智能堆垛机的制作方法

本发明涉及堆垛机领域，具体而言，涉及一种智能堆垛机。

背景技术：

储物流的发展非常迅速，特别是大件仓库物流，为了尽可能利用仓库面积，所以仓库的货架都是大型且位置很高的大型货架，因此，用于从高层货架上存取货物的专用起重机堆垛机就应运而生了。堆垛机主要是货叉或串杆攫取、搬运和堆垛或从高层货架上存取单元货物(见单元化运输)的专用起重机。它是一种仓库设备(见物料搬运机械)，分为桥式堆垛起重机和巷道式堆垛起重机(又称巷道式起重机)两种，从而在很大程度上代替人力搬运货物，为人们提供了便捷。

现有技术中的堆垛机，在进行对货箱的搬运时，仍然需要作业人员操作控制手柄，将货物从而地上存放到目标位置，或者从货架的目标位置将货箱取出，还是需要浪费大量的人力成本，影响了操作体验感，并且工作效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能堆垛机，以改善上述的问题。

本发明实施例提供了一种智能堆垛机，所述智能堆垛机包括载货台、安装于载货台底部的货叉、第一立柱、第二立柱、底部支撑架、人机交互单元以及方向控制装置，所述货叉为双伸位伸缩叉，所述第一立柱与所述第二立柱间隔设置且分别与所述底部支撑架连接，所述底部支撑架设置有至少三个车轮，所述载货台、所述货叉位于所述第一立柱与所述第二立柱之间，所述载货台分别与所述第一立柱、所述第二立柱滑动连接，所述方向控制装置包括第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、控制电路板以及标签识别器，所述标签识别器设置于所述载货台，所述控制电路板布置有控制器，所述控制器分别与所述人机交互单元、所述第一驱动单元、所述第二驱动单元、所述第三驱动单元以及所述标签识别器电连接，所述人机交互单元用于获得用户输入的目标货位三维坐标与启动指令，所述控制器用于在获得目标货位三维坐标与启动指令后控制所述第二驱动单元驱动所述至少三个车轮移动，所述标签识别器用于在所述至少三个车轮移动的过程中采集设置于货架的射频标签的三维坐标，所述控制器用于判断采集到的三维坐标与所述目标货位三维坐标的在X轴的坐标、在Y轴的坐标是否一致，如果是，则控制所述第一驱动单元驱动所述载货台及所述货叉沿所述第一立柱与所述第二立柱上升，所述控制器还用于再次接收所述标签识别器发送的三维坐标，判断采集到的三维坐标与所述目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标是否一致，如果是，则控制所述第三驱动单元驱动所述双伸位伸缩叉伸长在当前货位取出货箱。

进一步地，所述控制器还用于若采集到的三维坐标与所述目标货位三维坐标的在X轴的坐标、在Y轴的坐标不一致时，依据采集到的三维坐标与所述目标货位三维坐标的分别在X轴的坐标、在Y轴的坐标控制所述第二驱动单元驱动所述至少三个车轮向前或向后移动，直至采集到的三维坐标与所述目标货位三维坐标的在X轴的坐标、在Y轴的坐标一致；若采集到的三维坐标与所述目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标不一致时，依据采集到的三维坐标与所述目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标控制第一驱动单元驱动所述述载货台及所述货叉沿所述第一立柱与所述第二立柱上升或下降直到采集到的与所述目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标一致。

进一步地，所述载货台还设置有图像采集装置，所述图像采集装置与所述控制器电连接，所述控制器还用于依据所述目标货位三维坐标信息查找预存储的与所述三维坐标信息存在对应关系的货箱编号信息，并在判断采集到的三维坐标与所述目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标一致时，控制所述图像采集装置对所述货箱进行图像采集，提取采集到的货箱图像中的货箱编号信息，判断提取到的货箱编号信息与预存储的货箱编号信息是否一致，如果一致，则控制第三驱动单元驱动所述双伸位伸缩叉伸长在当前货位取出货箱。

进一步地，所述控制器还用于获得用户输入的多个不同的目标货位三维坐标后，依据接收到的多个三维坐标信息对应的智能堆垛机运动轨迹进行记录，并依据多个目标货位三维坐标及记录的运动轨迹进行支持向量机学习，并建立自动路径查找模型。

进一步地，所述智能堆垛机还包括身份验证单元，所述身份验证单元与所述控制器电连接，所述身份验证单元包括用于扫描用户的身份证信息的身份证扫描接口、用于拍摄用户人脸图像的人脸识别摄像头、用于识别用户携带的射频识别卡的射频扫描识别器以及用于识别条形码或二维码的条码扫描器四者中的至少一个，所述身份验证单元用于获得用户输入的用户身份信息，所述控制器用于判断是否预存储有用户输入的用户身份信息，如果是，则进入取货模式，所述人机交互单元用于在取货模式下，获得用户输入的目标货位三维坐标与启动指令。

进一步地，所述货叉的内部嵌设有压力传感器与报警器，所述压力传感器与所述控制器电连接，所述压力传感器用于采集货箱的重量信息，所述控制器用于判断采集到的重量信息是否大于预存储的额定载重信息，如果是，则控制所述报警器报警。

进一步地，所述控制电路板还布置有无线通信模块，所述控制器与所述无线通信模块电连接，所述控制器还用于在取货完毕后控制所述第一驱动单元驱动所述载货台以及货叉回到起始位置，以及控制所述第二驱动单元驱动所述至少三个车轮回到起始位置，并生成取货完毕的提示信息，将取货完毕的提示信息通过所述无线通信模块发送至一智能终端。

进一步地，所述人机交互单元为显示单元、操作键盘的结合，或者为触摸屏。

进一步地，所述智能堆垛机包括有钢绳卷轴、钢绳、两个导向轮以及两个滚轮，所述第一立柱以及第二立柱均设置有导轨，每个所述滚轮均嵌设于一个所述导轨内，所述钢绳卷轴、所述两个导向轮通过所述钢绳依次传动连接，第二驱动单元用于驱动所述钢绳卷轴的转动，由所述钢绳卷轴收放的钢绳连接于所述载货台，两个所述导向轮安装于所述立柱顶部，由所述钢绳卷轴收放的钢绳通过两个所述导向轮连接于所述载货台。

进一步地，所述双伸位伸缩叉的上叉体上表面套设有防滑垫。

本发明提供的智能堆垛机的有益效果是：用户仅需在人机交互单元输入目标货位三维坐标与启动指令，控制器在通过控制第一驱动单元、第二驱动单元驱动载货台与货叉移动时，通过接收标签识别器采集到的位于各个存放工位的射频标签内包含的三维坐标信息，从而控制第一驱动单元、第二驱动单元驱动载货台与货叉到达目标工位，此时控制器控制第三驱动单元将存放于目标工位的货箱取出或将货箱存放于目标工位，从而实现了全程自动化对货箱的存取，节省了大量的人力成本，提高的操作人员的操作体验，并且提升了货物存取的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的智能堆垛机(货叉处于收缩状态)的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的货叉与载货台之间处于接触状态的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的智能堆垛机的电路连接框图。

图标：101-载货台；102-货叉；103-底部支撑架；104-防滑垫；105-第一立柱；106-第二立柱；107-第一驱动单元；108-第二驱动单元；109-第三驱动单元；110-钢绳卷轴；111-导向轮；112-人机交互单元；113-车轮；114-标签识别器；115-控制器；116-身份验证单元；117-图像采集装置；118-身份验证单元；119-压力传感器；120-报警器；121-无线通信模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参阅图1，本发明实施例提供了一种智能堆垛机，该智能堆垛机包括载货台101、安装于载货台101底部的货叉102、第一立柱105、第二立柱106、底部支撑架103、人机交互单元112以及方向控制装置。货叉102用于将货架上的货物搬送至载货台101，或将载货台101上的货物搬送至货架中，载货台101用于承载货物，将货物提升至货架的某一特定位置或将货架上某一位置上的货物运送至另一位置。如图3所示，货叉102为双伸位伸缩叉，例如，采用两节或三节式双伸位伸缩叉，本实施例中，货叉102采用三节式双伸位伸缩叉，三节式双伸位伸缩叉是包括上叉体、中间叉、固定叉以及导向滚子。其中，固定叉安装于载货台101，中间叉可在齿轮、齿条的驱动下，从固定叉上向外移动至固定叉的端部。上叉体可从中间叉上向外移动至中间叉的端部。

双伸位伸缩叉的上叉体上表面套设有防滑垫104，防滑垫104可以通过粘贴、焊接、螺栓固定等形式安装于上叉体上，具体地，防滑垫104还可以采用橡胶防滑垫104、金属磨砂防滑垫104，在此不多做限制。防滑垫104可增大货物与双伸位伸缩叉之间的摩擦力，以防止货叉102上的货物在被存取或运输的过程中从货叉102上跌落，提高了堆垛机的安全性。

第一立柱105与第二立柱106间隔设置且分别与底部支撑架103连接，底部支撑架103设置有至少三个车轮113，本实施例中，底部支撑架103设置有四个车轮113。载货台101、货叉102位于第一立柱105与第二立柱106之间，载货台101分别与第一立柱105、第二立柱106滑动连接，方向控制装置包括第一驱动单元107、第二驱动单元108、第三驱动单元109、控制电路板以及标签识别器114。

智能堆垛机还包括有钢绳卷轴110、钢绳、两个导向轮111以及两个滚轮，第一立柱105以及第二立柱106均设置有导轨，每个滚轮均嵌设于一个导轨内，钢绳卷轴110、两个导向轮111通过钢绳依次传动连接，第二驱动单元108用于驱动钢绳卷轴110的转动，由钢绳卷轴110收放的钢绳连接于载货台101，两个导向轮111安装于立柱顶部，由钢绳卷轴110收放的钢绳通过两个导向轮111连接于载货台101。

标签识别器114设置于载货台101，控制电路板布置有控制器115，如图3所示，控制器115分别与人机交互单元112、第一驱动单元107、第二驱动单元108、第三驱动单元109以及标签识别器114电连接。人机交互单元112用于获得用户输入的目标货位三维坐标与启动指令，本实施例中，人机交互单元112可采用显示单元、操作键盘的结合，或者为触摸屏；第一驱动单元107、第二驱动单元108以及第三驱动单元109可以为气缸或电机，在此不做限制。

控制器115用于在获得目标货位三维坐标与启动指令后控制第二驱动单元108驱动四个车轮113移动，标签识别器114用于在至少三个车轮113移动的过程中采集设置于货架的射频标签的三维坐标。控制器115用于判断采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的在X轴的坐标、在Y轴的坐标是否一致，如果是，则控制第一驱动单元107驱动载货台101及货叉102沿第一立柱105与第二立柱106上升，控制器115还用于再次接收标签识别器114发送的三维坐标，判断采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标是否一致，如果是，则控制第三驱动单元109驱动双伸位伸缩叉伸长在当前货位取出货箱。

控制器115还用于若采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的在X轴的坐标、在Y轴的坐标不一致时，依据采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的分别在X轴的坐标、在Y轴的坐标控制第二驱动单元108驱动至少三个车轮113向前或向后移动，直至采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的在X轴的坐标、在Y轴的坐标一致；若采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标不一致时，依据采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标控制第一驱动单元107驱动述载货台101及货叉102沿第一立柱105与第二立柱106上升或下降直到采集到的与目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标一致。

例如，采集到的三维坐标为(10m，10m，10m)，目标货位三维坐标为(20m，20m，20m)，此时控制器115控制第二驱动单元108驱动四个车轮113向沿着地面朝X轴的正方向移动10m，具体地，若射频标签沿X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向每隔0.5m设置一个，则当控制器115接收到标签识别器114发送20个三维坐标信号时，即表示该智能堆垛机沿X轴的正方向移动了10m，同理，此时控制器115控制第二驱动单元108驱动四个车轮113再沿着地面朝Y轴的正方向移动10m，此时控制器115即可判断到采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的在X轴的坐标、在Y轴的坐标一致，此时控制器115控制第一驱动单元107驱动载货台101以及货叉102上升10m，此时控制器115判读到采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标一致，即可控制第三驱动单元109驱动双伸位伸缩叉伸长在当前货位取出货箱。

载货台101还设置有图像采集装置117，图像采集装置117与控制器115电连接，控制器115还用于依据目标货位三维坐标信息查找预存储的与三维坐标信息存在对应关系的货箱编号信息，并在判断采集到的三维坐标与目标货位三维坐标的在Z轴方向的坐标一致时，控制图像采集装置117对货箱进行图像采集，提取采集到的货箱图像中的货箱编号信息，判断提取到的货箱编号信息与预存储的货箱编号信息是否一致，如果一致，则控制第三驱动单元109驱动双伸位伸缩叉伸长在当前货位取出货箱，当验证到采集到的三维坐标与目标货位三维坐标一致，此时还需要进一步验证当前货位存放的货箱是否为作业人员所需的货箱，在每个货箱上均标记的编号，当图像采集装置117采集到的货箱图像中的编号与预存储的与三维坐标信息存在对应关系的货箱编号信息一致时，即说明当前货位存放的货箱为作业人员所需的货箱，从而提高了提取货箱的准确性。

控制器115还用于获得用户输入的多个不同的目标货位三维坐标后，依据接收到的多个三维坐标信息对应的智能堆垛机运动轨迹进行记录，并依据多个目标货位三维坐标及记录的运动轨迹进行支持向量机学习，并建立自动路径查找模型，当用户在再次输入目标货位三维坐标时，控制器115无需再接收标签识别器114传输的三维坐标，可实现自动控制智能堆垛机至目标货位，进一步提升了取货的效率。

智能堆垛机还包括身份验证单元118，身份验证单元118与控制器115电连接，身份验证单元118包括用于扫描用户的身份证信息的身份证扫描接口、用于拍摄用户人脸图像的人脸识别摄像头、用于识别用户携带的射频识别卡的射频扫描识别器以及用于识别条形码或二维码的条码扫描器四者中的至少一个，身份验证单元118用于获得用户输入的用户身份信息，控制器115用于判断是否预存储有用户输入的用户身份信息，如果是，则进入取货模式，人机交互单元112用于在取货模式下，获得用户输入的目标货位三维坐标与启动指令，从而提升了智能堆垛机的安全性，避免不法分子利用该智能堆垛机进行取货。

货叉102的内部嵌设有压力传感器119与报警器120，压力传感器119与控制器115电连接，压力传感器119用于采集货箱的重量信息，控制器115用于判断采集到的重量信息是否大于预存储的额定载重信息，如果是，则控制报警器120报警，从而提升用户当前所需取货的货箱大于了该智能堆垛机的额定载重，需要更换额定载重更大的堆垛机进行取货。

控制电路板还布置有无线通信模块121，控制器115与无线通信模块121电连接，控制器115还用于在取货完毕后控制第一驱动单元107驱动载货台101以及货叉102回到起始位置，以及控制第二驱动单元108驱动至少三个车轮113回到起始位置，并生成取货完毕的提示信息，将取货完毕的提示信息通过无线通信模块121发送至一智能终端，从而提示作业人员取货完毕，作业人员仅需将货箱搬走即可。

综上所述，本发明提供的智能堆垛机，用户仅需在人机交互单元112输入目标货位三维坐标与启动指令，控制器115在通过控制第一驱动单元107、第二驱动单元108驱动载货台101与货叉102移动时，通过接收标签识别器114采集到的位于各个存放工位的射频标签内包含的三维坐标信息，从而控制第一驱动单元107、第二驱动单元108驱动载货台101与货叉102到达目标工位，此时控制器115控制第三驱动单元109将存放于目标工位的货箱取出或将货箱存放于目标工位，从而实现了全程自动化对货箱的存取，节省了大量的人力成本，提高的操作人员的操作体验，并且提升了货物存取的效率。

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。