无轨智能可移动式堆垛机

一、技术领域

本实用新型是一种由行走时的小车和升降机组成的立体仓库存取装 置。该车属室内搬运机械，可广泛应用于医药物品、果品、烟草、机械零 件、电器等低、中货位仓库，是现代仓储必不可少的设备之一。

二、背景技术

目前无轨堆垛机一般有如下缺点

(1)一般无轨堆垛机不能转弯，只能在规定巷道中沿巷道行走，很 不方便。

(2)一般无轨堆垛机行走及货叉动作不能通过远程智能进行控制。

(3)一般无轨堆垛机不能在室内按规定复杂路线自由行走。

三、发明内容

1、发明目的

本实用新型的发明目的是提供一种构造简洁，适用广泛，蓄电池为电 源，精确稳定，可实现远程控制，具有一定智能的可移动式堆垛机。

2、技术方案

本实用新型的无轨智能可移动式堆垛机由堆垛机行走小车机构部分、 堆垛机电气控制部分及堆垛机升降和叉手前后移动机构三大部分组成。堆 垛机机构部分由堆垛机机械部分、前后四个碰撞开关、前后两个光电传感 器、前后两个条形码扫描、前后两个导向轮、左右两个驱动轮及电器控制 盒电瓶组成。堆垛机电气控制部分主要由一个嵌入式工控机作为中央控制 器，4只碰撞开关及两个条形码扫描器将输入信号通过数据采集卡输入工 控机内存，确定堆垛机起停位置并在受到碰撞时得到保护；堆垛机整体部 分装在行走小车上，堆垛机通过前后2组光电传感器让小车通过识别地上 预先铺设的30mm宽的白条作为小车运行轨迹，在相应的工位铺设条形码 用于识别工位代号，进行差动调速，让小车沿条形码轨道前进或后退；当 小车运行到所要求工位附近时，自动减速行驶，并且纠正运行偏差，当小 车的传感器接收到停止信号时，小车停止。工控机将信号输出给堆垛机可 升降电机及叉手前后移动电机控制信号使堆垛机可升降并使叉手可前后动 作。工控机由上位机通过无线网卡进行通讯。

3、技术效果

采用本实用新型的无轨智能堆垛机的优点在于：

(1)智能控制：堆垛机采用基于微机的控制方式，具体将一台工业控 制计算机安装在堆垛机上，安装我windows 2000 server操作系统，采用数 据采集卡、无线网卡插入工控机PCI插槽，安装驱动软件。编写基于Visual C++的实时控制程序，程序中包含循环检测线程，一方面进行行走运动控 制，即：实时读取前、后向通道光电传感器的信号，根据读取的信号与标 准信号进行比较，决定执行不同的程序段，控制行走电机进行差动调速， 进行运动纠偏，使堆垛机始终沿着白的窄带前行，并根据接收到的信号 进行起、停控制；另一方面，实时检测安装在堆垛机上的开关信号，根据 接受到的信号，进行分析、判断，发出不同的运动指令，实现控制堆垛机 的升、降、伸、缩、定时等。

(2)无线通讯：为实现堆垛机上工控机与上位控制机及系统内其他计 算机联网，在工控机上安装了无线网卡，并借助无线接入点AP与有源接 线器HUB，实现系统内局域网有线、无线的无缝集成。

(3)可实现远程控制：堆垛机的工控机上安装windows 2000 server操作 系统，利用其自带的终端服务完全控制远程计算机，其操作过程：在堆垛 机工控机上安装终端服务并配置终端服务器，创建客户机安装盘；在上位 机(客户机)上：利用客户机安装盘安装“终端客户服务端”并对它进行 配置。

(4)数据采集准确：利用PCI-7296数据采集卡插入计算机PCI插槽内， 通过扁平电缆与直流电机的功率(驱动)模块相连；利用Visual C++开发 实时控制程序，通过数据采集卡提供的库函数实现端口的读、写操作。

(5)寻迹准确可靠：小车行走采用差动调速控制驱动轮按轨迹行走， 可算出对应1微秒的计数器频率，建立微秒级函数以便程序调用。程序核 心部分包括：循环检测线程和自定义消息响应函数，在循环检测线程体内 根据检测到不同数据位的变化，向主窗口发送不同的消息，从而调用不同 消息响应函数，实现堆垛机的实时控制，从而使堆垛机能准确寻迹。

本实用新型无轨智能可移动式堆垛机安装工控机作为中央控制器，采 用数据采集卡、无线网卡插入工控机PCI插槽可实现远程控制功能，具有 操作方便、数据采集准确、寻机准确等优点。

四、附图说明

图1是本实用新型无轨智能堆垛机的总体结构示意图。其中有升降导 杆1、叉手2、行走小车3、链式传动升降机构4及前后移动机构5。

图2是本实用新型无轨智能堆垛机的行走小车机构分布示意图。其中 有条形码扫描器21、光电传感器22、工控机及电瓶23、碰撞开关24、升 降及叉手部分25、启动及停止接受信号26、驱动轮27及导向轮28。

图3是本实用新型无轨智能可移动式堆垛机电气控制框图。

图4是本实用新型无轨智能可移动式堆垛机总体控制框图。其中有光 电传感器(前)、有光电传感器(后)、采集转换电路，小车隔离驱动路、 小车电机、I/O转换基板、升降隔离驱动、叉手升降电机、PCI数据采集卡、 工控机、条形码读取装置和各种传感器。

五、具体实施方案

如图1所示，行走小车3上部前端安装有链式传动升降机构4，叉手2 通过升降导杆1与链式传动升降机构4连接，通过前后移动机构5与链式 传动升降机构4实现货物上下与前后搬运。

如图2所示，行走小车机构部分由条形码扫描器21、光电传感器22、 工控机及电瓶23、碰撞开关24、升降及叉手部分25、启动及停止接受信 号、驱动轮27及导向轮28共同组成。

如图3所示，2组光电传感器接收的地面反光条信号和起停信号通过 IO扩展板及PCI总线与工控机读写数据，工控机对信号进行比照处理，利 用差动调速原理对电机驱动，使小车始终沿铺设的轨迹行走，4只碰撞传 感器可保护堆垛机避撞，前面安装的2个条形码扫描器可对工件进行识别， 工控机内嵌无线网卡可与上位机进行无线通讯，堆垛机操作部分的输入输 出信号通过IO扩展槽与工控机交换数据，实现堆垛机上升、下降及卡爪伸 缩等动作。