一种高精度停位的AGV车辆叉取装置及其停位方法与流程

本发明涉及物流自动化领域，具体涉及一种高精度停位的agv车辆叉取装置及其停位方法。

背景技术：

agv，即自动导引车，指装备自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶的运输车。agv的用途广泛,能在仓储环境中替代人工完成堆垛、拆垛、搬运等工作任务。而在agv的工作中，尤其是在叉取式agv的工作中，对于导引和定位的精度要求高，当agv定位不准时，伸出的货叉一方面会叉取不到指定的货物，另一方面，有可能与货架或者托盘发生干涉和碰撞，不仅降低了工作效率，还增加了很大的安全隐患。

具体的，agv的定位精度的提高需要三个控制量，即纵向位置精度平行于货叉方向、横向位置精度垂直于货叉方向和姿态车身纵向与目标停止位置的夹角。某些应用场合agv与其他设备如机械手等进行对接，或者多层堆叠任务等要求叉取机构有较高的重复停位精度，且稳定可靠。

而现有的agv定位和停位的技术，往往依靠单一控制的方式进行终点停位控制，而这种单一控制的方式存在多种干扰或不确定因素，例如agv小车的机械本体结构、小车的运动学控制、传感器精度限制、运行环境等，在这种情况下，agv无法有效实现将上述的三个控制量均达到对接精度的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高精度停位的agv车辆叉取装置及其停位方法，利用测距传感器和开关传感器结合横移装置，有效提升小车三个控制量的位置控制精度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高精度停位的agv车辆叉取装置，包含agv小车和辅助定位件，所述agv小车包含车体和安装在所述车体上的感应器组件；所述车体包含车腿，所述车腿上安装有行走轮组件，所述车体上设有可横向移动的横移机构，所述横移机构上连接有货叉；所述感应器组件包含至少两个用于检测距离的距离传感器和安装在所述横移机构上的位置检测传感器；所述辅助定位件包含与所述距离传感器配合使用的挡板和与所述激光传感器配合使用的定位板，所述定位板上开设有定位孔。

作为本发明的优选，所述距离传感器为两个，分别安装在两个所述车腿上。

作为本发明的优选，所述距离传感器为两个，分别安装在两个所述货叉上。

作为本发明的优选，所述横移机构包括安装在所述车体上的轨道、在所述轨道上移动的滑块和驱动所述滑块滑动的驱动装置，所述货叉和所述位置检测传感器均安装在所述滑块上。

作为本发明的优选，所述轨道在水平方向上延伸。

作为本发明的优选，还包含用于限制所述滑块在所述轨道上的移动位置的限位装置。

作为本发明的优选，还包含用于对所述agv小车进行预对位的导航装置,所述导航装置为环境导航装置或磁导引导航装置或二维码导航装置。

一种高精度停位的agv车辆叉取装置的停位方法，包含如下步骤，

步骤一、场地布置步骤：

在目标位置布置所述挡板和所述定位板，所述定位板上开设有所述定位孔；

步骤二、小车前进步骤：

所述agv小车往所述挡板方向靠近，此时安装在车腿或货叉上的两个所述距离传感器开始工作，并分别得到与所述挡板的距离的反馈数据a和反馈数据b；

步骤三、姿态调整和纵向定位步骤：

根据反馈数据a和反馈数据b的数值差异，对所述agv小车的姿态进行调整，并当所述反馈数据a和反馈数据b达到预设距离值时，控制所述agv小车停车；

步骤四、横向定位步骤：

操作所述横移机构横向滑动，当所述位置检测传感器检测到所述定位孔时，停止横向滑动。

作为本发明的优选，在步骤四，横移机构包括滑轨和滑块，所述位置检测传感器安装在所述滑块上，所述滑块先滑动到一侧的极限位置，再向相反方向滑动。

作为本发明的优选，所述滑块向相反方向滑动的速度慢于所述滑块滑动到一侧的极限位置时的速度。

综上所述，本发明具有如下有益效果：

1、能从纵向位置精度、横向位置精度和姿态三个方面控制小车的停位，提升准确度。

2、使用三个感应器来实现，结构简单，对车体的改造程度小，降低改造成本。

附图说明：

图1是agv小车的示意图；

图2是实施例1的示意图。

图中：

1、车体，11、车腿，2、横移机构，31、位置检测传感器，32、距离传感器，41、挡板，42、定位孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1，如图1和图2所示：包含agv小车，小车在结构上与现有的小车并没有不同，同样包含传动的行走结构，如行走轮，包含车腿11和用于叉取货物的货叉。货叉带有升降装置，可以在竖直方向上进行升降，调整其高度位置。

在现有结构的基础上，需要在agv小车的车体1上安装有感应器组件，具体的，感应器组件至少包含三个，分别是两个距离传感器32和一个位置检测传感器31上。其中两个距离传感器32可以安装在车腿11上。

相应的，本技术方案需要对货运环境进行部署，仓储环境中设有货架，货架上堆叠有托盘，托盘上放置有货物，托盘中有空隙，agv小车的货叉伸入到托盘的空隙中完成叉取动作。在货架的后方位置，可设有挡板41，挡板41在竖直面上延伸，垂直于地面，可反射激光，配合距离传感器32使用。

在车体1上，还设有横移机构，可在水平横向方向移动，具体的，车体1上可设有水平设置的轨道，设有在轨道上滑动的滑块，驱动装置可以为液压缸或者为电缸。滑块上安装有货叉，另外，滑块上还安装有位置检测传感器31。位置检测传感器31可采用激光、红外、声波等传感器。相应的，在仓储环境中，例如货架上、或者托盘上、或者货架背后的墙壁上设有定位板，定位板上开设有定位孔。

以上为步骤一、场地布置步骤的相关内容，随后进入步骤二、小车前进步骤，在这个步骤中，小车可以依靠导航装置进行预对位，例如传统的环境导航装置、磁导引导导航装置或者二维码导航装置等等，进行拐弯，并最终以直线轨迹靠近货架。

步骤三、姿态调整和纵向定位步骤。在上一步骤中，小车靠近货架的时候，距离传感器32就已经开始工作。距离传感器32可以是激光传感器，激光照射到所述挡板41，可以测出距离传感器32相对所述挡板41的位置。诚如上文所述，两个距离传感器32分别安装在两个车腿11的前端，并分别得到反馈数据a和反馈数据b，例如0.2m，和0.21m。在本步骤中，小车就根据这两个数据进行调整自身的朝向，直到两个数据相等，则表示小车的姿态调整成功，此时的小车正对于挡板41，即正对于货架。

反馈数据a和反馈数据b除了依据数字是否相等来检测和调整自身的姿态外，还可以调整其纵向定位，例如，预设值为小车前端需要距离挡板41为0.15m时则判定小车到位，即当反馈数据a和反馈数据b都为0.15m时，小车停下。

至此，姿态调整和纵向位置的调整都已调整完毕。

步骤四，横向定位步骤，在这个步骤中包含两步，分别是快速侧移和慢速侧定位。首先是快速侧移，位置检测传感器31安装在滑块上，滑块先迅速移动到一侧，例如是左侧，极限位置。这个极限位置可以依靠数控传感器进行控制，例如在左侧某个位置安装微动开关，滑块滑到这个位置的时候即自动控制停止。随后整个滑块开始缓慢右移，直到位置检测传感器31发出的激光照射到定位孔42时进行制动，表示已经横向移动到位，完成横向定位步骤。这样的两步步骤的设计基于两个原因，原因一，纵向停位后，进行横移定位前需要进行横移方向的判断，依靠激光定位判断停位点与目标点横向偏差方向，由于定位误差会有一定概率出现无法判断的情况；原因二，这样的操作规定了动作流程，提高稳定性，可靠性。

在实际使用中，托盘会有两种设计方式，一种是中间无竖挡，另一种托盘是中间有竖挡。其中，中间有竖挡的托盘会因为竖挡部分与横向移动的货叉存在干涉，所以，若是中间有竖挡的托盘，必须小车完成了步骤四后再继续前进去叉取货物，而若是中间无竖挡的托盘，则没有限制，可以是进入了托盘内再横移。

实施例2，与实施例1不同的是，距离传感器32是安装在货叉上的。当安装在货叉上时，由于货叉和车腿11不同，在堆垛过程中是存在升降的。所以为了配合距离传感器32，必须在不同的高度位置上都设有对应的挡板41。