CN114572864A - 全向移动平台、智能堆码起重机及其控制方法、系统 - Google Patents
全向移动平台、智能堆码起重机及其控制方法、系统 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种全向移动平台、智能堆码起重机及其控制方法、系统,包括:底盘;三个全向轮,呈三角布置于底盘的第一端、第二端和第三端;驱动电机,设置于底盘,与三个全向轮电性连接,驱动电机用于驱动三个全向轮转动;第一循迹传感器,设置于底盘的一侧,第一循迹传感器用于识别地面上的循迹线;第二循迹传感器,设置于底盘的中部区域,第二循迹传感器用于识别地面上的循迹线;控制单元,与第一循迹传感器、第二循迹传感器、驱动电机通信连接,控制单元用于根据第一循迹传感器和第二循迹传感器对循迹线的识别信号,判断全向移动平台行进方向与循迹线的偏移量,并根据偏移量控制驱动电机驱动三个全向轮,以调整全向移动平台的行进方向。
Description
技术领域
本发明涉及智能堆码起重机控制技术领域,具体涉及一种全向移动平台、智能堆码起重机及其控制方法、系统。
背景技术
随着科技的发展,电商日益走进人们的生活中。随着物流业的快速发展,对物流机械性能要求越来越高,为满足快速物流和越来越复杂的仓储结构,对用于货物起升、搬运的各类叉车、堆高车、搬运车的移动平台的全向机动性能和结构紧凑性要求越来越严苛。而且,还需要在预定的位置拾取某些货物,然后经过一系列的特定路线,运输到打包区,相关技术中,一般是使用人工操纵小车去拾取货物,然后运输到打包区域,但是这种方式,效率低下,且需要大量的人工参与,不利于大量货物同时出货。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,提供一种全向移动平台、智能堆码起重机及其控制方法、系统,解决现有技术中人工操纵小车去拾取货物,然后运输到打包区域效率低下,且需要大量的人工参与,不利于大量货物同时出货的技术问题。
为达到上述技术目的,第一方面,本发明的技术方案提供一种全向移动平台,包括:
底盘;
三个全向轮,呈三角布置于所述底盘的第一端、第二端和第三端;
驱动电机,设置于所述底盘,与所述三个全向轮电性连接,所述驱动电机用于驱动所述三个全向轮转动;
第一循迹传感器,设置于所述底盘的一侧,所述第一循迹传感器用于识别地面上的循迹线;
第二循迹传感器,设置于所述底盘的中部区域,所述第二循迹传感器用于识别地面上的循迹线;
控制单元,与所述第一循迹传感器、所述第二循迹传感器、所述驱动电机通信连接,所述控制单元用于根据所述第一循迹传感器和所述第二循迹传感器对所述循迹线的识别信号,判断所述全向移动平台行进方向与所述循迹线的偏移量,并根据所述偏移量控制所述驱动电机驱动所述三个全向轮,以调整所述全向移动平台的行进方向。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
本发明提供的全向移动平台具有三角形底盘,重心稳定,有效利用储存空间,具有体型小、空间利用率高和灵活性强的优势,在控制方面,灵活运用光学循迹具有定位准确、运动灵活的优势。
此时通过读取前后两个循迹传感器的返回信号,可获知前后两灰度传感器所处的中轴上的位置与循迹线之间的偏移量,再根据偏移量的大小与方向,调整三个轮子的转速,通过差速控制的方式来调节车体的位置,使全向移动平台中轴上的至少两点始终不会离开循迹线所在的区域,从而实现全向移动平台的循迹,这样两个循迹传感器协同工作就能较好地实现了全向移动平台的循迹功能。
根据本发明的一些实施例,所述底盘为正三角形状。
根据本发明的一些实施例,所述驱动电机为直流减速电机。
根据本发明的一些实施例,所述第一循迹传感器为七路灰度传感器。
根据本发明的一些实施例,所述第二循迹传感器为三路灰度传感器。
第二方面,本发明的技术方案提供一种智能堆码起重机,包括如第一方面中任意一项所述的全向移动平台。
根据本发明的一些实施例,智能堆码起重机还包括:
视觉识别模块,与控制单元通信连接,所述视觉识别模块用于识别货物种类和读取货物标签;
定位模块,与所述控制单元通信连接,用于获取所述智能堆码起重机的位置信息;
机械臂,与所述控制单元通信连接,所述机械臂用于抓取货物。
第三方面,本发明的技术方案提供一种智能堆码起重机的控制方法,包括以下步骤:
获取货物搬运指令,读取所述货物搬运指令的货物种类、货物数量和运输路线;
根据所述货物种类和所述货物数量识别需要运输的货物,并通过机械臂抓取货物;
通过循迹传感器识别地面上的循迹线,根据所述循迹传感器的识别信号计算得到所述智能堆码起重机的行进方向与所述循迹线的偏移量,并根据所述偏移量调整所述智能堆码起重机的行进方向。
第四方面,本发明的技术方案提供一种智能堆码起重机的控制系统,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第三方面所述的智能堆码起重机的控制方法。
第五方面,本发明的技术方案提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第三方面所述的智能堆码起重机的控制方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中摘要附图要与说明书附图的其中一幅完全一致:
图1为本发明一个实施例提供的全向移动平台的结构示意图;
图2为本发明另一个实施例提供的智能堆码起重机的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,虽然在系统示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于系统中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。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。
本发明提供了一种全向移动平台,具有三角形底盘,重心稳定,有效利用储存空间,具有体型小、空间利用率高和灵活性强的优势,在控制方面,灵活运用光学循迹具有定位准确、运动灵活的优势。
参照图1,图1为本发明一个实施例提供的全向移动平台的结构示意图。
在一实施例中,全向移动平台包括:底盘110;三个全向轮120,呈三角布置于底盘110的第一端、第二端和第三端;驱动电机,设置于底盘110,与三个全向轮120电性连接,驱动电机用于驱动三个全向轮120转动;第一循迹传感器130,设置于底盘110的一侧,第一循迹传感器130用于识别地面上的循迹线;第二循迹传感器140,设置于底盘110的中部区域,第二循迹传感器140用于识别地面上的循迹线;控制单元,与第一循迹传感器130、第二循迹传感器140、驱动电机通信连接,控制单元用于根据第一循迹传感器130和第二循迹传感器140对循迹线的识别信号,判断全向移动平台行进方向与循迹线的偏移量,并根据偏移量控制驱动电机驱动三个全向轮120,以调整全向移动平台的行进方向。
在一实施例中,全向移动平台包括:底盘110;三个全向轮120,呈三角布置于底盘110的第一端、第二端和第三端;驱动电机,设置于底盘110,与三个全向轮120电性连接,驱动电机用于驱动三个全向轮120转动;第一循迹传感器130,设置于底盘110的一侧,第一循迹传感器130用于识别地面上的循迹线;第二循迹传感器140,设置于底盘110的中部区域,第二循迹传感器140用于识别地面上的循迹线;控制单元,与第一循迹传感器130、第二循迹传感器140、驱动电机通信连接,控制单元用于根据第一循迹传感器130和第二循迹传感器140对循迹线的识别信号,判断全向移动平台行进方向与循迹线的偏移量,并根据偏移量控制驱动电机驱动三个全向轮120,以调整全向移动平台的行进方向。
底盘110为正三角形状,将货物同时堆放在底盘110上,底盘110所要承受的质量较大,如果采用正常的四轮的布置方式,可能会在底盘110变形的情况下,出现某个轮子悬空或打滑的问题,导致运动过程的不稳定。所以我们据此设计了设计了这种只有三轮的全向移动平台以确保三个轮子均能在运行过程在中时刻保持着地。
车体采用全向轮120,呈三角布置,构成全向轮120移动平台。全向移动平台具有全姿态、全角度任意移动的能力,运动的灵活程度极高。经典的三轮全向轮120移动平台是三轮轴线成120°角,全向轮120中心分布在同一个圆上,轮子轴心指向平台中心。
V1、V2、V3为三个轮子的转速,ω为平台整体的旋转角速度,Vx、Vy为平台相对于世界坐标系的宏观移动速度,L为平台中心到轮子中心的垂直投影距离,θ为轮轴与x轴的夹角,由车轮安装角度为120度不难得出θ=π/6,则各轮速度转换矩阵为:
解算后可得V1、V2、V3的表达式:
V3=Vx+Lω
在一实施例中,全向移动平台包括:底盘110;三个全向轮120,呈三角布置于底盘110的第一端、第二端和第三端;驱动电机,设置于底盘110,与三个全向轮120电性连接,驱动电机用于驱动三个全向轮120转动;第一循迹传感器130,设置于底盘110的一侧,第一循迹传感器130用于识别地面上的循迹线;第二循迹传感器140,设置于底盘110的中部区域,第二循迹传感器140用于识别地面上的循迹线;控制单元,与第一循迹传感器130、第二循迹传感器140、驱动电机通信连接,控制单元用于根据第一循迹传感器130和第二循迹传感器140对循迹线的识别信号,判断全向移动平台行进方向与循迹线的偏移量,并根据偏移量控制驱动电机驱动三个全向轮120,以调整全向移动平台的行进方向。
驱动电机为直流减速电机。为保证充足的动力与灵活的旋转变向,可以选择具有最大220W大功率,最大扭矩5N.m,最大持续功率150W,最大扭矩2.8N.m的直流减速电机。
在一实施例中,全向移动平台包括:底盘110;三个全向轮120,呈三角布置于底盘110的第一端、第二端和第三端;驱动电机,设置于底盘110,与三个全向轮120电性连接,驱动电机用于驱动三个全向轮120转动;第一循迹传感器130,设置于底盘110的一侧,第一循迹传感器130用于识别地面上的循迹线;第二循迹传感器140,设置于底盘110的中部区域,第二循迹传感器140用于识别地面上的循迹线;控制单元,与第一循迹传感器130、第二循迹传感器140、驱动电机通信连接,控制单元用于根据第一循迹传感器130和第二循迹传感器140对循迹线的识别信号,判断全向移动平台行进方向与循迹线的偏移量,并根据偏移量控制驱动电机驱动三个全向轮120,以调整全向移动平台的行进方向。第一循迹传感器130为七路灰度传感器。
在一实施例中,全向移动平台包括:底盘110;三个全向轮120,呈三角布置于底盘110的第一端、第二端和第三端;驱动电机,设置于底盘110,与三个全向轮120电性连接,驱动电机用于驱动三个全向轮120转动;第一循迹传感器130,设置于底盘110的一侧,第一循迹传感器130用于识别地面上的循迹线;第二循迹传感器140,设置于底盘110的中部区域,第二循迹传感器140用于识别地面上的循迹线;控制单元,与第一循迹传感器130、第二循迹传感器140、驱动电机通信连接,控制单元用于根据第一循迹传感器130和第二循迹传感器140对循迹线的识别信号,判断全向移动平台行进方向与循迹线的偏移量,并根据偏移量控制驱动电机驱动三个全向轮120,以调整全向移动平台的行进方向。第一循迹传感器130为七路灰度传感器,第二循迹传感器140为三路灰度传感器。
本发明还提供了一种智能堆码起重机,包括了如上述任意一种的全向移动平台。
在一实施例中,智能堆码起重机包括:全向移动平台;视觉识别模块,与控制单元通信连接,视觉识别模块用于识别货物种类和读取货物标签;
定位模块,与控制单元通信连接,用于获取智能堆码起重机的位置信息;
机械臂,与控制单元通信连接,机械臂用于抓取货物。
参照图2,图2为本发明另一个实施例提供的智能堆码起重机的控制方法的流程图。智能堆码起重机的控制方法包括但是不仅限于步骤S110至步骤S130。
步骤S110,获取货物搬运指令,读取货物搬运指令的货物种类、货物数量和运输路线;
步骤S120,根据货物种类和货物数量识别需要运输的货物,并通过机械臂抓取货物;
步骤S130,通过循迹传感器识别地面上的循迹线,根据循迹传感器的识别信号计算得到智能堆码起重机的行进方向与循迹线的偏移量,并根据偏移量调整智能堆码起重机的行进方向。
在一实施例中,智能堆码起重机的控制方法包括步骤:获取货物搬运指令,读取货物搬运指令的货物种类、货物数量和运输路线;根据货物种类和货物数量识别需要运输的货物,并通过机械臂抓取货物;通过循迹传感器识别地面上的循迹线,根据循迹传感器的识别信号计算得到智能堆码起重机的行进方向与循迹线的偏移量,并根据偏移量调整智能堆码起重机的行进方向。
本发明还提供了一种智能堆码起重机的控制系统,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现如上述的智能堆码起重机的控制方法。
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中,存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
需要说明的是,本实施例中的智能堆码起重机的控制系统,可以包括有业务处理模块、边缘端数据库、服务端版本信息寄存器、数据同步模块,处理器执行计算机程序时实现如上述应用在智能堆码起重机的控制系统的智能堆码起重机的控制方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
此外,本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行,例如,被上述终端实施例中的一个处理器执行,可使得上述处理器执行上述实施例中的智能堆码起重机的控制方法。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种全向移动平台,其特征在于,包括:
底盘;
三个全向轮,呈三角布置于所述底盘的第一端、第二端和第三端;
驱动电机,设置于所述底盘,与所述三个全向轮电性连接,所述驱动电机用于驱动所述三个全向轮转动;
第一循迹传感器,设置于所述底盘的一侧,所述第一循迹传感器用于识别地面上的循迹线;
第二循迹传感器,设置于所述底盘的中部区域,所述第二循迹传感器用于识别地面上的循迹线;
控制单元,与所述第一循迹传感器、所述第二循迹传感器、所述驱动电机通信连接,所述控制单元用于根据所述第一循迹传感器和所述第二循迹传感器对所述循迹线的识别信号,判断所述全向移动平台行进方向与所述循迹线的偏移量,并根据所述偏移量控制所述驱动电机驱动所述三个全向轮,以调整所述全向移动平台的行进方向。
2.根据权利要求1所述的一种全向移动平台,其特征在于,所述底盘为正三角形状。
3.根据权利要求1所述的一种全向移动平台,其特征在于,所述驱动电机为直流减速电机。
4.根据权利要求1所述的一种全向移动平台,其特征在于,所述第一循迹传感器为七路灰度传感器。
5.根据权利要求1或4所述的一种全向移动平台,其特征在于,所述第二循迹传感器为三路灰度传感器。
6.一种智能堆码起重机,其特征在于,包括如权利要求1至5中任意一项所述的全向移动平台。
7.根据权利要求6所述的一种智能堆码起重机,其特征在于,还包括:
视觉识别模块,与控制单元通信连接,所述视觉识别模块用于识别货物种类和读取货物标签;
定位模块,与所述控制单元通信连接,用于获取所述智能堆码起重机的位置信息;
机械臂,与所述控制单元通信连接,所述机械臂用于抓取货物。
8.一种智能堆码起重机的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取货物搬运指令,读取所述货物搬运指令的货物种类、货物数量和运输路线;
根据所述货物种类和所述货物数量识别需要运输的货物,并通过机械臂抓取货物;
通过循迹传感器识别地面上的循迹线,根据所述循迹传感器的识别信号计算得到所述智能堆码起重机的行进方向与所述循迹线的偏移量,并根据所述偏移量调整所述智能堆码起重机的行进方向。
9.一种智能堆码起重机的控制系统,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8所述的智能堆码起重机的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求8所述的智能堆码起重机的控制方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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