CN111498755A - 一种具备货叉自动调整功能的叉车 - Google Patents

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Abstract

一种具备货叉自动调整功能的叉车，包括叉车门架、叉车驱动***、货叉升降机构、货叉挂架、货叉，其特征在于：还包括控制器、坐标识别设备、货叉水平调整机构，所述控制器与坐标识别设备、货叉升降机构、货叉水平调整机构通过有线或无线的方式连接；所述坐标识别设备感测货叉、货物和叉孔的坐标信息，并将坐标信息传递至所述控制器；所述控制器接收、处理所述坐标识别设备感测的坐标信息，计算货叉与货物、叉孔的坐标差，根据计算结果向所述货叉升降机构和货叉水平调整机构发送控制信号，实现货叉的位置调整。相对于现有叉车产品，本发明能够大大减少叉车工作过程中的人工干预，有效提高叉车叉取货物的工作效率。

Description

一种具备货叉自动调整功能的叉车
技术领域
本发明属于AGV叉车技术领域，尤其涉及一种具备货叉自动调整功能的叉车。
背景技术
随着物流、仓储行业迅速发展，智能仓储、自动分拣技术大范围应用，市场对AGV(Automated Guided Vehicle)叉车的需求越来越广泛。由于目前市场上的托盘尺寸没有统一且规格繁多，使得叉车在作业过程中需要经常调整货叉间距和上下位置，使货叉准确地***托盘插孔，该技术问题在堆高叉车应用中更为突出，当所叉取的货物在较高位置时，不准确的货叉调整，容易使货叉与货物碰撞，进而造成堆积货物倒塌，因此，货叉的精确调整更显得尤为重要。现有的AGV叉车通常是通过液压油缸为动力实现货叉水平位置的对称或整体调整，此种调整方式工作效率较低，调整误差大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提高AGV叉车在叉取货物时货叉位置的调整效率和调整精度，进而提高AGV叉车的工作效率和工作可靠性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具备货叉自动调整功能的叉车，包括叉车门架1、叉车驱动***2、货叉升降机构3、货叉挂架4、货叉5，其特征在于：还包括控制器6、坐标识别设备8、货叉水平调整机构9，所述控制器6与坐标识别设备8、货叉升降机构3、货叉水平调整机构9通过有线或无线的方式连接；所述坐标识别设备8感测货叉5、货物和叉孔的坐标信息，并将坐标信息传递至所述控制器6；所述控制器6接收、处理所述坐标识别设备8感测的坐标信息，计算货叉5与货物、叉孔的坐标差，根据计算结果向所述货叉升降机构3和货叉水平调整机构9发送控制信号，实现货叉5的位置调整。
进一步，所述货叉水平调整机构9包括两个，每个单独驱动一个货叉5，每个所述货叉水平调整机构9包括伺服电机10、减速机11、联轴器18、直线丝杠12、货叉调整头13、导向轴14，第一限位器15，所述伺服电机10设置在货叉挂架4中部，与减速机11固定连接，减速机11通过联轴器18与直线丝杠12连接，运动时伺服电机10通过减速机11、联轴器18带动直线丝杠12旋转；所述直线丝杠12从货叉调整头13中间穿过，一端与货叉挂架4活动连接，另一端与联轴器18相连接，所述货叉调整头13与货叉5固定连接，内部有与直线丝杠12相匹配的螺纹，将直线丝杠12的旋转运动转换为货叉5的水平运动。所述导向轴14水平设置在货叉挂架4中，上下排列，用于悬挂货叉5，货叉5与所述导向轴14间活动连接，货叉5可沿导向轴14滑动；所述第一限位器15，设置在直线丝杠12两端，当货叉5沿所述导向轴14运动至所述第一限位器15时，第一限位器15向所述控制器6发送到位信号，所述控制器6控制所述货叉水平调整机构9进行响应以避免碰撞。
进一步，所述一种具备货叉自动调整功能的叉车，还包括第二限位器16，所述第二限位器16设置在货叉5根部，当叉车运动使货物与所述第二限位器16触碰时，第二限位器16向所述控制器6传递限位信号，所述控制器6控制叉车驱动***2进行响应以避免碰撞。
进一步，所述坐标识别设备8为双目相机***。
进一步，所述双目相机***具有稳定光源。
进一步，所述一种具备货叉自动调整功能的叉车，还包括显示器7，所述显示器7设置在货叉5的对侧，用于显示双目相机采集的视频图像和控制器6计算出的距离、角度信息。
进一步，所述一种具备货叉自动调整功能的叉车，还包括叉车管理***17，用于检测并显示叉车状态，设置叉车参数。
进一步，所述第一限位器15为机械或电子式限位器。
进一步，所述第二限位器16为机械或电子式限位器。
进一步，所述货叉5与所述导向轴14间的活动连接为轴套连接。
与现有技术相比，本发明提供的一种具备货叉自动调整功能的叉车具备以下有益效果：一是改变了普通叉车通过液压油缸来整体或对称地调整货叉位置的工作方式，而是通过货叉水平调整机构9实现单个货叉5水平位置上不同距离的调整，有效提高了AGV叉车的工作效率；二是采用私服电机10驱动货叉5左右移动运动，结构简单，易于实现，控制精度能够达到±1mm，远高于其他货叉驱动方式，保证货叉可以准确地叉取货物；三是双目视觉***具有高精度、高重复性，能精确识别货物和叉孔，而且双目***自带稳定光源，能够适应不同的光照环境；四是方便在线观看现场图像和操作软件。
附图说明
图1是本发明所提供的一种具备货叉自动调整功能的叉车整体结构示意图；
图2是本发明所提供的一种具备货叉自动调整功能的叉车的货叉水平调整机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供一种具备货叉自动调整功能的叉车，包括叉车门架1、叉车驱动***2、货叉升降机构3、货叉挂架4、货叉5，其特征在于：还包括控制器6、坐标识别设备8、货叉水平调整机构9，所述控制器6与坐标识别设备8、货叉升降机构3、货叉水调整机构9通过有线或无线的方式连接；所述坐标识别设备8感测货叉5、货物和叉孔的坐标信息，并将坐标信息传递至所述控制器6；所述控制器6接收、处理所述坐标识别设备8感测的坐标信息，计算货叉5与货物、叉孔的坐标差，根据计算结果向所述货叉升降机构3和货叉水平调整机构9发送控制信号，实现货叉5的位置调整。
如图1和图2所示，所述货叉水平调整机构9包括两个，每个单独驱动一个货叉5，每个所述货叉水平调整机构9包括伺服电机10、减速机11、联轴器18、直线丝杠12、货叉调整头13、导向轴14，第一限位器15，所述伺服电机10设置在货叉挂架4中部，与减速机11固定连接，减速机11通过联轴器18与直线丝杠12连接，运动时伺服电机10通过减速机11、联轴器18带动直线丝杠12旋转；所述直线丝杠12从货叉调整头13中间穿过，一端与货叉挂架4活动连接，另一端与联轴器18连接，所述货叉调整头13与货叉5固定连接，内部有与直线丝杠12相匹配的螺纹，将直线丝杠12的旋转运动转换为货叉5的水平运动。所述导向轴14水平设置在货叉挂架4中，上下排列，用于悬挂货叉5，货叉5与所述导向轴14间活动连接，货叉5可沿导向轴14滑动；所述第一限位器15，设置在直线丝杠12两端，当货叉5沿所述导向轴14运动至所述第一限位器15时，第一限位器15向所述控制器6发送到位信号，控制器6收到到位信号后进行响应以停止货叉5运动，停止货叉5运动的方式可以是切断伺服电机10的驱动电源。采用私服电机10驱动货叉5左右移动运动，结构简单，易于实现，控制精度能够达到±1mm，远高于其他货叉5驱动方式，保证货叉5可以准确地叉取货物。
如图1和2所示，所述一种具备货叉自动调整功能的叉车，还包括第二限位器16，所述第二限位器16设置在货叉5根部，当叉车运动使货物与所述第二限位器16触碰时，第二限位器16向所述控制器6传递信号，所述控制器6控制叉车驱动***2进行响应以避免碰撞。
在上述实施例的基础上，进一步地，控制所述叉车驱动***2进行响应的方式包括切断叉车驱动***2的驱动力并进行刹车，例如，电力驱动的叉车通过切断驱动电机的电源实现，液压驱动的叉车，通过切断液压动力实现。同时应对车轮进行刹车并应保持刹车，通过切断驱动力并进行刹车的实施方式，不但能使叉车立即停止运动，并能保持叉车的位置，有效防止叉车与货物发生碰撞。
作为一种可选的实施方案，所述坐标识别设备8为双目相机***，双目视觉***具有高精度、高重复性，能精确识别货物和叉孔。
在上述实施例的基础上，进一步地，工作过程中，应通控制器6对所述双目相机***进行参数设置，所述参数设置包括内部参数设置和外部参数设置，所述内部参数包括相机的几何和光学参数，所述外部参数包括相机坐标系与世界坐标系的转换比例关系。
进一步地，所述双目相机***对货物、叉孔图像采集时可产生不同的位置关系，包括在一条直线上、在一个平面上和在三维立体分布上，利用所述双目相机***，能确定空间坐标系中货物、叉孔的特征点同它在图像平面上的映像点之间的对应关系。
进一步地，所述控制器6对所述双目相机***采集的图像进行预处理，包括增强图像对比度增强、滤除随机噪声、去除伪彩色等。
进一步地，所述控制器6对采集的图像进行特征提取，所述特征提取中常用的匹配特征包括点状特征、线状特征和区域特征。
进一步地，所述控制器6还对图像进行立体匹配：根据对所选特征的计算，建立特征之间的对应关系，将同一个空间的物理点与其在不同图像中的映像点对应起来，主要的匹配步骤包括：从一相机采集的图像中选择与实际物理结构相应的图像特征，在另一相机采集的图像中确定出同一物理结构的对应图像特征，进而确定这两个特征之间的相对位置，得到视差，进而根据比例关系换算为实际坐标差。
更进一步地，所述控制器6根据计算所得的坐标差，采用负反馈的方法控制所述货叉升降机构3、货叉水平调整机构9，调整货叉5的位置，当货叉5的位置满足进叉条件后，所述控制器6停止货叉调整。
作为一种可选的实施方案，所述双目相机***具有稳定光源，以确保叉车在较暗的工作环境下正常工作。
如图1所示，所述显示器7设置在货叉5的对侧，用于显示双目相机采集的视频图像和控制器(6)计算出的距离、角度信息，主要包括：货叉5和货物之间的上、下、左、右、前、后的距离和角度偏差等。
在上述实施例的基础上，进一步地，通过所述显示器7的直观显示，能够给工作人员提供清晰的叉车工作状态。
作为一种可选的实施方案，所述显示器7为触摸显示器。
如图1所示，所述一种具备货叉自动调整功能的叉车，还包括叉车管理***17，所述叉车管理***17与控制器6通过有线或无线的方式连接，用于检测并显示叉车的状态，设置叉车的参数。能够检测并显示的叉车状态包括叉车报警信息、行驶日志、位置坐标等，能够设置的叉车参数包括叉车编号、叉车任务号、货叉初始化、日志保存、手动模式切换、导航坐标、车辆坐标、角度、货叉举升高度、货叉当前偏差等。
进一步地，所述显示器7、叉车管理***17与控制器6间能够采用无线的方式传递信息，能将所述显示器7、叉车管理***17的信息显示单元设置在监控机房或监控中心，便于多辆叉车的统一调度和叉车状态的集中监控。
作为一种可选的实施方案，所述第一限位器15、第二限位器16为机械或电子式限位器。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述机械式限位器包括通断型机械限位器，优点是容易实现，结构简单，经济性好；所述电子式限位器包括光电对射型传感器、霍尔传感器，优点是体积较小，外形美观，使用寿命长，可靠性好。
作为一种可选的实施方案，所述货叉5与所述导向轴14间的活动连接为轴套连接。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具备货叉自动调整功能的叉车，包括叉车门架(1)、叉车驱动***(2)、货叉升降机构(3)、货叉挂架(4)、货叉(5)，
其特征在于：还包括控制器(6)、坐标识别设备(8)、货叉水平调整机构(9)，
所述控制器(6)与坐标识别设备(8)、货叉升降机构(3)、货叉水平调整机构(9)通过有线或无线的方式连接；
所述坐标识别设备(8)感测货叉(5)、货物和叉孔的坐标信息，并将坐标信息传递至所述控制器(6)；
所述控制器(6)接收、处理所述坐标识别设备(8)感测的坐标信息，计算货叉(5)与货物、叉孔的坐标差，根据计算结果向所述货叉升降机构(3)和货叉水平调整机构(9)发送控制信号，实现货叉(5)的位置调整。
2.根据权利要求1所述的一种具备货叉自动调整功能的叉车，其特征在于：所述货叉水平调整机构(9)包括两个，每个单独驱动一个货叉(5)，每个所述货叉水平调整机构(9)包括伺服电机(10)、减速机(11)、联轴器(18)、直线丝杠(12)、货叉调整头(13)、导向轴(14)，第一限位器(15)，
所述伺服电机(10)设置在货叉挂架(4)中部，与减速机(11)固定连接，减速机(11)通过联轴器(18)与直线丝杠(12)连接，运动时伺服电机(10)通过减速机(11)、联轴器(18)带动直线丝杠(12)旋转；
所述直线丝杠(12)从货叉调整头(13)中间穿过，一端与货叉挂架(4)活动连接，另一端与联轴器(18)连接，所述货叉调整头(13)与货叉(5)固定连接，内部有与直线丝杠(12)相匹配的螺纹，将直线丝杠(12)的旋转运动转换为货叉(5)的水平运动；
所述导向轴(14)水平设置在货叉挂架(4)中，上下排列，用于悬挂货叉(5)，货叉(5)与所述导向轴(14)活动连接，货叉(5)可沿导向轴(14)滑动；
所述第一限位器(15)，设置在直线丝杠(12)两端，当货叉(5)沿所述导向轴(14)运动至所述第一限位器(15)时，第一限位器(15)向所述控制器(6)发送到位信号，所述控制器(6)控制所述货叉水平调整机构(9)进行响应以避免碰撞。
3.根据权利要求1所述的一种具备货叉自动调整功能的叉车，其特征在于：还包括第二限位器(16)，所述第二限位器(16)设置在货叉(5)根部，当叉车运动使货物与所述第二限位器(16)触碰时，第二限位器(16)向所述控制器(6)传递限位信号，所述控制器(6)控制叉车驱动***(2)进行响应以避免碰撞。
4.根据权利要求1所述的一种具备货叉自动调整功能的叉车，其特征在于：所述坐标识别设备(8)为双目相机***。
5.根据权利要求4所述的一种具备货叉自动调整功能的叉车，其特征在于：所述双目相机***具有稳定光源。
6.根据权利要求1所述的一种具备货叉自动调整功能的叉车，其特征在于：还包括显示器(7)，所述显示器(7)设置在货叉(5)的对侧，与控制器(6)通过有线或无线的方式连接，用于显示双目相机采集的视频图像和控制器(6)计算出的距离、角度信息。
7.根据权利要求1所述的一种具备货叉自动调整功能的叉车，其特征在于：还包括叉车管理***(17)，用于检测并显示叉车状态，设置叉车参数。
8.根据权利要求2所述的一种具备货叉自动调整功能的叉车，其特征在于：所述第一限位器(15)为机械或电子式限位器。
9.根据权利要求3所述的一种具备货叉自动调整功能的叉车，其特征在于：所述第二限位器(16)为机械或电子式限位器。
10.根据权利要求2所述的一种具备货叉自动调整功能的叉车，其特征在于：货叉(5)与所述导向轴(14)间的活动连接为轴套连接。
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