TWI741810B - 智能搬運車以及智能物料儲存管理系統 - Google Patents

智能搬運車以及智能物料儲存管理系統 Download PDF

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TWI741810B
TWI741810B TW109133644A TW109133644A TWI741810B TW I741810 B TWI741810 B TW I741810B TW 109133644 A TW109133644 A TW 109133644A TW 109133644 A TW109133644 A TW 109133644A TW I741810 B TWI741810 B TW I741810B
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張哲瑋
陳智淵
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Abstract

一種智能搬運車與智能物料儲存管理系統。智能搬運車包括車體、傳動裝置、輸送系統、偵測裝置、標籤安裝裝置、控制單元以及標籤讀取器。輸送系統具有輸送帶，用以傳送物料。偵測裝置用以偵測物料的位置，當物料位於第一既定區域時，通知標籤安裝裝置安裝智能標籤於物料，並啟動智能標籤。控制單元對啟動的智能標籤寫入物料訊息以及設定既定時間，智能標籤開始計數一經過時間，且輸送帶將所述物料傳送至第二既定區域。標籤讀取器讀取智能標籤的物料訊息、經過時間以及既定時間，當經過時間與既定時間相符時，輸送系統將物料傳送至第三既定區域。

Description

智能搬運車以及智能物料儲存管理系統
本發明有關於一種智能搬運車以及智能物料儲存管理系統，尤指一種搭配智能標籤的智能搬運車以及智能物料儲存管理系統。
智能搬運車(Automated Guided Vehicle，AGV)，指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種搬運功能的運輸車。在工業自動化的發展下，智能搬運車的需求越來越高。然而，在實際應用上，由於每個生產單位的產線物料的回溫時間和使用時間都不相同，必須妥善控管物料各階段滯留及使用的時間。
有鑑於此，在本發明一實施例中，提供一種搭配智能標籤的智能搬運車以及智能物料儲存管理系統，能夠依照不同物料和製程的需求控管物料在各生產單位滯留及使用的時間。
本發明一實施例揭露一種智能搬運車，適用於產線。智能搬運車包括車體、傳動裝置、輸送系統、第一偵測裝置、標籤安裝裝置、控制單元以及標籤讀取器。車體具有進料口，輸送系統安裝於所述車體，所述輸送系統具有輸送帶，用以從所述進料口接收並傳送物料經由第一既定區域、第二既定區域至第三既定區域。第一偵測裝置用以偵測所述物料的位置，當所述物料位於所述第一既定區域時，輸出一第一控制信號。標籤安裝裝置根據所述第一控制 信號安裝智能標籤於所述物料，並啟動所述智能標籤。控制單元根據移動指令控制所述傳動裝置以移動所述車體，對啟動的所述智能標籤寫入物料訊息以及設定既定時間，所述智能標籤開始計數一經過時間，且所述輸送帶將所述物料由所述第一既定區域傳送至所述第二既定區域。標籤讀取器用以讀取所述智能標籤的所述物料訊息、所述經過時間以及所述既定時間，當所述經過時間與所述既定時間相符時，所述標籤讀取器輸出第二控制信號，所述輸送系統根據所述第二控制信號將所述物料由所述第二既定區域傳送至所述第三既定區域。
本發明一實施例揭露一種智能物料儲存管理系統，包括智能搬運車、多個生產單位以及軌道。智能搬運車包括車體、傳動裝置、輸送系統、第一偵測裝置、標籤安裝裝置、控制單元以及標籤讀取器。車體具有進料口，輸送系統安裝於所述車體，所述輸送系統具有輸送帶，用以從所述進料口接收並傳送物料經由第一既定區域、第二既定區域至第三既定區域。第一偵測裝置用以偵測所述物料的位置，當所述物料位於所述第一既定區域時，輸出一第一控制信號。標籤安裝裝置根據所述第一控制信號安裝智能標籤於所述物料，並啟動所述智能標籤。控制單元根據移動指令控制所述傳動裝置以移動所述車體，對啟動的所述智能標籤寫入物料訊息以及設定既定時間，所述智能標籤開始計數一經過時間，且所述輸送帶將所述物料由所述第一既定區域傳送至所述第二既定區域。標籤讀取器用以讀取所述智能標籤的所述物料訊息、所述經過時間以及所述既定時間，當所述經過時間與所述既定時間相符時，所述標籤讀取器輸出第二控制信號，所述輸送系統根據所述第二控制信號將所述物料由所述第二既定區域傳送至所述第三既定區域。軌道經過所述生產單位，所述控制單元根據所述移動指令控制所述傳動裝置以使得所述智能搬運車沿著所述軌道移動，其中移動指令是由一遠端裝置所提供。
根據本發明一實施例，所述智能搬運車更包括一第二偵測裝置，用以偵測所述物料的位置，當所述物料位於所述第二既定區域時，輸出一第三控制信號。
根據本發明一實施例，所述輸送系統更包括一滑軌，所述滑軌上具有一卡榫，位於所述第二既定區域，所述控制單元根據所述第三控制信號使所述卡榫上鎖以阻擋所述物料於所述滑軌移動，並根據所述第二控制信號使所述卡榫解鎖以使得所述物料由所述第二既定區域移動至所述第三既定區域。
根據本發明一實施例，所述智能搬運車更包括一第三偵測裝置，位於所述輸送帶，用以偵測所述物料的重量以判斷所述物料的存在，當所述物料放置於所述輸送帶時，輸出一第四控制信號，所述控制單元根據所述第四控制信號使所述輸送帶傳送所述物料。
根據本發明一實施例，所述標籤安裝裝置根據所述第一控制信號將所述智能標籤貼附於所述物料，並按壓所述智能標籤的開關以啟動所述智能標籤。
根據本發明一實施例，所述智能搬運車更包括一天線模組，用以接收上述移動指令。
根據本發明一實施例，所述智能標籤更包括一第四偵測裝置，用以偵測所述物料的環境數據，當所述物料的所述環境數據出現異常時，輸出一第五控制信號以通知所述控制單元，所述控制單元根據所述第五控制信號，透過所述天線模組傳送所述環境數據至一後台裝置。
根據本發明實施例所述的智能搬運車，能夠在各生產單位移動以達到運送物料的目的外，透過導入智能標籤以及標籤安裝與讀寫系統，可以管控物料在不同階段停留以及使用的時間。並且，透過標籤安裝系統取代人工方式安裝智能標籤，能夠節省時間並大幅提高產線自動化的程度。另外，根據本發明實施例所述的智能物料儲存管理系統在智能搬運車以及智能標籤還配備環境偵測傳感器，可即時準確的監控物料環境是否異常，確保產品的良率以及提高產線的安全性。
100:智能物料儲存管理系統
10:生產單位
12:軌道
14:物料倉
20:智能搬運車
16:充電區域
21:車體
23:進料口
25:天線模組
27:傳動裝置
29:滾輪
30:物料
31:輸送帶
32:滑軌
33:標籤安裝裝置
34:標籤讀取器
35、37:傳感器
36:控制單元
38:取料口
39:移動方向
40:智能標籤
A:第一既定區域
B:第二既定區域
C:第三既定區域
圖1顯示根據本發明一實施例所述的智能物料儲存管理系統的示意圖。
圖2顯示根據本發明一實施例所述的智能搬運車的外觀示意圖。
圖3顯示根據本發明一實施例所述的智能搬運車的側視圖。
圖4顯示根據本發明一實施例所述的智能搬運車的外觀圖。
為了便於本領域普通技術人員理解和實施本發明，下面結合附圖與實施例對本發明進一步的詳細描述，應當理解，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。熟悉此技藝之人士可利用這些實施例或其他實施例所描述之細節及其他可以利用的結構，邏輯和電性變化，在沒有離開本發明之精神與範圍之下以實施發明。
本發明說明書提供不同的實施例來說明本發明不同實施方式的技術特徵。其中，實施例中的各元件之配置係為說明之用，並非用以限制本發明。且實施例中圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意指不同實施例之間的關聯性。其中，圖示和說明書中使用之相同的元件編號係表示相同或類似之元件。本說明書之圖示為簡化之形式且並未以精確比例繪製。為清楚和方便說明起見，方向性用語(例如頂、底、上、下以及對角)係針對伴隨之圖示說明。而以下說明所使用之方向性用語在沒有明確使用在以下所附之申請專利範圍時，並非用來限制本發明之範圍。
再者，在說明本發明一些實施例中，說明書以特定步驟順序說明本發明之方法以及(或)程序。然而，由於方法以及程序並未必然根據所述之特定步驟順序實施，因此並未受限於所述之特定步驟順序。熟習此項技藝者可知其他順序也為可能之實施方式。因此，於說明書所述之特定步驟順序並未用來限定申請專利範圍。再者，本發明針對方法以及(或)程序之申請專利範圍 並未受限於其撰寫之執行步驟順序，且熟習此項技藝者可瞭解調整執行步驟順序並未跳脫本發明之精神以及範圍。
圖1顯示根據本發明一實施例所述的智能物料儲存管理系統的示意圖。根據本發明一實施例所述的智能物料儲存管理系統100，包括多個生產單位10、軌道12、物料倉14以及沿著軌道12在多個生產單位10間來回移動的智能搬運車20。智能搬運車20可根據作業目的由物料倉14取得物料，並將物料送至需要的生產單位10，也可將各生產單位10的成品或半成品運送至物料倉14存放。在圖1中，所顯示的兩個生產單位10僅為示例，事實上，本發明實施例所述的智能物料儲存管理系統可根據實際需要而應用在其他個數的生產單位。
根據本發明另一實施例所述的智能搬運車20，還包括電池模組(圖未顯示)，設置智能搬運車20的底盤位置，而軌道12經過一充電區域16，在充電區域16中，具有充電模組，當智能搬運車20停留或途經充電區域16時，充電模組可透過有線或無線的方式對智能搬運車20的電池模組充電。必須說明的是，在圖1顯示的實施例是智能搬運車20沿著軌道12移動，在其他實施例中，本發明一實施例所述的智能搬運車20也能在無軌道的環境中，在多個生產單位10以及物料倉14間移動。另外，圖1中所示的充電區域16的位置與個數僅為示例，本領域技術人員可根據實際需要在產線的特定區域設置一個或多個充電區域16。
圖2顯示根據本發明一實施例所述的智能搬運車的外觀示意圖。如圖2所示，根據本發明一實施例所述的智能搬運車20包括車體21、進料口23、天線模組25以及傳動裝置27。車體21上具有進料口23，透過進料口23可將物料放進智能搬運車20內。根據本發明實施例，可透過人工或工業機器人經由進料口23將物料放進智能搬運車20內。天線模組25用以接收移動指令。所述移動指令可由外部提供，例如透過使用者以終端裝置發出移動指令，或由控制中心根據設定發出移動指令。根據本發明一實施例，終端裝置可以是用戶終端(user terminal)、用戶設備(user equipment，UE)、終端(terminal)、無線通信設備、用戶代理或用戶裝置。終端設備還可以是蜂窩電話、無線電話、會話啟動協議(session initiation protocol，SIP)電話、無線本地環路(wireless local loop，WLL)站、個人數字助理(personal digital assistant，PDA)、具有無線通信功能的手持設備、計算設備或連接到無線調制解調器的其它處理設備、車載設備、可穿戴設備(如智能手錶)、膝上型計算機(Laptop)、臺式計算機等。根據本發明一實施例所述的智能搬運車20還包括傳動裝置27，例如傳動電機，用以驅動滾輪29以使得智能搬運車20於軌道12上移動。天線模組25可包括移動通信模組與無線通信模組。移動通信模組可以提供用來與終端設備聯繫的包括2G/3G/4G/5G等無線通信的解決方案。移動通信模組可以由天線25接收電磁波，並對接收的電磁波進行濾波，放大等處理，傳送至調製解調處理器進行解調。移動通信模組還可以對經調製解調處理器調製後的信號放大，經天線25轉為電磁波輻射出去。無線通信模組可以提供用來與終端設備聯繫的包括無線局域網(wireless local area networks，WLAN)、無線保真網絡(wireless fidelity，WiFi)、藍牙(Bluetooth，BT)，全球導航衛星系統(global navigation satellite system，GNSS)，調頻(frequency modulation，FM)，近距離無線通信技術(near field communication，NFC)，紅外技術(infrared，IR)等無線通信的解決方案。另外，根據本發明一實施例所述的智能搬運車20可以應用於長期演進系統的車聯網(long term evolution vehicle-to-everything，LTE-V2X)中、新無線系統的車聯網(new radiovehicle-to-everything，NR-V2X)中、未來的第五代系統的車聯網(5th generationvehicle-to-everything，5G-V2X)中，或者未來的通信系統的車聯網中，如第六代移動通信系統的車聯網中。即上述的V2X射頻信號可以理解為LTE-V2X射頻信號或者NR-V2X射頻信號。
根據本發明一實施例所述的智能搬運車20還具有多種傳感器，包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、氣味傳感器、環境光傳感器等，用以偵測智能搬運車20周圍的環境資訊，另外還包括陀螺儀傳感器、磁傳感器、加速度傳感器、距離傳感器、接近光傳感器等，用以偵測智能搬運車20本身的狀態以及與外部環境的互動，以及壓力傳感器、指紋傳感器、觸摸傳感器等，用來偵測使用者對智能搬運車20的控制指令。另外，根據本發明一實施例所述 的智能搬運車20還具有位置傳感器以及重量傳感器，用以偵測智能搬運車20所承載物料的狀態。必須說明的是，以上所列舉的傳感器類型僅為示例，本領域技術人員可根據實際需要而配置其功能的傳感器。
圖3顯示根據本發明一實施例所述的智能搬運車的側視圖，圖4顯示根據本發明一實施例所述的智能搬運車的外觀圖。在圖3與圖4中，為了方便說明，部份車體21將以透明方式表示，以顯示智能搬運車20內部的結構。如圖3與圖4所示，根據本發明一實施例所述的智能搬運車20具有輸送帶31、滑軌32、標籤安裝裝置33、標籤讀取器34以及控制單元36。
控制單元36可以包括一個或多個處理單元，例如包括應用處理器(application processor，AP)，調製解調處理器，圖形處理器(graphics processing unit，GPU)，圖像信號處理器(image signal processor，ISP)，控制器，視頻編解碼器，數字信號處理器(digital signal processor，DSP)，基帶處理器，或神經網絡處理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的處理單元可以是獨立的部件，也可以集成在一個或多個處理器中。控制單元36可以根據指令操作碼和時序信號，產生操作控制信號，完成取指令和執行指令的控制。在其他一些實施例中，控制單元36中還可以設置存儲器，用於存儲指令和數據。例如，控制單元36中的存儲器可以為高速緩沖存儲器。該存儲器可以保存控制單元36剛用過或循環使用的指令或數據。如果控制單元36需要再次使用該指令或數據，可從所述存儲器中直接調用。
輸送帶31，安裝於車體21，下方具有傳感器35(第三偵測裝置)，傳感器35可為重量傳感器，用以偵測物料30是否已出現在輸送帶31上，當傳感器35測得輸送帶31上的物件重量超過一既定值時(例如100克)，代表物料30已由進料口23放置在輸送帶31，此時傳感器35(第三偵測裝置)輸出一第四控制信號至控制單元36，而控制單元36根據第四控制信號使輸送帶31開始運轉以傳送物料30，並將物料30沿著移動方向39傳送至第一既定區域A。
參閱圖4，傳感器37(第一偵測裝置)位於第一既定區域A，用以偵測物料30的位置，當物料被輸送帶31帶動至第一既定區域A時，傳感器37輸出第一控制信號至控制單元36，而控制單元36根據第一控制信號以驅動標籤安裝裝置33。根據本發明一實施例，傳感器37可為接近傳感器、紅外線傳感器或光遮斷傳感器。
參閱圖3，標籤安裝裝置33驅動後，即下壓以將智能標籤40貼附於物料30上。如圖3所示，物料30在經過標籤安裝裝置33前尚未被安置智能標籤40，經過標籤安裝裝置33處理後，在滑軌32上的物料30上已經配置有智能標籤40。根據本發明一實施例，智能標籤40具有通訊芯片、傳感器以及啟動開關。標籤安裝裝置33在安裝智能標籤40至物料30上時，同時按壓啟動開關以啟動智能標籤40，使得智能標籤40進入可讀寫的狀態。接下來，控制單元36透過標籤寫入工具(圖未顯示)將物料訊息及對應的預設既定時間寫入智能標籤40，然後智能標籤40被輸送帶31繼續帶動至第二既定區域B，在此同時，智能標籤40開始計數一經過時間。第二既定區域B位於滑軌32處，滑軌32於第二既定區域B設有傳感器(第二偵測裝置，圖未顯示)，用以偵測物料30的位置，當偵測到物料30位於第二既定區域時，傳感器(第二偵測裝置)輸出一第三控制信號至控制單元36。根據本發明一實施例，位於第二既定區域B的傳感器(第二偵測裝置)可為接近傳感器、紅外線傳感器或光遮斷傳感器。
滑軌32上具有一卡榫(圖未顯示)，位於第二既定區域B，預設的狀態是收合於滑軌32的滑面下。當控制單元36接收到第三控制信號時，控制單元36根據第三控制信號使卡榫上鎖以阻擋物料30於滑軌32移動。卡榫阻擋物料30於滑軌32移動的方式可透過突出於滑軌32的滑面以擋住物料30，使得物料30無法下滑。必須說明的是，本實施例使用卡榫僅為一例子，本領域技術人員可使用其它方式使物料30停留在滑軌32的第二既定區域B。
物料30停留在滑軌32的第二既定區域B時，標籤讀取器34讀取智能標籤40的物料訊息、經過時間以及既定時間。由於智能標籤40持續累加計數經 過時間，當經過時間與既定時間相符時，標籤讀取器34輸出一第二控制信號至控制單元36。當控制單元36接收到第二控制信號時，控制單元36根據第二控制信號控制卡榫解鎖，使卡榫收合於滑軌32的滑面下，使得物料30由滑軌32的第二既定區域B下滑至第三既定區域C。第三既定區域C為物料暫存區，物料30停留於此時，透過出料口38可將物料由智能搬運車20取出。根據本發明實施例，可透過人工或工業機器人經由取料口38將物料30由智能搬運車20取出。
根據本發明實施例，智能標籤40上還可具有環境偵測傳感器，包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、氣味傳感器、環境光傳感器等，用以偵測智能標籤40所處位置的環境資訊。透過智能搬運車20以及智能標籤40的環境偵測傳感器，可以搜集產線上的環境相關資訊，當產線上的環境相關資訊的異常狀態超過一臨界值時，這些傳感器將異常信息提供至控制單元36，再由控制單元36透過天線25傳送至後台管理裝置或者雲端伺服器作數據管理。必須說明的是，本發明實施例中所述的標籤安裝裝置33、標籤寫入工具、標籤讀取器34以及智能標籤40的詳細結構與內部電路為本領域的普通技術人員所公知的常規元件，因此不予贅述以精簡說明。
根據本發明實施例所述的智能搬運車，能夠在各生產單位移動以達到運送物料的目的外，透過導入智能標籤以及標籤安裝與讀寫系統，可以管控物料在不同階段停留以及使用的時間。並且，透過標籤安裝系統取代人工方式安裝智能標籤，能夠節省時間並大幅提高產線自動化的程度。另外，根據本發明實施例所述的智能物料儲存管理系統在智能搬運車以及智能標籤還配備環境偵測傳感器，可即時準確的監控物料環境是否異常，確保產品的良率以及提高產線的安全性。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
12:軌道
20:智能搬運車
21:車體
25:天線模組
29:滾輪
30:物料
31:輸送帶
32:滑軌
33:標籤安裝裝置
34:標籤讀取器
35:傳感器
36:控制單元
39:移動方向
40:智能標籤
A:第一既定區域
B:第二既定區域
C:第三既定區域

Claims (10)

  1. 一種智能搬運車，適用於產線，包括：一車體，具有一進料口；一傳動裝置；一輸送系統，安裝於所述車體，所述輸送系統具有一輸送帶，用以從所述進料口接收並傳送一物料經由一第一既定區域、一第二既定區域至一第三既定區域；一第一偵測裝置，用以偵測所述物料的位置，當所述物料位於所述第一既定區域時，輸出一第一控制信號；一標籤安裝裝置，根據所述第一控制信號安裝一智能標籤於所述物料，並啟動所述智能標籤；一控制單元，根據一移動指令控制所述傳動裝置以移動所述車體，對啟動的所述智能標籤寫入一物料訊息以及設定一既定時間，其中所述智能標籤開始計數一經過時間，且所述輸送帶將所述物料由所述第一既定區域傳送至所述第二既定區域；以及一標籤讀取器，用以讀取所述智能標籤的所述物料訊息、所述經過時間以及所述既定時間，當所述經過時間與所述既定時間相符時，所述標籤讀取器輸出一第二控制信號，其中所述輸送系統根據所述第二控制信號將所述物料由所述第二既定區域傳送至所述第三既定區域。
  2. 如請求項1所述的智能搬運車，更包括一第二偵測裝置，用以偵測所述物料的位置，當所述物料位於所述第二既定區域時，輸出一第三控制信號。
  3. 如請求項2所述的智能搬運車，其中所述輸送系統更包括一滑軌，所述滑軌上具有一卡榫，位於所述第二既定區域，所述控制單元根據所述第三控制信號使所述卡榫上鎖以阻擋所述物料於所述滑軌移動，並根據所述第二控 制信號使所述卡榫解鎖以使得所述物料由所述第二既定區域移動至所述第三既定區域。
  4. 如請求項1所述的智能搬運車，更包括一第三偵測裝置，位於所述輸送帶，用以偵測所述物料的重量以判斷所述物料的存在，當所述物料放置於所述輸送帶時，輸出一第四控制信號，所述控制單元根據所述第四控制信號使所述輸送帶傳送所述物料。
  5. 如請求項1所述的智能搬運車，其中所述標籤安裝裝置根據所述第一控制信號將所述智能標籤貼附於所述物料，並按壓所述智能標籤的開關以啟動所述智能標籤。
  6. 如請求項1所述的智能搬運車，其中所述產線具有多個生產單位，以及經過所述生產單位的軌道，所述控制單元根據所述移動指令控制所述傳動裝置以沿著所述軌道移動所述車體，其中所述移動指令是由一遠端裝置所提供。
  7. 如請求項6所述的智能搬運車，更包括一電池模組，設置於所述車體上，其中所述軌道經過一充電區域，當所述車體經過所述充電區域時，位於所述充電區域的一充電模組對所述電池模組充電。
  8. 如請求項6所述的智能搬運車，更包括一天線模組，用以接收上述移動指令。
  9. 如請求項8所述的智能搬運車，其中所述智能標籤更包括一第四偵測裝置，用以偵測所述物料的環境數據，當所述物料的所述環境數據出現異常 時，輸出一第五控制信號以通知所述控制單元，所述控制單元根據所述第五控制信號，透過所述天線模組傳送所述環境數據至一後台裝置。
  10. 一種智能物料儲存管理系統，包括：一智能搬運車，包括：一車體，具有一進料口；一傳動裝置；一輸送系統，安裝於所述車體，所述輸送系統具有一輸送帶，用以從所述進料口接收並傳送一物料經由一第一既定區域、一第二既定區域至一第三既定區域；一第一偵測裝置，用以偵測所述物料的位置，當所述物料位於所述第一既定區域時，輸出一第一控制信號；一標籤安裝裝置，根據所述第一控制信號安裝一智能標籤於所述物料，並啟動所述智能標籤；一控制單元，根據一移動指令控制所述傳動裝置以移動所述車體，對啟動的所述智能標籤寫入一物料訊息以及設定一既定時間，其中所述智能標籤開始計數一經過時間，且所述輸送帶將所述物料由所述第一既定區域傳送至所述第二既定區域；以及一標籤讀取器，用以讀取所述智能標籤的所述物料訊息、所述經過時間以及所述既定時間，當所述經過時間與所述既定時間相符時，所述標籤讀取器輸出一第二控制信號，其中所述輸送系統根據所述第二控制信號將所述物料由所述第二既定區域傳送至所述第三既定區域；多個生產單位；以及一軌道，經過所述生產單位，其中所述控制單元根據所述移動指令控制所述傳動裝置以使得所述智能搬運車沿著所述軌道移動。
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