的需要通过货梯运送的物料的编码，以及物料需要存放在哪个楼层的信息；
货梯控制器内设置有图像识别软件，所述的货梯控制器连接有摄像装置；货梯控制器通过摄像装置拍摄得到循迹物料车上运载的物料的编码，再通过图像识别软件对编码进行识别，与中控台发送的指令进行配对后，可有效识别得到循迹物料车所需到达的楼层；货梯控制器再控制货梯到达需要的楼层后，再打开货梯门，让循迹物料车出货梯。
循迹物料车的微控制器通过无线传输模块与中控台信号连接，在接收到中控台下达的需要运输物料的信息指令后，将接收到的需要被运输的物料信息显示在显示屏上；同时，物料放置到循迹物料车上时，确保物料箱体上的编码可见。
在循迹物料车承载着物料进入或出仓库时，扫描仪会将循迹物料车显示屏上的物料编码或直接将物料箱上的物料编码录入至中控台的系统中进行记载；从而对物料进行计数和有效的追踪。
循迹物料车的微控制器连接有视觉传感模块、驱动模块和速度反馈模块；所述的视觉传感模块与安装在车身上的摄像装置连接，所述的驱动模块与安装在车身内的电源和驱动电机连接，所述的速度反馈模块与车身上的行走机构、转向机构和定位模块连接；在循迹物料车装机调试时，装机人员通过编程把工厂内仓库和车间的位置坐标输入到循迹物料车的定位模块中，从而在中控台发出指令后，循迹物料车可以根据指令辨别方向和坐标，运行到达指定的位置。
中控台在给循迹物料车下达运输物料的指令时，会将循迹物料车的行驶路线一并下达至循迹物料车；循迹物料车的微控制器在接收到指令后，会控制驱动模块和速度反馈模块控制循迹物料车在磁导轨上进行行驶；摄像装置通过视觉传感模块将循迹物料车行驶的状态实时的反馈给微控制器，微控制器最后再反馈给中控台。
如图4所示，速度反馈模块中设置有纠偏控制系统，纠偏控制系统是基于BP神经网络所改进的PID控制系统，可以进行自学习，实时优化PID控制系统的控制参数，从而可以提高运行精度和纠偏效率。
纠偏控制器的具体控制流程如图5所示，据图操作如下：
步骤一：确定BP神经网络结构，设置为三层网络结构，包括输入层、隐含层和输出层；输入层设置4个输入节点即令m=4，4个输入节点分别为物料车左轮速度vl、右轮速度vr、角速度ω、线速度v，设左右两驱动轮间的距离为L，可求得物料车的转弯半径R=
Figure 197761DEST_PATH_IMAGE001
、物料车的线速度v=（vl+vr）/2、角速度ω=v/R，输出层三个节点分别为Kp、Ki、Kd，此时K=1；
步骤二：给定初始位置偏差ed=
Figure 80266DEST_PATH_IMAGE002
*tan[
Figure 370434DEST_PATH_IMAGE003
*t]和目标位置偏差Δed=0.55；
步骤三：求输出层三个节点Kp、Ki、Kd输出，具体过程如下：
BP神经网络的输入层的输入（m为输入层节点的个数m=4）：
Oj (1)=xk-j=e(k-j) (j=0,1,…,m-1)
Om (1)=1
隐含层的输入 (q为隐含层变量的个数q=5)：
neti (2)(k)=
Figure 312982DEST_PATH_IMAGE004
ij (2)Oj (1)(k)
隐含层的输出：
Oj (2)(k)= ƒ[neti (2)(k)](i=0,1,…,q-1)
Oq (2)(k)=1
式中wij (2)为隐含层加权系数；
输出层的输入：netl (3)(k)=
Figure 750916DEST_PATH_IMAGE005
li (3)Oj (2)(k)
输出层的输出：Ol (3)(k)= g[netl (3)(k)](l=0,1,2)
则求得Kp= O0 (3)(k)、 Ki= O1 (3)(k)、Kd= O2 (3)(k)
其中Wli (3)为输出层加权系数，上标（1）、（2）、（3）分别代表输入层、隐含层、输出层；
步骤四：求预测输出Δedf；
步骤五：求目标值Δed与预测输出Δedf的偏差Δef=|Δed-Δedf|；
步骤六：判断Δef是否大于设定值0.05，若大于0.05，则返回步骤三进行循环，若不大于0.05则进行步骤六；
步骤七：根据步骤三求得的PID控制参数Kp、Ki、Kd，对循迹物料车行进路线进行纠正，纠偏后的位置偏差edc；
步骤八：求目标输出Δed；
步骤九：计算输出Δed=|ed-edc|是否大于0.55，若大于0.55，则返回步骤二进行循环，若不大于0.55，则说明控制精度达到要求，纠偏过程结束。
在本实施例中，中控台与各个监测装置或机械臂或扫描仪或循迹物料车等使用终端之间的无线网络采用的是：如图6所示的在分布式AP接入点之上部署EOE网络。
EOE网络的拓扑方式和EOE交换机数量可以根据工厂对网络冗余性的要求和接入点AP数量进行灵活的设计。EOE交换机可以兼容标准以太网设备，将源数据帧一份变成两份相同的帧在EOE网络中同时沿不同的两条路径传给两个AP（无线访问接入点）。
在两个Client（客户端）和循迹物料车、机械臂等设备之间部署一个EOE多路径接入模块，设备将从两个Client收到的两份相同的帧变成一份（丢弃一份）后再传给移动端应用设备。当应用设备（如循迹物料车）在移动过程中，2.4G-Client连接2.4G-AP接入点，5G-Client连接5G-AP接入点。当2.4G-Client需要进行切换连接到下一个2.4G-AP接入点时，5G-Client和5G-AP没有切换动作，仍在保持通信。反之当5G-Client需要进行切换连接到下一个5G-AP接入点时，2.4G-Client和2.4G-AP没有切换动作，仍在保持通信。这种数据传输方式可以保证进行AP切换时不会出现数据丢失的情况。
在本实施例中，入库程序如图7所示，当生产车间的储料区内有需要入库的物料时，工作人员通过中控台的计算机发出入库请求，入库请求时需选择物料的编码信息，数量，从XX车间的XX货架运输到XX仓库的XX位置处的XX货架；中控台将收到的请求转化为指令，并通过无线通信模块将指令传递给仓库与生产车间的机械臂和处于空闲状态的循迹物料车。
循迹物料车的控制系统对接收到入库信号后进行处理，规划出行动路线后给驱动器发出动作信号，物料车按照预定路线到达指定生产车间储料区，此时，位于储料区的机械臂按照计算机发出的信号向物料车的箱体装载一定数量的物料，装载完成后，循迹物料车按照规划的路线先出车间的出口，车间出口的扫描仪对出车间的物料进行扫描记载；当循迹物料车到达仓库入口时，仓库门口的扫描仪再次对物料编码进行扫描上传，中控台核对得到的物料信息；无误则正常入库，有误则入库的同时发出警报。循迹物料车按照中控台发出的派位指令将物料运送到仓库内的指定位置后，仓库内的机械臂按要求将物料车箱体中的物料摆放到货架上。在本实施例中，出库程序如图8所示，出库的程序与入库的程序类似，此处不再多做重复的阐述。
在本实施例中，如图9所示，中控台的计算机APP中包含库存查询、入库申请、出库申请、历史数据查询和动态监控这五个菜单功能。其中，一级菜单“库存查询”中包含“仓库名称”和“物料名称”这两个二级菜单，如图10所示 。在 “仓库名称”中选择物料所在的仓库，“物料名称”中选择所要查询的物料名，就可以查询到此种物料当前的库存量是多少。
如图11所示，在一级菜单“入库申请”中生产车间可以在线提交“出库车间”、“入库仓库”、“物料名称”和“入库数量”等数据，完成入库申请。计算机通过分析接收到的数据匹配物料车，收到任务的物料车开始工作，进行物料的入库工作。
如图12所示，在一级菜单“出库申请”中生产车间可以在线提交“出库仓库”、“入库车间”、“物料名称”和“出库数量”等数据，完成出库申请。计算机通过分析接收到的数据匹配物料车，收到任务的物料车开始工作，进行物料的出库工作。
如图13所示，在一级菜单 “历史数据”下的二级菜单“物料名称”中选择物料名，“时间段”中输入需要查询的起止时间，就可以查询到此种物料在所查询的时间段里该物料的生产车间 、生产时间、生产数量和入库仓库等信息。
如图14所示，点开一级菜单“动态监控”可以看到一个物料车运行轨迹的动态模拟图，实时监测各个物料车的状态，根据物料车的颜色区分物料车的运行状态，其中，绿色表示物料车正在进行运输任务；黄色表示物料车处于空闲状态；红色表示物料车出现故障，需要检修。

Claims (9)

1.一种工厂智能化物料运输与仓储系统，包括多个生产车间，所述的生产车间内设置有车间储料区，在多个生产车间的中间设置有仓库；各个车间储料区和仓库中均放置有多个货架，货架旁设置有用于转运物料的机械臂，以及用于监测货物状态的监测装置，监测装置信号连接有中控台并与中控台信息交互，让中控台实时的了解货架和物料的状态；其特征在于：
所述的生产车间与仓库之间设置有用于导向的磁导轨，以及在导轨上运行用于运输物料的循迹物料车；所述循迹物料车设置有微控制器，以及与微控制器连接的无线传输模块，循迹物料车通过无线传输模块与中控台信号连接后进行信息交互；
所述循迹物料车的微控制器连接有视觉传感模块、驱动模块和速度反馈模块；所述的速度反馈模块中设置有纠偏控制系统，所述纠偏控制系统的具体控制流程为：
步骤一：确定BP神经网络结构，设置为三层网络结构，包括输入层、隐含层和输出层；
输入层设置4个输入节点即令m=4，4个输入节点分别为物料车左轮速度vl、右轮速度vr、角速度ω、线速度v，设左右两驱动轮间的距离为L，
可求得物料车的转弯半径R=
Figure DEST_PATH_IMAGE002
、物料车的线速度v=（vl+vr）/2、角速度ω=v/R，输出层三个节点分别为Kp、Ki、Kd，此时K=1；
步骤二：给定初始位置偏差ed=
Figure DEST_PATH_IMAGE004
*tan[
Figure DEST_PATH_IMAGE006
*t]和目标位置偏差Δed=0.55；
步骤三：求输出层三个节点Kp、Ki、Kd输出，具体过程如下：
BP神经网络的输入层的输入（m为输入层节点的个数m=4）：
Oj (1)=xk-j=e(k-j) (j=0,1,…,m-1)
Om (1)=1
隐含层的输入 (q为隐含层变量的个数q=5)：
neti (2)(k)=
Figure DEST_PATH_IMAGE008
ij (2)Oj (1)(k)
隐含层的输出：
Oj (2)(k)= ƒ[neti (2)(k)](i=0,1,…,q-1)
Oq (2)(k)=1
式中wij (2)为隐含层加权系数；
输出层的输入：netl (3)(k)=
Figure DEST_PATH_IMAGE010
li (3)Oj (2)(k)
输出层的输出：Ol (3)(k)= g[netl (3)(k)](l=0,1,2)
则求得Kp= O0 (3)(k)、 Ki= O1 (3)(k)、Kd= O2 (3)(k)
其中Wli (3)为输出层加权系数，上标（1）、（2）、（3）分别代表输入层、隐含层、输出层；
步骤四：求预测输出Δedf；
步骤五：求目标值Δed与预测输出Δedf的偏差Δef=|Δed-Δedf|；
步骤六：判断Δef是否大于设定值0.05，若大于0.05，则返回步骤三进行循环，若不大于0.05则进行步骤七；
步骤七：根据步骤三求得的PID控制参数Kp、Ki、Kd，对循迹物料车行进路线进行纠正，纠偏后的位置偏差edc；
步骤八：求目标输出Δed；
步骤九：计算输出Δed=|ed-edc|是否大于0.55，若大于0.55，则返回步骤二进行循环，若不大于0.55，则说明控制精度达到要求，纠偏过程结束；
中控台与循迹物料车和机械臂信号连接后，对循迹物料车和机械臂下达控制指令：中控台控制循迹物料车到指定的位置处承载物料，并将物料运输到另一指定的位置处；中控台控制机械臂将循迹物料车上的物料放置在货架的指定位置处，或将货架指定位置处的物料转运至循迹物料车上；通过中控台控制各个循迹物料车和各个机械臂相互配合，完成物料的入库和出库。
2.根据权利要求1所述的一种工厂智能化物料运输与仓储系统，其特征在于：所述仓库和各个生产车间的门口均设置有扫描仪，扫描仪与中控台信号连接用于录入进出物料的编码。
3.根据权利要求2所述的一种工厂智能化物料运输与仓储系统，其特征在于：所述的物料放置到循迹物料车上时，确保物料箱体上的编码可见；在循迹物料车承载着物料进入或出仓库时，扫描仪会将物料上的编码录入至中控台的系统中进行记载；从而对物料进行计数和有效的追踪。
4.根据权利要求2所述的一种工厂智能化物料运输与仓储系统，其特征在于：所述循迹物料车的微控制器通过无线传输模块与中控台信号连接，在接收到中控台下达的需要运输物料的信息指令后，将接收到的需要被运输的物料信息显示在显示屏上；在循迹物料车承载着物料进入或出仓库时，扫描仪会将循迹物料车显示屏上的物料编码录入至中控台的系统中进行记载；从而对物料进行计数和有效的追踪。
5.根据权利要求1所述的一种工厂智能化物料运输与仓储系统，其特征在于：所述的磁导轨中设置有压力传感器，所述的压力传感器与中控台信号连接，将监测状态实时的发送给中控台；所述的磁导轨中的压力传感器在感应到循迹物料车的压力后，将信号传送给中控台，中控台实时的把控磁导轨的使用情况，便于中控台调度循迹物料车。
6.根据权利要求5所述的一种工厂智能化物料运输与仓储系统，其特征在于：所述的压力传感器，在特殊的状态下，能在感应到循迹物料车的压力后，将压电效应将压力信号转变成电信号；
在货梯门口处的磁导轨，其中的压力传感器在感应到循迹物料车的压力后，将压电效应将压力信号转变成电信号，控制电梯门打开；
在货梯内的磁导轨，其中的压力传感器在感应到循迹物料车的压力后，将压电效应将压力信号转变成电信号，控制电梯门关闭。
7.根据权利要求6所述的一种工厂智能化物料运输与仓储系统，其特征在于：所述的货梯内设置有与按键连接并控制货梯运行的货梯控制器，货梯控制器通过无线模块与中控台信号连接，进行信息交互；货梯控制器能接收中控台发送的需要通过货梯运送的物料的编码，以及物料需要存放在哪个楼层的信息；
货梯控制器内设置有图像识别软件，所述的货梯控制器连接有摄像装置；货梯控制器通过摄像装置拍摄得到循迹物料车上运载的物料的编码，再通过图像识别软件对编码进行识别，与中控台发送的指令进行配对后，可有效识别得到循迹物料车所需到达的楼层；货梯控制器再控制货梯到达需要的楼层后，再打开货梯门。
8.根据权利要求1所述的一种工厂智能化物料运输与仓储系统，其特征在于：所述的视觉传感模块与安装在车身上的摄像装置连接，所述的驱动模块与安装在车身内的电源和驱动电机连接，所述的速度反馈模块与车身上的行走机构、转向机构和定位模块连接；
所述的中控台在给循迹物料车下达运输物料的指令时，会将循迹物料车的行驶路线一并下达至循迹物料车；循迹物料车的微控制器在接收到指令后，会控制驱动模块和速度反馈模块控制循迹物料车在磁导轨上进行行驶；摄像装置通过视觉传感模块将循迹物料车行驶的状态实时的反馈给微控制器，微控制器最后再反馈给中控台。
9.根据权利要求8所述的一种工厂智能化物料运输与仓储系统，其特征在于：所述的纠偏控制系统是基于BP神经网络所改进的PID控制系统，可以进行自学习，实时优化PID控制系统的控制参数，从而可以提高运行精度和纠偏效率。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115367344A (zh) * 2022-09-15 2022-11-22 楚能新能源股份有限公司 一种锂电池生产厂房
CN115405137B (zh) * 2022-09-15 2024-01-30 楚能新能源股份有限公司 一种电池生产厂房
CN116513830B (zh) * 2022-12-07 2024-03-15 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 一种智能仓储装卸系统及其控制方法
CN116777326B (zh) * 2023-08-18 2023-10-27 中建科工集团有限公司 用于智慧农产品物流园的控制方法、装置、设备及介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202657555U (zh) * 2011-11-03 2013-01-09 武汉海澜物流设备有限公司 室外自动垂直输送机
CN105225090A (zh) * 2015-10-10 2016-01-06 广东轻工职业技术学院 自动化仓储管理系统及方法
CN106429272A (zh) * 2016-11-24 2017-02-22 广州汇宏品牌管理有限公司 智能传菜装置、方法和回传空碟的方法
CN207243210U (zh) * 2017-08-30 2018-04-17 佛山市乐华恒业卫浴有限公司 一种安全货梯
CN108089557A (zh) * 2017-10-19 2018-05-29 真玫智能科技（深圳）有限公司 一种agv货架仓储控制系统及控制方法
CN110717699A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 阿里巴巴集团控股有限公司 仓库作业控制方法、装置及系统
CN111738636A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 北京京东尚科信息技术有限公司 多楼层建筑仓库及其生产方法、货梯和仓库管理系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9944469B2 (en) * 2011-08-31 2018-04-17 Rhodes Patent Holdings, Llc Systems, methods, and apparatus for improved conveyor system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202657555U (zh) * 2011-11-03 2013-01-09 武汉海澜物流设备有限公司 室外自动垂直输送机
CN105225090A (zh) * 2015-10-10 2016-01-06 广东轻工职业技术学院 自动化仓储管理系统及方法
CN106429272A (zh) * 2016-11-24 2017-02-22 广州汇宏品牌管理有限公司 智能传菜装置、方法和回传空碟的方法
CN207243210U (zh) * 2017-08-30 2018-04-17 佛山市乐华恒业卫浴有限公司 一种安全货梯
CN108089557A (zh) * 2017-10-19 2018-05-29 真玫智能科技（深圳）有限公司 一种agv货架仓储控制系统及控制方法
CN110717699A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 阿里巴巴集团控股有限公司 仓库作业控制方法、装置及系统
CN111738636A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 北京京东尚科信息技术有限公司 多楼层建筑仓库及其生产方法、货梯和仓库管理系统

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