CN111807266B - 一种适用于载货式agv的安全高度限制***及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化物流领域，具体涉及AGV的机械设计和***设计。本发明通过以下技术方案得以实现的：一种适用于载货式AGV的安全高度限制***，包含车控***、车体、载物架和驱动载物架相对车体升降的升降装置，还包含用于获取载物架当前高度值H的高度传感器和用于获取载物架当前载物重量T的载重传感器。本发明的目的是提供一种适用于载货式AGV的安全高度限制***及其操作方法，能有效识别车辆载物高度，且对当前高度的载物安全度进行评估，有效提升AGV运行状态的安全性。

Description

一种适用于载货式AGV的安全高度限制***及其操作方法

技术领域

本发明涉及自动化物流领域，具体涉及AGV的机械设计和***设计。

背景技术

AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)是指装备设有电磁或光学等自动导引装置的运输车，它能够沿规定的导引路径行驶。随着信息技术的进步和自动化水平的成熟，AGV的应用也愈来愈普遍，广泛应用在搬运、堆垛、物流各个领域。

如公告号为CN201920154817.2公开了一种AGV小车，AGV小车包含自动导引和动力***，控制车体前进。AGV小车上往往设有诸如货叉之类的载物部件，货叉在动力部件，诸如油缸的驱动下升降。

在工业车辆的工作过程中，需要保证作业的安全性，对车辆的实际载货重量进行限制。若车辆的实际载货重量大于其安全阈值，车辆容易造成损坏或者倾翻的情况。而货叉在不同的高度位置，其重量安全阈值是不同的。具体来说，当货叉位于更高的位置时，其重量安全阈值就更低。

AGV作为一个自动化、智能化、无人化的产品，往往没有工人进行操作，AGV在举升货物并进行运输的时候，市场由于货叉在某一高度时货物太重，超出了其安全阈值，造成AGV行驶不稳定或者侧倾的事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于载货式AGV的安全高度限制***及其操作方法，能有效识别车辆载物高度，且对当前高度的载物安全度进行评估，有效提升AGV运行状态的安全性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种适用于载货式AGV的安全高度限制***，包含车控***、车体、载物架和驱动载物架相对车体升降的升降装置，还包含用于获取载物架当前高度值H的高度传感器和用于获取载物架当前载物重量T的载重传感器，车控***包含：

通讯模块，通讯模块与高度传感器和载重传感器通讯连接；

存储模块，存储模块存储有映射表，映射表反应高度值与对应的最大载物重量Tmax的映射关系；

判断模块，判断模块用于判断当前高度值H对应的Tmax和当前载物重量T的大小关系；

控制模块，控制模块根据判断模块的判断结果来调整车辆运行状态。

作为本发明的优选， 车控***为安装在车体上的单片机。

作为本发明的优选，高度传感器为拉线开关，拉线开关包含固定部和拉线， 固定部安装在车体上，拉线安装在固定部上，另一端与载物架连接。

作为本发明的优选，升降装置为包含油箱和与油箱连接的起升油缸，起升油缸驱动载物架升降，油箱安装在车体上。

作为本发明的优选，高度传感器为安装在油箱内且用于测量油箱内的油的液面位置的液位传感器。

作为本发明的优选，高度传感器为两个，分别为高度传感器一和高度传感器二，分别测得H1和H2，当车控***识别到当前时刻的H1和H2不相同，则控制模块关闭车辆运行。

作为本发明的优选，载物传感器为用于检测AGV工作电流值I的电流检测器，存储模块中还存储有用于反映载重量T与工作电流值I的电流映射关系表。

作为本发明的优选，载物传感器为压力传感器。

作为本发明的优选，压力传感器为液压传感器，液压传感器用于测量油箱或起升油缸内的油压压力。

作为本发明的优选，油箱和起升油缸之间依靠油管连接，液压传感器安装在油管之中。

作为本发明的优选，载重传感器为两个，分别为载重传感器一和载重传感器二，分别测得T1和T2，当车控***识别到当前时刻的T1和T2不相同，则控制模块关闭车辆运行。

一种适用于载货式AGV的安全高度限制***的操作方法，包含以下步骤：

S01、映射表编辑步骤；

反应载物架高度值H与该位置下对应的最大载物重量Tmax的映射表被自定义编辑，且存储在车控***中的存储模块中；

S02、重量识别步骤；

安装在AGV上的载重传感器获取到当前的载物重量T；

S03、高度识别步骤；

安装在AGV上的高度传感器获取载物架的高度值H；

S04、安全阈值获取步骤；

车控***在映射表中查找，找出载物架高度值H所对应的最大载物重量Tmax；

S05、比较与处理步骤；

车控***将当前载物重量T与最大载物重量Tmax比较，判断是否超出重量安全阈值，车控***根据判断结果切换AGV的工作状态。

作为本发明的优选，在S03中，还包含高度识别自检步骤：

AGV上设有两个高度传感器，分别为高度传感器一和高度传感器二，分别测得载物架的高度值H1和H2，车控***对H1和H2的数值进行比对，当两个数值不一致，控制AGV停止运行。

作为本发明的优选，在S02中，还包含重量识别自检步骤：

AGV上设有两个载重传感器，分别为载重传感器一和载重传感器二，分别测得载物架的载物重量值T1和T2，车控***对T1和T2的数值进行比对，当两个数值不一致，控制AGV停止运行。

综上所述，本发明具有如下有益效果：

1、自动对货物的举升高度进行识别，将货物重量与该高度位置对应的载货阈值进行比较。

2、当货物重量大于该高度的载货阈值，则可停止AGV的运行或降低载物架的高度，避免AGV侧倾，提升AGV的安全性。

3、对高度传感器和载重传感器有数据比较的过程，若出现数据不一致，判定为***异常，对工作人员进行警示通知。

附图说明：

图1是实施例一的示意图；

图2是实施例一的车控***的逻辑示意图；

图3是图1中的A处的放大示意图；

图4是图1中的B处的放大示意图。

图中：

1、升降装置，11、油箱，12、起升油缸，7、载重传感器，71、载重传感器一， 72，载重传感器二， 8、高度传感器，81、高度传感器一，拉线开关，811、固定部，812、拉线，82、高度传感器二， 91、车体，92、载物架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

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。

实施例1，如图1所示，一种适用于载货式AGV的安全高度限制***及其操作方法，包含车体91。载物架92可以为货叉，用于直接搬运货物。车体91上安装有升降装置1，AGV通过升降装置1的运作，直接驱动载物架92的升降。

具体的，在本实施例中，升降装置1包含油箱11和起升油缸12。载物架92可直接连接在门架上，起升油缸12与门架连接，推动门架升降运动。

AGV的导引装置、定位装置、行走装置可以参照现有技术中的部件直接使用，本案中无需做特定的结构或功能上的更改。

如图2所示，AGV通过车控***的控制指令来进行车辆的运行控制。车控***可以是安装在车体91上的单片机。车控***包含控制模块、存储模块、判断模块和通讯模块。通讯模块可以用现有技术中的通讯模块，其作用是与AGV上各个传感器通讯连接，使得车控***可以受到各个传感器的数据。存储模块为现有技术的电子存储件，如ROM，存储模块中存储有由工程师实现编辑完成的映射表，该映射表中反应的是AGV的载物架92在不同高度下，其最大的安全载物重量，即Tmax的数值。

控制模块用于控制AGV车辆的运行状态，例如停机状态和运行状态的切换。控制模块、判断模块都可以使用编程语言进行编写，具体的编程语言、代码，本发明不做限制，并且为现有技术内容，本领域技术人员可自行实施，本文不做赘述。

具体的操作方法，S01，如上文所述，工程师将反应载物架92高度值H与对应的最大载物重量Tmax映射关系的映射表编辑完成，且存储在存储模块中。

S02，重量识别步骤。

如图1所示，AGV的车体91上安装着有载重传感器7，载重传感器7的作用是读取到当前载重货物的重量T。进一步的，在本案中，载重传感器7在本实施例中数量为两个。其中，载重传感器一71具体实现形式为安装在车体91上的电流检测器，用于检测通过电流I。在AGV实际工作中，当载物架92受升降装置1的驱动运载货物时，其负载的货物重量T与工作电流I是正相关的，***中也实现存储有T与I的映射表，即车控***可以根据当前的工作电流I得到对应的货物重量，这里记为T1。

另一方面，另一个载重传感器二72，其具体实现形式为液压传感器，液压传感器可以直接购买现有技术中的成熟产品，用于感应升降装置中的油压的压力值。在本案中，油箱11通过油管与起升油缸12连接，液压传感器就安装在这段油管里，车控***同样通过载重传感器二72的当前液压值获取到对应的货物重量，这里记为T2。

此时，车控***会对T1和T2进行数值的比较核对，若T1和T2相同或者近似，则表示正常。若T1和T2不一致，或者差异超出了预设的正常误差范围，则可以判定当前某一个载重传感器7出了问题，车控***开始对AGV的行驶情况进行调整操作，例如停机，不再运行，并且拉响报错音等等。

例如，油箱11中的油变质，影响了油压；再例如，工作环境中的电磁干扰较为严重，影响了电流检测的精度，都会引起这种T1和T2的数据不一致。

若T1和T2未出现不一致的情况，则***继续运行。

S03，高度识别步骤。

该步骤中，安装在AGV上的高度传感器8获取当前载物架92的高度值H。同样的，在本实施例中，高度传感器8数量为两个。其中，如图1和图3所示，高度传感器一81具体实现形式为拉线开关。拉线开关同样为现有技术中可以直接购买到的产品，其包含固定部811，安装在车体91上。拉线812则一端安装在固定部811上，另一端安装在载物架92。当载物架92上升时，拉线812被拉出。拉线开关根据拉线812被拉出的长度值，即可得到载物架92升起的高度值，这里记为H1。

如图1和图4所示，另一个高度传感器，即高度传感器二82的具体实现形式为液位传感器，液位传感器同样可以在现有技术中直接购买得到，其安装在油箱11中，用于获得油箱中油的当前液面位置。当油箱11中的油打到起升油缸12中，顶起活塞杆，载物架92才被升起。即油箱中的油的位置与载物架92的升起高度存在对应的映射关系，车控***根据液位传感器中的液位数据就可以得到载物架92当前升起的高度值，这里记为H2。

同样的，车控***会对H1和H2进行数值的比较核对，若H1和H2相同或者近似，则表示正常。若H1和H2不一致，或者差异超出了预设的正常误差范围，则可以判定当前某一个高度传感器8出了问题，车控***开始对AGV的行驶情况进行调整操作，例如停机，不再运行，并且拉响报错音等等。

例如，油箱11产生了漏油的情况。再例如，载物架92在下降的时候被卡住了无法正常下降。都会引起这种H1和H2的数据不一致。

若H1和H2未出现不一致的情况，则***继续运行。

S04，安全阈值获取步骤。

从S03中已经获得载物架92高度值H，此时，车控***在映射表中查找，找出H所对应的最大载物重量Tmax。

S05，比较与处理步骤。

在S02中，车控***已经获得当前载物重量T。此时，车控***将当前载物重量T与在S04中获得的最大载物重量Tmax比较，判断两者的数据大小关系。若T小于等于Tmax，则判定为安全状态，若T大于Tmax，则判定为超载，非安全状态。工程师可预先写好程序定义好超载判定后的具体操作，例如停止运行，或者控制载物架92马上降低高度到零点位置。

实施例2，与实施例1不同的是，在本实施例中，载重传感器7和高度传感器8的数量均只为一个。载重传感器7选择了设置在油箱11内部的液位传感器，高度传感器8选择了拉线开关。

由于载重传感器7和高度传感器8的数量均只为一个，即略去了T1和T2的比较过程，略去了H1和H2的比较过程，其他方式与实施例1相同。

采用拉线开关作为高度传感器的原因是，拉线开关为机械式测量开关，而AGV的工作环境常常使用磁条导引、激光定位等技术，而机械式的测量开关不太受电磁干扰，也不容易由于现场的反光玻璃的光学干扰，性能稳定可靠。

采用液位传感器的原因同样处于数据稳定性的考虑，该传感器安装在油箱11内部，不太容易受外界干扰。

Claims (7)

1.一种适用于载货式AGV的安全高度限制***，包含车控***、车体（91）、载物架（92）和驱动所述载物架（92）相对所述车体（91）升降的升降装置（1），其特征在于，还包含用于获取所述载物架（92）当前高度值H的高度传感器（8）和用于获取所述载物架（92）当前载物重量T的载重传感器（7），所述车控***包含： 通讯模块，所述通讯模块与所述高度传感器（8）和所述载重传感器（7）通讯连接； 存储模块，所述存储模块存储有映射表，所述映射表反应高度值与对应的最大载物重量Tmax的映射关系； 判断模块，所述判断模块用于判断所述当前高度值H对应的Tmax和所述当前载物重量T的大小关系； 控制模块，所述控制模块根据所述判断模块的判断结果来调整车辆运行状态；当最大载物重量Tmax小于所述当前载物重量T，则所述控制模块停止AGV运行或降低所述载物架（92）的高度值； 所述高度传感器（8）为两个，分别为高度传感器一（81）和高度传感器二（82），分别测得H1和H2，当所述车控***识别到当前时刻的H1和H2不相同，则控制模块关闭车辆运行，所述载重传感器（7）为两个，分别为载重传感器一（71）和载重传感器二（72），分别测得T1和T2，当所述车控***识别到当前时刻的T1和T2不相同，则控制模块关闭车辆运行，所述载重传感器一（71）为电流检测器，所述载重传感器二（72）为安装在油管中的液压传感器，所述高度传感器一（81）为拉线开关，所述高度传感器二（82）为安装在油箱的液位传感器。

2.根据权利要求1所述的一种适用于载货式AGV的安全高度限制***，其特征在于： 所述车控***为安装在所述车体（91）上的单片机。

3.根据权利要求1所述的一种适用于载货式AGV的安全高度限制***，其特征在于：所述拉线开关包含固定部（811）和拉线（812）， 所述固定部（811）安装在所述车体（91）上，所述拉线（812）安装在所述固定部（811）上，另一端与所述载物架（92）连接。

4.根据权利要求1所述的一种适用于载货式AGV的安全高度限制***，其特征在于：所述升降装置（1）为包含油箱（11）和与所述油箱（11）连接的起升油缸（12），所述起升油缸（12）驱动所述载物架（92）升降，所述油箱（11）安装在所述车体（91）上。

5.一种如权利要求1所述的适用于载货式AGV的安全高度限制***的操作方法，其特征在于，包含以下步骤： S01、映射表编辑步骤； 反应载物架（92）高度值H与该位置下对应的最大载物重量Tmax的映射表被自定义编辑，且存储在车控***中的存储模块中； S02、重量识别步骤； 安装在AGV上的载重传感器（7）获取到当前的载物重量T； S03、高度识别步骤；安装在AGV上的高度传感器（8）获取所述载物架（92）的高度值H； S04、安全阈值获取步骤；车控***在映射表中查找，找出载物架（92）高度值H所对应的最大载物重量Tmax； S05、比较与处理步骤； 车控***将当前载物重量T与最大载物重量Tmax比较，判断是否超出重量安全阈值，车控***根据判断结果切换AGV的工作状态。

6.根据权利要求5所述的一种适用于载货式AGV的安全高度限制***的操作方法，其特征在于：在S03中，还包含高度识别自检步骤： AGV上设有两个高度传感器（8），分别为高度传感器一（81）和高度传感器二（82），分别测得载物架（92）的高度值H1和H2，车控***对H1和H2的数值进行比对，当两个数值不一致，控制AGV停止运行。

7.根据权利要求5所述的一种适用于载货式AGV的安全高度限制***的操作方法，其特征在于：在S02中，还包含重量识别自检步骤： AGV上设有两个载重传感器（7），分别为载重传感器一（71）和载重传感器二（72），分别测得载物架（92）的载物重量值T1和T2，车控***对T1和T2的数值进行比对，当两个数值不一致，控制AGV停止运行。

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