CN112607293A - 一种agv机器人的安全防护方法及安全防护结构 - Google Patents

一种agv机器人的安全防护方法及安全防护结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种AGV机器人的安全防护结构，包括机器人及安全防护装置，机器人包括底盘和储物架,安全防护装置包括设置在底盘上和储物架上的安全防护装置和电脑主机；安全防护装置形成N组扫描区域，并区分安全停车区域和紧急停车区域；电脑主机对行驶路径情况作出判断，识别扫描区域内的物体并根据路径中的固定障碍物调整安全扫面平面的大小，针对不同地形对N组扫描区域进行切换，根据突发情况出现的区域向机器人发出相应的应对指令或发出报警。本发明还公开了一种安全防护方法。本发明通过安全保护装置合理布局及确定防护区域，具有安全防护区域覆盖范围广，安全防护区域可调、可适应不同路径的优点。

Description

一种AGV机器人的安全防护方法及安全防护结构
技术领域
本发明涉及AGV机器人，特别是涉及一种AGV机器人的安全防护方法及安全防护结构。
背景技术
传统物流仓储行业在存取货物时，多以人工存取为主，在得到存储一种货物的任务后，通过推车、叉车等工具将所要存放的货物搬运到指定位置，而当得到取出一种货物的任务后，同样会通过推车、叉车等工具将所要的货物从指定位置取出。该存取货物的方法需要大量的人力成本，效率也极为低下。所以随着物流技术的革新，越来越多的智能化设备被用于存取货物，即通过电脑主机的控制，通过智能化设备如AGV，将货物存放到指定位置并在需要时，再将该货物取出后送到另一指定位置，整个过程不再需要人工干预。这大大减少了人力成本，而且也减少了人工存取放货物时可能导致的人为错误。
但是，通过智能化设备存取货物也存在一些问题，如：
1、由于智能化设备存取货物时一般行走于固定路线，当出现突发情况，如障碍物等情况，智能化设备将不能及时进行应变处理，会对智能化设备或障碍物造成损伤。
2、传统物流仓储行业在存取货物时，多以人工存取为主，成本高，效率低，错误率高。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种AGV机器人的安全防护方法及安全防护结构，将安全防护装置布置于AGV机器人车体的相应位置，使AGV机器人在行驶过程中，对AGV机器人前方扫描区域进行覆盖，同时通过电脑主机对行走路径情况的判断相应地变换防护区域。使得AGV机器人在行驶过程中能对安全防护区域内出现的异常物体进行预判、停车保护或报警，确保智能化设备或障碍物不会造成损伤。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何设计一种AGV机器人的安全防护方法及安全防护结构，通过在机器人底盘和置物架上合理布局安全防护装置，设置可调整切换的扫描覆盖区域，由电脑主机对AGV机器人行走路径上的安全防护区域内出现异常物体进行预判并进行停车保护，确保智能化设备不会因障碍物造成损伤，同时提高物流仓储人工存取成本高，效率低，错误率高的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种AGV机器人的安全防护方法，包括如下步骤：
S1，确定、绘制N种安全扫描平面，确定相应的安全停车区域及紧急停车区域，具体包括：实施人员根据仓储现场实际情况绘制在行驶路径中不同情况所需要的N种安全扫描平面、安全停车区域及紧急停车区域；
S2，机器人在行驶过程中，其电脑主机对路径情况作出判断；
S3，机器人电脑主机根据对路径的判断，实时切换对应的安全扫描平面域；
S4，调整安全扫描平面的大小，避免行驶中固定障碍物的影响，具体包括：根据路径中存在的固定障碍物调整安全扫描平面的大小，避免机器人行驶过程中受到固定障碍物的影响；
S5，根据突发情况出现的区域，向机器人发出相应的应对指令，或报警、由实施人员判断处置，具体包括：当突发情况出现在安全停车区域内时，机器人将缓慢停车，直至突发情况消失后，机器人恢复运行，继续行驶；当机器人在行驶过程中，突发情况出现在紧急停车区域内，机器人将瞬时停车，同时向电脑主机发出报警信号，由实施人员判断是否正常；
其中：所述安全停车区域，指机器人在行驶过程中如遇突发情况能有效停车，保证不发生碰撞的区域；
所述紧急停车区域，指机器人在行驶过程中如遇突发情况能紧急停车，保证不发生碰撞的区域；
所述的紧急停车，指机器人在最短时间内减速至停车状态，同时由电脑主机进行报警；
所述安全停车区域和紧急停车区域构成安全行驶区域；
所述有效停车，指机器人平稳减速至停车状态，不对机器人及货物产生冲击；
所述行驶过程，包括机器人前往货架所在指定位置的过程；
所述突发情况，包括人员、货物等因意外情况出现在机器人的行驶路径中的情况。
进一步地，本发明还提供一种利用上述机器人安全防护方法的机器人安全防护结构，该机器人安全结构防护包括机器人及安全防护装置，所述机器人包括底盘和储物架，在底盘和所述储物架上均安装有安全防护装置，对行驶过程中AGV机器人前方的扫描区域进行覆盖，所述安全防护装置中还包含电脑主机。
进一步地，VGA机器人底盘上安装上多个安全防护装置，这些安全防护装置安装在同一平面高度，扫描区域覆盖底盘高于地平面n厘米，底盘周边直径n米的平行于地面平面区域。
其中，所述的扫描区域，指单个安全防护装置可覆盖最大距离n米，视野一定角度的平面区域。
进一步地，储物架上安装有多个安全防护装置，安全防护装置布置于储物架前沿最高位置中心，扫描区域覆盖以储物架前沿最高位置中心为中点的平行于地面的平面区域以及方向向下与地面成一定角度度夹角的平面区域；
其中，所述的储物架前沿，指定义机器人正常行驶方向为机器人前端时，机器人前端方向储物架的前边框。
进一步地，安全防护装置可识别扫描区域内各种形状的物体。
再进一步地，安全防护装置可适应扫描区域内不同路径。
更进一步地，扫描区域的大小可调节，可针对不同地形设置若干组扫描区域进行切换，同一扫描区域内可设置多级预警区域。
进一步地，安全防护装置包括安全激光，用于扫描机器人的安全行驶区域。
再进一步地，底盘上设置的安全防护装置不少于3个，安全扫描装置均匀布置于底盘周边，与底盘正前方呈不同夹角布置，扫描区域覆盖底盘高于地平面n厘米，周边直径n米的平行于地面的平面区域。
更进一步地，储物架上安装的安全防护装置不少于2个，扫描区域覆盖以储物架前沿最高位置中心为中点的平行于地面的平面区域以及方向向下与地面成一定角度度夹角的平面区域。
1、本发明的一个优选实施方式中：
所述底盘安装有3个安全防护装置，安全扫描装置均匀布置于底盘周边，安全扫描装置安装位于同一平面高度，扫描区域覆盖底盘高于地平面n厘米，底盘周边直径n米的平行于地面平面区域；
所述储物架安装有2个安全防护装置，安全防护装置布置于储物架前沿最高位置中心，扫描区域覆盖以储物架前沿最高位置中心为中点的平行于地面的平面区域以及方向向下与地面成一定角度度夹角的平面区域；
2、本发明的另一个优选实施方式中：
底盘上安装有3个安全防护装置，分别安装于底盘的右前角、与底盘正前方为45°夹角，底盘的左前角、与底盘正前方为135°夹角和底盘的正后方中心。
底盘上安装的3个安全防护装置安装在同一高度的平面内，离地高度10厘米；3个安全防护装置构成的扫描区域在同一平面内并与地面平行；该扫描区域组合成机器人的安全停车区域和紧急停车区域。
储物架上安装有2个安全防护装置，均安装于储物架前沿最高位置中心，其中1个安装方向正前方，扫描区域平行于地面，高度与机器人最高点一致，形成第一安全扫描平面，该安全扫描平面区分安全停车区域与紧急停车区域；另一个安全防护装置安装方向正向下45°，扫描区域与地面呈45°夹角，形成第二安全扫描平面，该安全扫描平面也区分安全停车区域与紧急停车区域；
所述的安全扫描平面、安全停车区域及紧急停车区域可灵活调节，可设置N组区域用于切换。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
1、安全防护区域覆盖范围广，本发明方法通过确定安全保护装置数量并合理布局，本发明方法可实现扫描区域覆盖底盘高于地平面n厘米，底盘周边直径n米的平行于地面平面区域；
2、安全防护区域可调，可适应不同路径；本发明方法中，可根据仓储现场实际情况预先绘制行驶路径中不同情况所需要的N种安全扫描平面，确定安全停车区域及紧急停车区域，电脑主机会对路径的判断实施切换对应的安全扫描平面区域，根据路径中存在的固定障碍物调整安全扫描平面的大小，确保机器人行驶过程中不受固定障碍物的影响。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明机器人安全防护方法流程图；
图2是本发明实施例1中一种AGV机器人的安全防护方法的整体结构图；
图3是本发明实施例1中安全防护装置的布局图；
图4是本发明实例1中安全防护装置的扫描区域图；
图5是本发明本发明实例1中安全防护装置的扫描区域图。
其中，1-机器人，11-底盘，12-储物架，111-安全防护装置，112-安全防护装置，113-安全防护装置，121-安全防护装置，122-安全防护装置，1111-安全停车区域，1112-紧急停车区域，1211-安全扫描平面，1212-安全扫描平面。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
实施例
1、如图1所示，本发明的方法包括确定、绘制N种安全扫描平面，据此确定相应的安全停车区域及紧急停车区域；机器人电脑主机对其行驶路径情况作出判断、根据对路径的判断，实时切换对应的安全扫描平面域；调整安全扫描平面的大小，避免行驶中固定障碍物的影响；在同一扫描区域内，根据需要设置多级预警区域以及根据突发情况出现的区域，电脑主机向机器人发出相应的应对指令，或报警、由实施人员判断处置等步骤。
具体方法：
实施人员根据仓储现场实际情况绘制在行驶路径中不同情况所需要的N种安全扫描平面、安全停车区域及紧急停车区域；机器人1在行驶过程中，根据电脑主机对于路径的判断实施切换对应的安全扫描平面域，根据路径中存在的固定障碍物调整安全扫描平面的大小，行驶过程中不受固定障碍物的影响。
机器人1在行驶过程中，突发情况出现在安全停车区域内，机器人1将缓慢停车，直至突发情况消失后，机器人1恢复运行，继续行驶；
机器人1在行驶过程中，突发情况出现在紧急停车区域内，机器人1将瞬时停车，同时向电脑主机发出报警信号，由实施人员判断是否正常。
2、本发明的安全防护结构，如图2所示，具体包括机器人1，机器人1包括底盘11和储物架12；优选地，所述的安全防护装置111安装于底盘的右前角，与底盘正前方为45°夹角，所述的安全防护装置112安装于底盘的左前角，与底盘正前方为135°夹角，所述的安全防护装置113安装于底盘的正后方中心。
优选地，如图3所示，所述的安全防护装置111、所述的安全防护装置112及所述的安全防护装置113安装离地高度10厘米，所述的安全防护装置111、所述的安全防护装置112及所述的安全防护装置113扫描区域在同一平面内并与地面平行；
如图4所示，所述的安全防护装置111、112及113的扫描区域组合成安全停车区域1111和紧急停车区域1112。
优选地，如图5所示，所述的安全防护装置121安装于储物架前沿最高位置中心，安装方向正前方，扫描区域平行于地面，高度与机器人最高点一致，形成安全扫描平面1211，安全扫描平面1211区分安全停车区域与紧急停车区域；所述的安全防护装置122安装于储物架前沿最高位置中心，安装方向正向下45°，扫描区域与地面呈45°夹角，形成安全扫描平面1212，安全扫描平面1212区分安全停车区域与紧急停车区域；
优选地，所述的安全扫描平面、安全停车区域及紧急停车区域可灵活调节，可设置N组区域用于切换。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种AGV机器人的安全防护结构，其特征在于，包括：
机器人及安全防护装置；
所述机器人包括底盘和储物架；
所述安全防护装置包括设置在所述底盘上的多个第一安全防护装置、设置在所述储物架上的多个第二安全防护装置、电脑主机；
所述多个第一安全防护装置安装在同一平面高度，所述多个第一安全防护装置构成的第一扫描区域覆盖所述底盘高于地面n厘米、所述底盘周边直径n米的平行于地面的平面区域；
所述多个第二安全防护装置安装在所述储物架的前沿最高位置中心，所述多个第二安全防护装构成的第二扫描区域覆盖以所述储物架的前沿最高位置中心为中点的平行于所述地面的平面区域以及方向向下与所述地面成一定夹角的平面区域；所述储物架的前沿指：定义所述机器人正常行驶方向为机器人前端时，所述储物架在所述机器人前端方向上的前边框；
其中，所述第一扫描区域和所述第二扫描区域均区分安全停车区域和紧急停车区域，且所述第一扫描区域和所述第二扫描区域设置有N组，以用于切换；以及在同一扫描区域内根据需要设置多级预警区域；
所述电脑主机被配置为：对所述机器人在行驶过程中的路径情况作出判断，识别扫描区域内各种形状的物体并根据路径中存在的固定障碍物调整安全扫面平面的大小，针对不同地形对N组扫描区域进行切换，以及根据突发情况出现的区域向所述机器人发出相应的应对指令或发出报警以由实施人员判断是否正常；
其中：所述安全停车区域，指所述机器人在行驶过程中如遇突发情况能有效停车，保证不发生碰撞的区域；
所述紧急停车区域，指所述机器人在行驶过程中如遇突发情况能紧急停车，保证不发生碰撞的区域；
所述的紧急停车，指所述机器人在最短时间内减速至停车状态，同时由所述电脑主机进行报警；
所述安全停车区域和紧急停车区域构成安全行驶区域；
所述有效停车，指所述机器人平稳减速至停车状态，不对所述机器人及货物产生冲击；
所述行驶过程，包括所述机器人前往货架所在指定位置的过程；
所述突发情况，包括人员、货物因意外情况出现在机器人的行驶路径中的情况。
2.如权利要求1所述的AGV机器人的安全防护结构，其特征在于，所述安全防护装置包括安全激光，用于扫描所述机器人的安全行驶区域。
3.如权利要求1所述的AGV机器人的安全防护结构，其特征在于，所述底盘上设置的所述第一安全防护装置不少于3个，且均匀布置于所述底盘的周边。
4.如权利要求3所述的AGV机器人的安全防护结构，其特征在于，所述底盘上设置的所述第一安全防护装置为3个。
5.如权利要求4所述的AGV机器人的安全防护结构，其特征在于，一个所述第一安全防护装置安装在所述底盘的右前角且与所述底盘正前方呈45°夹角，一个所述第一安全防护装置安装在所述底盘的左前角且与所述底盘正前方呈135°夹角，一个所述第一安全防护装置安装在所述底盘的正后方的中心。
6.如权利要求1所述的AGV机器人的安全防护结构，其特征在于，所述储物架上设置的所述第二安全防护装置为2个。
7.如权利要求6所述的AGV机器人的安全防护结构，其特征在于，一个所述第二安全防护装置的安装方向为正前方，高度与所述机器人的最高点一致；另一个所述第二安全防护装置的安装方向为正向下45°，其所形成的扫描区域与所述地面呈45°夹角。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的AGV机器人的安全防护结构设计的安全防护方法，其特征在于，包括：
S1，确定、绘制N种安全扫描平面，确定相应的安全停车区域及紧急停车区域；
S2，电脑主机对机器人在行驶过程中的路径情况作出判断；
S3，机器人电脑主机识别扫描区域内各种形状的物体、根据路径中存在的固定障碍物调整安全扫描平面的大小；
S4，针对不同地形设置若干组扫描区域进行切换，避免机器人行驶过程中受到固定障碍物的影响；
S5，在同一扫描区域内，根据需要设置多级预警区域；
S6，根据突发情况出现的区域，电脑主机向机器人发出相应的应对指令，或报警、由实施人员判断处置。
9.如权利要求8所述的安全防护方法，其特征在于，所述S1具体包括：实施人员根据仓储现场实际情况绘制在行驶路径中不同情况所需要的N种安全扫描平面，并据此确定安全停车区域及紧急停车区域。
10.如权利要求8所述的安全防护方法，其特征在于，所述S6具体包括：当突发情况出现在机器人行驶的安全停车区域内时，机器人将缓慢停车，直至突发情况消失后，机器人恢复运行，继续行驶；当机器人在行驶过程中，突发情况出现在紧急停车区域内，机器人将瞬时停车，同时向电脑主机发出报警信号，由实施人员判断是否正常。
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