基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法、装置及系统

本发明涉及叉车设备数据处理技术领域，特别是一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法、装置及系统。

随着AGV(Automated Guided Vehicle，即自动导引运输车)技术的不断发展，AGV已广泛应用于仓储业、制造业、邮局、图书馆、港口码头、智能制造的数字化工厂的流水线等。AGV经常被用于运载货物，由于缺少专用的移载手段，现有技术中通常利用人工来将货物搬运至AGV上，这样不仅耗费人力，同时工作效率也比较低下，尤其是搬运体积和重量较大的货物时，这种问题更加突出。

对比文件公开了一种AGV移载用平台(中国实用新型专利，201921868299.7)，所述AGV移载用平台设置于AGV车体上，利用辊筒组件驱动托盘移动以完成移载，并且在平台机架的前端和末端设置有光电检测单元，在平台机架的前端和末端的光电检测单元中有一者检测到托盘的情况下，意味着托盘没有处于平台机架上的安全位置，托盘的一部分处于悬空的状态，此时处理器向AGV车体发出禁止移动的信号，避免AGV车体移动导致托盘从平台机架下掉落。可知，对比文件仅在AGV车体侧设置了辊筒，但未在取货点设置辊筒，这样的话仍然需要在AGV车到达取货点后，才能将托盘搬运到辊筒上进行移载，导致搬运效率不高。

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法、装置及系统，能够满足托盘搬运的高效需求，同时能够消除货叉挠度及保证车载辊筒与地面辊筒精确对位。

本发明采用如下技术方案：

一方面，一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法，包括：

执行取货任务的AGV到达取货点后，控制货叉落至线边支撑结构上，当检测到货叉的举升高度与目标高度一致时，发送取货指令至车载辊筒；所述车载辊筒包括货叉与辊筒；

所述车载辊筒接收所述取货指令，检测所述车载辊筒在X轴、Y轴和Z轴方向是否均与所述地面辊筒对准，如果对准，启动车载辊筒电机，并发送取货申请至所述地面辊筒；

所述地面辊筒接收所述取货申请，启动地面辊筒电机进行物料传输；

所述车载辊筒检测到托盘到位后，停止车载辊筒电机，并发送停止取货申请给所述地面辊筒，以及发送取货完成指令给所述AGV；

所述地面辊筒接收所述停止取货申请，停止地面辊筒电机；

所述AGV接收所述取货完成指令，驶离取货点。

优选的，所述检测所述车载辊筒在X轴、Y轴和Z轴方向是否均与所述地面辊筒对准之前，还包括：

检测货叉是否落在线边支撑结构上。

优选的，所述启动车载辊筒电机之前，还包括：

检测设置在车载辊筒上的阻挡器的状态，如果为升起，则控制所述阻挡器下降，以使托盘能在所述车载辊筒上传输；

所述停止车载辊筒电机之后，还包括：

控制所述阻挡器上升，以停止托盘传输。

优选的，所述启动车载辊筒电机之前，还包括：

检测所述车载辊筒上是否有托盘，如果有，检测托盘数量。

优选的，所述启动地面辊筒电机进行物料传输之前，还包括：

发送发货就绪信号及待传输托盘数量给所述车载辊筒；

所述停止车载辊筒电机之前，还包括：

检测接收到的托盘数量是否正确。

另一方面，一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运装置，包括：

AGV，用于接收取货任务，基于所述取货任务行驶至取货点后，控制货叉落至线边支撑结构上，当检测到货叉的举升高度与目标高度一致时，发送取货指令至车载辊筒；

车载辊筒，包括货叉与辊筒，用于接收所述取货指令，并检测所述车载辊筒在X轴、Y轴和Z轴方向是否均与地面辊筒对准，如果对准，启动车载辊筒电机，并发送取货申请至地面辊筒；还用于在检测到托盘到位后，停止车载辊筒电机，并发送停止取货申请给所述地面辊筒，以及发送取货完成指令给所述AGV；

地面辊筒，用于接收所述取货申请，启动地面辊筒电机进行物料传输；还用于接收停止取货申请，停止地面辊筒电机；

线边支撑结构，用于支撑所述车载辊筒的货叉，以消除货叉挠度。

优选的，所述车载辊筒底部设置有货叉到位传感器，所述货叉落至线边支撑结构上时，所述货叉到位传感器触发，所述AGV停止货叉下降；所述AGV上设置有用于检测货叉举升高度的高度传感器。

优选的，所述车载辊筒上设置第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器；所述地面辊筒上设置有第一反光体、第二反光体和第三反光体；所述第一光电传感器与所述第一反光体相匹配用于检测所述车载辊筒在X轴方向与所述地面辊筒对准；所述第二光电传感器与所述第二反光体相匹配用于检测所述车载辊筒在Y轴方向与所述地面辊筒对准；所述第三光电传感器与所述第三反光体相匹配用于检测所述车载辊筒在Z轴方向与所述地面辊筒对准。

优选的，所述的基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运装置，还包括：第一光通讯传感器和第二光通讯传感器；所述车载辊筒和所述地面辊筒通过所述第一光通讯传感器和所述第二光通讯传感器建立光通讯。

再一方面，一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运系统，包括所述的托盘搬运装置，还包括：AGV管理系统和AGV调度系统；所述AGV管理系统与所述AGV调度系统相连接用于下发去指定取货点搬运物料的指令；所述AGV调度系统接收所述去指定取货点搬运物料的指令，按照最优路径选择空闲状态的AGV，并生成让所述AGV去指定取货点搬运物料的指令；所述AGV接收所述去指定取货点搬运物料的指令，并控制所述车载辊筒取货。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法及装置，包括AGV、车载辊筒和地面辊筒；所述车载辊筒设置在AGV车上，AGV车到达取货点后，只需要将车载辊筒与地面辊筒对接(两者之间可以有一定的间隙)后，即可启动车载辊筒电机和地面辊筒电机进行托盘搬运，将地面辊筒上的托盘移载到车载辊筒，从而实现高效搬运；

(2)本发明一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法及装置，还包括线边支撑结构，AGV控制货叉落在线边支撑结构上，能够消除货叉挠度；同时通过高度传感器检测货叉举升高度，保证货叉停留在准确的位置；

(3)本发明一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法及装置，通过在车载辊筒上设置第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器，能够保证车载辊筒在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向均与所述地面辊筒对准后，才启动取货，保证了取货的准确性和安全性，防止事故发生；

(4)本发明一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法及装置，在车载辊筒上设置有用于检测托盘(托盘)到位的若干到位传感器，并对到位托盘进行数量统计，保证了托盘准确到位及确保数量正确后即停止电机，保证取货的准确性和高效性；

(5)本发明一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运系统，包括AGV管理系统、AGV调度系统和AGV，三者的紧密配合能够保证采用最优最高效的方式进行托盘的搬运。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。

图1为本发明的基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法简要流程图；

图2为本发明的基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法详细流程图；

图3为本发明的基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运装置的结构框图；

图4为本发明的车载辊筒与地面辊筒的结构示意图；

图5为本发明的基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运系统的结构框图；

图6为本发明的基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运系统的工作流程图。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。

参见图1和图2所示，一方面，本发明一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法，包括：

S101，执行取货任务的AGV到达取货点后，控制货叉落至线边支撑结构上，当检测到货叉的举升高度与目标高度一致时，发送取货指令至车载辊筒；所述车载辊筒包括货叉与辊筒；

S102，所述车载辊筒接收所述取货指令，检测所述车载辊筒在X轴、Y轴和Z轴方向是否均与所述地面辊筒对准，如果对准，启动车载辊筒电机，并发送取货申请至所述地面辊筒；

S103，所述地面辊筒接收所述取货申请，启动地面辊筒电机进行物料传输；

S104，所述车载辊筒检测到托盘到位后，停止车载辊筒电机，并发送停止取货申请给所述地面辊筒，以及发送取货完成指令给所述AGV；

S105，所述地面辊筒接收所述停止取货申请，停止地面辊筒电机；

S106，所述AGV接收所述取货完成指令，驶离取货点。

需要说明的是，本实施例中，所述的辊筒可以设置在所述货叉上方，且与所述货叉一体化设置。

执行取货任务的AGV通过导航行驶至将要到达取货点(如A)时，可以是先提升货叉，使货叉的举升高度大于线边支撑结构的高度，在行驶至取货端时，再下降货叉，落至线边支撑结构上。这样的话能够防止货叉撞到线边支撑结构，导致事故发生。当然，也可以是通过其他当时控制货叉落至线边支撑结构上，本实施例不做具体限制。

所述的目标高度，可以是预存的或预先获取的取货点A的地面辊筒的高度。

具体的，本实施例中，所述的货叉(车载辊筒)落在线边支撑结构的一侧，所述线边支撑结构的另一侧还可以用来支撑地面辊筒。

本实施例中，AGV控制货叉落在线边支撑结构上，能够消除货叉挠度；同时通过高度传感器检测货叉举升高度，保证货叉停留在准确的位置。此外，本实施例车载辊筒在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向均与所述地面辊筒对准后，才启动取货，保证了取货的准确性和安全性，防止事故发生。

需要说明的是，AGV控制货叉落在线边支撑结构上后，如果检测到货叉的举升高度与目标高度不一致(具体体现为不相等或距离差超过预设范围)，或者车载辊筒在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向中的一个或多个方向未与所述地面辊筒对准，均应给出提示，等待控制器做进一步的操作指示。可以是停止取货，或重新校准等。

本实施例中，所述检测所述车载辊筒在X轴、Y轴和Z轴方向是否均与所述地面辊筒对准之前，还包括：

检测货叉是否落在线边支撑结构上。

需要说明的是，S101中，控制货叉落至线边支撑结构上，是通过AGV上的控制器控制的，具体通过设置在货叉下方的货叉到位传感器进行触发反馈。而此处检测货叉是否落在线边支撑结构上，是通过车载辊筒上的控制器与所述货叉到位传感器进行交互获取的。此处进一步检测货叉是否落在线边支撑结构上，能够确保取货时，货叉挠度(Z方向)已经消除，保证与地面辊筒对接准确。

进一步的，所述启动车载辊筒电机之前，还包括：

检测设置在车载辊筒上的阻挡器的状态，如果为升起，则控制所述阻挡器下降，以使托盘能在所述车载辊筒上传输；

所述停止车载辊筒电机之后，还包括：

控制所述阻挡器上升，以停止托盘传输。

为了防止车载辊筒上的托盘跌落，本实施例在车载辊筒对应位置设置了阻挡器。在取货时，可以控制所述阻挡器下降至不影响取货，而在取货完成后，控制所述阻挡器上升至能够阻挡托盘跌落等。

具体的，可以设置一个阻挡器状态检测传感器，车载辊筒的控制器基于传感器反馈的信号控制所述阻挡器上升或下降。

进一步的，所述启动车载辊筒电机之前，还包括：

检测所述车载辊筒上是否有托盘。

具体的，在车载辊筒上对应的位置设置若干托盘检测传感器(本实施例中的托盘可以为2个，托盘用于装载物料)，并将信号反馈给车载辊筒的控制器。需要说明的是，正常情况下，对于取货的场景，车载辊筒上是不应该有托盘的，所以此时如果检测到托盘，可以进行提示。车载辊筒可以选择停止取货，或者将托盘卸载下，或者将托盘传送到地面辊筒。

检测所述车载辊筒上是否有托盘之后，还包括：

检测车载辊筒上托盘的数量。具体基于托盘检测传感器反馈的信号，车载辊筒的控制器通过统计获得。

进一步的，在启动车载辊筒电机，并发送取货申请至所述地面辊筒之前，还包括：

判断所述车载辊筒和所述地面辊筒之间的光通讯是否建立，只有在光通讯建立之后，才能将取货申请发送至地面辊筒。

具体的，通过在所述车载辊筒侧设置第一光通讯传感器和在所述地面辊筒侧设置第二光通讯传感器，当所述第一光通讯传感器和所述第二光通讯传感器之间的距离达到预设距离后，两者即建立光通讯。

进一步的，所述启动地面辊筒电机进行物料传输之前，还包括：

发送发货就绪信号及待传输托盘数量给所述车载辊筒；

所述停止车载辊筒电机之前，还包括：

检测接收到的托盘数量是否正确。

具体的，只有在检测到托盘到达车载辊筒指定位置及托盘数量正确后，才能说明所需物料已经准确传送到车载辊筒。在判断取货已经完成后，车载辊筒控制阻挡器上升，并发送停止取货申请给所述地面辊筒，以及发送取货完成指令给所述AGV。

所述地面辊筒接收所述停止取货申请后，停止地面辊筒电机；

所述AGV接收所述取货完成指令，驶离取货点。具体可以是接收到所述取货完成指令后，立刻驶离取货点，也可以是等待预设时间后再离开，具体可以根据需要进行处理，本实施例不做限制。此外，在驶离取货点后，AGV在行驶过程中可以将货叉下降一定高度。

参见图3和图4所示，本实施例一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运装置，包括：

AGV 101，用于接收取货任务，基于所述取货任务行驶至取货点后，控制货叉落至线边支撑结构104上，当检测到货叉的举升高度与目标高度一致时，发送取货指令至车载辊筒102；

车载辊筒102，包括货叉与辊筒，用于接收所述取货指令，并检测所述车载辊筒102在X轴、Y轴和Z轴方向是否均与地面辊筒103对准，如果对准，启动车载辊筒电机，并发送取货申请至地面辊筒103；还用于在检测到托盘到位后，停止车载辊筒电机，并发送停止取货申请给所述地面辊筒103，以及发送取货完成指令给所述AGV 101；

地面辊筒103，用于接收所述取货申请，启动地面辊筒电机进行物料传输；还用于接收停止取货申请，停止地面辊筒电机；

线边支撑结构104，用于支撑所述车载辊筒102的货叉，以消除货叉挠度。

本实施例中，所述车载辊筒102底部设置有货叉到位传感器1021，所述货叉落至线边支撑结构104上时，所述货叉到位传感器1021触发，所述AGV 101停止货叉下降；所述AGV101上设置有用于检测货叉举升高度的高度传感器1011(如高度编码器)。

所述车载辊筒102上设置第一光电传感器1022、第二光电传感器1023和第三光电传感器1024；所述地面辊筒103上设置有第一反光体、第二反光体和第三反光体(图中未示出)；所述第一光电传感器1022与所述第一反光体相匹配用于检测所述车载辊筒102在X轴方向与所述地面辊筒103对准；所述第二光电传感器1023与所述第二反光体相匹配用于检测所述车载辊筒102在Y轴方向与所述地面辊筒103对准；所述第三光电传感器1024与所述第三反光体相匹配用于检测所述车载辊筒102在Z轴方向与所述地面辊筒103对准。

所述的基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运装置10，还包括：第一光通讯传感器1025和第二光通讯传感器1031；所述车载辊筒102和所述地面辊筒103通过所述第一光通讯传感器1025和所述第二光通讯传感器1031建立光通讯。

具体的，所述第一光通讯传感器1025设置在所述车载辊筒102侧，所述第二光通讯传感器1031设置在所述地面辊筒103侧。所述第二光通讯传感器1031可以设置在地面辊筒103上，也可以设置在地面辊筒103周边，本实施例不做具体限制。

此外，所述车载辊筒102上还设置有用于检测阻挡器1027位置的阻挡器位置检测传感器器1026，用于检测托盘1029是否到位的一个及以上托盘到位检测传感器1028。

具体的，基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运装置10实现物料搬运的具体方法同基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运方法，本实施例不再重复说明。

参见图5和图6所示，本实施例一种基于货叉式AGV与辊筒的托盘搬运系统，包括所述的托盘搬运装置10，还包括：AGV管理系统20和AGV调度系统30；所述AGV管理系统20与所述AGV调度系统30相连接用于下发去指定取货点40搬运物料的指令；所述AGV调度系统30接收所述去指定取货点40搬运物料的指令，按照最优路径选择空闲状态的AGV101，并生成让所述AGV 101去指定取货点40搬运物料的指令；所述AGV 101接收所述去指定取货点40搬运物料的指令，并控制所述车载辊筒102取货。

最后，还需要说明的是，在本实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，上述的步骤标识只是为了方便阅读，具体实施时，可以对步骤进行对应的调整。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。