CN115729195A - 一种多叉臂叉车的控制方法和相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多叉臂叉车的控制方法和相关设备，方法包括:当检测到叉臂任务时，获取叉臂状态；根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂；根据所述叉臂任务，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务。本发明实现多个叉臂的自动控制，提高运货效率的同时，保证叉臂在执行任务时的安全性。

Description

一种多叉臂叉车的控制方法和相关设备

技术领域

本发明涉及运输作业技术领域，特别涉及一种多叉臂叉车的控制方法和相关设备。

背景技术

叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。随着智能化的发展，无人叉车技术迅速发展。"无人叉车"又称"叉车AGV"，是一种智能工业车辆机器人。无人叉车融合了叉车技术和AGV技术，通过加载各种先进导引技术、构图算法、嵌入式车体软件、安全避让技术等，能够实现车辆的自动导引、搬运与堆垛功能，进而实现了叉车的无人化作业。

无人叉车控制系统一般只针对一套叉臂进行动作控制。然而在许多应用的工业场景中，无人叉车在同一区域或不同区域的库位执行取放货时，如果只有一套叉臂，需要多次往返，效率比较低。但是对于多套叉臂，例如双叉臂，控制流程较为复杂，容易发生叉臂失控引发安全事故。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于具有多个叉臂的叉车控制流程复杂易发生事故，针对现有技术的不足，提供一种多叉臂叉车的控制方法和相关设备。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种多叉臂叉车的控制方法，所述方法包括：

当检测到叉臂任务时，获取叉臂状态；

根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂；

根据所述叉臂任务，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务。

所述多叉臂叉车的控制方法，其中，所述叉臂状态包括双臂负载状态、单臂负载状态和/或双臂空闲状态；

所述叉臂任务包括装货任务、卸货任务和/或静息任务。

所述多叉臂叉车的控制方法，其中，所述根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂包括：

当所述叉臂任务为装货任务且所述叉臂状态为双臂负载状态时，则确定所述激活叉臂为空；

当所述叉臂任务为装货任务且所述叉臂状态为单臂负载状态时，则确定所述激活叉臂为下叉臂；

当所述叉臂任务为装货任务且所述叉臂状态为双臂空闲状态时，则确定所述激活叉臂为上叉臂。

所述多叉臂叉车的控制方法，其中，根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂包括：

当所述叉臂任务为卸货任务且所述叉臂状态为双臂空闲状态时，则确定所述激活叉臂为空；

当所述叉臂任务为卸货任务且所述叉臂状态为单臂负载状态时，则确定所述激活叉臂为上叉臂；

当所述叉臂任务为卸货任务且所述叉臂状态为双臂负载状态时，则确定所述激活叉臂为下叉臂。

所述多叉臂叉车的控制方法，其中，所述叉臂任务包括货物坐标和货物状态；所述根据所述叉臂任务，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务包括：

获取所述激活叉臂对应的叉臂坐标；

根据所述货物坐标和所述叉臂坐标，计算偏移距离；

根据所述偏移距离和预设的安全速度范围，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务。

所述多叉臂叉车的控制方法，其中，所述根据所述偏移距离和预设的安全速度范围，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务包括：

根据所述激活叉臂对应的叉臂坐标，确定所述激活叉臂对应的位置状态；

当所述位置状态为安全状态时，根据所述偏移距离，计算预期速度范围；

根据所述预期速度范围和所述安全速度范围，确定执行速度；

根据所述执行速度，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务。

所述多叉臂叉车的控制方法，其中，所述方法还包括：

当所述偏移距离和/或所述预期速度范围符合预设的反馈规则时，终止任务执行，并生成反馈信息；

其中，所述反馈规则包括：

所述偏移距离超出所述激活叉臂对应的移动范围；

所述预期速度范围与所述安全速度范围不存在交集。

所述多叉臂叉车的控制方法，其中，所述根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂之后，还包括：

获取静置叉臂的静置坐标，其中，所述静置叉臂为所述激活叉臂以外的叉臂；

根据所述偏移距离和所述静置坐标，判断所述静置叉臂是否为安全叉臂；

若否，则对所述静置叉臂进行复位。

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一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任一所述的多叉臂叉车的控制方法中的步骤。

一种终端设备，其包括：处理器、存储器及通信总线；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；

所述通信总线实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上任一所述的多叉臂叉车的控制方法中的步骤。

有益效果：本实施例中，在检测到叉臂任务时，获取叉臂状态，确定每一个叉臂当时是否有负载货物、具体坐标等信息。然后根据叉臂任务和叉臂状态，在诸多叉臂中选择一个合适的叉臂作为激活叉臂，并控制激活叉臂执行叉臂任务，而非任意选择一个叉臂进行，且在确定激活叉臂和执行任务时，是基于任务内容和叉臂状态实现，降低了安全事故发生的可能性，提高安全性且保证了叉车效率。

附图说明

图1为本发明提供的多叉臂叉车的控制方法的第一个流程图。

图2为本发明提供的多叉臂叉车的控制方法的第二个流程图。

图3为本发明提供的多叉臂叉车的控制方法中确定执行速度的流程图。

图4为本发明提供的多叉臂叉车的控制方法中进行反馈的流程图。

图5为本发明提供的终端设备的结构原理图。

具体实施方式

本发明提供一种多叉臂叉车的控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

如图1和图2所示，本实施提供了一种多叉臂叉车的控制方法，为方便说明，以叉车的控制器作为执行主体进行描述，控制器安装于叉车上，以控制叉车的运动以及叉臂的运行。此处的控制器可替换为中央管理服务器等具有数据处理功能的设备，多叉臂叉车的控制方法包括以下步骤：

S10、当检测到叉臂任务时，获取叉臂状态。

具体地，叉臂任务是指需要控制器控制叉臂执行一系列动作完成的任务。控制器可通过多种方式获取叉臂任务。在第一种获取方式中，控制器可设有若干个按钮，用户可坐在叉车上通过按钮向控制器发送叉臂任务。在第二种获取方式中，控制器可与货物管理的中心管理设备通讯连接，中心管理设备确定有货物需要运输时，向控制器发送叉臂任务。此外，基于对叉车的安全管理，可根据环境、时间等信息生成叉臂任务。例如，当长期未检测到需要取货或送货任务时，可生成静息任务，该静息任务指令叉车回到指定位置，叉臂复位等将叉臂回复原有状态的任务。叉臂任务即可包括用于将货物加载到叉臂上的装货任务，将货物从叉臂上卸载的卸货任务，以及用于恢复原有状态的静息任务。当用户、中心管理设备等向控制器发送叉臂任务时，控制器可检测到叉臂任务。

为控制叉臂的运行，控制器需要能够获取叉臂状态，叉臂状态即该叉臂的位置、叉臂上是否承载货物等。在一种获取叉臂状态的方式中，在每一个叉臂上设置有传感器，该传感器可通过与地面的距离确定叉臂的位置以及其在整个场所中的位置，并通过叉臂的重量，确定叉臂上是否负载货物。例如激光传感器器，通过叉臂上方空间的是否存在物品阻挡，可确定叉臂上是否负载，同时根据激光的发射和返回时间，确定其与地面之间的距离。在另一种获取叉臂状态的方式中，可通过对叉车进行拍照，得到叉车图像，根据叉车图像，计算每一个叉臂的相对位置，并对叉臂上方区域进行物体识别，确定叉臂上方是否存在货物。根据叉臂是否存在货物，叉臂状态可分为双臂负载状态、单臂负载状态和双臂空闲状态。

双臂负载状态是指两个叉臂上都负载货物。单臂负载状态是指单个叉臂上负载货物的状态，按照负载货物的叉臂的相对位置，单负载状态可进一步分为上叉臂负载状态和下叉臂负载状态。本实施例将根据两个叉臂的相对上下状态，分为上叉臂和下叉臂，上叉臂负载状态是指相对位于上方的叉臂负载货物的状态，下叉臂负载状态是指相对位于下方的叉臂负载货物的状态。双臂空闲状态是指两个叉臂都未负载货物的状态。

S20、根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂。

具体地，得到叉臂任务后，控制器根据叉臂任务的内容以及叉臂状态，可确定其连接的两个叉臂中可用于执行叉臂任务的激活叉臂。

以叉臂任务为装货任务为例，若叉臂状态为双臂负载状态，则说明目前叉臂并不能再增加新的货物，因此任意一条叉臂都不能作为后续执行叉臂任务的激活叉臂，此情形下，激活叉臂为空。若叉臂状态为单臂负载状态，由于叉臂再不工作时，一般是上下叉臂近距离叠放在一起，因此取货顺序为先上叉臂取货再下叉臂取货，因此单臂负载状态只能是上叉臂负载货物，故此时激活叉臂为下叉臂。若叉臂状态为双臂空闲状态，上下叉臂都未承载货物，此时由于上下叉臂叠放，应确定上叉臂为激活叉臂，使用上叉臂去执行取货工作。

再以叉臂任务为卸货任务为例，若叉臂状态为双臂空闲状态，说明叉臂上并未放置任何货物，因此该叉车无法执行卸货任务，此时对应的激活叉臂为空。若叉臂状态为双臂负载状态，上下叉臂都承载货物，因此两者都可进行货物的卸载。若货物卸载的地点较低，上叉臂的货物无法穿过下叉臂进行放置货物，反而会发生上下叉臂碰撞，引起安全事故，因此需先卸载下叉臂的货物，此时确定激活叉臂为下叉臂。若叉臂状态为单臂负载状态，由于无论是卸载时先卸载下叉臂的货物，还是取货时先用上叉臂取货，因此单臂负载状态应当为上叉臂负载货物，故确定激活叉臂为上叉臂。

再以叉臂任务为静息任务为例，静息任务是指将双叉臂恢复到不工作的状态，

S30、根据所述叉臂任务，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务。

具体地，确定激活叉臂后，激活叉臂可根据叉臂任务的内容执行叉臂任务。例如叉臂任务中为装货任务，叉臂任务中包含要待装载货物的货物坐标，货物坐标包括货物的所在地，货物的高度等能够对货物进行准确定位的信息。若叉臂任务为卸货任务，货物坐标包括货物所要放置的位置的坐标、货物卸载后的高度等能够指示准确的卸载位置的信息。

若为装货任务，则根据激活叉臂的叉臂坐标以及货物坐标，控制激活叉臂移动至待装载的货物的下方，然后向上移动，撑起需要装载的货物，完成装货任务。若为卸货任务，则根据激活叉臂的叉臂坐标以及货物坐标，控制激活叉臂移动至待卸载位置的上方，然后向下移动，直至与货物分离，完成卸货任务。

进一步地，叉臂在执行卸货任务或装货任务时，叉臂的移动速度过快，由于惯性的影响，导致实际位置与预期的位置之间存在偏差，且容易发生安全事故。因此，如图3所示，在执行叉臂任务时，具体包括：

A10、获取所述激活叉臂对应的叉臂坐标。

具体地，如前文所述，可通过传感器、图像检测等方式获取激光叉臂对应的叉臂坐标。叉臂坐标包括每一个叉臂相对于底面的位置坐标，也包括其在环境中的位置坐标。前者能够用于确定后续叉臂上下移动的距离，后者能够用于确定叉车所要移动的位置。

A20、根据所述货物坐标和所述叉臂坐标，计算偏移距离。

具体地，已知货物坐标和叉臂坐标，根据当前叉车所在位置以及激活叉臂的叉臂坐标，可计算要实现装载货物或卸载货物时叉臂所要移动的位置，即偏移距离。

A30、根据所述偏移距离和预设的安全速度范围，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务。

具体地，叉臂上升或下降的速度过快容易引发上下叉臂以及所承载的货物相撞，从而导致安全事故。而在叉车运动时，叉车的速度过快或过慢也引起装载的货物不稳定，因此预先设置一安全速度范围，该安全速度范围用于规范叉臂上下活动的速度和叉车运动，以提高安全性。

在一种执行方式中，根据偏移距离以及安全速度范围，计算激活叉臂上下移动时的执行速度。根据叉臂坐标以及货物坐标，控制激活叉臂依据执行速度进行叉臂任务的执行。在另一种执行方式中，为了提高叉臂的工作效率，可预先设定对于一个叉臂任务所需要的时间阈值，然后根据时间阈值和偏移距离，计算预期速度。例如设定的时间阈值的最小值为5s，最大值为10s，计算的预期速度时以5s为最短时间，以10s为最长时间，根据偏移距离计算预期速度范围。然后在根据安全速度范围，确定预期速度范围中的可用于执行叉臂任务的最大速度，将其作为执行速度，并控制激活叉臂依据执行速度进行叉臂任务的执行。

进一步地，激活叉臂所要计算的偏移距离包括下降距离和上升距离，以上叉臂为例，若上叉臂所在位置相对于货物而言较高，上叉臂需要先根据下降距离，下降至货物的高度以下，然后根据上升距离，装载起货物。同理，根据偏移距离的计算的速度也可包括上升速度和下降速度，确定合适的执行速度也分类型进行，在此不再赘述。

进一步地，在计算偏移距离和预期速度范围时，若偏移距离超过叉臂的范围或预期速度范围超过安全速度范围时，不能再执行该叉臂任务。因此，预先设定一个反馈规则，当偏移距离和/或预期速度范围符合该反馈规则时，终止任务执行，并且生成反馈信息，反馈信息可通过控制器的显示屏、短信等方式向用户或中央管理服务器提示，以提示其纠错并等待下一步任务。

如图4所示，反馈规则可包括偏移距离超出所述激活叉臂对应的移动范围。激活叉臂有一定的上下移动的范围，若偏移距离超出了激活叉臂对应的移动范围，则无法执行任务。例如待装载货物的货物所在地的高度高于上叉臂可举升的最高高度，或者待卸载的货物的所在地高度低于下叉臂所能达到的最低高度。

反馈规则还可包括预期速度范围与安全速度范围不存在交集，即预期速度范围中的最小值大于安全速度的最大值，或预期速度的最大值小于安全速度的最小值。

进一步地，在执行过程中，若除了激活叉臂以外的叉臂存在移动动作，则安全事故发生的可能性升高。为此，在确定激活叉臂后，将激活叉臂以外的叉臂作为静置叉臂，并获取静置叉臂对应的坐标位置，即静置坐标。根据静置坐标和偏移距离，可确定激活叉臂在执行任务过程中是否与静置叉臂存在交叉的可能性。然后根据所述偏移距离和所述静置坐标，判断所述静置叉臂是否为安全叉臂。例如当上叉臂作为激活叉臂需要装载货物时，根据上叉臂当前的静置坐标和偏移距离，可判断下叉臂是否会影响上叉臂的上下移动，从而判断下叉臂此时是否安全，即是否为安全叉臂。若是安全叉臂，则不需要再对该静置叉臂进行处理，但若并非安全叉臂，则需要对静置叉臂进行复位处理，将其恢复到最开始的位置，以实现任务执行的安全进行。

此外，若叉臂任务为静息任务，则激活叉臂为所有的叉臂，并对所有叉臂进行复位处理。静息任务可由用户或中心管理服务器发送，或者在一个等待周期内并未检测到新的叉臂任务自动生成。在长时间不运作的叉臂通过复位，能够避免与其他叉车之间发生冲突的可能，提高安全性。

值得注意的是，本实施例虽然以双叉臂为对象进行描述，但是对于多个叉臂，以其中一个作为激活叉臂，其他作为静置叉臂实现本实施例的步骤也可行。

基于上述多叉臂叉车的控制方法，本发明还提供了一种终端设备，如图5所示，其包括至少一个处理器(processor)20；显示屏21；以及存储器(memory)22，还可以包括通信接口(Communications Interface)23和总线24。其中，处理器20、显示屏21、存储器22和通信接口23可以通过总线24完成相互间的通信。显示屏21设置为显示初始设置模式中预设的用户引导界面。通信接口23可以传输信息。处理器20可以调用存储器22中的逻辑命令，以执行上述实施例中的方法。

此外，上述的存储器22中的逻辑命令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取计算机可读存储介质中。

存储器22作为一种计算机可读存储介质，可设置为存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序命令或模块。处理器20通过运行存储在存储器22中的软件程序、命令或模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的方法。

存储器22可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。例如，U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态计算机可读存储介质。

此外，上述计算机可读存储介质以及终端设备中的多条命令处理器加载并执行的具体过程在上述方法中已经详细说明，在这里就不再一一陈述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多叉臂叉车的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

当检测到叉臂任务时，获取叉臂状态；

根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂；

根据所述叉臂任务，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务。

2.根据权利要求1所述多叉臂叉车的控制方法，其特征在于，所述叉臂状态包括双臂负载状态、单臂负载状态和/或双臂空闲状态；

所述叉臂任务包括装货任务、卸货任务和/或静息任务。

3.根据权利要求2所述多叉臂叉车的控制方法，其特征在于，所述根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂包括：

当所述叉臂任务为装货任务且所述叉臂状态为双臂负载状态时，则确定所述激活叉臂为空；

当所述叉臂任务为装货任务且所述叉臂状态为单臂负载状态时，则确定所述激活叉臂为下叉臂；

当所述叉臂任务为装货任务且所述叉臂状态为双臂空闲状态时，则确定所述激活叉臂为上叉臂。

4.根据权利要求2所述多叉臂叉车的控制方法，其特征在于，根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂包括：

当所述叉臂任务为卸货任务且所述叉臂状态为双臂空闲状态时，则确定所述激活叉臂为空；

当所述叉臂任务为卸货任务且所述叉臂状态为单臂负载状态时，则确定所述激活叉臂为上叉臂；

当所述叉臂任务为卸货任务且所述叉臂状态为双臂负载状态时，则确定所述激活叉臂为下叉臂。

5.根据权利要求4所述多叉臂叉车的控制方法，其特征在于，所述叉臂任务包括货物坐标和货物状态；所述根据所述叉臂任务，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务包括：

获取所述激活叉臂对应的叉臂坐标；

根据所述货物坐标和所述叉臂坐标，计算偏移距离；

根据所述偏移距离和预设的安全速度范围，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述多叉臂叉车的控制方法，其特征在于，所述根据所述偏移距离和预设的安全速度范围，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务包括：

根据所述激活叉臂对应的叉臂坐标，确定所述激活叉臂对应的位置状态；

当所述位置状态为安全状态时，根据所述偏移距离，计算预期速度范围；

根据所述预期速度范围和所述安全速度范围，确定执行速度；

根据所述执行速度，控制所述激活叉臂执行所述叉臂任务。

7.根据权利要求5所述多叉臂叉车的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述偏移距离和/或所述预期速度范围符合预设的反馈规则时，终止任务执行，并生成反馈信息；

其中，所述反馈规则包括：

所述偏移距离超出所述激活叉臂对应的移动范围；

所述预期速度范围与所述安全速度范围不存在交集。

8.根据权利要求2所述多叉臂叉车的控制方法，其特征在于，所述根据所述叉臂任务和所述叉臂状态，确定与所述叉臂状态对应的激活叉臂之后，还包括：

获取静置叉臂的静置坐标，其中，所述静置叉臂为所述激活叉臂以外的叉臂；

根据所述偏移距离和所述静置坐标，判断所述静置叉臂是否为安全叉臂；

若否，则对所述静置叉臂进行复位。

9.一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一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1～8任意一项所述的多叉臂叉车的控制方法中的步骤。

10.一种终端设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及通信总线；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；

所述通信总线实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如权利要求1～8任意一项所述的多叉臂叉车的控制方法中的步骤。

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