TWI579168B - 自動導引車 - Google Patents

Description

自動導引車

本發明關於一種自動導引車，尤其相關於車頭側面安裝第二感測器來消除彎道口的感測死角而避免了在彎道口發生碰撞且減少了通過彎道口的時間的自動導引車。

在物流行業，製造行業以及生產加工等行業廣泛應用自動導引車(Automated Guided Vehicle，簡稱AGV)。在應用環境比較複雜的情況下，在AGV車的行駛路徑上不可避免的會有障礙物，例如其他AGV車輛，傳統的AGV車採用前置紅外感測器作為檢測障礙物模組，AGV車的檢測障礙物模組與車頭之間具有一段距離，這會導致在彎道口AGV車頭突出軌道一段距離。當AGV車行駛至彎道口時，當前一輛AGV車轉彎後，下一輛AGV車的紅外感測器與前一輛AGV車之間會出現紅外避障死角，發生碰撞事件。

傳統的解決辦法是使用無線管控，使AGV車依次通過彎道。但是使用無線管控方案，一輛AGV車通過彎道後，改為直行所用的時間約為10秒，當AGV車的行駛路徑上佈置彎道數量較多或者AGV車數量較多，則AGV車過彎道所浪費的時間也較多，從而減少了AGV車的周轉次數。此外，無線信號容易受到干擾，資訊傳輸過程中經常出現AGV車無法收到信號而導致碰撞的事件。

因此，有必要設計一種新的AGV車，以克服上述缺陷。

本發明的目的在於提供一種自動導引車，其可通過在車頭側面安裝第二感測器來消除彎道口的感測死角，從而有效避免在彎道口發生碰撞，並減少了通過彎道口的時間，增加了周轉次數，進而減少了所需的自動導引車的數量，節約了成本。

為達到上述目的，本發明提供一種自動導引車，自動導引車還包括：車頭、第一感測器、第二感測器與控制系統；車頭沿預設軌道行駛；第一感測器，設置於該車頭的前端，用於偵測該第一感測器偵測範圍內是否有物體存在，第一感測器具有第一最遠感測距離；第二感測器，設置於該車頭的第一側，用於偵測該第二感測器偵測範圍內是否有物體存在，該第二感測器具有第二最遠感測距離；控制系統，耦接於第一感測器和第二感測器，用於控制自動導引車的行駛和制動；其中，車頭向第一方向轉彎時，第一感測器於預設軌道上具有第一有效感測距離，第二感測器於預設軌道內具有第二有效感測距離，且第一有效感測距離和第二有效感測至少有一個大於自動導引車的第一制動距離，其中，第一有效感測距離小於第一最遠感測距離，第二有效感測距離小於等於第二最遠感測距離；于向第一方向轉彎時，當第一感測器和/或第二感測器偵測到物體存在時發送偵測信號至控制系統，控制系統根據偵測信號制動自動導引車，且於行駛過程中，第一感測器和第二感測器至少有一個其偵測範圍至少部分位於預設軌道內。

較佳的，第一最遠感測距離大於第二最遠感測距離。

較佳的，於自動導引車運行過程中，第一感測器和該第二感 測器同時工作或是自動導引車在直行時僅有第一感測器工作而第二感測器于轉彎時啟動，兩個感測器同時工作，待再次直行時，可關閉第二感測器降低功率消耗。

較佳的，第一感測器的最大輻射角度為130度，相應的輻射寬度大於等於自動導引車的最大寬度。

較佳的，第一感測器具有第一主光軸，第二感測器具有第二主光軸，其中第一主光軸和第二主光軸相互垂直，第一主光軸平行於該自動導引車的行駛方向。

較佳的，自動導引車還包括第三感測器，第三感測器設置於該車頭的第二側，第二側與第一側相對，當向第二方向轉彎時，第三感測器於該預設軌道內具有第三有效感測距離，且第三有效感測距離大於自動導引車的第一制動距離。

較佳的，於自動導引車直行時，第一有效感測距離等於第一最遠感測距離，第二有效感測距離小該第二最遠感測距離。

較佳的，當向第一方向轉彎時具有第一行駛階段和位於第一行駛階段之後的第二行駛階段，其中，于該第一行駛階段時，第一有效感測距離大於第二有效感測距離且大於第一制動距離，控制系統根據第一感測器的偵測信號制動自動導引車；于第二行駛階段時，第二有效感測距離大於等於第一有效感測距離且第二有效感測距離大於第一制動距離，控制系統根據第二感測器的偵測信號制動該自動導引車。

較佳的，於第二行駛階段時，第一感測器的偵測範圍位於預設軌道外，第二感測器偵測範圍位於該預設軌道內，該控制系統根據該第 二感測器的偵測信號制動該自動導引車。

較佳的，於該自動導引車直行時，該自動導引車具有第二行駛速度，對應該第二行駛速度該自動導引車具有該第二制動距離；于該自動導引車轉彎時，該自動導引車具有第一行駛速度，該第一制動距離對應該第一行駛速度；其中該第二行駛速度大於該第一行駛速度，該第二制動距離大於該第一制動距離。

與現有技術相比，本發明提供一種自動導引車，自動導引車沿預設軌道行駛，自動導引車具有車頭，自動導引車還包括第一感測器、第二感測器以及控制系統，第一感測器設置於車頭的前端，用於偵測第一感測器偵測範圍內是否有物體存在，第一感測器具有第一最遠感測距離，第二感測器設置於該車頭的第一側，用於偵測第二感測器偵測範圍內是否有物體存在，第二感測器具有第二最遠感測距離，該制系統耦接於第一感測器和該第二感測器，用於控制該自動導引車的行駛和制動，其中，車頭向第一方向轉彎時，第一感測器於預設軌道上具有第一有效感測距離，第二感測器於預設軌道內具有第二有效感測距離，且第一有效感測距離和第二有效感測距離至少有一個大於該動導引車的第一制動距離，其中，第一有效感測距離小於第一最遠感測距離，第二有效感測距離小於等於第二最遠感測距離；當第一感測器和/或第二感測器偵測到物體存在時發送偵測信號至該控制系統，控制系統根據偵測信號制動自動導引車。於行駛過程中，第一感測器和第二感測器至少有一個其感測範圍至少部分位於預設軌道內。

傳統的自動導引車只在車頭前端設置有第一感測器，用於感 測車頭前方預設軌道上的物體，但是當自動導引車轉彎時，第一感測器會突出於該預設軌道外，導致第一感測器於預設軌道內的實際檢測距離縮小，從而檢測不到預設軌道內的物體，形成偵測盲點，導致自動導引車與物體發生碰撞，為了避免這種情況發生，本發明通過在該車頭的一側增加第二感測器來感測該自動導引車于轉彎時於該預設軌道上的障礙物，從而有效防止該自動導引車與物體發生碰撞；此外，由於本發明自動導引車非使用無線管控，因此可以在該預設軌道的彎道口數量較多或者該自動導引車數量較多的情況下快速有序的通過彎道口，減少了該自動導引車通過彎道口的時間，增加了該自動導引車的周轉次數，進而減少了所需的自動導引車的數量，節約了成本。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1‧‧‧自動導引車

11‧‧‧車頭

111‧‧‧前端

112‧‧‧第一側

113‧‧‧第二側

12‧‧‧第一感測器

120‧‧‧偵測範圍

130‧‧‧偵測範圍

150‧‧‧偵測範圍

13‧‧‧第二感測器

14‧‧‧控制系統

15‧‧‧第三感測器

P1‧‧‧第一方向

P2‧‧‧第二方向

2‧‧‧預設軌道

3‧‧‧其他車輛

圖1為本發明實施例的自動導引車的功能方塊示意圖。

圖2為本發明實施例的自動導引車向第一方向轉彎示意圖。

圖3為本發明實施例的自動導引車直行的示意圖。

圖4為本發明實施例的自動導引車向第二方向轉彎示意圖。

為使對本發明的目的、構造、特徵、及其功能有進一步的瞭解，茲配合實施例詳細說明如下。

參照圖1至圖3，揭示了本發明提供的自動導引車。圖1為本發明實施例所提供的自動導引車的功能方塊示意圖，圖2為本發明實施例所提供的自動導引車向第一方向轉彎的結構示意圖，圖3為本發明實施例所提 供的自動導引車直行的結構示意圖。如圖1至圖3所示，本發明自動導引車1具有車頭11、第一感測器12、第二感測器13以及控制系統14。其中，該自動導引車1沿預設軌道2行駛，該預設軌道2可以是設置於基地上用於導引該自動導引車1的軌道，也可以是預設的自動導引車1的行車軌跡，但不以此為限。下面對該自動導引車1的具體功能進行描述。

該第一感測器12設置於該車頭11的前端111，用於偵測第一感測器12偵測範圍(較佳的為扇形120)內是否有物體存在，若有物體存在則即時發送訊息通知控制系統14，第一感測器12具有第一最遠感測距離H1，該第一最遠感測距離H1為該第一感測器12感測的最遠理論距離，即該第一感測器12所能感應到的最遠距離為第一最遠感測距離H1，具體而言，其所能感應到的範圍為位於該車頭前方且距離該車頭11前端111 H1距離以內。該第一感測器12用於感測該自動導引車1行駛前方的物體，優選的，該第一感測器12為兩段式感測器，也即區域紅外感測器，但不以此為限。

該第二感測器13設置於該車頭11的第一側112，用於偵測該第二感測器13偵測範圍(較佳的為扇形130)內是否有物體存在，其中，該第二感測器13具有第二最遠感測距離H2，該第二最遠感測距離H2為該第二感測器13感測的最遠理論距離，即該第二感測器13所能感應到的最遠距離為第二最遠感測距離H2，具體而言，其所能感應到的範圍為位於該車頭該第一側112且距離該車頭11第一側112 H2距離以內。即該第二感測器13用於彌補在轉彎處該第一感測器12於彎道口的感測死角，該第二感測器13較佳為直線式感測器，但不以此為限。

該控制系統13耦接於第一感測器12和第二感測器13，用於依 據該第一感測器12和該第二感測器13的偵測信號控制該自動導引車1的行駛和制動，例如加速、降速或停止。優選的，該控制系統13設置於該車頭11上，但不以此為限。

當車頭11向第一方向P1轉彎時，第一感測器12於預設軌道2上具有第一有效感測距離L1，該第二感測器13於預設軌道2上具有第二有效感測距離L2，且第一有效感測距離L1和第二有效感測距離L2至少有一個大於該自動導引車1的第一制動距離，以提供該自動導引車1足夠的制動距離，防止自動導引車1與前方的車發生碰撞。其中，第一有效感測距離L1小於該第一最遠感測距離H1，該第二有效感測距離L2小於等於該第二最遠感測距離H2；于自動導引車1向該第一方向轉彎P1時，當第一感測器12和/或第二感測器13偵測到該預設軌道2前方有物體時發送偵測信號至控制系統14，控制系統14根據偵測信號制動自動導引車1，以避免發生碰撞，且於行駛過程中，該第一感測器12和該第二感測器13至少有一個其偵測範圍至少部分位於預設軌道2內。

被偵測的物體可以是行駛於該預設軌道2上的其他車輛3，該其他車輛3可以為與自動導引車1相同的自動導引車，但不以此為限。本實施例中，該第一方向P為左，但不以此為限。相應的，車頭的第一側為左側，但不以此為限。優選的，制動距離可隨著車速的變化而變化，但不以此為限。進一步的，於自動導引車1直行時，自動導引車1具有第二行駛速度，對應第二行駛速度該自動導引車1具有第二制動距離，於自動導引車轉彎時，自動導引車具有第一行駛速度，第一制動距離對應第一行駛速度，其中第二行駛速度大於第一行駛速度，第二制動距離大於第一制動距離。

進一步的，當向第一方向P1轉彎時具有第一行駛階段和位於該第一行駛階段之後的第二行駛階段，其中，於第一行駛階段時，第一有效感測距離L1大於該第二有效感測距離L2且大於第一制動距離，控制系統14根據第一感測器12的偵測信號制動自動導引車1；于第二行駛階段時，第二有效感測距離L2大於等於第一有效感測距離L1且第二有效感測距離L2大於第一制動距離，控制系統14根據第二感測器13的偵測信號制動該自動導引車1。進一步的，於該第二行駛階段時，第一感測器12位於預設軌道2外，第二感測器13位於該預設軌道2內，控制系統14根據第二感測器13的偵測信號制動自動導引車1。例如圖2所示，當該自動導引車1向左轉彎時，由於第一感測器12突出於預設軌道2，因此第一感測器12的偵測範圍落於預設軌道2之外，即此刻第一有效感測距離L1為0，該第二感測器12的偵測範圍完全於該預設軌道2內，即該第二有效感測距離L2等於該第二最遠感測距離H2，第二有效感測距離L2大於該自動導引車1的第一制動距離，當第二感測器13偵測到物體時發送偵測信號至控制系統14，控制系統14根據偵測信號制動該自動導引車1，以避免發生碰撞。

進一步的，如圖3所示，當自動導引車1於預設軌道2上直行時，第一感測器12位於該預設軌道2，第一感測器12的偵測範圍大部分落於該預設軌道2內，且該第一有效感測距離L1等於該第一最遠感測距離H1，該第二感測器12的偵測範圍大部分落於該預設軌道2外，且第二有效感測距離L2小於該第二最遠感測距離H2，其中，第一有效感測距離L1大於自動導引車1的第二制動距離，當第一感測器12偵測到物體時發送偵測信號該控制系統14該控制系統14根據偵測信號制動自動導引車1，以避免發生碰撞。

通常，該預設軌道2具有直行部分和彎道口部分，於直行部分時，自動導引車1主要依賴第一感測器12來感測預設軌道2上的物體，於彎道口部分時，因轉彎角度的原因，轉彎過程中該第一感測器12可能會位於該預設軌道2外，因此自動導引車1主要依賴第二感測器13來感測預設軌道上的物體。綜上，為了使該自動導引車1於預設軌道2上安全的行駛，需要第一感測器12和第二感測器13相互配合，因此第一感測器12和第二感測器13可設置為同時工作。當然，如果於自動導引車1行駛至預設軌道2的不同部分時開啟相應的感測器並關閉其他的感測器也可以使該自動導引車1於預設軌道2上安全行駛，例如，于轉彎部分時，該自動導引車1開啟該第二感測器13輔助偵測，在此同時也可關閉第一感測器12，但是相對比較繁瑣，並且需要增加模組來實現，雖能減低耗能但如此會增加成本。

另外，第一感測器12具有第一主光軸，第二感測器13具有第二主光軸，于安裝時，第一主光軸垂直於第二主光軸，第一主光軸平行於該自動導引車的行駛方向。但不以此為限。

進一步的，第一最遠感測距離H1大於第二最遠感測距離H2。這是因為該自動導引車1直行時具有第一行駛速度，該自動導引車2轉彎時具有第二行駛速度，第一行駛速度大於第二行駛速度。通常第一感測器12主要用於直行時感測預設軌道2正前方的物體，如果當偵測到物體時直接進行制動，會由於自動導引車1裝載重物且車速較快而造成機械磨損和受慣性作用而沖出軌道，因此，為了對該自動導引車1起到刹車保護作用，該第一感測器12需要較大的第一最遠感測距離H1，這樣當第一感測器12偵測到物體且該物體與該車頭11的距離為第一距離時開始減速行駛，當自動導 引車1減速行駛後，物體仍然存在，當物體與該車頭11的距離由第一距離減小至第二距離(該第二距離大於該第二制定距離)時，自動導引車1刹車制動，由於自動導引車已減速行駛，自動導引車1可以做到平穩停車而不會有較大衝擊，可對自動導引車1起到刹車保護作用，所以第一感測器12的第一最遠感測距離可以大一點。其中，第一距離和第二距離的設置可由設計人員根據實際情況而定。該第二感測器13主要用於彌補在彎道該第一感測器12的感測死角部分，即轉彎時感測自動導引車1側面的物體，由於自動導引車1于轉彎時的第二行駛速度小於直行時的該第一行駛速度，即該自動導引車1于轉彎時的第二行駛速度相當於該自動導引車1于直行時減速後的行駛速度，因此當第二感測器13偵測到物體時，自動導引車1可以直接制動，而不會造成自動導引車1的機械磨損和受慣性作用而沖出軌道，所以第二最遠感測距離H2可以設計得小一些，以轉彎時於該預設軌道2上的第二有效感測距離L2大於該自動導引車1的第一制動距離為准。而若將第二感測器13的第二最遠感測距離H2設計的等同於該第一感測器12的第一最遠感測距離H1，則可能會造成橫向(垂直於運行方向)上該第二感測器13感測範圍較大，造成空間浪費，也會因感測到不會阻礙該自動導引車1正常行駛的物體而誤制動，從而影響該自動導引車1的正常行駛。較佳的，第一最遠感測距離H1和第二最遠感測距離H2的設置可根據該自動導引車1的行駛速度來定，具體由設計人員根據實際情況而定，但是應滿足制動需求。本實施例中，該第一最遠感測距離H1為60釐米，該第二最遠感測距離H2為10釐米，但不以此為限。

進一步的，該第一感測器12的輻射角度在130度範圍內可 調，設置不同的輻射角度可實現不同的輻射寬度，當第一感測器12的輻射角度為130度，其對應的輻射寬度為2米，該一感測器12的輻射角度應根據該自動導引車1的最大寬度來設置，以該輻射角度所對應的輻射寬度大於等於該自動導引車1的最大寬度且保證自動導引車1正常行駛時，不會誤感應兩側物體，並可使該自動導引車1通行時不會撞到兩側物體，具體由設計人員根據實際情況而定。其中，自動導引車1的最大寬度指的是自動導引車上最寬部分的寬度。

進一步的，如圖4所示，當預設軌道2上既有向左轉彎的彎道口，又有向右轉轉彎的彎道口，那麼為了保證該自動導引車1向該第二方向P2轉彎時不發生碰撞，需要在車頭11的第二側113設置第三感測器15，其中，第二側113與該第一側112相對，第三感測器15用於感測其偵測範圍(較佳的為扇形150)內是否有物體存在，當自動導引車1向與第一方向P1相對的第二方向P2轉彎時，第三感測器15於預設軌道2內具有第三有效感測距離L3，且第三有效感測距離L3大於該自動導引車1的第一制動距離，並且第三感測器15的工作原理與第二感測器13的工作原理相同，在此不再贅述。當然，第三感測器15的設置根據實際情況而定，並不以此為限。

綜上，本發明提供一種自動導引車，自動導引車沿預設軌道行駛，自動導引車包括車頭、第一感測器、第二感測器以及控制系統，第一感測器設置於該車頭的前端，用於偵測第一感測器偵測範圍內是否有物體存在，第一感測器具有第一最遠感測距離，第二感測器設置於車頭的一側，用於偵測第二感測器偵測範圍內是否有物體存在，第二感測器具有第二最遠感測距離，控制系統耦接於第一感測器和該第二感測器，用於控制 自動導引車的行駛和制動，其中，車頭向該第一方向P1轉彎時，第一感測器於該預設軌道上具有第一有效感測距離，第二感測器於該預設軌道內具有第二有效感測距離，且第一有效感測距離和第二有效感測距離至少有一個大於自動導引車的第一制動距離，其中，第一有效感測距離小於第一最遠感測距離，第二有效感測距離小於等於該第二最遠感測距離，于向第一方向P1轉彎時，當第一感測器和/或第二感測器偵測到物體存在時發送偵測信號至控制系統，控制系統根據偵測信號制動自動導引車。於行駛過程中，第一感測器和第二感測器至少有一個其偵測範圍至少部分位於預設軌道。傳統的自動導引車只在車頭前端設置有第一感測器，用於感測車頭前方預設軌道上的物體，但是當自動導引車轉彎時，第一感測器會突出於預設軌道外，導致第一感測器於預設軌道內的實際檢測距離縮小，從而檢測不到預設軌道內的物體，形成偵測盲點，導致自動導引車與物體發生碰撞，為了避免這種情況發生，本發明通過在該車頭的一側增加第二感測器來感測該自動導引車于轉彎時於預設軌道上的障礙物，從而有效防止自動導引車與物體發生碰撞；此外，由於本發明自動導引車非使用無線管控，因此可以在該預設軌道的彎道數量較多或者該自動導引車數量較多的情況下快速有序的通過彎道，減少了該自動導引車通過彎道的時間，增加了該自動導引車的周轉次數，進而減少了所需的自動導引車的數量，節約了成本。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明的範例。必需指出的是，已揭露的實施例並未限制本發明的範圍。相反地，在不脫離本發明的精神和範圍內所作的更動與潤飾，均屬本發明的專利保護範圍。

1‧‧‧自動導引車

12‧‧‧第一感測器

13‧‧‧第二感測器

14‧‧‧控制系統

Claims (10)

1. 一種自動導引車，該自動導引車包括：一車頭沿一預設軌道行駛；一第一感測器，設置於該車頭的前端，用於偵測該第一感測器偵測範圍內是否有物體存在，該第一感測器具有一第一最遠感測距離；一第二感測器，設置於該車頭的一第一側，用於偵測該第二感測器偵測範圍內是否有物體存在，該第二感測器具有一第二最遠感測距離；一控制系統，耦接於該第一感測器和該第二感測器，用於控制該自動導引車的行駛和制動；其中，當該車頭向一第一方向轉彎時，該第一感測器於該預設軌道上具有一第一有效感測距離，該第二感測器於該預設軌道內具有一第二有效感測距離，且該第一有效感測距離和該第二有效感測距離至少有一個大於該自動導引車的一第一制動距離，其中，該第一有效感測距離小於該第一最遠感測距離，該第二有效感測距離小於等於該第二最遠感測距離；于向該第一方向轉彎時，當該第一感測器和/或該第二感測器偵測到物體存在時發送偵測信號至該控制系統，該控制系統根據該偵測信號制動該自動導引車，且於行駛過程中，該第一感測器和該第二感測器至少有一個其偵測範圍至少部分位於該預設軌道內。
2. 如請求項1所述的自動導引車，其中，該第一最遠感測距離大於該第二最遠感測距離。
3. 如請求項1所述的自動導引車，其中，該第二感測器于轉彎時啟動。
4. 如請求項1所述的自動導引車，其中，該第一感測器的感應角度小於130度，相應的輻射寬度大於等於該自動導引車的最大寬度。
5. 如請求項1所述的自動導引車，其中，該第一感測器具有第一主光軸，該第二感測器具有第二主光軸，其中該第一主光軸和該第二主光軸相互垂直，該第一主光軸平行於該自動導引車的行駛方向。
6. 如請求項1所述的自動導引車，其中，該自動導引車還包括一第三感測器，該第三感測器設置於該車頭的一第二側，該第二側與該第一側相對，當該車頭向一第二方向轉彎時，該第三感測器於該預設軌道內具有一第三有效感測距離，且該第三有效感測距離大於該自動導引車的該第一制動距 離。
7. 如請求項1所述的自動導引車，其中，於該自動導引車直行時，該第一有效感測距離等於該第一最遠感測距離，該第二有效感測距離小於該第二最遠感測距離。
8. 如請求項1所述的自動導引車，其中，當向該第一方向轉彎時具有一第一行駛階段和位於該第一行駛階段之後的一第二行駛階段，其中，于該第一行駛階段時，該第一有效感測距離大於該第二有效感測距離且大於該第一制動距離，該控制系統根據該第一感測器的偵測信號制動該自動導引車；于該第二行駛階段時，該第二有效感測距離大於等於該第一有效感測距離且該第二有效感測距離大於該第一制動距離，該控制系統根據該第二感測器的偵測信號制動該自動導引車。
9. 如請求項8所述的自動導引車，其中，於該第二行駛階段時，該第一感測器的偵測範圍位於該預設軌道外，該第二感測器的偵測範圍位於該預設軌道內，該控制系統根據該第二感測器的偵測信號制動該自動導引車。
10. 如請求項1所述的自動導引車，其中，于該自動導引車直行時，該自動導引車具有一第二行駛速度，對應該第二行駛速度該自動導引車具有該第二制動距離；于該自動導引車轉彎時，該自動導引車具有一第一行駛速度，該第一制動距離對應該第一行駛速度；其中該第二行駛速度大於該第一行駛速度，該第二制動距離大於該第一制動距離。