CN113683017B - 一种托盘机器人的控制系统及工作效率的提升方法 - Google Patents

一种托盘机器人的控制系统及工作效率的提升方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种托盘机器人的控制系统及工作效率的提升方法，包括移动本体、伸缩臂、举升机构；通过托盘机器人的控制系统完成托盘搬运工作；具体托盘搬运步骤如下：移动本体到达工作目标锁定目标托盘；伸缩臂工作达到第一伸缩长度时，举升机构开始升起，在伸缩臂达到第二伸缩长度时，举升机构升至即将触碰目标托盘底高度；举升到达第二高度，移动本体主动向伸缩臂移动，举升到第三高度，移动本体到达目标托盘下方；举升机构回落，移动本体将目标托盘搬运至对应目标位置。本发明对运行过程进行优化，实现某一段时间内前后两个动作的联动，可以节省下一动作的等待时间，提高整体运行效率。

Description

一种托盘机器人的控制系统及工作效率的提升方法
技术领域
本发明涉及AGV领域，具体涉及一种托盘机器人的控制系统及工作效率的提升方法。
背景技术
AGV搬运车指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。其中，在为了减少搬运过程中AGV搬运车的旋转半径，如图1所示，是现有技术中的新型AGV搬运车，该搬运车的伸缩臂可以完全回到本体内，旋转半径就是车体本身的半径，其工作过程如下：伸缩臂从移动本体离开到达目标托盘下方静止，然后举升机构开始工作，举升机构将目标托盘举起到达一定高度后静止，移动本体移动到目标托盘下方静止，然后举升机构回落将托盘放置在移动本体上，移动本体将目标托盘运载到指定位置；在上述工作过程中，每一步动作都需要在上一步动作完全执行完毕后再开始执行，浪费了大量的空行程等待时间，工作效率比较低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种托盘机器人的控制系统及工作效率的提升方法，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：
一种托盘机器人的控制系统，包括移动本体、伸缩臂、举升机构；所述伸缩臂上设置脚轮机构，所述伸缩臂通过所述脚轮机构主动离开或是回到所述移动本体，所述举升机构安装在所述伸缩臂上；所述移动本体上设置驱动机构，所述移动本体通过所述驱动机构达到指定位置。
还包括第一检测模块，第二检测模块，控制器。
所述第一检测模块用于检测所述伸缩臂伸出所述移动本体的长度。
所述第二检测模块用于检测所述举升机构的举升高度。
所述控制器通过不断接收所述第一检测模块的信息和所述第二检测模块的信息，对所述移动本体、所述伸缩臂、所述举升机构发送执行信号。
进一步的：所述第一检测模块包括拉线传感器、测距激光传感器、位置开关、电子数码计数器中的一种。
进一步的：所述第二检测模块包括拉线传感器、测距激光传感器、位置开关、电子数码计数器中的一种。
进一步的：所述控制器包括PLC。
一种托盘机器人工作效率的提升方法，包括移动本体、伸缩臂、举升机构；通过托盘机器人的控制系统完成托盘搬运工作：所述托盘机器人的控制系统包括上述任意一项所述的托盘机器人的控制系统；
具体托盘搬运步骤如下：
S1设定伸缩臂具有第一伸缩长度、第二伸缩长度；
S2设定举升机构具有第一举升高度，第二举升高度、第三举升高度；
S3所述移动本体到达工作目标托盘；
S4所述伸缩臂开始工作，在伸缩臂达到第一伸缩长度时，所述举升机构开始升起，在所述伸缩臂达到第二伸缩长度时，所述举升机构达到第一举升高度，所述第一举升高度时即将将所述目标托盘托起；此时所述伸缩臂停止工作，所述举升机构工作继续工作；
S5在所述举升机构继续升起到第二举升高度时，所述移动本体开始主动向所述伸缩臂移动，使所述伸缩臂被动向所述移动本体回缩，此时所述举升机构继续工作；
S6在所述举升机构达到第三举升高度时，所述伸缩臂完全回到所述移动本体内；
S7所述举升机构开始回落到初始状态，所述目标托盘落在所述移动本体上；
S8所述移动本体将所述目标托盘搬运至对应目标位置。
本发明的技术效果是：
本发明中的控制系统，可以结合各检测模块的数据灵活调节本体、伸缩臂、举升机构之间的协作，提高工作效率。
本发明中通过对运行过程进行优化，在前一动作执行过程中同时启动下一步动作，实现某一段时间内前后两个动作的联动，可以节省下一个动作的等待时间，提高整体运行效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是现有技术中的AGV搬运车；
图2是本发明工作过程示意图一；
图3是本发明工作过程示意图二；
图4是本发明工作过程示意图三；
图5是本发明工作过程示意图四；
图6是本发明工作过程示意图五；
图7是本发明工作过程示意图六；
图8是本发明工作过程示意图七；
图9是本发明工作过程示意图八；
图10是本发明工作过程示意图九；
图11是本发明工作过程示意图十；
图12是本发明的工作流程示意图；
图13是本发明中的控制系统示意图；
其中，上述附图包括以下附图标记：
1-本体；2-滑轨；3-伸缩臂；4-脚轮机构，5-托盘。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的不当限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图13所示，一种托盘机器人的控制系统，包括移动本体、伸缩臂、举升机构；所述伸缩臂上设置脚轮机构，所述伸缩臂通过所述脚轮机构主动离开或是回到所述移动本体，所述举升机构安装在所述伸缩臂上；所述移动本体上设置驱动机构，所述移动本体通过所述驱动机构达到指定位置。还包括第一检测模块，第二检测模块，控制器。
所述第一检测模块用于检测所述伸缩臂伸出所述移动本体的长度。所述第一检测模块包括拉线传感器、测距激光传感器、位置开关、电子数码计数器中的一种。
所述第二检测模块用于检测所述举升机构的举升高度。所述第一检测模块包括拉线传感器、测距激光传感器、位置开关、电子数码计数器中的一种。
所述控制器通过不断接收所述第一检测模块的信息和所述第二检测模块的信息，对所述移动本体、所述伸缩臂、所述举升机构发送执行信号。所述控制器包括PLC。
在本发明中，通过检测模块检伸缩臂和举升机构的工作执行情况，通过控制器调整移动本体、伸缩臂、举升机构的协调工作，提高工作效率。
在本发明中，第一检测模块和第二检测模块的具体安装位置不做限定，通过测距离传感器获得的数据通常在距离变化的直线上，而电子数码计数器安装在电机上通过电机带转数来确定直线执行情况。
在本发明中举升机构不做限定，可以是如图所示的剪叉结构，可以是液压千斤顶，可以是刚性链组件，根据实际使用的需要做选择。
在本发明中，伸缩臂和移动本体之间设置滑轨，以保证运动执行的准确到位。
如图2—图12所示，一种托盘机器人工作效率的提升方法，包括移动本体、伸缩臂、举升机构；通过托盘机器人的控制系统完成托盘搬运工作：所述托盘机器人的控制系统包括上述任意一项所述的托盘机器人的控制系统；
具体托盘搬运步骤如下：
S1设定伸缩臂具有第一伸缩长度、第二伸缩长度；在这里长度的检测通过第一检测模块确定。
S2设定举升机构具有第一举升高度，第二举升高度、第三举升高度；在这里举升高度的检测通过第二检测模块确定。
S3所述移动本体到达工作目标托盘；
S4所述伸缩臂开始工作，在伸缩臂达到第一伸缩长度时，所述举升机构开始升起，在所述伸缩臂达到第二伸缩长度时，所述举升机构达到第一举升高度，所述第一举升高度时即将将所述目标托盘托起；此时所述伸缩臂停止工作，所述举升机构工作继续工作；
S5在所述举升机构继续升起到第二举升高度时，所述移动本体开始主动向所述伸缩臂移动，使所述伸缩臂被动向所述移动本体回缩，此时所述举升机构继续工作；
S6在所述举升机构达到第三举升高度时，所述伸缩臂完全回到所述移动本体内；
S7所述举升机构开始回落到初始状态，所述目标托盘落在所述移动本体上；
S8所述移动本体将所述目标托盘搬运至对应目标位置。
在本发明中，其中移动本体1上设置两个容置槽，滑轨2和伸缩臂3可以放置在容置槽内；伸缩臂3通过滑轨2与移动本体1滑动连接，可以在移动本体1的容置槽内前后滑动以离开或回到移动本体；脚轮机构4设置在伸缩臂3前端，可以控制脚轮机构4的转动方向来控制伸缩臂3伸出或缩回至移动本体1内。
如图2所示，托盘机器人锁定托盘，刚刚伸出伸缩臂3时的状态示意图。其中移动本体1；伸缩臂3；托盘5。其中伸缩臂3刚从移动本体1内伸出，此时伸缩臂3上的举升机构处于完全收起状态。
图示3、图示4、图示5为伸缩臂3继续伸出至预定位置，到将托盘顶起离开地面的过程示意图。当伸缩臂3继续向前伸出至图3所示位置，此时控制器获取设置在伸缩臂和移动本体之间的测距传感器(如拉线传感器、测距激光传感器等)数值，判断伸缩臂伸出位置是否达到第一伸缩长度的位置，当达到第一伸缩长度时启动举升机构开始顶升，伸缩臂3上盖逐渐接近目标托盘的插孔底面(到达第一举升高度)。
当伸缩臂3伸出到第二伸缩长度时，伸缩臂3上盖顶升至即将接触到托盘插孔底面的高度(第一举升高度)；此时伸缩臂3停止前进，伸缩臂3上的举升机构继续顶升，将托盘顶起离开地面。
图示6至图示8为托盘机器人继续将托盘顶升过程示意图。
图示6为伸缩臂3继续顶升至某一高度时的状态示意图，在举升机构到达该高度之前(该位置可以通过设置在伸缩臂3内部的位置开关、距离传感器或者通过电机转过的圈数来判断)，本体一直保持静止状态。
图示7所示为伸缩臂3的举升机构继续向上顶升过程示意图，当举升机构继续向上顶升至某一预设高度(该高度通过设置在插臂上下盖之间的测距激光传感器、拉线传感器或者行程开关判断，或者通过程序上统计电机转动的圈数来计算插臂举升的高度值)时，此时举升机构到达第二举升高度；控制本体开始向托盘方向移动；图示8为伸缩臂3顶升至预设高度时的状态示意图(第二举升高度)，此时本体前端已经接近或者进入到托盘下方，减少了启动本体进入托盘下放的等待时间。
图示9、图示10、图示11为本体完全进入到托盘下方直到托盘放置到车体上的过程示意图。
其中图示9为本体进入托盘下方过程示意图，在本体进入托盘下方的同时，伸缩臂3的举升机构同时下放。
图示10所示，当本体完全进入到托盘下方时，举升机构下放到一定高度，该高度可以保证托盘腿的底部略高于本体上方，保证两者之间不会产生碰撞。
图示11所示为托盘放置到车体表面示意图。
本方法中在上一步动作执行过程中，同步执行下一个动作的空行程部分，实现两个动作的联动，可以减少等待时间，提升运行效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种托盘机器人工作效率的提升方法，其特征在于，通过托盘机器人的控制系统完成托盘搬运工作：所述托盘机器人的控制系统包括移动本体、伸缩臂、举升机构；所述伸缩臂上设置脚轮机构，所述伸缩臂通过所述脚轮机构主动离开或是回到所述移动本体，所述举升机构安装在所述伸缩臂上；所述移动本体上设置驱动机构，所述移动本体通过所述驱动机构达到指定位置，还包括第一检测模块，第二检测模块，控制器；
所述第一检测模块用于检测所述伸缩臂伸出所述移动本体的长度；
所述第二检测模块用于检测所述举升机构的举升高度；
所述控制器通过不断接收所述第一检测模块的信息和所述第二检测模块的信息，对所述移动本体、所述伸缩臂、所述举升机构发送执行信号；
具体托盘搬运步骤如下：
S1设定伸缩臂具有第一伸缩长度、第二伸缩长度；
S2设定举升机构具有第一举升高度，第二举升高度、第三举升高度；
S3所述移动本体到达工作目标托盘；
S4所述伸缩臂开始工作，在伸缩臂达到第一伸缩长度时，所述举升机构开始升起，在所述伸缩臂达到第二伸缩长度时，所述举升机构达到第一举升高度，所述第一举升高度时即将将所述目标托盘托起；此时所述伸缩臂停止工作，所述举升机构工作继续工作；
S5在所述举升机构继续升起到第二举升高度时，所述移动本体开始主动向所述伸缩臂移动，使所述伸缩臂被动向所述移动本体回缩，此时所述举升机构继续工作；
S6在所述举升机构达到第三举升高度时，所述伸缩臂完全回到所述移动本体内；
S7所述举升机构开始回落到初始状态，所述目标托盘落在所述移动本体上；
S8所述移动本体将所述目标托盘搬运至对应目标位置。
2.根据权利要求1所述的托盘机器人工作效率的提升方法，其特征在于：所述第一检测模块包括拉线传感器、测距激光传感器、位置开关、电子数码计数器中的一种。
3.根据权利要求1所述的托盘机器人工作效率的提升方法，其特征在于：所述第二检测模块包括拉线传感器、测距激光传感器、位置开关、电子数码计数器中的一种。
4.根据权利要求1所述的托盘机器人工作效率的提升方法，其特征在于：所述控制器包括PLC。
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