温室自动搬运车及其使用方法与流程

本发明涉及一种自动引导小车，尤其涉及一种用于温室的自动搬运车及其使用方法。

背景技术：

自动引导小车(agv)已经普遍运用在医院、工厂等环境，担负着清洁卫生、运输零件、探测等任务，可以自动化运行的同时也节省了人工操作。而且关于agv的创新层出不穷，亦体现出agv潜在的使用价值十分受关注。

例如，在授权公告号为cn20599001u的发明专利《一种链式举升型agv》中，公开了一种具有举升机构的agv，所述举升机构为刚性链接升降装置，由若干链节连接成的刚性链、连接顶板、驱动链轮以及驱动电机构成，可以通过所述的举升机构对安装在其上方的载重平台进行托举。具体的升降装置的结构参见该发明专利的图1。

又例如，在授权公告号为cn205396168u的发明专利《一种agv小车》中，公开了一种设计物流搬运设备领域的agv，具有可以折叠的折叠装置，液压升降杆一端设在车体上，另一端设置在折叠装置的支撑架上，以控制折叠装置升降状态，可以减少对车体空间的占用，车体上的载物台随折叠装置升降，便于物品的装卸。具体的升降装置的结构参见该发明专利的图1。

再如，在授权公告号为cn205396168u的发明专利《一种履带式无人搬运小车》中，公开了一种运动履带进行运动的agv小车，与地面的接触面积更大，提高了agv的适应性和机动性能。具体的履带结构参见该发明专利的图1。

但在温室大棚环境，现有的agv小车缺少相应的果蔬存储的部分，在来往农作物区和仓储区之间也缺少防止果蔬从载物台跌落的结构，并且对于生长于相对高处的果蔬，如黄瓜、苦瓜、葡萄等，也缺乏适应性的改进，采摘者采摘时需要反复弯腰将采摘到的果蔬放进agv载物台上，既不方便，效率低，又容易使采摘者的腰部疲劳。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种适用于温室的agv，主要适用于我国的现在温室大棚，农户种植以土地为主，自动化程度低的现状。本发明根据现在农户的采摘篮的通用规格设计车体大小长1.5米，宽1米，高度根据选用的电机及其控制部件进行合适的调整。采用履带式行走方式，增大接地面积，减小压强，同时增强越野性能，而且本发明可以适用于不同果蔬的搬运。

本发明提供的agv具体技术方案如下：

一种自动搬运车，包括车身、安装于车身两侧的带轮、套设在所述带轮上用于带动车身移动的履带、以及驱动所述带轮的驱动机构。

进一步地，所述自动搬运车还包括，

第一升降机构，配置于所述车身上表面，包括第一载物台和若干组第一活动支架；所述若干组第一活动支架的一端与所述车身上表面连接，另一端与所述第一载物台相互连接，用于抬升和回降所述第一载物台，且所述车身上表面为第二载物台；

第二升降机构，配置于所述车身下表面，包括用于车身抬升后支撑所述车身的支撑板和连接所述支撑板和所述车身下表面的第二活动支架；

防水挡板组件，配置于所述第一载物台上，包括四个挡板，通过铰链结构分别与所述第一载物台的四个边进行铰接，可以相对所述第一载物台向上或向下翻转；相邻的挡板之间具有可拆卸的固定结构，使所述四个挡板可以向上或向下翻转再合围后相互固定；

清障机构，所述清障机构包括铲斗和渣土存放盒；其中，所述铲斗包括铲板和位于所述铲板两侧的一对护板，所述铲板的横截面呈三角状，铲板上端部开设有与所述渣土存放盒相通的开孔，所述渣土存放盒位于所述铲斗和所述车身之间以连接两者；

所述自动搬运车还包括布置于车身内部的控制中心、布置于所述第一载物台或所述第二载物台的压力感受器、布置于所述车身或清障机构上的视觉模块；其中，所述压力感受器和所述视觉模块分别与所述控制中心电连接，并将检测的压力变化数据和图像数据传输至所述控制中心。

优选地，所述铰链结构为蝶形铰链，一端连接所述防水挡板，其另一端连接于所在的所述第一载物台的对应一侧边上，以使所述防水挡板可绕所述蝶形铰链相对于所述第一载物台的对应一侧边向上或向下翻转。

作为进一步改进，在所述第一载物台中间的部分可以相对四周部分进行向上翻动，以在所述第一载物台的中间形成一个空洞；在所述空洞下方配置有网状结构，并与所述空洞的周边连接，形成一个用于承载果蔬的空间。

优选地，所述固定结构为搭扣锁。

作为进一步改进，所述支撑板上配置有配重块，所述配重块设置在所述车身下表面预设的凹槽内。

根据上述结构的温室自动小车，本发明还提供了对应的温室自动小车的使用方法，包括以下主要步骤：

s10:启动所述温室自动小车；

在控制中心接收到操作指令时，执行步骤s20；

在所述控制中心未接收到操作指令时，所述控制中心控制所述温室自动小车处于待机状态，并执行步骤s60；

所述操作指令的内容包括采摘地点的信息和卸货地点的信息，以及是否需要升起第二升降机构的信息；

s20：所述控制中心根据采摘地点的信息控制小车按预定运输路线活动，并通过视觉模块反馈的图像信号来检测在所述预定运输路线上是否存在障碍物；

当所述视觉模块检测到所述预定运输路线上存在障碍物且所述控制中心根据所述视觉模块所反馈的检测信息判断障碍物的尺寸大于预设的尺寸时，所述控制中心执行步骤s21；

当所述视觉模块检测到预定运输路线上存在障碍物且所述控制中心根据所述视觉模块所反馈的检测信息判断障碍物的尺寸小于或等于预设的尺寸、或在检测到所述预定运输路线上未存在障碍物时，所述控制中心执行步骤s22；

s21：所述控制中心重新规划运输路线，使所述温室自动小车绕过障碍物并活动至所述采摘地点，并在所述温室自动小车活动至所述采摘地点时执行步骤s30；

s22：所述控制中心控制所述温室自动小车按所述预定运输路线活动至所述采摘地点，并在所述温室自动小车活动至所述采摘地点时执行步骤s30；

s30：所述控制中心在所述操作指令包含使第二升降机构升起的信息时，控制第一升降机构和第二升降机构同时升起，并进一步执行步骤s40；

所述控制中心在所述操作指令不包含使第二升降机构的升起的信息时，控制第一升降机构升起，并进一步执行步骤s40；

s40：所述控制中心接收压力感受器检测的第一或第二载物台上的果蔬的质量的信息，并判断果蔬的质量是否已达到预先设定的质量；在果蔬的质量达到预先设定的质量时，执行步骤s50；在果蔬的质量未达到预先设定的质量时，重复步骤s40；

s50：所述控制中心根据所述操作指令控制所述温室自动小车活动至所述卸货地点；

s60：所述控制中心在所述温室自动小车处于待机状态的时间小于设定的最长待机时间的期间内接收到另一个操作指令时，执行步骤s20；

所述控制中心在所述温室自动小车处于待机状态的时间大于或等于设定的最长待机时间时，控制所述温室自动小车关机。

本发明有益效果：

1)本发明的一种温室自动搬运车通过配置了位于所述第一载物台上防水挡板组件，包括四个挡板，通过铰链结构分别与所述第一载物台的四个边进行铰接，可以相对所述第一载物台向上或向下翻转；相邻的挡板之间具有可拆卸的固定结构，使所述四个挡板可以向上或向下翻转再合围后相互固定。通过这样的结构，可以通过调节防水挡板组件的位置，在第一载物台或第二载物台上形成合围的护栏，使采摘者可以将采摘的果蔬放进第一载物台或第二载物台内，在增加了载物台可以承载的果蔬的同时，也避免的在agv来回运输的过程中，果蔬跌落的问题，并且挡板可以防水防尘，有利于果蔬采摘后的保鲜，特别是大棚环境下具有尘土飞扬、或者其他区域正在喷灌时，不会弄湿已采摘的果蔬。

2)本发明的一种温室自动搬运车通过配置于所述车身下表面第二升降机构，在第一升降机构已经无法满足高度的需要时，可以用过第二升降机构使整个小车进行抬升，以满足高度需要，特别是在采摘生长于高处的果蔬，如黄瓜、苦瓜、葡萄等，如果agv的载物台高度太低，采摘者需要弯腰将采摘的水果放进载物台中，如此反复既浪费时间，又容易使采摘者的腰部疲劳。通过第二升降机构使第一载物台升高到采摘者腰部以上的位置，可以使采摘者在采摘果蔬后直接将果蔬放入所述第一载物台中，节省了时间，也避免了采摘者腰部的疲劳。

附图说明

图1是本发明的一种温室自动搬运车立体图；

图2是本发明的一种温室自动搬运车的第二升降机构示意图；

图3是本发明的挡板组件工作过程示意图；

图4是本发明的一种温室自动搬运车的仰视视角的立体图；

图5是本发明的一种温室自动搬运车立体图(为清楚显示清障机构，挡板组件省略未显示)；

图6是本发明的清障机构示意图。

图7是本发明的一种温室自动搬运车的工作流程图。

图8是所述控制中心、感受器和视觉模块的连接关系图。

图9是本发明第一和第二升降机构利用液压推杆进行抬升的示意图。

附图中数字指代部件如下：

1车身；2履带；3带轮组；4第一载物台；5第二载物台；6第一活动支架；7第二活动支架；8支撑板；9配重块；10防水挡板组件；11铲斗；12渣土存放盒。

具体实施例

结合图1至图9，通过以下具体实施例对本用新型进行进一步阐述，需要注意的是，所参考的附图以及所述实施例仅为本领域技术人员更好理解本发明，并非对本使用新型的限制。

我国的现在温室大棚，农户种植以土地为主，自动化程度低的现状。本发明根据现在农户的采摘篮的通用规格设计车体大小长1.5米，宽1米，高度根据选用的电机及其控制部件进行合适的调整。采用履带式行走方式，增大接地面积，减小压强，同时增强越野性能，而且本发明可以适用于不同果蔬的搬运。

在本实施例中，本发明提供的agv具体技术方案如下：

如图1所示的一种自动搬运车，包括车身1、安装于车身两侧的带轮组3、套设在所述带轮上用于带动车身移动的履带2、以及驱动所述带轮的驱动机构(所述驱动机构未在图中显示，如背景技术中所提到的前案，这是现有技术，本领域技术人员可以根据现有的技术资料根据需要的尺寸进行履带和带轮的设计与配置)。

此外，如图2所示，所述自动搬运车还包括第一升降机构、第二升降机构、防水挡板组件。

第一升降机构，配置于所述车身1上表面，包括第一载物台4和若干组第一活动支架6。所述若干组第一活动支架6的一端与所述车身1上表面连接，另一端与所述第一载物台4相互连接，用于抬升和回降所述第一载物台4，且当第一升降机构的若干组第一活动支架升起时，所述车身1与所述第一载物台4之间即形成了新的载物空间，所述车身1上表面为第二载物台5。

第二升降机构，配置于所述车身下表面，包括用于车身抬升后支撑所述车身的支撑板8和连接所述支撑板8和所述车身1下表面的第二活动支架7。作为进一步改进，为了防止抬升小车时重心不稳导致整个小车翻车的情况，在支撑平板上方配置有配重块9，用于降低整个小车的重心以增加稳定性。如图4所示，所述配重块9容纳于车身1下面的凹槽内，避免与履带运动产生运动干涉。

所述第一升降机构和第二升降机构可以采用背景技术部分提到的倾斜布置的液压推杆装置进行控制(cn205396168u)，也可以在所述第一载物台与所述第二载物台之间再配置竖直布置的可收缩的推杆(cn20599001u)进行控制，本领域技术人员可以根据实际所要摘取的果蔬的大小、质量等因素进行合理布局。在本实施例中，通过垂直设置液压或气压缸的方式利用活塞推杆使第一，第二升降机构相对于所述第一载物台和下方的支撑平板进行升降或回收，如图9所示。

防水挡板组件10，其配置于所述第一载物台4上。所述防水挡板组件10包括四个挡板，如图3所示通过铰链结构(铰链结构图中未示出)分别与所述第一载物台4的四个边进行铰接，可以相对所述第一载物台4向上或向下翻转。相邻的挡板之间具有可拆卸的固定结构(所述固定结构图中未示出)，使所述四个挡板可以向上或向下翻转再合围后相互固定，形成容纳所采摘的果蔬的容腔。

优选地，所述铰链结构为蝶形铰链，一端通过螺丝或螺栓固定连接所述防水挡板10，其另一端通过螺丝或螺栓固定连接于所在的所述第一载物台4的对应一侧边上，以使所述防水挡板10可绕所述蝶形铰链相对于所述第一载物台4的对应一侧边向上或向下翻转。

优选地，所述固定结构为搭扣锁。所述搭扣锁配置在相邻的两个挡板的对应位置上，当搭扣闭合时，搭扣锁将两个相邻的挡板固定在一起，当搭扣解开时，搭扣锁处于开启状态，两个相邻挡板可以自由活动。所述搭扣锁为现有技术，因此具体结构不再赘述。

作为本实施例的进一步改进，在所述第一载物台中间的部分可以相对四周部分进行向上翻动，以在所述第一载物台的中间形成一个空洞。在所述空洞下方配置有网状结构，并与所述空洞的周边连接，形成一个用于承载果蔬的空间。

本发明的一种温室自动搬运车通过配置了位于所述第一载物台上防水挡板组件，包括四个挡板，通过铰链结构分别与所述第一载物台的四个边进行铰接，可以相对所述第一载物台向上或向下翻转。相邻的挡板之间具有可拆卸的固定结构，在本实施例中，所述固定结构采用搭扣锁，使所述四个挡板可以向上或向下翻转再合围后相互固定。通过这样的结构，可以通过调节防水挡板组件的位置，在第一载物台或第二载物台上形成合围的护栏，使采摘者可以将采摘的果蔬放进第一载物台或第二载物台内，在增加了载物台可以承载的果蔬数量的同时(因为若无这些挡板，果蔬不能堆叠，会从车上掉落)，也避免的在agv来回运输的过程中，果蔬跌落的问题，并且挡板可以防水防尘，有利于果蔬采摘后的保鲜，特别是大棚环境下具有尘土飞扬、或者其他区域正在喷灌时，不会弄湿或弄脏已采摘的果蔬。

本发明的一种温室自动搬运车还通过配置于所述车身下表面第二升降机构，在第一升降机构已经无法满足高度的需要时，可以用过第二升降机构使整个小车进行抬升，以满足高度需要，特别是在采摘生长于高处的果蔬，如黄瓜、苦瓜、葡萄等，如果agv的载物台高度太低，采摘者需要弯腰将采摘的水果放进载物台中，如此反复既浪费时间，又容易使采摘者的腰部疲劳。通过第二升降机构使第一载物台升高到采摘者腰部以上的位置，可以使采摘者在采摘果蔬后直接将果蔬放入所述第一载物台中，节省了时间，也避免了采摘者腰部的疲劳。

如图5进一步改进，所述车身配置有清障机构(为突出显示清障机构，所述挡板组件在图中省略未示出)，所述清障机构包括铲斗11和渣土存放盒12。其中，如图6所示，所述铲斗11包括铲板和位于所述铲板两侧的一对护板，所述铲板的横截面呈类三角状(铲板的形状可以根据实际大棚的环境进行设计，并部受限于本实施例)，铲板的上端部开设有与所述渣土存放盒12相通的开孔，所述渣土存放盒12位于所述铲斗11和所述车身1之间以连接两者，可以通过螺丝螺栓进行连接固定，也可以通过焊接进行固定。

进一步改进，所述渣土存放盒与所述铲斗为一体化设计，方便安装与拆卸。

所示清障机构可以清除在agv预定的运行轨道上突出的小石子或掉落的果蔬叶片等，保证小车运行时预定的通道的清洁，使小车运行更加稳定。

此外，所述自动搬运车还包括布置于车身内部的控制中心、布置于所述第一载物台或所述第二载物台的压力感受器、布置于所述车身或清障机构上的视觉模块，以上装置的布置是本领域技术人员的公知常识，因此不再赘述。其中，所述压力感受器和所述视觉模块分别与所述控制中心电连接，并将检测的压力变化数据和图像数据传输至所述控制中心，如图8所示。

在本实施例中，所示控制中心可以采用单片机(如stm32),所述压力感受器可以为压敏电阻或压力感应片，视觉模块可以采用ccd相机或摄像头，并通过视觉软件(如labview或helcon)将采集到的数据处理后反馈给所述控制中心。通过以上结构，小车的控制中心可以对小车的载物情况和行进路线有较好的控制。

根据上述结构的温室自动小车，如图7所示的流程图，本发明还提供了对应的温室自动小车的使用方法，包括以下主要步骤：

s10:启动所述温室自动小车；

在控制中心接收到操作指令时，执行步骤s20；

在所述控制中心未接收到操作指令时，所述控制中心控制所述温室自动小车处于待机状态，并执行步骤s60；

所述操作指令可以由在卸货区的操作人员发出、也可以由位于采摘区域的采摘人员发出，所示指令的内容包括采摘地点的信息和卸货地点的信息，以及是否需要升起第二升降机构的信息。在本实施例中，所示操作指令可以通过无线信号传输，借助无线信号传递所示操作指令至所示控制中心。

s20：所述控制中心根据采摘地点的信息控制小车按预定运输路线活动，并通过视觉模块反馈的图像信号来检测在所述预定运输路线上是否存在障碍物；

当所述视觉模块检测到所述预定运输路线上存在障碍物且所述控制中心根据所述视觉模块所反馈的检测信息判断障碍物的尺寸大于预设的尺寸时，所述控制中心执行步骤s21；

当所述视觉模块检测到预定运输路线上存在障碍物且所述控制中心根据所述视觉模块所反馈的检测信息判断障碍物的尺寸小于或等于预设的尺寸、或在检测到所述预定运输路线上未存在障碍物时，所述控制中心执行步骤s22；

s21：所述控制中心重新规划运输路线，使所述温室自动小车绕过障碍物并活动至所述采摘地点，并在所述温室自动小车活动至所述采摘地点时执行步骤s30；

s22：所述控制中心控制所述温室自动小车按所述预定运输路线活动至所述采摘地点，并在所述温室自动小车活动至所述采摘地点时执行步骤s30；

s30：所述控制中心在所述操作指令包含使第二升降机构升起的信息时，控制第一升降机构和第二升降机构同时升起，并进一步执行步骤s40；

所述控制中心在所述操作指令不包含使第二升降机构的升起的信息时，控制第一升降机构升起，并进一步执行步骤s40；

s40：所述控制中心接收压力感受器检测的第一或第二载物台上的果蔬的质量的信息，并判断果蔬的质量是否已达到预先设定的质量；在果蔬的质量达到预先设定的质量时，执行步骤s50；在果蔬的质量未达到预先设定的质量时，重复步骤s40；

s50：所述控制中心根据所述操作指令控制所述温室自动小车活动至所述卸货地点；

s60：所述控制中心在所述温室自动小车处于待机状态的时间小于设定的最长待机时间的期间内接收到另一个操作指令时，执行步骤s20；

所述控制中心在所述温室自动小车处于待机状态的时间大于或等于设定的最长待机时间时，控制所述温室自动小车关机。

作为进一步改进，还可以在所述挡板组件的上、下了两端分别设置光学传感器(当挡板上翻合围时，开启上端的光学传感器，当挡板下翻合围时，开启下端的光学传感器，附图中未示出)，例如光敏电阻、光纤等，与所述控制中心连接，用以防止果蔬堆积的高度超过挡板的高度造成果蔬掉落。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。