一种磁条导引车辆的存取托盘控制方法 |
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| 申请号 | CN201610126417.1 | 申请日 | 2016-03-07 | 公开(公告)号 | CN105775540A | 公开(公告)日 | 2016-07-20 |
| 申请人 | 上海诺力智能科技有限公司; | 发明人 | 周学军; 沈新军; 周敏龙; 杨方兵; 王东升; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及物流自动化控制领域，具体涉及一种磁条导引车辆的存取托盘控制方法。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种磁条导引车辆的存取托盘控制方法，包含搬运车和设在地面上用于引导所述搬运车行进的磁条，所述搬运车上设有用于感应所述磁条的磁导 传感器 ，包含多个操作步骤。本发明的目的是提供一种磁条导引车辆的存取托盘控制方法，可实现自动导引和存取托盘，效率高、成本控制好、 定位 精确。很好地实现了磁条导引式托盘搬运车的反向行驶和托盘存取。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种磁条导引车辆的存取托盘控制方法，包含搬运车和设在地面上用于引导所述搬运车行进的磁条，所述搬运车上设有用于感应所述磁条的磁导传感器，其特征在于：包含如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种磁条导引车辆的存取托盘控制方法技术领域[0001] 本发明涉及物流自动化控制领域，具体涉及一种磁条导引车辆的存取托盘控制方法。 背景技术[0002] 在物流过程中，物料的传输是重要一环。最传统的物料传输需要搬运车和物料托盘的配合完成，需要人工将物料托盘搬运到物料车上，之后人工驾驶搬运车，拖动物料车行进，到达目的地之后再进行人工卸货，整个物流过程人工参与多，工人劳动强度大，企业的人工劳动成本居高不下，且存在犯错率高，效率低等问题。 [0003] 随着自动化程度的提升，潜入式搬运车自动传输系统开始投入使用，如授权公告号为 CN 204714455 U的中国专利所公布的一种物料自动搬运车，包含车体部分和托举单元，利用磁导航技术，自动引导到指定工位，潜入物料车的底部，随后启动升降机构，与物料车连接挂靠，实现自动搬运。 [0004] 用这样的方法，确实能提高自动化程度，实现自动搬运，但是存在如下弊端：一方面，为了匹配这样的潜入式搬运车，必须定制物料车，则生产和维护成本随之上升。另一方面，在一些场合中，厂区里使用物料托盘，则无法匹配潜入式搬运车实现上述功能，使得该种技术的使用范围受到一定的限制。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种磁条导引车辆的存取托盘控制方法，可实现自动导引和存取托盘，效率高、成本控制好、定位精确。很好地实现了磁条导引式托盘搬运车的反向行驶和托盘存取。 [0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种磁条导引车辆的存取托盘控制方法，包含搬运车和设在地面上用于引导所述搬运车行进的磁条，所述搬运车上设有用于感应所述磁条的磁导传感器，包含如下步骤：步骤一、场地布置步骤： 在地面铺设行走主导引磁条和转向辅助磁条，所述行走主导引磁条和转向辅助磁条垂直，所述转向辅助磁条的延伸方向为所述搬运车存取托盘时的行进方向； 步骤二、减速步骤： 在所述行走主导引磁条上设有减速标签，所述搬运车上有能读取所述减速标签的识别装置，所述识别装置通过扫描所述减速标签，使得所述搬运车开始减速，以低速状态继续在所述行走主导引磁条上行进； 步骤三、精定位步骤： 所述搬运车在所述主导引磁条上在预设指定位置上停止； 步骤四、驱动轮方向调整步骤： 所述搬运车上装有驱动轮，所述驱动轮转向九十度，车身保持不动。（对于单驱，仅转向装置运动，对于双驱，正反转） 步骤五、角度调整步骤： 所述搬运车包含转向装置，所述搬运车转向，所述转向装置运作调整所述搬运车的托盘架相对所述托盘的角度； 步骤六、角度锁定步骤： 转向到预设角度时，搬运车停止转向；此时所述搬运车的托盘架中轴线与所述转向辅助磁条重合，驱动轮方向调回至所述搬运车轴线方向； 步骤七、靠近托盘步骤； 所述搬运车沿所述转向辅助磁条后退，靠近货位； 步骤八、后退停止步骤； 所述搬运车后退到指定位置，停止后退； 步骤九、抬起或放下托盘步骤； 所述搬运车包含升降结构，用于控制所述托盘架升起或下降，托起或放下所述托盘； 步骤十、前进步骤： 所述搬运车依靠所述磁导传感器感应所述磁条，引导到所述行走主导引磁条上。 [0007] 所述搬运车通过所述磁导传感器在所述磁条上行驶，实现自动导引，无需人工驾驶，在实际应用中，所述磁条，所述搬运车的主行驶轨迹，是存在在道路之中的，而所述托盘放置在取货工位上，所述取货工位为了不干涉所述搬运车的行驶，往往是设置在所述搬运车的主行驶轨迹的侧端，即所述搬运车在取货之前，必定需要转向，使得所述托盘架能正确指向所述托盘，且转向往往是90°，所以，首先是步骤一，工人们在仓库内铺设所述主导引磁条和所述转向辅助磁条，所述主导引磁条为所述搬运车的主要行进方向，而所述转向辅助磁条为所述搬运车去靠近货物靠近托盘的时候的行进方向，通常状况两者垂直；用户使得所述搬运车在所述主导引磁条上行进，一般来说，所述主导引磁条就位于所述搬运车的车身中轴线上，在步骤二中，所述识别装置扫描到所述减速标签，所述搬运车开始减速，来提高定位精度，在步骤三中，进行停止，精定位的方式有多样，如，搬运车在减速之后，在所述减速标签不远处，有一个定位标签，这个定位标签的作用是停止标识，当所述识别装置扫描到所述定位标签，搬运车停止，或者，所述搬运车上配备有电机编码器，可以根据行驶的时间和电机的转速等参数来计算行驶距离，当所述搬运车通过所述减速标签后开始计数，计算行驶距离，达到预定距离后，即行停止，在停车后，进入步骤四，所述驱动轮转向九十度，所述搬运车，可通过角度传感器的检测，来确保所述驱动轮转向到位，之后进入步骤五和步骤六，所述搬运车开始转向，需要说明的是，所述搬运车的转向必须保证到位，确保到位的方式也有多种，如所述磁导传感器来扫描所述转向辅助磁条，来确保转向到位，由此可以获得所述搬运车后退时可以沿直线少调整或不调整，来保证靠近托盘的精度控制，在本申请文件中，按靠近所述搬运车的所述托盘架方向，定义为后，远离所述托盘架方向为前，通过磁导传感器的比对，使所述托盘架指向货位，随后，在步骤七和步骤八中，所述搬运车靠近所述货位，并准确驶入，在步骤九和步骤十中，所述托盘架上升或下降，带动或放下所述托盘离开，完成自动存取托盘的工作，整个过程自动化程度高，无需人工驾驶，也无需额外添加潜入式搬运车和物料车，成本得以控制。 [0008] 作为本发明的优选，所述减速标签为RFID卡，所述识别装置为RFID读卡器；或所述减速标签为一小段和行驶磁条垂直的磁条，所述识别装置即所述磁感应器；或所述减速标签为反光板或二维码，所述识别装置为红外发射接收管或二维码感应器。 [0009] 所述减速标签和所述识别装置有多种实现形式，读卡器能读取RFID信号和二维码信号，而所述红外发射管发射红外信号，在经过普通路面的时候无法反弹被所述红外接收管接受，经过所述反光板时，所述红外接收管能接受红外信号，用以上任何一种实现方式都能使得所述搬运车经过指定位置这一事项被确定。 [0010] 作为本发明的优选，在所述步骤三、精定位步骤前，包含居中步骤，所述磁导传感器包含后磁导传感器和前磁导传感器，所述后磁导传感器和所述前磁导传感器通过扫描感应所述磁条来确定所述搬运车相对于所述磁条是否居中，并通过控制所述搬运车的转向装置来实时调整。 [0011] 所述居中步骤是实时监测，实时调整的，通过所述后磁导传感器和前磁导传感器均在所述磁条上方，即可保证整个所述搬运车的车辆延伸方向与所述磁条的延伸方向平行，未发生偏移，所述后磁导传感器和前磁导传感器设在所述搬运车的中轴线上，也使得整个所述搬运车相对于所述磁条居中对齐。 [0012] 作为本发明的优选，所述搬运车包含驱动轮，所述前磁导传感器跟随所述驱动轮的旋转而同步旋转，所述后磁条传感器被固定在车身反面。 [0013] 在本申请文件中，按靠近所述搬运车的所述托盘架方向，定义为后，远离所述托盘架方向为前，需要说明的是，在实际应用中，所述搬运车的后退时候的方向控制要比前进时候的方向控制更难，容易有误差，但是应用本申请文件中的技术方案，可以在所述步骤四到六中，使得所述前磁导传感器跟随所述驱动轮的转向而同步转向，在整个所述搬运车进行旋转时，提供更精确的位置导向和控制，从而控制步骤六的转向停止的精度控制，在步骤五、角度锁定步骤中，所述磁导传感器包含后磁导传感器和前磁导传感器，地面上设有转向辅助磁条，通过所述后磁导传感器和前磁导传感器对所述转向辅助磁条的感应扫描，来确定是否已经转向到位，停止转向，由于后磁导传感器和前磁导传感器可以根据实际需求间隔一定距离，感应扫描的距离更长，可以对转向辅助磁条上多个扫描感应点进行感应，这样能保证在角度锁定时，整个搬运车的角度定位精确，误差小。 [0014] 作为本发明的优选，所述步骤三、精定位步骤，地面设有停止标签，所述识别装置扫描感应到所述停止标签，则所述搬运车停止前进。 [0015] 作为本发明的优选，所述步骤三、精定位步骤，所述搬运车包含电机编码器，通过所述电机编码器计数来计算所述搬运车的行驶距离，行驶到指定距离后，所述搬运车停止前进。 [0016] 作为本发明的优选，在步骤六、角度锁定步骤中，在预设位置设立另一磁条，当所述磁导传感器扫描到所述磁条，则所述搬运车停止转向。 [0017] 作为本发明的优选，在预设位置设立另一磁条即为所述转向辅助磁条，所述后磁导传感器扫描到所述转向辅助磁条时，所述搬运车停止转向。 [0018] 作为本发明的优选，所述搬运车的所述托盘架下方设有行走轮和转向轮，所述行走轮和转向轮的离地着地状态可调，在步骤一和步骤二中，所述行走轮着地，所述转向轮离地，在所述步骤四中，所述行走轮离地，所述转向轮着地，所述转向轮的轮轴线与所述行走轮的轮轴线成α角。 [0019] 作为本发明的优选，所述磁条包括行走主导引磁条、行走辅助磁条和转向辅助磁条，当车辆由存取货位位置返回主导引磁条时，所述行走辅助磁条的导引优先级设定为高。 [0020] 在步骤十，前进步骤中，存在两种情况，一种是所述搬运车托起所述托盘后，依靠所述磁导传感器感应所述行走辅助磁条，实现前进路线的自动导引。另一种是沿相交的转向辅助磁条前进，停止，调整驱动轮方向，角度调整至车辆轴线回到主导引磁条上，停止转向，离开。 [0021] 作为本发明的优选，步骤八停止步骤为通过对托盘或货物的探测或碰撞信号而获得。 [0022] 在所述搬运车达到取货或者卸货位置停止的方式有多种多样，但是在取货的过程中，为了减小误差和精确定位，以避免对货物的碰撞和干涉，在所述搬运车上安装行程开关或感应器，当感测到与货物之间达到一定距离，就发送停车信号，使得所述搬运车停车，另外，这项方案与原有的车辆停车系统可以配合使用，包括让所述搬运车读取设在地面上的RFID标签，或者根据电机编码器来计算行走距离，来配合达到精度更好的停车。 [0023] 综上所述，本发明具有如下有益效果：1、所述搬运车根据所述磁导传感器和所述磁条实现自动导引，无需人工驾驶。 [0024] 2、车辆使用上只需使用所述搬运车本身，即能对所述托盘进行存取，无需额外使用物料车和潜入式搬运车，控制成本。 [0025] 3、整个控制过程包含居中检测、自动减速、自动停止、自动转向、转向角度确认、倒车和倒车停止等动作，定位精确，误差小。 [0026] 4、所述搬运车可加装转向轮，通过调节转向轮和行走轮的着地离地状态，来实现更小的转弯半径转向或者原地转向，在空间狭小的厂区也能正常作业，提升通用性。 [0027] 附图说明：图1是实施例1中搬运车的示意图； 图2是实施例1的存取托盘的流程示意图； 图3是实施例2中搬运车的示意图； 图4是实施例2的存取托盘的流程示意图； 图5是实施例3中搬运车的示意图； 图6是实施例3的存取托盘的流程示意图； 图7是实施例4的存取托盘的流程示意图； 图8是实施例5的存取托盘的流程示意图。 [0028] 图中：1、搬运车，11、驱动轮，12、行走轮，13、托盘架，14、电机编码器，15、转向轮，2、识别装置，3、磁导传感器， 31、后磁导传感器，32、 前磁导传感器，4、磁条，41、行走主导引磁条， 42、行走辅助磁条，43、转向辅助磁条，51、减速标签，52、定位标签一，53、定位标签二，54、定位标签三，6、托盘。 具体实施方式[0029] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。 [0030] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。 [0031] 实施例1，如图1所示：搬运车1上设有用于存取和搬运货品的托盘架13，搬运车1车身下设有驱动轮11，驱动轮11可以被转向装置控制来调整角度，从而控制整个搬运车1的转向，托盘架13下设有行走轮12.在搬运车1车身下还设有识别装置2，车身下还设有磁导传感器3，磁导传感器3包含前磁导传感器31和后磁导传感器32，一前一后设在车身下。在本申请文件中，定义靠近车身，远离托盘架13方向为前，远离车身，靠近托盘架13为后。 [0032] 如图1和图2所示：首先，进入步骤二和三，搬运车1沿着行走主导引磁条41上行走，在这个过程中，搬运车1上的前磁导传感器31和后磁导传感器32通过实时扫描行走主导引磁条41，来判定搬运车1是否居中，如若不居中，则调整驱动轮11的角度，来进行居中校正。之后，搬运车1行驶到减速标签51，识别装置2扫描感应到减速标签51，控制搬运车1减速。 [0033] 这里需要说明的是，识别装置2和减速标签51的具体实现形式有多种，减速标签51可以为RFID卡，则识别装置2为RFID读卡器，减速标签51可以为二维码标签，则识别装置2为二维码读卡器，减速标签51可以为反光板，则识别装置2为红外接收管与红外发射管，同理，下文提到的其他电子标签，也可以采用多种形式。 [0034] 搬运车1继续行驶，识别装置2读到定位标签一52，定位标签一52的作用是使得搬运车停止，此时，步骤三完成，至此，搬运车1已经完成了减速、居中、定位停止这一系列动作。 [0035] 搬运车开始进入步骤四，驱动轮方向调整步骤，驱动轮11被转向装置控制，旋转九十度，会配有角度感应器来确认驱动轮11是否转向到位，从而获得更好的转弯半径，搬运车1的车身从行走导引磁条41处朝着转向辅助磁条43的方向旋转，在旋转过程中，托盘架13也慢慢对准了托盘6，在转向到一定程度时，转向辅助磁条43位于后磁导传感器31中间，同时识别装置2探测到定位标签53，表示车辆已经转动到位，停止转向，驱动轮11回正，步骤五结束。 [0036] 搬运车1开始沿着转向辅助磁条43，向托盘6的方向行驶，并且保持低速行驶，一直行驶到识别装置2感应到定位标签三54处，表示已经行驶到位，搬运车1行进停止，步骤七和步骤八结束。 [0037] 在这个过程中，磁导传感器3配合转向辅助磁条3，一直对车辆的居中状态进行检测和实时修正。 [0038] 搬运车1的托盘架13升起，托起托盘6，步骤八结束。搬运车1前进，运载托盘6前行，前行至行走辅助磁条42和转向辅助磁条43交汇处，由于行走辅助磁条42的优先级高，沿着行走辅助磁条42进入行走到行走主导引磁条41上。 [0039] 以上步骤是搬运车装取托盘的控制方法，卸下托盘的方法类似，没有实质性变化。 [0040] 在整个上述步骤中，搬运车的位置是从A号位置转向到B号位置，再从B号位根据转向辅助磁条43的导引进入C号位置，再根据行走辅助磁条42的导引前进到A位置，在一些传统的搬运车控制上，搬运车在取托盘6的时候，是直接以类似行走辅助磁条42的轨道靠近托盘6的，但是搬运车的后退时候的方向控制要比前进时候的方向控制难，所以以这样的轨迹进行取托盘的动作，往往会实现方向与角度的误差，严重时会发生碰撞且影响取货，而按照本实施例的行径路线行进，在靠近托盘6的时候，是按照直线行进，即按照专项辅助磁条43的延伸方向行进，方向不易偏差。 [0041] 此外，为了控制转弯的精度，在A位置准备转向之前，一方面，两个驱动轮11位于行走主导引磁条41的两侧，确保主导引磁条41位于两个驱动轮11的中线上，而位于托盘架13上的两个轮子的中心位置，要在行走主导引磁条41和转向辅助磁条43的交点上。 [0042] 实施例2，与实施例1的变化，参见图3；搬运车1上设了电机编码器14，电机编码器14可以根据电机的转速匹配运行时间等参数来计算搬运车1的行驶距离。 [0043] 参见图3和图4，在本实施例中，可以在行走主导引磁条41和行走辅助磁条42的交汇处设立定位标签一52，当搬运车经过定位标签一52时，完成步骤一，接着根据电机编码器14计算的数值，当行驶距离达到预设数值的时候，搬运车1停止，步骤二完成。 [0044] 与实施例1相同，搬运车1开始转向，实施例2的步骤六与实施例1不同，此处可以不设定定位标签二53，而是利用后磁导传感器31和前磁导传感器32对于转向辅助磁条43的感应，来判断搬运车1是否已经转向到位。由于后磁导传感器31和前磁导传感器32可以根据实际需求间隔一定距离，感应扫描的距离更长，可以对转向辅助磁条43上多个扫描感应点进行感应，这样能保证在角度锁定时，整个搬运车1的角度定位精确，误差小。 [0045] 在步骤七和步骤八时，搬运车再次经过定位标签一52，这时候可以设定让搬运车1减速，通过电机编码器14计算的数值，当行驶距离达到预定数值的时候，搬运车停止，进行放货。并且在车辆托盘架设置一个行程开关，当车辆进行取货操作时，在电机编码器14计算的数值的一定误差范围内，只有在货物碰撞行程开关后车辆停止。或者在车辆上安装感应器，通过感应和货物的距离，达到自动停车的目的，这样可以防止累积误差使车辆和托盘距离越来越大。步骤九和步骤十与实施例1相同。 [0046] 实施例3，见图5，与实施例1的区别为搬运车1本身的结构发生了调整，在托盘架13下方除了设置行走轮12之外，还设置了转向轮15，其中转向轮15的轮身方向与托盘架13的延伸方向倾斜，转向轮15和行走轮12都可单独调节着地和离地状态。 [0047] 见图5和图6，搬运车1在行走主导引磁条41上行驶，扫描到定位标签一52，搬运车1即停止，步骤二和步骤三完成，在步骤二和步骤三中，行走轮12着地，转向轮15则是离地状态。 [0048] 之后开始原地转向，驱动轮11转向90°，行走轮12离地，转向轮15着地，图6中绘制了搬运车1的转弯轨迹，是以定位标签一52为圆心的一个圆形轨迹，转向轮15的轮身方向处于这个圆的切线方向，当转向到指定位置，停止转向，锁定托盘架13相对于托盘6的角度。锁定角度的方式可以用实施例1中的识别装置2感应定位标签二53的方式，也可以用实施例2中的磁导传感器3感应磁条4的方式，转向停止后，步骤五和步骤六结束。 [0049] 同样的，为了保证转向精确，搬运车一开始行驶到A位置时，要保证由驱动轮11和转向轮15所确定的旋转中心点，要处于行走主导引磁条41和转向辅助磁条43的相交点。 [0050] 步骤七到步骤十，与实施例1和2类似。 [0051] 实施例4，见图7，与实施例3的不同是最后离开的轨迹不同。 [0052] 实施例3中，搬运车离开是按照行走辅助磁条42离开的，而在实施例4中，缺了行走辅助磁条42，而是去了托盘6之后，从C位置行驶到B位置，再原地转向90°，沿着行走主导引磁条41往A位置行进。 [0053] 这样的行进方式的优点是更加节约空间，适用于更窄的巷道，对比图7和图6可知，托盘6离行走主导引磁条41余转向辅助磁条43的交汇点的距离可以更近。 [0054] 实施例5，见图8，与实施例2相似，搬运车1也配备了电机编码器14，搬运车1在行走主导引磁条41上往A位置方向行驶，首先扫描到减速标签51，搬运车开始检索，同时，以减速标签51的位置为距离起算点，开始计算行驶距离，到了指定距离后，停止，即停车在A位置。 [0055] 之后，转向，向B位置旋转，通过后磁导传感器31和前磁导传感器32对转向辅助磁条43的扫描，确认转向到位，之后的步骤与上述实施例类似。 |
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