CN219603179U - 一种无人叉车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人叉车，包括：车体，车体内设置有控制系统；叉臂，叉臂安装在车体的后方；门架组件，门架组件与车体相连接，且带动叉臂相对于车体水平运动；传感器，传感器包括前方避障传感器、后方避障传感器以及用于检测叉臂前方托盘位姿的姿态识别相机，后方避障传感器包括后方避障雷达和叉臂防护组件，叉臂防护组件包括牙尖防护组件和牙根防护组件，牙尖防护组件位于叉臂的牙尖，牙根防护组件位于叉臂的牙根，姿态识别相机位于门架组件上；以及控制系统，控制系统电性连接于传感器并接收来自传感器的检测信号。通过合理布置各类传感器的位置，实现无人叉车对于外部环境及自身状态性能的良好感知与控制，保证叉车作业的安全性。

Description

一种无人叉车

技术领域

本实用新型涉及智能仓储技术领域，尤其涉及一种无人叉车。

背景技术

叉车是一种以货叉为取物装置，能将货物提升一定高度并进行运输的车辆，鉴于部分应用场景巷道空间较窄，传统人工叉车受限于车身尺寸及工人的操作水平，难以保证叉车在巷道内的安全行驶，因此无人叉车成为了目前智能仓储领域的主流。在智能仓储领域，为了实现无人叉车的安全行驶，通常在无人叉车上加装各式各样的安全传感器，并将其反馈的信息作为行驶决策的依据。而目前业内关于无人叉车整车传感器布置的安全防护方案仍很稀缺。

现有的AGV(Automated Guided Vehicle，简称AGV)、AMR(Autonomousmobilerobots，简称AMR)无人叉车，通常采用单一类型的传感器布置，而各类的传感器都存在着优缺点，例如激光雷达的空间分辨率较强但其受天气环境影响较大，光电虽然对环境有着更强的适应性但空间分辨率确不高。同时，目前对于各类传感器的布置位置仍存在不足，不合理的传感器布置不仅增添了叉车的成本，也影响着无人叉车整车的避障安全性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种无人叉车，旨在改进多类型多个传感器的布置，以避免无人叉车的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种无人叉车，所述无人叉车包括：车体，所述车体内设置有控制系统；叉臂，所述叉臂安装在所述车体的后方；门架组件，所述门架组件与所述车体相连接，且所述门架组件带动所述叉臂相对于车体水平运动；以及传感器，所述传感器与所述控制系统通信连接，所述传感器包括前方避障传感器、后方避障传感器以及用于检测叉臂前方托盘位姿的姿态识别相机，所述后方避障传感器包括后方避障雷达和叉臂防护组件，所述叉臂防护组件包括牙尖防护组件和牙根防护组件，所述牙尖防护组件位于所述叉臂的牙尖，所述牙根防护组件位于所述叉臂的牙根，所述姿态识别相机位于所述门架组件上。

可选地，所述无人叉车还包括设置在所述车体顶部的中控组件，所述中控组件的顶部设置有用于实时监测所述无人叉车在整个调度空间的相对位置的定位激光雷达。

进一步的，所述前方避障传感器包括前方立体避障相机和前方避障雷达，所述前方立体避障相机转动连接在所述中控组件上。

更进一步的，所述前方避障雷达设置有两个，两个所述前方避障雷达分别设置在所述车体前方底部的左右两侧，所述前方避障传感器形成第一检测区域；当障碍物接触所述第一检测区域时，所述前方避障传感器向所述控制系统发出第一检测信号，所述控制系统根据所述第一检测信号获得所述车体前方障碍物的情况。

可选的，所述牙尖防护组件包括牙尖光电和牙尖相机，所述牙尖防护组件水平设置在所述叉臂的牙尖前方，所述牙根防护组件包括牙根光电，所述牙根防护组件水平设置在所述叉臂的牙根前方。

进一步的，所述后方避障传感器沿着所述车体后方方向形成第二检测区域；当障碍物接触所述第二检测区域时，所述后方避障传感器向所述控制系统发出第二检测信号，所述控制系统根据所述第二检测信号获得所述车体后方障碍物的情况。

可选的，所述门架组件上设置有用于检测叉臂升降状态的高度检测组件，所述高度检测组件包括叉臂上限位开关、叉臂下限位开关以及用于检测叉臂上移的距离的叉臂拉线编码。

可选的，所述控制系统包括行走编码器和转向编码器。

可选的，所述中控组件还包括声光提示组件，所述声光提示组件包括语音播放器、用于投影安全区域的示宽灯以及用于提示车辆状态的三色灯。

可选的，所述无人叉车还包括被动防护组件，所述被动防护组件包括急停按钮和用于所述车体前方的被动机械防护的安全触边，所述安全触边套设在所述车体的底部，所述急停按钮设置在所述中控组件上。

本实用新型通过在无人叉车上布置多个不同类型的传感器，并合理安排各个传感器的安装位置，确保叉车360°方向的无死角避障防护，能让无人叉车柔性地感知外部环境信息，并基于传感器信息数据实现对整车更为安全的控制。同时，本实用新型结合激光传感器、视觉传感器以及光电传感器，能够对各种作业环境保持良好的适应性，避免受到地形、天气的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型无人叉车各部件的连接关系图；

图2为本实用新型第一实施例一角度的示意图；

图3为本实用新型第一实施例另一角度的示意图；

图4为本实用新型示宽灯的投影区域的示意图；

图5为本实用新型第一实施例的第一检测区域的示意图；

图6为本实用新型第一实施例的第二检测区域的示意图；

图7为本实用新型第二实施例一角度的示意图；

图8为图7的A处放大图；

图9为本实用新型第二实施例另一角度的示意图；

图10为本实用新型第二实施例的第一检测区域的示意图；

图11为本实用新型第二实施例的第二检测区域的示意图。

附图标号说明：

车体1；叉臂2；门架组件3；链条31；叉臂上限位开关32；叉臂下限位开关33；姿态识别相机41；前方立体避障相机42；前方避障雷达43；后方避障雷达44；牙尖光电45；牙尖相机46；牙根光电47；中控组件5；控制面板51；定位激光雷达52；语音播放器53；示宽灯54；三色灯55；投影区域56；急停按钮57；安全触边58；第一检测区域6；第一防护区域61；第二防护区域62；第二检测区域7；第三防护区域71；第四防护区域72；控制系统8；行走编码器81；转向编码器82。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型的实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种无人叉车，参见图1-3，所述无人叉车包括车体1，所述车体1内设置有控制系统；叉臂2，所述叉臂2安装在所述车体1的后方；门架组件3，所述门架组件3与所述车体1相连接，且带动所述叉臂2相对于车体1水平运动；传感器，所述传感器通信连接于所述控制系统，所述传感器包括前方避障传感器、后方避障传感器以及用于检测叉臂2前方托盘位姿的姿态识别相机41，所述后方避障传感器包括后方避障雷达44和叉臂防护组件，所述叉臂防护组件包括牙尖防护组件和牙根防护组件，所述牙尖防护组件位于所述叉臂2的牙尖，所述牙根防护组件位于所述叉臂2的牙根，所述姿态识别相机41位于所述门架组件3上。

其中，所述姿态识别相机41作为视觉传感器，通过AI检测，在取货前可以分析托盘位置、进行精确计算，并重新规划路线、叉取托盘，同时其在取货后也能实时的监测叉臂2前方的托盘相对于叉臂2的实际位姿，从而避免货物倾倒。同时，所述姿态识别相机41还具有条码和RFID识别的功能。

另外，所述无人叉车具有双叉臂2，所述叉臂2为牙叉结构，所述牙尖指的是牙叉叉齿前端的位置，所述牙根指的是牙叉叉齿末端的位置。

通过在无人叉车上合理布置多个传感器，确保叉车360°方向的无死角避障防护，能让无人叉车柔性地感知外部环境信息，并基于传感器信息数据实现对整车更为安全的控制。同时，本实用新型结合激光传感器、视觉传感器以及光电传感器，能够对各种作业环境保持良好的适应性，避免受到地形、天气的影响。

在第一实施例中，参见图2-3，所述无人叉车包括车体1、叉臂2、门架组件3以及传感器，其中，所述传感器包括前方避障传感器、后方避障传感器以及用于检测叉臂2前方托盘位姿的姿态识别相机41。所述车体1的顶部还设置有中控组件5，所述中控组件5由所述车体1的顶部延伸形成，所述中控组件5上设有多个用于人机交互的控制面板51。其中，所述车体1后方活动连接有所述门架组件3，所述门架组件3驱动着所述叉臂2进行上下运动。

具体的，参见图2，所述前方避障传感器包括前方立体避障相机42以及两个前方避障雷达43，所述前方立体避障相机42通过转轴结构转动连接在所述中控组件5的顶部，所述前方立体避障相机42用于车头方向的主动立体防护，所述两个前方避障雷达43位于所述车体1的车头方向底部，并沿所述车体1的中线分别对称设置在两侧。

进一步的，参见图5，所述前方立体避障相机42水平视角为80°、垂直视角为60°，其安装位置可实现车头前方对立面悬空障碍物的检测，从而形成第一防护区域61，所述两个前方避障雷达43的左右设置可实现车头底部位置的270°扫描，从而形成第二防护区域62，所述第一防护区域61和所述第二防护区域62共同组成第一检测区域6；当障碍物接触所述第一检测区域6时，所述传感器向所述控制系统发出第一检测信号，所述控制系统根据所述第一检测信号获得所述车体1前方障碍物的情况，从而保证了前方无死角的避障防护。

在第一实施例中，参见图3，所述后方避障传感器包括后方避障雷达44和叉臂防护组件，所述后方避障雷达44设置在所述门架组件3的底部，所述后方避障雷达44用于车后方向的主动式平面防护，所述叉臂防护组件为设置在叉臂2牙尖位置的牙尖光电45以及设置在叉臂2牙根位置的牙根光电47，所述牙尖光电45设置在两个叉臂2上，所述牙根光电47设有两个且分别设置在两个叉臂2上。

进一步的，参见图6，所述后方立体避障雷达可实现车后底部位置的270°扫描，从而在后方形成第三防护区域71，同时，当所述叉臂2由所述门架组件3驱动而运动时，利用叉臂2的升降运动，能够使所述叉臂防护组件随着叉臂2在三维空间运动，因此，能够使所述牙尖光电45和所述牙根光电47的二维扫描沿上下方向移动扫描，从而获得叉臂2周边的物体的三维距离数据，进而形成第四防护区域72。所述第三防护区域71和所述第四防护区域72共同组成第二检测区域7；当障碍物接触所述第二检测区域7时，所述传感器向所述控制系统发出第二检测信号，所述控制系统根据所述第二检测信号获得所述车体1前方障碍物的情况，从而保证了后方无死角的避障防护。

在第一实施例中，参见图2，所述中控组件5的顶部设置有定位激光雷达52，所述定位激光雷达52用于实时监测所述无人叉车在整个调度空间的相对位置，所述定位激光雷达52采用激光SLAM算法，可以以更高的分辨率以及更远的探测范围对无人叉车进行精准定位，从而保障无人叉车的安全控制。

在第一实施例中，参加图3，所述门架组件3的驱动机构为液压机结合链条31牵引，从而更好地带动叉臂2对货物进行抬高操作，在所述门架组件3上设置有用于检测叉臂2升降状态的高度检测组件，所述高度检测组件包括叉臂上限位开关,(图中未标出)、叉臂下限位开关(图中未标出)以及用于检测叉臂2上移的距离叉臂拉线编码(图中未标出)，所述叉臂上限位开关32和所述叉臂下限位开关33用于检测与限制叉臂2举升的最高位和最低位，从而更精准地感知无人叉车自身的状态，避免因无人叉车的操作偏差引起事故。

在第一实施例中，参见图4，所述中控组件5还包括声光提示组件，所述声光提示组件包括语音播放器53、用于投影安全区域的示宽灯54以及用于提示车辆状态的三色灯55，具体的，所述语音播放器53设置在所述中控组件5的顶部，可以其通过语音播放提醒警示车体1的运行动作状态，所述示宽灯54位于所述中控组件5的侧边且数量可以设置为多个，多个所述示宽灯54形成投影区域56，以投影区域56的形式显示车体1的安全防护区域，所述三色灯55设置在所述中控组件5的顶部，通过灯光的颜色传达车体1当前所处状态，绿色表示车体1正常运行中，红色表示车体1不在设定点位或者其他车体1故障，黄色表示车体1处于交通管制中。通过所述声光提示组件可以将警示通知可视化的显示，从而给予用户更为直观的提醒警告。

在第一实施例中，参见图1，所述无人叉车还包括被动防护组件，所述被动防护组件包括急停按钮57和用于所述车体1前方的被动机械防护的安全触边58，所述安全触边58套设在所述车体1的底部，所述急停按钮57设置在所述中控组件5上。具体的，所述安全触边58为柔性材质且内置有防碰撞传感器，在某些情况下，所述安全触边58已经接触到障碍物时，将通过其内置的防碰撞传感器通知所述控制系统，所述控制系统将控制叉车紧急停车。

进一步地，所述控制系统上预设有安全避障的融合算法，当所述控制系统接收到来自所述传感器的所述第一检测信号和所述第二检测信号后，预设的安全避障融合算法将融合上述各避障激光雷达、避障光电、立体避障相机、防碰撞传感器以及上位管理控制系统避让相关的所有实时数据，按一定的安全策略给出算法结果到叉车安全避障系统，叉车安全避障系统通过本车通讯系统将安全避障结果发送到叉车车载控制系统，叉车车载控制系统将控制叉车完成预警、减速、直接通过、最优避让通过、快速通过、停车等待、停车、紧急停车工作。

在第二实施例中，参见图9-11，所述后方避障传感器包括叉臂防护组件，所述叉臂防护组件为设置在叉臂2牙尖位置的牙尖光电45和牙尖相机46以及设置在叉臂2牙根位置的牙根光电47，所述牙尖光电45和牙尖相机46分别设置在两个叉臂2上，位置可根据需要进行适配，所述牙根光电47设有两个且分别设置在两个叉臂2上。通过所述牙尖光电45和牙根光电47对叉臂2牙尖前方以及牙根前方位置进行避障，作为第五防护区域，同时通过牙尖相机46投射出的第六防护区域，由所述第五防护区域和所述第六防护区域共同组成第二检测区域7，从而保证了后方无死角的避障防护。

在第二实施例中，参见图7-8，所述控制系统包括行走编码器81和转向编码器82，所述行走编码器81用于监测与反馈无人叉车的舵轮行走电机的实际转动圈数，所述转向编码器82用于监测与反馈舵轮实际转角的大小和方向，其中，所述转向编码器82上还设有用于舵轮转向中位定位的限位开关。当叉车车体1维持一个转角不变，进行前进、后退运动，当其运动轨迹近似是一条直线时，当前转角即为中位角度，通过对所述中位进行定位，能够使得叉车的行走轨迹更加精确。

在第二实施例中，参见图7-8，所述门架组件3的驱动机构为液压机牵引，在所述门架组件3上设置有用于检测叉臂2升降状态的高度检测组件，所述高度检测组件包括叉臂上限位开关32、叉臂下限位开关33，所述叉臂上限位开关32和所述叉臂下限位开关33用于检测与限制叉臂2举升的最高位和最低位，从而更精准地感知无人叉车自身的状态，避免因无人叉车的操作偏差引起事故。

在第二实施例中，参见图7-9，所述前方避障传感器、所述中控组件5以及所述声光提示组件的设计与第一实施例类似，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种无人叉车，其特征在于，包括：

车体，所述车体内设置有控制系统；

叉臂，所述叉臂安装在所述车体的后方；

门架组件，所述门架组件与所述车体相连接，且所述门架组件带动所述叉臂相对于车体水平运动；以及

传感器，所述传感器与所述控制系统通信连接，所述传感器包括前方避障传感器、后方避障传感器以及用于检测叉臂前方托盘位姿的姿态识别相机，所述后方避障传感器包括后方避障雷达和叉臂防护组件，所述叉臂防护组件包括牙尖防护组件和牙根防护组件，所述牙尖防护组件位于所述叉臂的牙尖，所述牙根防护组件位于所述叉臂的牙根，所述姿态识别相机位于所述门架组件上。

2.根据权利要求1所述的无人叉车，其特征在于，所述无人叉车还包括设置在所述车体顶部的中控组件，所述中控组件的顶部设置有用于实时监测所述无人叉车在整个调度空间的相对位置的定位激光雷达。

3.根据权利要求2所述的无人叉车，其特征在于，所述前方避障传感器包括前方立体避障相机和前方避障雷达，所述前方立体避障相机转动连接在所述中控组件上。

4.根据权利要求1所述的无人叉车，其特征在于，所述牙尖防护组件包括牙尖光电和牙尖相机，所述牙尖防护组件水平设置在所述叉臂的牙尖前方，所述牙根防护组件包括牙根光电，所述牙根防护组件水平设置在所述叉臂的牙根前方。

5.根据权利要求1所述的无人叉车，其特征在于，所述门架组件上设置有用于检测叉臂升降状态的高度检测组件，所述高度检测组件包括叉臂上限位开关、叉臂下限位开关以及用于检测叉臂上移的距离的叉臂拉线编码。

6.根据权利要求1所述的无人叉车，其特征在于，所述控制系统包括行走编码器和转向编码器。

7.根据权利要求2所述的无人叉车，其特征在于，所述中控组件还包括声光提示组件，所述声光提示组件包括语音播放器、用于投影安全区域的示宽灯以及用于提示车辆状态的三色灯。

8.根据权利要求2所述的无人叉车，其特征在于，所述无人叉车还包括被动防护组件，所述被动防护组件包括急停按钮和用于所述车体前方的被动机械防护的安全触边，所述安全触边套设在所述车体的底部，所述急停按钮设置在所述中控组件上。