CN208922117U - Agv叉车三向前移式导航切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是针对现有导航方式如采用激光导航，巷道内反光柱距离太近，会导致导航激光无法识别；每个巷道的情况都一致，使用反光柱容易形成镜像，影响正常导航，且巷道的深度导致费用大大增加；在空旷场地如果采用磁条导航，那么磁条的布置会更加的复杂，而且相对的费用也会更多；以及部分设计的激光雷达可以在高速旋转时向周围发激光，激光碰到周围物体并返回，便可计算出车体与周边物体的距离，计算机系统再根据这些数据描绘出精细地形图，然后与高分辨率地图相结合，生成不同的数据模型供车载计算机系统使用；但是此种激光雷达成本高昂，且计算机带宽需要使用有线设施，不适合大场地使用，而设计了AGV叉车三向前移式导航切换装置。

Description

AGV叉车三向前移式导航切换装置

技术领域

本实用新型涉及AGV叉车导航控制，具体涉及一种AGV叉车三向前移式导航切换装置。

背景技术

AGV叉车包含托盘叉车式AGV，宽脚堆高式叉车AGV，无脚堆高式叉车AGV。用于堆栈托盘类货物的物流周转，由液压升降系统、差速驱动系统、PLC控制系统、导引系统、通信系统、警示系统、操作系统和动力电源组成，是集液压升降和PLC控制的可编程无线调度的自动导引小车；本产品采用电磁感应作为导航方式辅助RFID识别可运行于复杂路径、多站点可靠循迹；主驱动采用自主研发的差动伺服电机驱动，配置高精度角度转向舵机，使整车运行响应迅速定位精准；独立液压升降系统辅助高精度位移传感器使叉车可在其升降在行程内任意位置停靠，大大提高装载柔性化和举升的位置精度。车间物料配送，减少车间过道作业人员，打造绿色化工厂。工厂仓库码垛，使仓储更加规范有序，充分提高空间利用率及运输效率。叉车运载能力强可以直接叉取物料托盘进行运输，转弯时自动减速且有自动识别障碍物并及时停止等功能，行走安全可靠；主要用于生产线上的原材料配送及半成品、成品的运输和工厂仓库码垛等；在工业生产中能代替人做某些单调、频繁、劳动强度大且重复长时间作业或是危险、恶劣环境下的作业。

中国公开专利号CN 107844118A，公开日2017年11月22日，提供一种基于视觉导航AGV技术的机器人，包括壳体、底盘、主控器、存储器、底层控制单元、电源管理单元和电机驱动模块，还包括传感器单元，传感器单元包括激光雷达模块、惯性导航模块、超声波传感器、深度摄像头和视觉传感器，传感器单元连接底层控制单元，底层控制单元连接主控器的输入端，底层控制单元还连接触摸屏，触摸屏设于壳体的侧部，壳体与底盘共同形成控制室，控制室内设有主控器、存储器、底层控制单元、电源管理单元和电机驱动模块，主控器连接存储器，主控器通过电源管理单元连接电源，主控器通过电机驱动模块连接电机；该种基于视觉导航AGV技术的机器人具备更优的环境感知和自主行动能力，采用无轨导航，无需改造原有环境。

但是其不足之处是视觉传感式AGV叉车需要巨大的运算量以及高成本的摄像头，单纯的已叉车本体运算处理需要耗费大量的叉车电力导致叉车充电周期短的问题，其次通过集群服务器的计算则需要占据大量的带宽，不适合叉车集群时的运转；所以单纯的视觉传感式的AGV叉车并不适合作为主要优点。

实用新型内容

本实用新型是针对现有导航方式如采用激光导航，巷道内反光柱距离太近，会导致导航激光无法识别；每个巷道的情况都一致，使用反光柱容易形成镜像，影响正常导航，且巷道的深度导致费用大大增加；在空旷场地如果采用磁条导航，那么磁条的布置会更加的复杂，而且相对的费用也会更多；以及部分设计的激光雷达可以在高速旋转时向周围发射64束激光，激光碰到周围物体并返回，便可计算出车体与周边物体的距离，计算机系统再根据这些数据描绘出精细的3D地形图，然后与高分辨率地图相结合，生成不同的数据模型供车载计算机系统使用；但是此种激光雷达成本高昂，且计算机带宽需要使用有线设施，不适合大场地使用设计了AGV叉车三向前移式导航切换装置。

AGV叉车三向前移式导航切换装置，包括：

叉车车体，前部安装有门架，后部安装有电控箱；

门架，用于安装叉车叉，安装在叉车车体前部，与控制器电连接；

电控箱，用于安装控制器以及叉车驱动结构，安装在叉车车体后部，与门架电连接；

控制器，用于控制叉车运动，安装在电控箱内部；

导航激光，用于发射全角度激光接收反射板反射确定AGV叉车位置，设置在电控箱顶部，与控制器电连接；

精确反射板，安装在场地内，与导航激光配合工作；

磁条传感器，安装在叉车车体底部，与控制器电连接；

辅助磁条传感器，用于帮助磁条传感器确定导航切换点，安装在叉车车体底部，与控制器电连接；

地贴磁条，安装在场地内，与磁条传感器以及辅助磁条传感器配合工作；

储存地图用的服务器，用于提供叉车行动路径点以及叉车在场地内的地图，与电控箱通讯连接；

由于巷道宽度只约2m，AGV叉车在窄巷道中的左右余量只有约2cm，巷道深度约80m；如果采用激光导航，那么反光柱的布置就成为一个问题，反光柱距离太近，会导致导航激光无法识别；每个巷道的情况都一致，使用反光柱容易形成镜像，影响AGV叉车的正常导航；且巷道的深度导致费用大大增加，所以在窄巷道中采用磁条导航；

在巷道外的场地比较宽阔，更加适合激光导航；如果采用磁条导航，那么磁条的布置会更加的复杂，而且相对的费用也会更多。所以本实用的AGV叉车同时使用了激光导航和磁条导航，并且设置了导航切换装置。

作为优选，所述的地贴磁条包括：

直线巷道磁条，设置在场地巷道内中心线上，与磁条传感器配合工作；

巷道十字区辅助标识磁条，设置在场地巷道与巷道交汇处，与辅助磁条传感器配合工作；

巷道入口辅助标识磁条，设置在场地巷道出入口，与辅助磁条传感器配合工作。

作为优选，所述的精确反射板之间等间距安装，且间距距离应不小于50米不大于80米；

所述的精确反射板中心位置安装高度与电控箱顶端高度相同；

精确反射板上下间距应大于10cm。

作为优选，所述的导航激光包括：

激光发射器，安装在激光旋转结构上，与控制器电连接；

激光旋转结构，安装在安装框架上，与激光发射器固定连接，与控制器电连接；

激光接收结构，安装在安装框架上，与控制器电连接；

安装框架，固定在电控箱顶部中央。

作为优选，还包括：

若干个景深摄像头，均设置在阻尼减震器顶部，与视觉计算模块电连接；

阻尼减震器，减少叉车车体震动对景深摄像头的影响，设置在叉车门架中段两侧，一端与景深摄像头固定连接，另一端与门架固定连接；

视觉计算模块，由景深摄像头提供识别图像并计算AGV叉车所在点空间位置，设置在电控箱内部，与景深摄像头电连接，与控制器电连接；

WiFi定位模块，通过场地内通讯用WiFi辅助定位，与控制器电连接

本实用新型的有益效果在于： 同时兼顾了宽阔场地下激光导航的方便和狭窄巷道下磁条导航的精确，能够兼顾两种导航的优点并自由切换，同时切换以后不丢失导航精度；在有限的增加成本下，减少了整体方案的成本，同时解决了激光导航容易出现的光柱重影问题。

附图说明

图1本实用的车体侧面示意图；

图2激光导航示意说明图；

图3 CVC600 激光导航部分连接模型；

图中：1、电控箱，2、叉车车体，3、门架，4、磁条传感器，5、导航激光，6、景深摄像头，7、精确反射板。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1

如图1所示，所述的AGV叉车三向前移式导航切换装置，包括：

叉车车体2，前部安装有门架3，后部安装有电控箱1；

门架3，用于安装叉车叉，安装在叉车车体2前部，与控制器电连接；

电控箱1，用于安装控制器以及叉车驱动结构，安装在叉车车体2后部，与门架3电连接；

控制器，用于控制叉车运动，安装在电控箱1内部；

导航激光5，用于发射全角度激光接收反射板反射确定AGV叉车位置，设置在电控箱1顶部，与控制器电连接；

精确反射板7，安装在场地内，与导航激光5配合工作；

磁条传感器4，安装在叉车车体2底部，与控制器电连接；

辅助磁条传感器4，用于帮助磁条传感器4确定导航切换点，安装在叉车车体2底部，与控制器电连接；

地贴磁条，安装在场地内，与磁条传感器4以及辅助磁条传感器4配合工作；

储存地图用的服务器，用于提供叉车行动路径点以及叉车在场地内的地图，与电控箱1通讯连接；

由于巷道宽度只约2m，叉车车体2在窄巷道中的左右余量只有约2cm，巷道深度约80m；如果采用激光导航，那么精确反射板7的布置就成为一个问题，精确反射板7距离太近，会导致导航激光5无法识别；每个巷道的情况都一致，使用精确反射板7容易形成镜像，影响叉车车体2的正常导航；且巷道的深度导致费用大大增加，所以在窄巷道中采用磁条导航；

在巷道外的场地比较宽阔，更加适合激光导航；如果采用磁条导航，那么磁条的布置会更加的复杂，而且相对的费用也会更多。所以本实用的AGV叉车同时使用了激光导航和磁条导航，并且设置了导航切换装置。

在窄巷道内采用磁条导航，在巷道外则采用激光导航；在两者交界处通过自主选择进行切换；自主定义是指根据路径线段的位置来确定磁条的位置，通过两者之间的合理协调，以及激光磁条切换处的一个物理触发，从而保证在导航切换时能够无缝对接。

切换的方法主要是通过NDC系统中的地图路径线段属性与PLC程序相结合。其中，PLC程序如下：

SetMagneticTON(IN:=NDC8.SegmentTrigger.SetMagnetic,PT:=t#1s);

SetReflectorTON(IN:=NDC8.SegmentTrigger.SetReflector,PT:=t#1s);

ifSetMagneticTON.Qthen

if NDC8.VehicleNavigator.NavMethod <> 4 then

NDC8.VehicleNavigator.SetNavMethod := 4;

NavMethod();

end_if;

elsifSetReflectorTON.Qthen

if NDC8.VehicleNavigator.NavMethod <> 1 then

NDC8.VehicleNavigator.SetNavMethod := 1;

NavMethod();

end_if;

end_if;

在上述程序中，当线段中勾选“SetMagnetic”，则导航就会切换成磁条导航；勾选“SetReflector”，则导航就会切换成激光导航。

如图3所示的导航激光5的信号线与CVC600中的Lan口连接，电源线与电源的正负极连接；两个磁条传感器4信号线与CVC600中的数字输入信号连接，电源线与电源的正负连接，还有模拟电源与CVC600中的模拟正负极连接。

其中，导航激光5最远检测距离可达到100M。

所述的地贴磁条包括：

直线巷道磁条，设置在场地巷道内中心线上，与磁条传感器4配合工作；

巷道十字区辅助标识磁条，设置在场地巷道与巷道交汇处，与辅助磁条传感器4配合工作；

巷道入口辅助标识磁条，设置在场地巷道出入口，与辅助磁条传感器4配合工作。

所述的精确反射板7之间等间距安装，且间距距离应不小于50米不大于80米；

所述的精确反射板7中心位置安装高度与电控箱1顶端高度相同；

精确反射板7上下间距应大于10cm。

所述的导航激光5包括：

激光发射器，安装在激光旋转结构上，与控制器电连接；

激光旋转结构，安装在安装框架上，与激光发射器固定连接，与控制器电连接；

激光接收结构，安装在安装框架上，与控制器电连接；

安装框架，固定在电控箱1顶部中央。

还包括：

若干个景深摄像头6，均设置在阻尼减震器顶部，与视觉计算模块电连接；

阻尼减震器，减少叉车车体2震动对景深摄像头6的影响，设置在叉车门架3中段两侧，一端与景深摄像头6固定连接，另一端与门架3固定连接；

视觉计算模块，由景深摄像头6提供识别图像并计算AGV叉车所在点空间位置，设置在电控箱1内部，与景深摄像头6电连接，与控制器电连接；

WiFi定位模块，通过场地内通讯用WiFi辅助定位，与控制器电连接。

通过地图线段中勾选激光/磁条导航选项，当AGV通过该路径线段时，就会反馈到PLC程序中，PLC程序就会选择相对应的导航模式；如果不进行勾选，那么AGV继续保持当前导航方式。

激光导航与磁条导航之间能够无缝切换，保证了AGV运行的稳定性。而且在两种导航方式下都能够保证AGV行驶精度以及到位精度，能够保证前后左右的误差在±5mm。

如图2所示的导航激光5可以通过360度或前方270度激光扫描来寻找精确反射板7，当激光通过精确反射板7并反射回叉车车体2上设置的激光接受结构时，可以通过计算得到3组数据，包括激光来回时间间隔，反射角度，发射与接受角度差；通过以上数据再对比服务器地图中的数据可以确定叉车车体2在空旷地带中地图中的位置。

Claims (5)

1.AGV叉车三向前移式导航切换装置，包括：

叉车车体，前部安装有门架，后部安装有电控箱；

门架，用于安装叉车叉，安装在叉车车体前部，与控制器电连接；

电控箱，用于安装控制器以及叉车驱动结构，安装在叉车车体后部，与门架电连接；

控制器，用于控制叉车运动，安装在电控箱内部；

其特征在于，还包括：

导航激光，用于发射全角度激光接收反射板反射确定AGV叉车位置，设置在电控箱顶部，与控制器电连接；

精确反射板，安装在场地内，与导航激光配合工作；

磁条传感器，安装在叉车车体底部，与控制器电连接；

辅助磁条传感器，用于帮助磁条传感器确定导航切换点，安装在叉车车体底部，与控制器电连接；

地贴磁条，安装在场地内，与磁条传感器以及辅助磁条传感器配合工作；

储存地图用的服务器，用于提供叉车行动路径点以及叉车在场地内的地图，与电控箱通讯连接。

2.根据权利要求1所述的AGV叉车三向前移式导航切换装置，其特征在于，所述的地贴磁条包括：

直线巷道磁条，设置在场地巷道内中心线上，与磁条传感器配合工作；

巷道十字区辅助标识磁条，设置在场地巷道与巷道交汇处，与辅助磁条传感器配合工作；

巷道入口辅助标识磁条，设置在场地巷道出入口，与辅助磁条传感器配合工作。

3.根据权利要求1所述的AGV叉车三向前移式导航切换装置，其特征在于，所述的精确反射板之间等间距安装，且间距距离应不小于50米不大于80米；

所述的精确反射板中心位置安装高度与电控箱顶端高度相同；

精确反射板上下间距应大于10cm。

4.根据权利要求1所述的AGV叉车三向前移式导航切换装置，其特征在于，所述的导航激光包括：

激光发射器，安装在激光旋转结构上，与控制器电连接；

激光旋转结构，安装在安装框架上，与激光发射器固定连接，与控制器电连接；

激光接收结构，安装在安装框架上，与控制器电连接；

安装框架，固定在电控箱顶部中央。

5.根据权利要求1所述的AGV叉车三向前移式导航切换装置，其特征在于，还包括：

若干个景深摄像头，均设置在阻尼减震器顶部，与视觉计算模块电连接；

阻尼减震器，减少叉车车体震动对景深摄像头的影响，设置在叉车门架中段两侧，一端与景深摄像头固定连接，另一端与门架固定连接；

视觉计算模块，由景深摄像头提供识别图像并计算AGV叉车所在点空间位置，设置在电控箱内部，与景深摄像头电连接，与控制器电连接；

WiFi定位模块，通过场地内通讯用WiFi辅助定位，与控制器电连接。