一种可协同工作的分离式微型自主搬运货叉的制作方法

本发明涉及一种仓库货物快速高效搬运的货盘输送车装置与系统设计，特别涉及一种简化运输物流内部系统流程和实现企业物流过程自动化的搬运叉装置与系统设计。

背景技术：

目前托盘的搬运主要靠人工操作的叉车，人工叉车一方面需要具有一定熟练程度的工人，在工作时间上，工人不可能连续操作，因此需要更多的工人轮流操作，这会增加生产成本；另一方面相对于人工操作的叉车，自主运动的叉车可以一天24小时不间断运行，且运动精度高、安全可靠。托盘搬运叉车分为步行式和站驾驶式两种操作方式。此两种叉车虽然研发与制作技术都很成熟且通用，但都有一些共同缺陷：需要人工操作，作业通道宽，噪音大，效率低，操作所占空间大不能满足多台同时作业。由于智能物流、智能仓库等概念的提出，对叉车设备提出了很大的考验，其对灵活性、适应性、信息化和自动化的要求逐渐提高。市场上流通的传统AGV只是实现物流搬运中间环节，对于无人化工厂的实现起到阻碍作用，而叉车搬运都是人工操作模式，因此以上仓库搬运设备已经不能满足现代物流发展的高速、高效要求；当前，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，而且降低了人力资源成本，为无人化仓库的实现提供帮助，但并没有应用在仓库入库和出库搬运终端环节。目前的仓库货物搬运叉车都是比较庞大臃肿，不得不预留出一个很大的空间供叉车操作和运行，所以无论在空间上还是维度上都使得仓库容积效率低，不满足内部物流应用场景，因此，很有必要对仓库货物搬运装置进行改进让其蜕变。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有设备中的不足，提供一种满足内部物流应用场景的可协同工作的分离式微型自主搬运货叉，可完成对加工机械的物料进给和送出，以及复杂的订单拣取任务。这套装置并不需要在工厂内设立专用的基础设施，无需专家帮助下即可迅速投入运行。所有这些特色累积起来，便带来了一套高效、通用性极强的输送车系统，这套系统能够与其他仓库物流设备完美互通。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种简化运输物流内部系统流程和实现企业物流过程自动化的搬运叉装置，包括动力源，紧急制动系统，电机驱动器，驱动电机，货叉升降装置，充电装置，RFID读写器，货叉运行状态监测装置，条形码扫描仪，无线局域网信号接收器，货叉安全监测报警装置，两个独立货叉体，IRDA收发器控制模块，货叉充电接口，人机对话触摸屏，主计算机；所述动力源设于两个独立货叉体内，所述工作站设有控制两个独立货叉体运行的人机对话触摸屏和主计算机，所述无线局域网信号接收器设于两个独立货叉体内，所述工作站主计算机与两个独立货叉体内的无线局域网信号接收器连接并进行数据通信，所述IRDA收发器控制模块包含IRDA发射模块和IRDA接收模块，其中IRDA发射模块设于主货叉体内、IRDA接收模块设于次(从动)货叉体内，所述主计算机与设于两个独立货叉体体内的监测、驱动和控制的机构总成连接从而实现两个独立货叉体的自动化运转。

其中，所述机构总成包括自动导航系统、紧急制动系统、货叉运行状态监测装置、货叉安全监测报警装置、驱动电机、电机驱动器、货叉升降装置、RFID读写器，条形码扫描仪，所述机构总成均设于两个独立货叉体体内，构成高度集中的货叉体结构。进一步地，所述自动导航系统包括磁条、条形码、RFID读写器、条形码扫描仪和货叉安全监测报警装置，所述磁条和条形码至于货叉运行的环境中，自动导航系统中的RFID读写器和条形码扫描仪连接，RFID读写器和条形码扫描仪分别扫描磁条和条形码标签，将读取的数据传递给主计算机；所述货叉安全监测报警装置设于货叉体内且货叉安全监测报警装置和RFID读写器与无线局域网信号接收器相连。进一步地，主计算机的输出端分别与驱动电机、人机对话触摸屏、紧急制动系统、无线局域网信号接收器、货叉安全监测报警装置、IRDA收发器模块、货叉升降装置的输入端连接，所述人机对话触摸屏、货叉安全监测报警装置、货叉运行状态监测装置、IRDA收发器模块、RFID读写器的输出端与主计算机的输入端连接。

一种简化运输物流内部系统流程和实现企业物流过程自动化的搬运叉装置，包含如下步骤：

1)将货叉至于需运行环境中，建立工作站主计算机与两个独立货叉体内无线局域网信号连接器、货叉体之间IRDA收发器模块的连接，实现主计算机与货叉之间、货叉与货叉之间的通信，从而构建智能交通网络；

2)在此智能交通网络下，主计算机与自动导航系统中的RFID读写器和条形码扫描仪连接，RFID读写器和条形码扫描仪分别扫描磁条和条形码标签，将读取的数据传递给主计算机，同时由主计算机周期性接收自动导航系统参数；

3)根据采集的参数信息进行算法处理后修正货叉的位置和运行状态，并对比被操作对象货盘的坐标信息可自动的判断货盘的位置并正确的插入货盘下方，同时将信息传递给主计算机，经过主计算机判断后确定启动货叉升降装置，从而抬起货盘并搬运到目标位置；

4)在运转过程中，货叉安全监测报警装置具有同步货叉运动、控制转向、实时监测电机单电流、监测障碍物、监测货叉自身参数的功能，货叉安全监测报警装置通过各传感器采集的信息发送给主计算机，由主计算机根据参数判断并控制货叉的状态，主要包括报警蜂鸣器报警、故障指示灯和紧急制动系统动作，从而保护货叉安全；货叉运行状态监测装置传送给主计算机的输出信息包括：停止状态、前进状态和后退状态；IRDA收发器模块传送给主计算机的输出信息包括：两个独立货叉体的同步误差、与无线局域网的通信频率；

5)充电装置通过无线局域网将动力源的状态信息传送给主计算机，由主计算机根据传送的参数判断并控制货叉体是否需要回归充电站进行充电动作。完成充电动作后重复1)到4)步骤。

本发明与现有技术相比较，具有以下实质性特点和优点：

1)所有驱动和供电部件均置于两个独立货叉体内且平行运动不存在物理连接，所以货叉外无突起或外装部件，使得装置非常灵活并能在狭窄车道上机动，可适用于种类广泛的内部物流应用场景；

2)货叉采用IRDA控制模块和无线局域网技术实现主、从货叉，主货叉与主计算机信息的无线传输，从而可以通过WLAN连接追踪两个独立货叉体的位置；

3)货叉实现全自动控制和信息采集；

4)线性的地板标签可用商业的条形码和磁条来铺设，车道可快速的安装与更改，无需专业的技术人员介入；

5)由于没有机械连接，必要时多个货叉可并排协作使用来搬运大计量的货物。

附图说明

图1是本发明结构俯视图。

图2是本发明结构抬升货盘时左视图和主视图。

图3是瓦兰总线用户组织示意图。

图4是本发明原理结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图1-4描述本发明的一种实施例。

一种简化运输物流内部系统流程和实现企业物流过程自动化的搬运叉装置，包括动力源1，紧急制动系统2，电机驱动器3，驱动电机4，货叉升降装置5，充电装置6，RFID读写器7，货叉运行状态监测装置9，条形码扫描仪11，无线局域网信号接收器12，货叉安全监测报警装置13，两个独立货叉体14，IRDA收发器控制模块15，货叉充电接口16，人机对话触摸屏18，主计算机19；所述动力源1设于两个独立货叉体14内，所述工作站设有控制两个独立货叉体14运行的人机对话触摸屏18和主计算机19，所述无线局域网信号接收器12设于两个独立货叉体14内，所述工作站主计算机19与两个独立货叉体14内的无线局域网信号接收器12连接并进行数据通信，所述IRDA收发器控制模块包含IRDA发射模块10和IRDA接收模块15，其中IRDA发射模块10设于主货叉体14内、IRDA接收模块15设于次(从动)货叉体内14，所述主计算机19与设于两个独立货叉体14体内的监测、驱动和控制的机构总成连接从而实现两个独立货叉体的自动化运转。

其中，所述机构总成包括自动导航系统、紧急制动系统2、货叉运行状态监测装置9、货叉安全监测报警装置13、驱动电机4、电机驱动器3、货叉升降装置5、RFID读写器7，条形码扫描仪11，所述机构总成均及于两个独立货叉体14体内，构成高度集中的货叉体结构。进一步地，所述自动导航系统包括磁条、条形码、RFID读写器7、条形码扫描仪11和货叉安全监测报警装置13，所述磁条和条形码至于货叉运行的环境中，自动导航系统中的RFID读写器7和条形码扫描仪11连接，RFID读写器7和条形码扫描仪11分别扫描磁条和条形码标签，将读取的数据传递给主计算机19；所述货叉安全监测报警装置13设于货叉体内且货叉安全监测报警装置13和RFID读写器7与无线局域网信号接收器12相连。进一步地，主计算机19的输出端分别与驱动电机4、人机对话触摸屏18、紧急制动系统2、无线局域网信号接收器12、货叉安全监测报警装置13、IRDA收发器模块10、货叉升降装置5的输入端连接，所述人机对话触摸屏18、货叉安全监测报警装置13、货叉运行状态监测装置9、IRDA收发器模块10、RFID读写器7的输出端与主计算机的输入端连接。

一种简化运输物流内部系统流程和实现企业物流过程自动化的搬运叉装置，包含如下步骤：

1)将货叉体14至于需运行环境中，建立工作站主计算机19与两个独立货叉体14内无线局域网信号连接器12、货叉体14之间IRDA收发器模块15、10的连接，实现主计算机19与货叉14之间、货叉14与货叉14之间的通信，从而构建智能交通网络；

2)在此智能交通网络下，主计算机19与自动导航系统中的RFID读写器7和条形码扫描仪11连接，RFID读卡器7和条形码扫描仪11分别扫描磁条和条形码标签，将读取的数据传递给主计算机19，同时由主计算机周期性接收自动导航系统参数；

3)根据采集的参数信息进行算法处理后修正货叉14的位置和运行状态，并对比被操作对象货盘的坐标信息可自动的判断货盘的位置并正确的插入货盘下方，同时将信息传递给主计算机19，经过主计算机19判断后确定启动货叉升降装置5，从而抬起货盘并搬运到目标位置；

4)在运转过程中，货叉安全监测报警装置13具有同步货叉运动、控制转向、实时监测电机单电流、监测障碍物、监测货叉自身参数的功能，货叉安全监测报警装置13通过各传感器采集的信息发送给主计算机19，由主计算机根据参数判断并控制货叉体14的状态，主要包括报警蜂鸣器报警、故障指示灯8和紧急制动系统动作2，从而保护货叉安全；货叉运行状态监测装置9传送给主计算机19的输出信息包括：停止状态、前进状态和后退状态；IRDA收发器模块10传送给主计算机的输出信息包括：两个独立货叉体14的同步误差、与无线局域网的通信频率；

5)充电装置6通过无线局域网将动力源1的状态信息传送给主计算机19，由主计算机19根据传送的参数判断并控制货叉体14是否需要回归充电站进行充电动作。完成充电动作后重复1)到4)步骤。