CN114890028A - 一种无人化车间无光环境的智慧物流系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人化车间无光环境的智慧物流系统，包括：存储模块、传递模块、运输模块和主控模块。存储模块受控于主控模块，用于实现自主存放存储原材料或半成品或成品。运输模块受控于主控模块，用于运输原材料或半成品或成品至存储模块进行存储，或将原材料或半成品或成品从存储模块输出至外部。传递模块用于连通存储模块和运输模块，用于将原材料或半成品或成品从存储模块传递至运输模块以实现输出至外部，将原材料或半成品或成品从运输模块传递至存储模块以实现存储。主控模块分别与存储模块、传递模块和运输模块无线信号连接，用于控制调配存储模块、传递模块和运输模块以完成物流作业任务。本发明可在无光环境下实现物流的正常运转。

Description

一种无人化车间无光环境的智慧物流系统

技术领域

本发明属于物流管理领域，尤其涉及一种无人化车间无光环境的智慧物流系统。

背景技术

随着物联网、大数据和移动应用等新一轮信息技术的发展，全球化工业革命提上日程，工业转型开始进入实质阶段。数字化工厂、智能工厂、智能制造等战略相继推出，其中，为了实现智能工厂，在实际生产过程中，对原材料、成品、本成品的运输和存取也应当利用物联网技术和监控技术等加强信息管理和服务，提高生产过程中可控性、减少人工干预，以及合理计划运输存取策略。为应对人为成本的不断提升，仓管内容多，短时间内人工难以同时处理的问题，机器人在无人化车间中的使用越来越广泛。

在实际使用中，通过人工去管理原料、产品的运输、存放，往往需要大量的人力去协调合作，从而实现多种物品运输与存放，随着仓库所需保存管理的原料、产品增加，所需的人工也大大增加。另外，现有仓库管理过程中，各个环节之间存在割裂，即存储、传递、运输之间各自执行自己的任务，难以进行统一规划协调，导致效率低易出错的问题。此外，现有技术中，进行运输与存放过程中需要全程光照，不利于避光产品保存，还会占用大量电力资源，运行成本高。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种无人化车间无光环境的智慧物流系统，包括：存储模块、传递模块、运输模块和主控模块；

存储模块受控于主控模块，用于实现自主存放存储原材料或半成品或成品；

运输模块受控于主控模块，用于运输原材料或半成品或成品至存储模块进行存储，或将原材料或半成品或成品从存储模块输出至外部；

传递模块用于连通存储模块和运输模块，用于将原材料或半成品或成品从存储模块传递至运输模块以实现输出至外部，将原材料或半成品或成品从运输模块传递至存储模块以实现存储；

主控模块分别与存储模块、传递模块和运输模块无线信号连接，用于控制调配存储模块、传递模块和运输模块以完成物流作业任务。

其中，存储模块包括货架和堆垛机；

货架用于存储原材料或半成品或成品，货架分隔设置成若干货架格，若干货架格相对应的设置金属块，金属块用于配套堆垛机实现定位以精准存放，取出原材料或半成品或成品；

堆垛机用于从传递模块将原材料或半成品或成品放置于相对应的货架格内进行存储，或从货架格内将原材料或半成品或成品取出放置于传递模块从而运输至外部。

其中，堆垛机包括轨道、升降杆和移动平台；

轨道沿货架侧边的横向方向铺设于货架的一侧，升降杆与轨道滑动连接，升降杆用于带动移动平台实现横向移动；

移动平台穿设于升降杆，移动平台用于沿升降杆实现竖向移动。

具体地，移动平台上设置限位开关和货叉，限位开关用于识别金属块，并配合升降杆和移动平台的横向和竖向移动以进行精准定位；

货叉用于从货架取出、放入原材料或半成品或成品。

其中，运输模块包括举升式AGV和叉车式AGV；

举升式AGV安设有电磁导航装置、超声波测距传感器、AGV控制器和载物托盘；

叉车式AGV安设有电磁导航装置、超声波测距传感器、AGV控制器和载物货叉；

电磁导航装置用于感应配套铺设的电磁轨道以实现定向运行；

超声波测距传感器用于识别其它举升式AGV和叉车式AGV以及障碍，得到距离信息；

AGV控制器用于接收距离信息并依此识别轨道环境，控制车速；

载物托盘用于搬运原材料，载物货叉用于搬运成本或半成本。

其中，传递模块包括若干纵向输送机和横向输送机；

纵向输送机为双轨道传动链条结构；

横向输送机为滚动托辊结构；

纵向输送机用于与相邻的横向输送机之间进行连接，以进行原材料或半成品或成品在相邻的横向输送机之间传递，以及与运输模块或存储模块连接以存取原材料或半成品或成品；

横向输送机用于对原材料或半成品或成品进行运输转移。

具体地，纵向输送机和横向输送机均可分若干纵向输送单元和横向输送单元，若干纵向输送单元和横向输送单元的长度为货托长度的1.5至2倍，若干纵向输送单元拼接组合得到纵向输送机，若干横向输送单元拼接组合得到横向输送机。

进一步优选地，还包括红外传感器，每个纵向输送单元和横向输送单元均设置红外传感器，且沿运输方向的两侧设置，用于检测当前纵向输送单元和横向输送单元是否存在货托，依此控制纵向输送单元和横向输送单元是否进行传输。

进一步优选地，还包括连接单元，设置于相连接的纵向输送机和横向输送机上，连接单元用于受控抬升以使原材料或半成品或成品从横向输送机转移至纵向输送机上。

进一步优选地，连接单元还设有标识识别件，标识识别件用于识别货托的标识，并基于识别结果判断连接单元是否需要抬升。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明所提出的系统内包括存储模块、传递模块和运输模块，存储模块设置限位开关，传递模块设置红外传感器，运输模块设置超声波测距传感器和电磁导航装置，由此本发明可在无光环境下实现物流的正常运转。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种无人化车间无光环境的智慧物流系统组织结构图；

图2为本发明的一种无人化车间无光环境的智慧物流系统的整体结构图；

图3为本发明的存储模块的结构示意图；

图4为本发明的运输模块的结构示意图；

图5为本发明的传递模块的结构示意图。

附图标记说明

1：货架；2：金属块；3：升降杆；4：移动平台；5：货叉；6：限位开关；7：轨道；8：超声波测距传感器；9：电磁导航装置；10：载物托盘；11：载物货叉；12：纵向输送机；13：横向输送机；14：红外传感器；15：连接单元。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种无人化车间无光环境的智慧物流系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例

参看图1，本实施例提供一种无人化车间无光环境的智慧物流系统，能在无光的环境中，完成原材料、成品、半成品的出入库任务，包括：存储模块、传递模块、运输模块和主控模块。其中，上述各模块均内置5G无线通讯模块，实现主控模块与存储模块、传递模块和运输模块互联，从主控模块接收物流任务，响应任务进展。存储模块、传递模块、运输模块均设有微型计算机单元，根据接收的物流任务规划物流作业路径，完成物流作业任务。

参看图2和图3，存储模块受控于主控模块，用于实现自主存放存储原材料或半成品或成品。具体地，存储模块包括货架1和堆垛机，货架1用于存储原材料或半成品或成品。堆垛机为竖直平面上的可移动升降装置，通过钢丝绳\链条等带动堆垛机的载物平台运动，控制载物平台移动至货架1上对应的货位。

参看图3，每个货架1会被分隔设置成若干货架格，货架格大小数量不在此限定。由于本实施例工作与无光环境，货架1主体材料为钢结构，每个货架格相对应的设置一向外突起的金属块2，金属块2用于限位开关6定位，当堆垛机检测到货架1上的金属块2时，即说明堆垛机正对当前货架1，堆垛机内置的控制器可基于逻辑算法确定机身位姿状态，实现堆垛机在无光环境下的定位导航，从而精准存放、取出原材料或半成品或成品。

参看图3，堆垛机包括轨道7、升降杆3和移动平台4。轨道7沿货架1侧边的横向方向铺设于货架1的一侧，左侧或右侧均可。升降杆3与轨道7滑动连接，升降杆3可在轨道7上带动移动平台4横向移动。移动平台4则穿设于升降杆3，移动平台4可沿着升降杆3实现上下移动。较优地，移动平台4上设置限位开关6和货叉5，限位开关6用于识别货架1上的金属块2，并配合升降杆3和移动平台4的横向和竖向移动以进行精准定位。堆垛机的控制器可以根据限位开关6检测到金属块2的次数以及升降杆3和移动平台4移动的方向，确定移动平台4当前所在位置。到达指定位置后，货叉5可做伸缩运动，实现货物在堆垛机和货架1间转移。

参看图2和图4，运输模块受控于主控模块，用于运输原材料或半成品或成品至存储模块进行存储，或将原材料或半成品或成品从存储模块输出至外部。具体地，运输模块包括举升式AGV和叉车式AGV。举升式AGV用于原材料的运输，其顶部设置可举升的载物托盘10，托盘直接承载装有原材料的货托。可从进库口取货然后放入原材料货架1，也可以将原材料货架1取货并运送至指定工位进行加工。叉车式AGV用于成品与半成品的运输，其主体为叉车车体，装有可升降的载物货叉11，可直接将成品与半成品转运至公路货运车辆。

举升式AGV和叉车式AGV还均安设有电磁导航装置9、超声波测距传感器8、AGV控制器。由于本实施例工作于无光和低亮度的环境，通过设置电磁导航装置9，在车间道路铺设AGV专用电磁轨道7，使得举升式AGV和叉车式AGV按设定规则运行于电磁轨道7上，实现车间运输任务；通过设置超声波测距传感器8，识别轨道7上的其它AGV和障碍，得到距离信息；通过设置AGV控制器，接收距离信息，AGV控制器依此识别轨道7环境，控制车速，必要时紧急制动，报错至控制模块，防止发生局部碰撞。

参看图2和图5，传递模块连通存储模块和运输模块，用于执行货架1与AGV间货物运输转移任务。具体地，传递模块由若干纵向输送机12和横向输送机13组成。纵向输送机12采用双轨道7传动链条结构，该结构两轨道7间空间大，便于AGV、堆垛机转运货物。横向输送机13的主体为滚动托辊结构，承载能力强，对与货物滞留有较强容忍度。

纵向输送机12的两端可与横向输送机13、运输模块或存储模块相连接，即堆垛机、AGV从纵向输送机12的末端存取货物，也作为相邻横向输送机13连接传输部位；横向输送机13则对原材料或半成品或成品进行运输转移。

参看图5，纵向输送机12和横向输送机13均可分若干个纵向输送单元和横向输送单元，每个纵向输送单元和每个横向输送单元的长度为货托长度的1.5到2倍，若干纵向输送单元拼接组合得到纵向输送机12，若干横向输送单元拼接组合得到横向输送机13，并且可以根据需求进行自由组装。

由于本实施例工作于无光和低亮度环境，为保证货物不会在输送机上发生碰撞，较优地，每个纵向输送单元和横向输送单元均设置红外传感器14，且沿运输方向的两侧设置。一侧为红外发射器，相对的另一测为红外接收器，可以检测当前纵向输送单元或横向输送单元是否存在货托，当存在货托时，红外接收器无法接收红外信号，当不存在货托时，红外接收器能接收到红外信号。依据上述两种情况，若当前纵向输送单元或横向输送单元检测到货托，则后侧的输送单元停止工作，不再输送货物前进，直至当前输送单元的红外接收器接收到红外信号，后侧输送单元才继续工作运送货物。

参看图5，可以发现纵向输送单元和横向输送单元为相互垂直连接，为了使货物改变运输方向，较优地，本实施例还包括连接单元15，设置于相连接的纵向输送单元和横向输送单元上。连接单元15的一部分为纵向输送单元的链条轨道7，另一部分横向输送单元的托辊结构。链条轨道7设由升降结构，常态为最低点，这时连接单元15仅为托辊与托盘接触，作为横向输送机13的一部分使用；当货物需要转移至纵向输送机12时，链条轨道7提升，托起货物，使货托离开托辊结构，连接单元15转化为纵向输送机12，链条带动货托转移至纵向输送机12。

较优地，为了保证连接单元15在正确的时机下抬升，货托设有标识装置，当货物装上货托后，通过标识转置写入货物信息，实现货物与货托联系。连接单元15则设有标识识别件，标识识别件可识别货托的标识，当货托进入托盘输送机连接单元15时，标识识别件识别其横向或纵向移动，从而控制连接单元15是否抬升。

现从本实施例的实施进行说明，本实施例可分为多个区域包括进货区、出货区、作业产品堆放区以及作为核心的仓储区。仓储区包含输送机、堆垛机以及货架1，AGV用于区域间的运送。当物流作业需求为储存任务时，主控模块接收任务，派发AGV前往卸货区装取原材料，输送至仓储区的托盘输送机进货口(即纵向输送单元)，主机发送货架1信息给托盘输送机的控制器，托盘输送机输送原材料至对应货架1，主机接收原材料到位信号，命令堆垛机取出托盘输送机上原材料输送到指定货位。当物流作业需求为取出任务时，主命令堆垛机取出指定货位的物品置于托盘输送机上，输送机输送物品至托盘输送机出货口，AGV运输物品至加工区或装货区。

另外，参看图1，本实施例在非仓储区设置交互系统，操作人员可以通过交互系统实时查看仓储状态，下达该区域的运输任务至主控模块。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，包括：存储模块、传递模块、运输模块和主控模块；

所述存储模块受控于所述主控模块，用于实现自主存放存储原材料或半成品或成品；

所述运输模块受控于所述主控模块，用于运输原材料或半成品或成品至所述存储模块进行存储，或将原材料或半成品或成品从所述存储模块输出至外部；

所述传递模块用于连通所述存储模块和所述运输模块，用于将原材料或半成品或成品从所述存储模块传递至所述运输模块以实现输出至外部，将原材料或半成品或成品从所述运输模块传递至所述存储模块以实现存储；

所述主控模块分别与所述存储模块、所述传递模块和所述运输模块无线信号连接，用于控制调配所述存储模块、所述传递模块和所述运输模块以完成物流作业任务。

2.根据权利要求1所述的无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，所述存储模块包括货架和堆垛机；

所述货架用于存储原材料或半成品或成品，所述货架分隔设置成若干货架格，若干所述货架格相对应的设置金属块，所述金属块用于配套所述堆垛机实现定位以精准存放，取出原材料或半成品或成品；

所述堆垛机用于从所述传递模块将原材料或半成品或成品放置于相对应的所述货架格内进行存储，或从所述货架格内将原材料或半成品或成品取出放置于所述传递模块从而运输至外部。

3.根据权利要求2所述的无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，所述堆垛机包括轨道、升降杆和移动平台；

所述轨道沿所述货架侧边的横向方向铺设于所述货架的一侧，所述升降杆与所述轨道滑动连接，所述升降杆用于带动所述移动平台实现横向移动；

所述移动平台穿设于所述升降杆，所述移动平台用于沿所述升降杆实现竖向移动。

4.根据权利要求3所述的无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，所述移动平台上设置限位开关和货叉，所述限位开关用于识别所述金属块，并配合所述升降杆和所述移动平台的横向和竖向移动以进行精准定位；

所述货叉用于从所述货架取出、放入原材料或半成品或成品。

5.根据权利要求1所述的无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，所述运输模块包括举升式AGV和叉车式AGV；

所述举升式AGV安设有电磁导航装置、超声波测距传感器、AGV控制器和载物托盘；

所述叉车式AGV安设有电磁导航装置、超声波测距传感器、AGV控制器和载物货叉；

所述电磁导航装置用于感应配套铺设的电磁轨道以实现定向运行；

所述超声波测距传感器用于识别其它所述举升式AGV和所述叉车式AGV以及障碍，得到距离信息；

所述AGV控制器用于接收所述距离信息并依此识别轨道环境，控制车速；

所述载物托盘用于搬运原材料，所述载物货叉用于搬运成本或半成本。

6.根据权利要求1所述的无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，所述传递模块包括若干纵向输送机和横向输送机；

所述纵向输送机为双轨道传动链条结构；

所述横向输送机为滚动托辊结构；

所述纵向输送机用于与相邻的所述横向输送机之间进行连接，以进行原材料或半成品或成品在相邻的所述横向输送机之间传递，以及与所述运输模块或所述存储模块连接以存取原材料或半成品或成品；

所述横向输送机用于对原材料或半成品或成品进行运输转移。

7.根据权利要求6所述的无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，所述纵向输送机和所述横向输送机均可分若干纵向输送单元和横向输送单元，若干所述纵向输送单元和所述横向输送单元的长度为货托长度的1.5至2倍，若干所述纵向输送单元拼接组合得到所述纵向输送机，若干所述横向输送单元拼接组合得到所述横向输送机。

8.根据权利要求7所述的无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，还包括红外传感器，每个所述纵向输送单元和所述横向输送单元均设置所述红外传感器，且沿运输方向的两侧设置，用于检测当前所述纵向输送单元和横向输送单元是否存在货托，依此控制所述纵向输送单元和所述横向输送单元是否进行传输。

9.根据权利要求7所述的无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，还包括连接单元，设置于相连接的所述纵向输送机和所述横向输送机上，所述连接单元用于受控抬升以使原材料或半成品或成品从所述横向输送机转移至所述纵向输送机上。

10.根据权利要求9所述的无人化车间无光环境的智慧物流系统，其特征在于，所述连接单元还设有标识识别件，所述标识识别件用于识别货托的标识，并基于识别结果判断所述连接单元是否需要抬升。

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