无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车的制作方法
【专利摘要】提供一种无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车，具有车体和设于车体外侧的动力源，所述车体前端设有工作装置且工作装置上设有三向堆垛机头，所述车体驾驶室内设有控制单台无人驾驶车辆运行的车辆控制器PLC,所述车体顶平面左端设有车辆以太网无线信号接收器，所述车辆控制器PLC与车辆以太网无线信号接收器连接并进行数据通信，所述车辆控制器PLC与设于车体上的监测、检测、显示、驱动和控制车体运行状态的机构总成连接实现车体的自动化装卸。本发明结构设计简单紧凑，便于制造、安装和调试，充分考虑安全防护功能；叉车实现全自动无人驾驶控制和信息采集，电气设计可靠，对象过载特性良好；自动导航系统精度高，无需铺设轨道，运行稳定。
【专利说明】无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车
【技术领域】
[0001]本发明属于无人驾驶车辆【技术领域】，具体涉及一种用于托盘或物品自动搬运、入库和出库的无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车。
【背景技术】
[0002]智能物流、智能仓库等概念的提出，对物流搬运设备具有很大的考验，其灵活性、适应性、自动化和信息化要求逐步提高。市场现有的传统AGV只是实现物流搬运中间环节的点对点搬运，无法进行托盘叉举操作，而叉车搬运基本都是人工操作模式，因此，以上技术已不能满足物流发展的高速、高效要求；目前，叉车行业已快速兴起，而无人驾驶叉车不仅实现了物流自动化技术，而且大大降低人力资源成本，但现在并没有应用在物流搬运终端环节(入库和出库)的无人叉车技术，因此，很有必要对叉车进行改进。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题:提供一种全自动和手动操作可转换的无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车，通过车辆控制器PLC控制完成物流的自动化，导向控制精确，数据信息完善，特别适合于托盘搬运及托盘自动入库和出库操作。
[0004]本发明采用的技术方案:无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车，具有车体和设于车体外侧的动力源，所述车体前端设有工作装置且工作装置上设有三向堆垛机头，所述车体驾驶室内设有控制单台无人驾驶车辆运行的车辆控制器PLC，所述车体顶平面左端设有车辆以太网无线信号接收器，所述车辆控制器PLC与车辆以太网无线信号接收器连接并进行数据通信，所述车辆控制器PLC与设于车体上的监测、检测、显示、驱动和控制车体运行状态的机构总成连接实现车体的自动化装卸。
[0005]其中，所述机构总成包括自动导航系统、三向堆垛机头转向驱动装置、人机对话触摸屏、紧急制动系统、车辆运行状态监测装置、动作极限保护检测装置、装卸功能动作控制装置、转向电机、驱动电机和RFID读写器，所述三向堆垛机头转向驱动装置设于车体下端并位于动力源的左侧，所述人机对话触摸屏设于车体驾驶室上端并与设于车体驾驶室内的自动操作/人工操作模式转换装置相邻设置，所述紧急制动系统、车辆运行状态监测装置、动作极限保护检测装置和装卸功能动作控制装置均设于车体驾驶室内，所述转向电机和驱动电机均设于车体下端并分布于车体驾驶室两侧，所述RFID读写器设于三向堆垛机头上端。
[0006]进一步地，所述自动导航系统包括激光反射板、激光扫描仪和车辆安全监测报警装置，所述激光反射板设于叉车运行环境中，它不断接收并反射激光扫描仪发射的激光，所述车辆安全监测报警装置设于车体驾驶室内且车辆安全监测报警装置和激光扫描仪与车辆控制器PLC连接。
[0007]进一步地，所述车辆控制器PLC的各输出端分别与三向堆垛机头转向驱动装置、人机对话触摸屏、紧急制动系统、车辆安全监测报警装置、车辆以太网无线信号接收器、动作极限保护检测装置、装卸功能动作控制装置、转向电机和驱动电机的输入端连接，所述人机对话触摸屏、车辆安全监测报警装置、车辆运行状态监测装置、车辆以太网无线信号接收器、动作极限保护检测装置、激光扫描仪、装卸功能动作控制装置和RFID读写器的输出端分别与车辆控制器PLC所对应的输入端连接。
[0008]本发明与现有技术相比的优点:
[0009]1、叉车实现全自动无人驾驶控制和信息采集；
[0010]2、车辆采用无线局域网技术实现车与车、车与计算机信息无线传输；
[0011]3、叉车实现无人驾驶与有人驾驶模式随时安全切换，可以实现叉车在脱离光电监控区域后的有人驾驶，能够实现远距离大范围工作；同时叉车在无人驾驶控制系统发生故障时可以实现有人驾驶，在保证安全的前提下不影响正常的生产进行及尽快脱离生产区域实行抢修，维修期间叉车不占用仓库空间和运行通道；
[0012]4、叉车工作装置设置有三向堆垛机头转向驱动装置，叉车在车体不转向时可以实现三向堆垛机头上的货叉前向、左向、右向三个方向存取货操作，货叉可以左/右90°转向，货叉在左/右90°时可以左右平行移动实现存取货操作，此操作均为自动化控制，叉车占用空间小，仓库容积效率高；
[0013]5、本结构设计简单紧凑,便于制造、安装和调试,充分考虑安全防护功能；电气设计可靠，对象过载特性良好；自动导航系统精度高，无需铺设轨道，运行稳定；
[0014]6、叉车自身具备信息采集功能和数据发送与接收功能，可方便对接地面管理系统；有效改进了传统的点对点搬运方式，可实现托盘或物品自动出入库；自动操作/人工操作转换装置实现双重操作模式，有效扩大了叉车作业范围，使可靠性更高。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明结构主视图；
[0016]图2为本发明结构俯视图；
[0017]图3为本发明结构右视图；
[0018]图4为本发明原理结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图1-4描述本发明的一种实施例。
[0020]无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车，具有车体I和设于车体I外侧的动力源2，所述车体I前端设有工作装置3且工作装置3上设有三向堆垛机头4，所述车体I驾驶室内设有控制单台无人驾驶车辆运行的车辆控制器PLC5，所述车体I顶平面左端设有车辆以太网无线信号接收器6，所述车辆控制器PLC5与车辆以太网无线信号接收器6连接并进行数据通信，所述车辆控制器PLC5与设于车体I上的监测、检测、显示、驱动和控制车体I运行状态的机构总成连接实现车体I的自动化装卸；具体的，所述机构总成包括自动导航系统、三向堆垛机头转向驱动装置7、人机对话触摸屏8、紧急制动系统9、车辆运行状态监测装置10、动作极限保护检测装置11、装卸功能动作控制装置12、转向电机13、驱动电机14和RFID读写器15，所述三向堆垛机头转向驱动装置7设于车体I下端并位于动力源2的左侧，所述人机对话触摸屏8设于车体I驾驶室上端并与设于车体I驾驶室内的自动操作/人工操作模式转换装置18相邻设置，所述紧急制动系统9、车辆运行状态监测装置10、动作极限保护检测装置11和装卸功能动作控制装置12均设于车体I驾驶室内，所述转向电机13和驱动电机14均设于车体I下端并分布于车体I驾驶室两侧，所述RFID读写器15设于三向堆垛机头4上端；所述自动导航系统包括激光反射板、激光扫描仪17和车辆安全监测报警装置16，所述激光反射板设于叉车运行环境中，不断接收并反射激光扫描仪17发射的激光，所述车辆安全监测报警装置16设于车体I驾驶室内且车辆安全监测报警装置16和激光扫描仪17与车辆控制器PLC5连接；所述车辆控制器PLC5的各输出端分别与三向堆垛机头转向驱动装置7、人机对话触摸屏8、紧急制动系统9、车辆安全监测报警装置16、车辆以太网无线信号接收器6、动作极限保护检测装置11、装卸功能动作控制装置12、转向电机13和驱动电机14的输入端连接，所述人机对话触摸屏8、车辆安全监测报警装置16、车辆运行状态监测装置10、车辆以太网无线信号接收器6、动作极限保护检测装置11、激光扫描仪17、装卸功能动作控制装置12和RFID读写器15的输出端分别与车辆控制器PLC5所对应的输入端连接。
[0021]车辆控制器PLC5与车辆以太网无线信号接收器6连接，实现计算机和车辆控制器PLC5的无线通信，从而实现多辆无人驾驶电动无轨三项堆垛叉车之间的通信，构建智能交通网络，辆控制器PLC5与自车动导航系统中的和激光扫描仪17连接，激光扫描仪17发出固定频率的激光信号被激光扫反射板接收并反射出去，激光扫描仪17将反射回的激光信号接收并传送给车辆控制器PLC5，同时由车辆控制器PLC5周期性接收自动导航系统参数，根据采集的信息进行算法处理后修正车辆位置和运行状态，并对比无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车的操作对象坐标信息，配合RFID读写器15获取的信息执行无人叉车的叉举动作，RFID读写器15可自动识别托盘或货物上的射频标签，获取对象的编号、名称等信息，并将信息传送给车辆控制器PLC5，经过判断之后确定是否搬运对象；车辆安全监测报警装置16具有障碍物检测和叉车自身参数检测的功能，车辆安全监测报警装置16通过各传感器采集的信息发送给车辆控制器PLC5，由车辆控制器PLC5根据参数判断并控制叉车状态，主要包括:报警蜂鸣器报警、故障指示灯状态显示和紧急制动系统9动作，有效保护车辆安全，将事故率降至最低；动作极限保护检测装置11的反馈信息包括速度极限、转向极限、门架的起升高度极限和三向堆垛机头4的旋转极限，车辆运行状态监测装置10传送给车辆控制器PLC5的输出信息包括停止状态、前进状态和后退状态，自动操作/人工操作模式转换装置18切换过程保证数据信息完整；三向堆垛机头转向驱动装置7可360°转向的转向，车辆控制器PLC5控制三向堆垛机头转向驱动装置7和设于车体I下端右侧的左右承重轮完成车体I在地面的行走与转向工作，实现无人驾驶功能，通过自动操作/人工操作模式转换装置18，实现叉车无人驾驶与有人驾驶的转换，本结构设计简单紧凑，便于制造、安装和调试，充分考虑叉车的安全防护功能，使叉车可靠性更高。
[0022]上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
【权利要求】
1.无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车，具有车体(1)和设于车体(1)外侧的动力源(2),所述车体(1)前端设有工作装置(3)且工作装置(3)上设有三向堆垛机头(4),其特征在于:所述车体(1)驾驶室内设有控制单台无人驾驶车辆运行的车辆控制器？1(:(5),所述车体(1)顶平面左端设有车辆以太网无线信号接收器￠)，所述车辆控制器？IX(5)与车辆以太网无线信号接收器(6)连接并进行数据通信，所述车辆控制器？IX(5)与设于车体(1)上的监测、检测、显示、驱动和控制车体(1)运行状态的机构总成连接实现车体(1)的自动化装卸。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车，其特征在于:所述机构总成包括自动导航系统、三向堆垛机头转向驱动装置(7)、人机对话触摸屏(8)、紧急制动系统(9)、车辆运行状态监测装置(10)、动作极限保护检测装置(11)、装卸功能动作控制装置(口)、转向电机(口)、驱动电机(14)和即10读写器(15),所述三向堆垛机头转向驱动装置(7)可360。转向且设于车体(1)下端并位于动力源(2)的左侧，所述人机对话触摸屏(8)设于车体(1)驾驶室上端并与设于车体(1)驾驶室内的自动操作/人工操作模式转换装置(18)相邻设置，所述紧急制动系统(9)、车辆运行状态监测装置(10)、动作极限保护检测装置(11)和装卸功能动作控制装置(12)均设于车体(1)驾驶室内，所述转向电机(13)和驱动电机(14)均设于车体(1)下端并分布于车体(1)驾驶室两侧，所述即10读写器(15)设于三向堆垛机头(4)上端。
3.根据权利要求2所述的无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车，其特征在于:所述自动导航系统包括激光反射板、激光扫描仪(17)和车辆安全监测报警装置(16),所述激光反射板设于叉车运行环境的周围环境中，用以接收并反射激光扫描仪(17)发射的激光，所述车辆安全监测报警装置(16)设于车体⑴驾驶室内且车辆安全监测报警装置(16)和激光扫描仪(17)与车辆控制器？IX (5)连接。
4.根据权利要求3所述的无人驾驶电动无轨三向堆垛叉车，其特征在于:所述车辆控制器？1^(5)的各输出端分别与三向堆垛机头转向驱动装置(7)、人机对话触摸屏(8)、紧急制动系统(9)、车辆安全监测报警装置(16)、车辆以太网无线信号接收器(6)、动作极限保护检测装置(111装卸功能动作控制装置(口)、转向电机(13)和驱动电机(14)的输入端连接，所述人机对话触摸屏(8)、车辆安全监测报警装置(16)、车辆运行状态监测装置(10)、车辆以太网无线信号接收器(6)、动作极限保护检测装置(11)、激光扫描仪(17)、装卸功能动作控制装置(12)和即10读写器(15)的输出端分别与车辆控制器？IX (5)所对应的输入端连接。
【文档编号】B60L15/00GK104442452SQ201410648533
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】杨鹏波, 王柯, 赵成军, 刘天举 申请人:杨鹏波