CN117819113A - 一种一轨多车的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及堆垛机监测技术领域，具体公开一种一轨多车的控制方法及装置，该方法包括：对堆垛机的运行工作状态进行监测，计算堆垛机工作异常评估指数，并对异常结果进行反馈，所述堆垛机工作异常评估指数用于量化评估堆垛机工作状态的异常程度；采集货仓执行轨道中的堆垛机的运行信息，并对堆垛机进行运作协同控制，本发明通过采集堆垛机的误差直线偏移距离和误差运行速度，评估堆垛机的异常情况，及时发现潜在的故障隐患，同时对堆垛机的故障情况和运输路径交互情况进行分析，优化堆垛机的工作路径，提高整体的作业效率，另一方面，提供堆垛机距离感应装置和碰撞保护装置，能够有效降低碰撞事件发生的概率，确保堆垛机能够连续高效地完成作业任务。

Description

一种一轨多车的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及堆垛机监测技术领域，具体为一种一轨多车的控制方法及装置。

背景技术

随着经济形势的快速发展，物流仓储技术的发展越来越快，传统的人工仓库已无法满足现代仓储的需求，具有较高运输和空间利用流程的物流堆垛机立库正逐渐受到企业的广泛追捧，堆垛机是一种自动化仓储设备，它可以在仓库或分销中心中实现货物的自动化存储和搬运，弯道堆垛机通常由控制系统、传动系统、起重系统和安全系统等组成，通过这些系统的协同工作，可以实现货物的自动化存储和搬运，需要提供一种一轨多车的控制方法，提高货物运输的效率。

例如公告号为：CN110727241B的发明专利，公开的一种转轨堆垛机路径生成与运动控制方法，应用于转轨堆垛机和道岔转轨机构的控制。系统硬件由车载PLC、输送线PLC、行走认址装置、行走驱动装置、换轨驱动装置、换轨到位传感器组成。控制方法包括转轨路径生成方法、路径冲突检测方法、转轨命令生成方法、道岔控制与路径状态检测方法四部分。本发明提出的方法。该申请控制方法基于生成树生成路径，面向路径实现控制，大大简化了程序设计和交互数据，实现了堆垛机与道岔转轨机构的模块化设计。减少了上下位机交互，显著地提高了转轨作业效率。

例如公告号为：CN104298145B的发明专利，公开的一种堆垛机定位及控制方法，其特征在于，包括如下步骤：堆垛机控制柜将目标位置信息传送给X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器和Z轴伺服驱动器；X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器分别依据目标位置信息以及X轴绝对值编码器和X轴增量型编码器、Y轴绝对值编码器和Y轴增量型编码器的数值，控制X轴交流电机、Y轴交流电机的运转，使设备到达指定位置和相应状态；Z轴伺服驱动器依据目标位置信息以及Z轴绝对值编码器和Z轴增量型编码器的数值，控制Z轴交流电机，使货叉到达指定状态。该申请实现堆垛机在停车时通过顶部制动的方式来增加阻尼，减轻设备在停车时的晃动，解决了堆垛机在快速停车时的平稳性问题，实现设备在快速停车时设备的稳定性。

基于上述方案发现，目前对堆垛机控制方面还存在一些不足，具体体现在以下几个层面：（1）当前在一轨多车系统中缺少对堆垛机工作状态进行检测的方法，无法及时发现堆垛机的工作异常情况，容易引起突发故障，降低工作效率；

（2）当前在一轨多车系统中缺少有效的运作协同控制方法，若运输任务中任意两个堆垛机的运行路径存在交叉时，为了避免碰撞，需要控制一个堆垛机停工或避让，导致一轨多车系统的执行效率大大降低，严重影响了物品运输效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种一轨多车的控制方法及装置，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明第一方面提供了一种一轨多车的控制方法，包括：对堆垛机的运行工作状态进行监测，计算堆垛机工作异常评估指数。从堆垛机数据库中提取堆垛机工作异常评估指数阈值，将堆垛机工作异常评估指数与堆垛机工作异常评估指数阈值进行比对，若堆垛机工作异常评估指数高于堆垛机工作异常评估指数阈值，则将堆垛机的工作状态标记为故障状态，并进行反馈警示。采集货仓执行轨道中的堆垛机的运行信息，并对堆垛机进行运作协同控制，所述运行信息包括运行状态信息及运行位置信息，所述运行状态信息包括故障状态、工作状态和空闲状态，所述运行位置信息包括堆垛机位置坐标、任务起始位置坐标和任务目标位置坐标，运行趋势方向。

作为进一步的方法，所述对堆垛机的运行工作状态进行监测，具体包括：以堆垛机工作区域的中心点作为坐标原点建立三维坐标系，并部署若干监测时间点。采集堆垛机在各监测时间点的位置坐标和运行速度，同时从堆垛机数据库中提取各监测时间点的参照位置坐标和参照运行速度，获取堆垛机在各监测时间点的位置坐标与参照位置坐标的直线偏移距离。根据堆垛机的位置坐标和偏移距离，分析得到堆垛机位置偏差程度值。根据堆垛机的运行速度，分析得到堆垛机速度偏差程度值。对堆垛机各类轴承的工作状态进行监测，对各类轴承的噪声和表面温度进行采集，分析得到堆垛机轴承异常程度值。根据堆垛机位置偏差程度值、堆垛机速度偏差程度值和堆垛机轴承异常程度值，分析得到堆垛机工作异常评估指数。

作为进一步的方法，所述计算堆垛机工作异常评估指数，其计算表达式为：，式中，/>表示堆垛机工作异常评估指数，/>表示自然常数，/>表示堆垛机位置偏差程度值，/>表示堆垛机速度偏差程度值，表示堆垛机轴承异常程度值，/>表示预设的堆垛机位置偏差程度值对应的堆垛机工作异常影响因子，/>表示预设的堆垛机速度偏差程度值对应的堆垛机工作异常影响因子，表示预设的堆垛机轴承异常程度值对应的堆垛机工作异常影响因子。

作为进一步的方法，所述对堆垛机进行运作协同控制，具体包括：根据堆垛机的运行状态信息进行运作协同控制，包括一车运作协同控制和多车运作协同控制。统计货仓执行轨道中的各个堆垛机，分别对各个堆垛机的运行状态进行标记，并对标记后的堆垛机分配运输任务。

作为进一步的方法，所述一车运作协同控制，具体包括：对执行任务时出现故障且未取到货的堆垛机进行标记，记为第一故障堆垛机，将正常工作的堆垛机标记为第一堆垛机。获取第一故障堆垛机的位置坐标以及所执行任务的任务起始位置坐标和任务目标位置坐标。从堆垛机数据库中获取设定的预设安全距离，并获取第一任务的运行范围，判断第一故障堆垛机的位置坐标以及所执行任务的任务起始位置坐标和任务目标位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务。

作为进一步的方法，所述一车运作协同控制，还包括：对执行任务时出现故障且已取到货的堆垛机进行标记，记为第二故障堆垛机。当第二故障堆垛机的运行趋势方向与第一任务的运行范围所处区域相反，判断第二故障堆垛机的位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务。当第二故障堆垛机的运行趋势方向与第一任务的运行范围所处区域一致，判断故障堆垛机的位置坐标以及所执行任务的任务起始位置坐标和任务目标位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务。

作为进一步的方法，所述一车运作协同控制，还包括：对在空闲状态时出现故障的堆垛机进行标记，标记为第三故障堆垛机。判断第三故障堆垛机的位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则当前执行任务的堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制当前执行任务的堆垛机中止执行第一任务。

作为进一步的方法，所述多车运作协同控制，具体控制过程为：货仓执行轨道中的堆垛机完成任务后响应接收仓储控制系统发送的并且在可执行范围内的任务生成指令。

若一台堆垛机正在执行任务且另一任务无法马上分配时，将另一堆垛机位移至另一任务的任务起始位置。

作为进一步的方法，所述对堆垛机进行运作协同控制，还包括：根据当前堆垛机任务生成指令，计算当前堆垛机分别执行此任务生成指令所需行走的距离；所述当前堆垛机任务生成指令包括堆垛机均空闲且只有一条任务生成指令、并且不需要让位执行时，以及堆垛机均空闲且只有一条任务生成指令、并且需要让位执行时。

本发明第二方面提供了一种一轨多车的控制装置，包括：计算模块，对堆垛机的运行工作状态进行监测，计算堆垛机工作异常评估指数；评估模块，从堆垛机数据库中提取堆垛机工作异常评估指数阈值，将堆垛机工作异常评估指数与堆垛机工作异常评估指数阈值进行比对，若堆垛机工作异常评估指数高于堆垛机工作异常评估指数阈值，则将堆垛机的工作状态标记为故障状态，并进行反馈警示；控制模块，采集货仓执行轨道中的堆垛机的运行信息，并对堆垛机进行运作协同控制，所述运行信息包括运行状态信息及运行位置信息，所述运行状态信息包括故障状态、工作状态和空闲状态，所述运行位置信息包括堆垛机位置坐标、任务起始位置坐标和任务目标位置坐标，运行趋势方向。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

（1）本发明通过提供一种一轨多车的控制方法及装置，采集堆垛机的误差直线偏移距离和误差运行速度，评估堆垛机的异常情况，通过监测堆垛机的运行状态，及时发现潜在的故障隐患，同时对堆垛机的故障情况和运输路径交互情况进行分析，控制优化堆垛机的路径，提高整体的作业效率，另一方面，提供堆垛机距离感应装置和碰撞保护装置，能够有效降低碰撞事件发生的概率，确保堆垛机能够连续高效地完成作业任务。

（2）本发明通过提供一种对堆垛机工作状态进行检测的方法，采集堆垛机的误差直线偏移距离和误差运行速度，评估堆垛机的异常情况，通过监测堆垛机的运行状态，可以实时了解每台堆垛机的工作情况，合理分配任务，提高整体作业效率，同时实时监测可以帮助及时发现潜在的故障隐患，从而减少堆垛机的停机时间，保障物流系统的连续运行。

（3）本发明通过提供一种堆垛机的工作运作协同控制方法，分别对堆垛机的故障情况和运输路径交互情况进行分析，并进行及时地调整，可以减少堆垛机在仓库中的移动距离，节省空间，提高货位的利用率和仓库的存储容量，同时合理的堆垛机运作协同控制可以减少堆垛机的等待时间、空驶时间和作业时间，提高整体的作业效率。

（4）本发明通过提供一种堆垛机的防碰撞装置，包括堆垛机距离感应装置和碰撞保护装置，能够有效防止堆垛机在运行过程中与其他堆垛机、货架、货物或人员发生碰撞，减少事故发生的风险，降低设备的维护频率和成本，延长设备的使用寿命，同时避免因碰撞导致的作业中断，确保堆垛机能够连续高效地完成作业任务。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的方法流程示意图。

图2为本发明实施例涉及的当一车故障且未取到货情况下堆垛机运作协同控制示意图。

图3为本发明实施例涉及的当一车故障且已取到货，且故障车运行趋势方向与第一任务的运行范围所处区域相反情况下堆垛机运作协同控制示意图。

图4为本发明实施例涉及的当一车故障且已取到货，且故障车运行趋势方向与第一任务的运行范围所处区域一致情况下堆垛机运作协同控制示意图。

图5为本发明实施例涉及的当一车空闲状态时发生故障情况下堆垛机运作协同控制示意图。

图6为本发明实施例涉及的堆垛机分布示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，本发明第一方面提供了一种一轨多车的控制方法，包括：对堆垛机的运行工作状态进行监测，计算堆垛机工作异常评估指数，并对异常结果进行反馈，所述堆垛机工作异常评估指数用于量化评估堆垛机工作状态的异常程度。

具体地，对堆垛机的运行工作状态进行监测，具体监测过程为：以堆垛机工作区域的中心点作为坐标原点建立三维坐标系，并部署若干监测时间点，采集堆垛机在各监测时间点的位置坐标和运行速度，同时从堆垛机数据库中提取各监测时间点的参照位置坐标和参照运行速度，获取堆垛机在各监测时间点的位置坐标与参照位置坐标的直线偏移距离。

在一个具体的实施例中，利用无线通信技术获取堆垛机的实时坐标，并获取该时刻堆垛机的参照位置坐标/>，依据计算表达式/>计算得到堆垛机的位置坐标与参照位置坐标的直线偏移距离，式中，/>表示第/>个监测时间点堆垛机的位置坐标与参照位置坐标的直线偏移距离，/>表示第/>个监测时间点堆垛机的/>轴坐标值，/>表示第/>个监测时间点堆垛机的/>轴坐标值，/>表示第/>个监测时间点堆垛机的/>轴坐标值，/>表示第/>个监测时间点堆垛机的参照/>轴坐标值，/>表示第/>个监测时间点堆垛机的参照/>轴坐标值，/>表示第/>个监测时间点堆垛机的参照/>轴坐标值，/>表示各监测时间点的编号，/>，/>表示监测时间点的总数。

在一个具体的实施例中，待执行任务是仓储管理系统根据预先设定好的生产任务或实际生产需要生成的物品运输任务，可以理解的，待执行任务并不是直接下发至仓储控制系统中直接可执行的任务，仓储管理系统在生成待执行任务时，仅仅只写入目标运输物品的物品信息以及目标终点位置，而不写入目标运输物品的取货位置。将与一轨双车轨道方向垂直的货架方向确定为行方向，与轨道方向平行的货架方向确定为列方向。即，可以认为多层货架的每一层货架即每一行货架，每一行货架又被多列分割板将货架分割为多个货位。每个货位均有自己的行位置与列位置，一个行位置与一个列位置即可确定一个货位。以烟草生产中库卷包翻箱出库区域为例，如图6所示，堆垛机运行轨道右边有多层货架，每层货架上的货位位置可以通过货位的行位置与列位置精确确定。第一堆垛机与第二堆垛机从货位区域的各货位将箱取出，放置在对应翻箱站台的输送机上，输送机将对应箱输送到对应的翻箱站台进行翻箱处理。可以理解的，堆垛机也可以负责将空箱运输回库。

依据堆垛机的位置坐标和偏移距离，分析得到堆垛机位置偏差程度值。

在一个具体的实施例中，堆垛机位置偏差程度值的具体计算表达式为：，式中，/>表示堆垛机位置偏差程度值，，/>，/>，表示设定的允许偏差坐标值，/>表示设定的直线单位偏移距离对应的位置偏差影响因子。

需要解释的是，本实施例中对堆垛机工作过程中的位置偏差进行分析，堆垛机的精确定位是保证货物准确存放和快速检索的关键，位置偏差可能导致货物存放位置不准确，增加货物损坏的风险，通过分析位置偏差，可以及时发现并解决堆垛机可能出现的故障，避免因故障导致的大修和更换零部件，从而减少维护成本。

依据堆垛机的运行速度，分析得到堆垛机速度偏差程度值。

在一个具体的实施例中，堆垛机速度偏差程度值的具体计算表达式为：，式中，/>表示堆垛机速度偏差程度值，/>表示自然常数，/>表示第/>个监测时间点堆垛机的运行速度，/>表示第/>个监测时间点堆垛机的参照运行速度，/>表示设定的临界偏差运行速度。

需要解释的是，本实施例中对堆垛机工作过程中的运行速度偏差进行分析，堆垛机的运行速度直接影响到仓库的作业效率，如果速度偏差过大，可能会导致作业时间延长，影响整体的物流效率，通过分析速度偏差，可以找出影响速度稳定性的因素，并采取措施加以改进，从而确保堆垛机能够以预定的速度高效运行。

对堆垛机各类轴承的工作状态进行监测，对各类轴承的噪声信息和表面温度进行采集，分析得到堆垛机轴承异常程度值。

在一个具体的实施例中，依据各类轴承的噪声信息，包括各类轴承的噪声波形和各检测时间点中各类轴承的的噪声强度，并从堆垛机数据库中获取参照异常噪声波形，将各类轴承的噪声波形与参照异常噪声波形进行重合比对，从中提取各类轴承的噪声波形长度和异常噪声波形重合长度，综合计算堆垛机轴承异常程度值，具体计算表达式为：，式中，/>表示堆垛机轴承异常程度值，/>表示第/>类轴承的异常噪声波形重合长度，/>表示第/>类轴承的噪声波形长度，/>表示第/>个监测时间点第/>类轴承的噪声强度，/>表示设定的临界噪声强度，/>表示第/>个监测时间点第/>类轴承的表面温度，/>表示设定的临界表面温度，/>表示设定的异常噪声波形重合长度对应的轴承异常影响因子，/>表示设定的噪声强度对应的轴承异常影响因子，/>表示设定的表面温度对应的轴承异常影响因子，表示各类轴承的编号，/>，/>表示轴承的种类总数。

应理解的是，在堆垛机中轴承用于支撑堆垛机中的旋转部件，保持旋转部件的位置精度，并帮助均匀分布驱动力量，提高整个系统的效率和稳定性，轴承的噪声和表面温度可以反映轴承的异常状态，当出现过载、润滑不足或轴承内部故障时，会造成轴承表面温度异常升高，高温会加速轴承磨损，降低其寿命。堆垛机的轴承在运行中产生噪声是正常现象，因为轴承在运动过程中，由于摩擦和其它机械力的作用，会产生一定的噪声。当噪声超出一定范围时，就表明轴承可能存在故障或磨损。

依据堆垛机位置偏差程度值、堆垛机速度偏差程度值和堆垛机轴承异常程度值，分析得到堆垛机工作异常评估指数。

进一步地，计算堆垛机工作异常评估指数，其计算表达式为：，式中，/>表示堆垛机工作异常评估指数，/>表示自然常数，/>表示堆垛机位置偏差程度值，/>表示堆垛机速度偏差程度值，表示堆垛机轴承异常程度值，/>表示预设的堆垛机位置偏差程度值对应的堆垛机工作异常影响因子，/>表示预设的堆垛机速度偏差程度值对应的堆垛机工作异常影响因子，表示预设的堆垛机轴承异常程度值对应的堆垛机工作异常影响因子。

需要解释的是，本实施例中堆垛机工作异常评估指数不仅可以通过以上计算方式计算得到，还可以通过安装传感器和监控设备，实时收集堆垛机的运行数据，将数据实时传输到中央控制系统，由系统进行分析得到。

需要解释的是，本实施例中堆垛机工作异常评估指数由堆垛机的位置偏差和运行速度偏差共同决定，当堆垛机的实际位置和实际运行速度与理想位置和理想运行速度的偏差越大，堆垛机工作状态越异常，对应的堆垛机工作异常评估指数也越大。

具体地，对异常结果进行反馈，具体内容为：从堆垛机数据库中提取堆垛机工作异常评估指数阈值，将堆垛机工作异常评估指数与堆垛机工作异常评估指数阈值进行比对，若堆垛机工作异常评估指数高于堆垛机工作异常评估指数阈值，则将堆垛机的工作状态标记为故障状态，并进行反馈警示。

在一个具体的实施例中，通过提供一种对堆垛机工作状态进行检测的方法，采集堆垛机的误差直线偏移距离和误差运行速度，评估堆垛机的异常情况，通过监测堆垛机的运行状态，可以实时了解每台堆垛机的工作情况，合理分配任务，提高整体作业效率，同时实时监测可以帮助及时发现潜在的故障隐患，从而减少堆垛机的停机时间，保障物流系统的连续运行。

采集货仓执行轨道中的堆垛机的运行信息，并对堆垛机进行运作协同控制。

具体地，采集货仓执行轨道中的堆垛机的运行信息，具体内容为：运行状态信息，包括故障状态、工作状态和空闲状态，运行位置信息，包括堆垛机位置坐标、任务起始位置坐标和任务目标位置坐标，运行趋势方向。

进一步地，对堆垛机进行运作协同控制，具体分析过程为：依据堆垛机的运行状态信息进行运作协同控制，包括一车运作协同控制和多车运作协同控制。

统计货仓执行轨道中的各个堆垛机，分别对各个堆垛机的运行状态进行标记，并对标记后的堆垛机分配运输任务。

在一个具体的实施例中，统计货仓执行轨道中的1号堆垛机和2号堆垛机，将运行状态信息为工作状态的堆垛机标记为第二堆垛机，将运行状态信息为空闲状态的堆垛机标记为第一堆垛机，并为第一堆垛机分配运输任务，将为第一堆垛机分配的运输任务标记为第一任务。

在一个具体的实施例中，仓储控制系统在监测到物品运输终点区域存在空闲站台时，基于空闲站台的位置信息向仓储管理系统发送任务生成指令；仓储管理系统根据任务生成指令中空闲站台的位置信息，生成不携带目标运输物品的取货地址的待执行任务。执行第一任务，控制第一堆垛机运行至取货行位置，并在到达取货行位置后，向仓储管理系统申请取货列位置，获得基于取货列位置申请返回的第二任务，第二任务携带有目标运输物品的取货列位置。仓储控制系统执行第一任务，根据第一任务中携带的取货行位置，控制第一堆垛机运行至取货行位置，当确定第一堆垛机运行支取货行位置对应的行口后，即可以确定此时控制第一堆垛机执行取货任务不需要避让其它堆垛机，也不会干扰其它堆垛机的工作，此时仓储控制系统继续向仓储管理系统申请取货列位置。仓储管理系统根据接收到的取货列位置申请返回第二任务，其中，第二任务是将目标运输物品的取货列位置写入第一任务中得到的，因此第二任务中携带有目标运输物品的取货列位置，可以理解的，第二任务中也携带有目标运输物品的目标终点位置。仓储控制系统在执行第一任务时，将第一堆垛机的运行状态修改为工作状态。执行第二任务，控制第一堆垛机运行至取货列位置进行取货，将目标运输物品运输至目标终点位置。仓储控制系统执行仓储管理系统返回的第二任务，根据第二任务中的目标运输物品的取货列位置控制第一堆垛机运行至取货列位置进行取货，将目标运输物品运输至目标终点位置。

具体地，一车运作协同控制，具体控制过程为：如图2所示，当第二堆垛机在执行任务时出现故障，且未取到货，则将第二堆垛机标记为故障堆垛机，获取故障堆垛机的位置坐标以及所执行任务的任务起始位置坐标和任务目标位置坐标，从堆垛机数据库中获取设定的预设安全距离，并获取第一任务的运行范围，判断故障堆垛机的位置坐标以及所执行任务的任务起始位置坐标和任务目标位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务。

需要解释的是，被故障堆垛机影响的任务将无法进行分配，需人工干预(消除故障或移到检修位等)。

在其中一个实施例中，预设安全范围可以用货位区域的行数量表示，例如，预设安全范围为8个行货位范围。在其中一个实施例中，预设调度算法还包括：当两台堆垛机均正常，且两台堆垛机均在执行任务时，当某台堆垛机完成任务后，立即寻找从附近出发且在可执行范围内的任务，进行优先执行。

如图3所示，当第二堆垛机在执行任务时出现故障，且已取到货，且第二堆垛机的运行趋势方向与第一任务的运行范围所处区域相反，判断故障堆垛机的位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务。

如图4所示，当第二堆垛机在执行任务时出现故障，且已取到货，但第二堆垛机的运行趋势方向与第一任务的运行范围所处区域一致，判断故障堆垛机的位置坐标以及所执行任务的任务起始位置坐标和任务目标位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务。

如图5所示，当第二堆垛机在空闲状态时出现故障，判断故障堆垛机的位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务。

在一个具体的实施例中，当第一堆垛机空闲时，第一堆垛机向仓储控制系统申请任务，仓储控制系统根据第一堆垛机的位置向仓储管理系统申请取货任务，仓储管理系统基于取货任务申请中的第一堆垛机位置从第一任务池中筛选出与其它堆垛机不存在路径交叉的待执行任务，并将待执行任务的取货地址中的取货行位置以及目标终点位置写入该待执行任务中，生成第一任务，将并将第一任务返回给仓储控制系统。仓储控制系统执行第一任务，根据第一任务中携带的取货行位置，控制第一堆垛机运行至取货行位置，当确定第一堆垛机运行支取货行位置对应的行口后，即可以确定此时控制第一堆垛机执行取货任务不需要避让其它堆垛机，也不会干扰其它堆垛机的工作，此时仓储控制系统继续向仓储管理系统申请取货列位置，仓储管理系统根据接收到的取货列位置申请返回第二任务，其中，第二任务是将目标运输物品的取货列位置写入第一任务中得到的，因此第二任务中携带有目标运输物品的取货列位置。

需要解释的是，当任务被执行完成后，仓储控制系统会删除本地任务池中的相应任务。

需要解释的是，待执行任务为是仓储管理系统根据预先设定好的生产任务或实际生产需要生成的物品运输任务，待执行任务并不是直接下发至仓储控制系统中直接可执行的任务，仓储管理系统在生成待执行任务时，仅仅只写入目标运输物品的物品信息以及目标终点位置，而不写入目标运输物品的取货位置。

在一个具体的实施例中，以出库场景为例，当待运输物品为存放箱时，其物品运输终点区域即为各翻箱站台所在的区域；当待运输物品为空箱时，其物品运输终点区域即为空箱缓存站台所在的区域。仓储管理系统接收仓储控制系统发送的任务生成指令。其中，仓储控制系统实时监测各个站台的状态，当仓储控制系统监测到物品运输终点区域存在空闲站台时，说明此时需要为空闲站台添加运输物品。

进一步地，多车运作协同控制，具体控制过程为：货仓执行轨道中的堆垛机完成任务后响应接收仓储控制系统发送的并且在可执行范围内的任务生成指令。

若一台堆垛机正在执行任务且另一任务无法马上分配时，将另一堆垛机位移至另一任务的任务起始位置。

具体地，对堆垛机进行运作协同控制，还包括：根据当前堆垛机任务生成指令，计算当前堆垛机分别执行此任务生成指令所需行走的距离；所述当前堆垛机任务生成指令包括堆垛机均空闲且只有一条任务生成指令、并且不需要让位执行时，以及堆垛机均空闲且只有一条任务生成指令、并且需要让位执行时。

在一个具体的实施例中，1号和2号堆垛机均空闲且只有一条任务生成指令且不需要让位执行时，计算1号和2号堆垛机分别执行此任务生成指令所需行走的距离，计算方法为：将所有地址映射为两位数的货位地址，距离为堆垛机当前位置到任务的起始地址再到任务的目标地址对应的行走执行距离，提取最短行走执行距离的归属堆垛机执行此任务生成指令。

1号和2号堆垛机均空闲且只有一条任务生成指令并且需要让位执行时，计算1号和2号堆垛机分别执行此任务生成指令所需行走的距离，计算方法为：将所有地址映射为两位数的货位地址，距离为某一堆垛机当前位置到任务的起始地址再到任务的目标地址再叠加剩余堆垛机需要位移的距离，提取最短行走执行距离的归属堆垛机执行此任务生成指令。

在一个具体的实施例中，第一堆垛机在执行任务时先考虑了行方向上路径交叉避让的情况，因此第一堆垛机运行至取货行位置时不需要避让其它堆垛机，其它堆垛机无需避让或停工等待，在第一堆垛机运行至取货行位置后再执行携带有取货列位置的第二任务，可以有效的避免仓储控制系统执行较多避让任务的情况发生，大大提升了物品的运输效率。在其中一个实施例中，第二任务也可以是独立的列任务，具体地，若第一堆垛机与其它堆垛机同时执行携带有同一行位置的各第一任务，则根据第一堆垛机与其它堆垛机到达该行位置对应行口的先后顺序分配独立的第二任务。例如，第一堆垛机与其它堆垛机均执行第5行的行任务，第一堆垛机的第一任务对应的列位置为第1列，其它堆垛机的第一任务对应的列位置为第2列。若在运行过程中，其它堆垛机优先运行至第5行行口，此时仓储管理系统将不再为其它堆垛机分配列位置为第2列的第二任务，而是将列位置为第1列的第二任务分配给其它堆垛机，当其它堆垛机执行完列位置为第1列的列任务后，再将列位置为第2列的第二任务发送给第一堆垛机。

需要解释的是，预设调度算法判断第一任务是否满足第一堆垛机的执行要求。其中，预设调度算法是仓储控制系统为避免第一堆垛机与其它堆垛机在运行过程中发生碰撞而预先设置的调度算法。执行要求即第一堆垛机执行第一任务时不会与其它堆垛机有碰撞风险。预设调度算法根据其它堆垛机的运行信息，如运行状态、运行位置以及运行趋势等运行信息确定第一堆垛机的执行要求，仓储控制系统根据第一任务所携带的取货行位置确定第一任务是否满足第一堆垛机的执行要求。

在其中一个实施例中，预设调度算法还包括：当两台堆垛机均正常，其中一台堆垛机正在执行任务且另一任务无法马上分配时，可先将另一堆垛机位移至另一任务的起始地址(会计算此位移的可执行性)。

在其中一个实施例中，若此时第二任务池中存在多条可执行任务，且两台堆垛机均空闲时，第二预设调度算法还包括：遍历任务列表，若存在两条任务，执行路径互不干扰，则将两个任务同时下发给两台堆垛机。若未能找到两条互不干扰的任务。则查找是否存在一条任务其目标地址处于另一任务的路径范围之外相隔预设安全距离以上，则将此条任务发送给目标地址趋近的堆垛机。

在其中一个实施例中，预设筛选策略为：优先选择与当前空闲的第一堆垛机具有最近距离的行位置的待执行任务。优先选取在行方向上与第一堆垛机具有最近距离的待执行任务，可以有效避免第一堆垛机执行任务时的路径与其它堆垛机的运行路径发生交叉，导致避让任务产生，使得一轨多车系统的执行效率得到提升。

在其中一个实施例中，预设筛选策略还包括：优先选择第一任务池优先级最高的待执行任务。具体地，仓储管理系统根据业务类型与默认优先级配置表生成各待执行任务的优先级，其中，业务类型包括货物出库、空箱回库和故障移送等等。例如，将空箱回库任务设置为优先级最高的任务，则当第一任务池中同时具备多条在行方向上与第一堆垛机具有最近距离的待执行任务，如果其中有空闲回库任务，则优先选择空箱回库待执行任务发送给第一堆垛机执行。

在一个具体的实施例中，通过提供一种堆垛机的工作运作协同控制方法，分别对堆垛机的故障情况和运输路径交互情况进行分析，并进行及时地调整，可以减少堆垛机在仓库中的移动距离，节省空间，提高货位的利用率和仓库的存储容量，同时合理的堆垛机运作协同控制可以减少堆垛机的等待时间、空驶时间和作业时间，提高整体的作业效率。

本发明第二方面提供了一种一轨多车的控制装置，包括：计算模块，对堆垛机的运行工作状态进行监测，计算堆垛机工作异常评估指数；评估模块，从堆垛机数据库中提取堆垛机工作异常评估指数阈值，将堆垛机工作异常评估指数与堆垛机工作异常评估指数阈值进行比对，若堆垛机工作异常评估指数高于堆垛机工作异常评估指数阈值，则将堆垛机的工作状态标记为故障状态，并进行反馈警示；控制模块，采集货仓执行轨道中的堆垛机的运行信息，并对堆垛机进行运作协同控制，所述运行信息包括运行状态信息及运行位置信息，所述运行状态信息包括故障状态、工作状态和空闲状态，所述运行位置信息包括堆垛机位置坐标、任务起始位置坐标和任务目标位置坐标，运行趋势方向。

在一个具体的实施例中，货仓执行轨道包括设置在地面的地轨和与地轨相配合且安装在货架上的天轨，地轨和天轨之间设置有在它们之间活动的第一堆垛机和第二堆垛机，第一堆垛机和第二堆垛机上分别设置有随自个堆垛机同步移动的第一防碰撞机构和第二防碰撞机构。

第一堆垛机和第二堆垛机上均设置有相配合的激光测距感应器，通过激光测距感应器二次进行保护，在运行时相互测距相互反馈。

本实施例中第一堆垛机和第二堆垛机上均设置有相配合的激光测距感应器，通过激光测距感应器二次进行保护，在运行时相互测距相互反馈。

在一个具体的实施例中，通过提供一种堆垛机的防碰撞装置，包括堆垛机距离感应装置和碰撞保护装置，能够有效防止堆垛机在运行过程中与其他堆垛机、货架、货物或人员发生碰撞，减少事故发生的风险，降低设备的维护频率和成本，延长设备的使用寿命，同时避免因碰撞导致的作业中断，确保堆垛机能够连续高效地完成作业任务。

本发明通过提供一种一轨多车的控制方法及装置，采集堆垛机的误差直线偏移距离和误差运行速度，评估堆垛机的异常情况，通过监测堆垛机的运行状态，及时发现潜在的故障隐患，同时对堆垛机的故障情况和运输路径交互情况进行分析，控制优化堆垛机的路径，提高整体的作业效率，另一方面，提供堆垛机距离感应装置和碰撞保护装置，能够有效降低碰撞事件发生的概率，确保堆垛机能够连续高效地完成作业任务。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种一轨多车的控制方法，其特征在于，包括：

对堆垛机的运行工作状态进行监测，计算堆垛机工作异常评估指数；

从堆垛机数据库中提取堆垛机工作异常评估指数阈值，将堆垛机工作异常评估指数与堆垛机工作异常评估指数阈值进行比对，若堆垛机工作异常评估指数高于堆垛机工作异常评估指数阈值，则将堆垛机的工作状态标记为故障状态，并进行反馈警示；

采集货仓执行轨道中的堆垛机的运行信息，并对堆垛机进行运作协同控制，所述运行信息包括运行状态信息及运行位置信息，所述运行状态信息包括故障状态、工作状态和空闲状态，所述运行位置信息包括堆垛机位置坐标、任务起始位置坐标和任务目标位置坐标，运行趋势方向。

2.根据权利要求1所述的一轨多车的控制方法，其特征在于：所述对堆垛机的运行工作状态进行监测，具体包括：

以堆垛机工作区域的中心点作为坐标原点建立三维坐标系，并部署若干监测时间点；

采集堆垛机在各监测时间点的位置坐标和运行速度，同时从堆垛机数据库中提取各监测时间点的参照位置坐标和参照运行速度，获取堆垛机在各监测时间点的位置坐标与参照位置坐标的直线偏移距离；

根据堆垛机的位置坐标和偏移距离，分析得到堆垛机位置偏差程度值；

根据堆垛机的运行速度，分析得到堆垛机速度偏差程度值；

对堆垛机各类轴承的工作状态进行监测，对各类轴承的噪声和表面温度进行采集，分析得到堆垛机轴承异常程度值；

根据堆垛机位置偏差程度值、堆垛机速度偏差程度值和堆垛机轴承异常程度值，分析得到堆垛机工作异常评估指数。

3.根据权利要求2所述的一轨多车的控制方法，其特征在于：所述计算堆垛机工作异常评估指数，其计算表达式为：

，

式中，表示堆垛机工作异常评估指数，/>表示自然常数，/>表示堆垛机位置偏差程度值，/>表示堆垛机速度偏差程度值，/>表示堆垛机轴承异常程度值，/>表示预设的堆垛机位置偏差程度值对应的堆垛机工作异常影响因子，/>表示预设的堆垛机速度偏差程度值对应的堆垛机工作异常影响因子，/>表示预设的堆垛机轴承异常程度值对应的堆垛机工作异常影响因子。

4.根据权利要求1所述的一轨多车的控制方法，其特征在于：所述对堆垛机进行运作协同控制，具体包括：

根据堆垛机的运行状态信息进行运作协同控制，包括一车运作协同控制和多车运作协同控制；

统计货仓执行轨道中的各个堆垛机，分别对各个堆垛机的运行状态进行标记，并对标记后的堆垛机分配运输任务。

5.根据权利要求4所述的一轨多车的控制方法，其特征在于：所述一车运作协同控制，具体包括：

对执行任务时出现故障且未取到货的堆垛机进行标记，记为第一故障堆垛机，将正常工作的堆垛机标记为第一堆垛机；

获取第一故障堆垛机的位置坐标以及所执行任务的任务起始位置坐标和任务目标位置坐标；

从堆垛机数据库中获取设定的预设安全距离，并获取第一任务的运行范围，判断第一故障堆垛机的位置坐标以及所执行任务的任务起始位置坐标和任务目标位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务。

6.根据权利要求5所述的一轨多车的控制方法，其特征在于：所述一车运作协同控制，还包括：

对执行任务时出现故障且已取到货的堆垛机进行标记，记为第二故障堆垛机；

当第二故障堆垛机的运行趋势方向与第一任务的运行范围所处区域相反，判断第二故障堆垛机的位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务;

当第二故障堆垛机的运行趋势方向与第一任务的运行范围所处区域一致，判断故障堆垛机的位置坐标以及所执行任务的任务起始位置坐标和任务目标位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则第一堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制第一堆垛机中止执行第一任务。

7.根据权利要求6所述的一轨多车的控制方法，其特征在于：所述一车运作协同控制，还包括：

对在空闲状态时出现故障的堆垛机进行标记，标记为第三故障堆垛机；

判断第三故障堆垛机的位置坐标是否处于第一任务的运行范围的预设安全距离之外，若在，则当前执行任务的堆垛机继续执行第一任务，若不在，则控制当前执行任务的堆垛机中止执行第一任务。

8.根据权利要求5所述的一轨多车的控制方法，其特征在于：所述多车运作协同控制，具体控制过程为：

货仓执行轨道中的堆垛机完成任务后响应接收仓储控制系统发送的并且在可执行范围内的任务生成指令;

若一台堆垛机正在执行任务且另一任务无法马上分配时，将另一堆垛机位移至另一任务的任务起始位置。

9.根据权利要求1所述的一轨多车的控制方法，其特征在于：所述对堆垛机进行运作协同控制，还包括：

根据当前堆垛机任务生成指令，计算当前堆垛机分别执行此任务生成指令所需行走的距离；所述当前堆垛机任务生成指令包括堆垛机均空闲且只有一条任务生成指令、并且不需要让位执行时，以及堆垛机均空闲且只有一条任务生成指令、并且需要让位执行时。

10.一种一轨多车的控制装置，其特征在于：包括：

计算模块，对堆垛机的运行工作状态进行监测，计算堆垛机工作异常评估指数；

评估模块，从堆垛机数据库中提取堆垛机工作异常评估指数阈值，将堆垛机工作异常评估指数与堆垛机工作异常评估指数阈值进行比对，若堆垛机工作异常评估指数高于堆垛机工作异常评估指数阈值，则将堆垛机的工作状态标记为故障状态，并进行反馈警示；

控制模块，采集货仓执行轨道中的堆垛机的运行信息，并对堆垛机进行运作协同控制，所述运行信息包括运行状态信息及运行位置信息，所述运行状态信息包括故障状态、工作状态和空闲状态，所述运行位置信息包括堆垛机位置坐标、任务起始位置坐标和任务目标位置坐标，运行趋势方向。