一种叉车的半自动行驶控制系统及方法
【专利摘要】本发明涉及叉车控制系统领域，公开了一种叉车的半自动行驶控制系统及方法，其控制系统包括控制器，导引传感器，导引介质，驱动伺服，驱动电机，转向伺服，转向电机，定位传感器，地标，障碍物探测器，手动切换装置，急停按钮，手动控制手柄等。本发明是人工在叉车手动控制状态下装卸货物之后，由人工手动切换，叉车进入自动运行模式，叉车按照地面导引介质自动行驶至目的地或各站点，叉车到达目的地或各站点后自动停止，叉车转为手动控制状态，此时由人工进行装卸货物操作。本发明主要是为了解决普通叉车需要人工全程操作与管理的束缚，降低人工劳动强度，大大提高了工作效率并有效预防运输途中安全事故的发生，尤其适用于叉车运输途中的过程管理。
【专利说明】一种叉车的半自动行驶控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及叉车控制系统领域，公开了一种叉车的半自动控制系统及方法，尤其 适用于叉车运输途中的过程管理。
【背景技术】
[0002] 目前，叉车在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色，是物料搬运设备中的主 力军，是最简便、最有效、最常见的装卸、搬运工具。但在搬运过程中，如果两货运点之间运 输距离较远，中途的运输过程需要叉车司机或管理人员全程操作，致使人工劳动强度增大， 运输时间消耗较长，同时人为行驶路径的随意性增加了安全隐患。采用全自动导引运输车 (AGV)可以解决这些问题，但全自动导引运输车(AGV)市场价格过高，必然导致企业运营成 本增加，不利于中小企业的成本控制。以上问题会导致企业一系列运作成本、工作效率、劳 动强度、安全生产、管理难度发生变化，同时企业个性化与多样化的需求也难以得到满足。
【发明内容】
[0003] 本发明是为解决上述现有问题，在运营成本、工作效率、劳动强度、管理模式、人身 安全方面提供一种结构合理，操作简单，性能稳定，安全可靠，维护方便，成本低廉的叉车半 自动控制系统及方法，取代传统的人力全程操作与管理的束缚。
[0004] 本发明采用以下技术方案为解决上述问题： 一种叉车的半自动行驶控制系统，本发明包括：控制器和分别与控制器连接的自动控 制、操作面板、安全报警设备、驱动、转向、手控部分； 其中：自动控制分别包括有连接导引介质的导引传感器，连接有地标的定位传感器； 导引传感器感应地面铺设的导引介质导引车体行走；定位传感器与地标进行通信； 操作面板分别设为手动切换装置和指示灯，设有手动控制和自动运行两种模式，指示 灯即时显示车体处于手动控制状态或自动运行状态； 安全报警设备分别设为障碍物探测器、急停按钮、蜂鸣报警器，是系统的安全报警设 备； 驱动设为驱动伺服连接驱动电机； 转向设为转向伺服连接转向电机； 手控设为手动控制手柄，手动控制手柄与控制器连接，通过人工操作手动控制手柄，叉 车完成前进、后退、转向、装卸载动作。
[0005] 本发明的一种叉车的半自动行驶控制方法，当手动切换装置处于手动控制模式， 叉车处于人工控制状态，驱动伺服与动驱动电机，转向伺服与动转向电机根据人工操作控 制手柄进行前进后退、转向、装卸货物等动作。当手动切换装置调至自动运行模式时，人工 将叉车推至铺有导引介质的地面，叉车上的导引传感器感应导引介质自动运行至目的地或 各站点，叉车完成自动运行。
[0006] 当叉车处于自动行走状态的时候，其导引介质根据用户需求及场地实际情况进行 铺设，可有单向、多向及设立多个货运站点的可能性。当存在多个货运站点时，在每个货运 站点地面上铺设地标，定位传感器与地标进行通信，叉车会在铺有地标的位置停止运行，叉 车处于手动控制状态，此货运站点的操作人员可在此完成装卸货物等操作，人工将叉车推 至铺有导引介质的地面，然后人工将手动切换装置调至自动运行状态，叉车即可继续按照 铺设的导引介质行驶至下一个目的地或货运站点。
[0007] 本发明采用二级安全防护，在叉车上安装有障碍物探测器和急停按钮，具体实施 如下所述： 在叉车上安装有障碍物探测器，在叉车运行过程中，在一定距离外(探测距离的远近可 以按具体需求设定）就探测障碍物，感应到障碍物后，蜂鸣报警器鸣笛报警，提示工作人员， 运行途中遇有障碍物，叉车开始减慢运行速度，当探测前方0. 5米处(此距离可按具体要求 设定）障碍物时依旧存在时，叉车会停止运行，叉车回到手动控制模式。当工作人员把障碍 物挪开时，人工将手动切换装置调至自动运行状态，叉车即可继续向前行驶。此功能成功避 开障碍物，有效防止叉车在自动运行过程中的安全问题。
[0008] 叉车上设置的急停按钮，在遇到紧急情况时只要按下急停按钮，叉车就会切断控 制输出，停止所有工作，回到手动控制状态。
[0009] 有益效果 1. 本发明为一种叉车的半自动控制系统及方法，介于全自动导引运输车（AGV)与全人 工手动控制两种车体控制方法之间，增加了叉车控制方式的多样性，可以满足用户个性化 和多样化的运输需求； 2. 本项发明切换手动控制模式与自动运行模式，仅需一个控制切换装置，操作方式简 单易上手，避免了复杂的操作程序； 3. 叉车进入自动运行状态后，是按照地面铺设的导引介质自动运行的，可以独立完成 运输功能，无需人力全程操作与管理。整个过程简易高效、方便稳定、降低了劳动强度，并节 省了大量的人力及时间，大大提高了工作效率； 4. 本发明叉车运行路径根据现场环境及用户需求规范规划，叉车速度与方向由控制器 控制，避免了人为任意行驶导致不安全因素，同时车体带有障碍物探测功能与急停功能，可 确保车体在遇到障碍物时，能鸣笛报警或急停，进一步提高了车体运行的安全性，大大降低 了运输过程中安全事故的发生几率，确保了工作效率与安全； 5. 本发明的应用成本与全自动导引运输车(AGV)相比非常低，使用的行业及应用范围 更为广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明系统功能结构示意图； 图2为本发明的第一实施例简图； 图3为本发明的第二实施例简图。
[0011] 附图标识：1为控制器，2为导引传感器，3为导引介质，4为驱动伺服，5为驱动电 机，6为转向伺服，7为转向电机，，8为定位传感器，9为地标，10为障碍物探测器，11为手 动切换装置，12为急停按钮，13为叉车车体，14为障碍物，15为蜂鸣报警器，16为指示灯， 17为手动控制手柄，央文子母A、B、C、D、E、F为货运站点编号，a、b、c、d磁市的两头纟而点， g为货运区。
【具体实施方式】
[0012] 为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例进一步阐述本发 明的内容。此处的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0013] 见图1，一种叉车的半自动行驶控制系统，本发明包括：控制器1和分别与控制器1 连接的自动控制、操作面板、安全报警设备、驱动、转向、手控部分； 其中：自动控制分别包括有连接导引介质3的导引传感器2,连接有地标9的定位传感 器8 ;导引传感器2感应地面铺设的导引介质3导引车体行走；定位传感器8与地标9进行 通信； 操作面板分别设为手动切换装置11和指示灯16,设有手动控制和自动运行两种模式， 指示灯16即时显示车体处于手动控制状态或自动运行状态； 安全报警设备分别设为障碍物探测器10、急停按钮12、蜂鸣报警器15,是系统的安全 报警设备； 驱动设为驱动伺服4连接驱动电机5 ; 转向设为转向伺服6连接转向电机7 ; 手控设为手动控制手柄17,手动控制手柄17与控制器1连接，通过人工操作手动控制 手柄17,叉车完成前进、后退、转向、装卸载动作。
[0014] 一种叉车的半自动行驶控制方法，当手动切换装置11处于手动控制模式，叉车处 于人工控制状态，驱动伺服4与动驱动电机5,转向伺服6与动转向电机7根据人工操作控 制手柄17进行前进后退、转向、装卸货物等动作。当手动切换装置11调至自动运行模式时， 人工将叉车推至铺有导引介质3的地面，叉车上的导引传感器2感应导引介质3自动运行 至目的地或各站点，叉车完成自动运行。
[0015] 本发明叉车处于自动运行状态的时候，其导引介质3根据用户需求及场地实际情 况进行铺设，可有单向、多向及设立多个货运站点的可能性。当存在多个货运站点时，在每 个货运站点地面上铺设地标9,定位传感器8与地标9进行通信，叉车会在铺有地标9的位 置停止，此货运站点的操作人员可在此完成装卸货物等操作，人工将叉车推至铺有导引介 质3的地面，然后人工将手动切换装置11调至自动运行状态，叉车即可继续按照铺设的导 引介质行驶至下一个目的地或货运站点。
[0016] 本发明采用二级安全防护，在叉车上安装有障碍物探测器10和急停按钮12,具体 实施如下所述： 在叉车上安装有障碍物探测器10,在叉车运行过程中，在一定距离外(探测距离的远近 可以按具体需求设定）就探测障碍物，感应到障碍物后，蜂鸣报警器15鸣笛报警，提示工作 人员，运行途中遇有障碍物，叉车开始减慢运行速度，当探测前方0. 5米处(此距离可按具 体要求设定）障碍物时依旧存在时，叉车会停止运行，叉车回到手动控制模式。当工作人员 把障碍物挪开时，人工将手动切换装置11调至自动运行状态，叉车即可继续向前行驶。此 功能成功避开障碍物，有效防止叉车在自动运行过程中的安全问题。
[0017] 叉车上设置的急停按钮12,在遇到紧急情况时只要按下急停按钮12,叉车就会切 断控制输出，停止所有工作，回到手动控制状态。
[0018] 如图2,在一个厂区内，有运输距离较远的A、B两个货运点，现需将A货运点的货 物搬运至B货运点。A、B两个货运点之间的道路空间比较狭窄时可以铺设单条导引介质， 道路空间较为开阔时可以铺设两条或多条导引介质。在此实施例中，以铺设两条导引介质 为例。
[0019] A、B两个货运点各安排若干工作人员，叉车数辆。在A、B两货运点间的地面铺设 两条磁带18-1和18-2,规定磁带18-1为A到B的方向，磁带18-2为B到A的方向。在A 货运点，工作人员使用手动控制叉车完成装货过程，再将叉车推至磁带18-1的a点位置，然 后将手动切换装置11从手动控制模式转至自动运行模式，叉车上的磁带传感器19即可探 测地面的磁带18-1，然后顺着磁带18-1铺设的路径自动运输货物至18-1的b点，中途无 需工人陪同。叉车到达b点时，会自动停止行走，叉车处于手动控制模式，此时由B货运点 的工作人员手动控制叉车把货物卸载下来，然后将叉车推送至磁带18-2的d点，然后把手 动切换装置11从手动控制模式切换至自动运行模式，叉车根据磁带18-2铺设路径返回到 c点后停止。A货运点的工作人员手动控制叉车继续装载货物，然后将叉车推送至a点，如 此反复，直到运送任务都完成。同理，B货运点的工作人员亦可将B货运点的货物送至A货 运点，实现多需求运输。
[0020] 如图3,在一个货运站点较多，行走路径较为复杂，道路较为狭窄的厂区，存在着 A、B、C、D、E、F货运站点。在A、B、C、D、E、F货运站点各安排若干工作人员，叉车数辆。在 A、B、C、D、E、F货运站点间铺设经济又实用的磁带18,实现AB⑶EF货运站点的互通，同时在 A、B、C、D、E、F货运站点埋设RFID地感标签20。以A货运点为例，A货运点要将货物运输 至B、F货运站点，运输方法同图2模式。当A货运点要将货物运输至C货运点时，A货运点 可以通过B货运点至C货运点，当叉车在自动运行模式下到达B货运点后，叉车上的RFID 传感器21与地面铺设的RFID地感标签20通信，叉车将自动停止在B货运点，叉车处于手 动控制模式。若B货运点有货物同时需要运输至C货运点，可手动控制将本站点货物装入 此辆叉车，但货物重量必须在叉车的承载重量最大值内。若B货运点无货物需要运输至C 货运点，则B货运点的工作人员将叉车调转为自动运行模式，叉车按照磁带导引路径继续 运行至C货运点，叉车在运输途中如果遇到障碍物14,障碍物探测装置10会在距离障碍物 1. 5米外发出鸣笛报警，叉车开始减速随之停止运行，只有当障碍物被移开，叉车方可继续 前进，直至到达C货运点后停止，转为手动控制模式。同理，A货运点要将货物运输至D货运 点，行驶的路径可根据当时叉车运输情况多项选择为AB⑶，ABED，AFED。其他站点运送货物 的方法与A相同，可以选择最合理最恰当的行驶路径到达目的地，完成货物的装卸载工作， 完全提高了工作效率，节省了人力支出。
【权利要求】
1. 一种叉车的半自动行驶控制系统，其特征在于，包括：控制器（1)和分别与控制器 (1)连接的自动控制、操作面板、安全报警设备、驱动、转向、手控部分； 其中：自动控制分别包括有连接导引介质（3)的导引传感器（2)，连接有地标（9)的定 位传感器（8);导引传感器（2)感应地面铺设的导引介质（3)导引车体行走；定位传感器（8) 与地标（9)进行通信； 操作面板分别设为手动切换装置（11)和指示灯（16)，设有手动控制和自动运行两种 模式，指示灯（16)即时显示车体处于手动控制状态或自动运行状态； 安全报警设备分别设为障碍物探测器（10)、急停按钮（12)、蜂鸣报警器（15); 驱动设为驱动伺服（4)连接驱动电机（5); 转向设为转向伺服（6)连接转向电机（7); 手控设为手动控制手柄（17)，手动控制手柄（17)与控制器（1)连接。
2. -种叉车的半自动行驶控制方法，其特征在于，当手动切换装置（11)处于手动控制 模式，叉车处于人工控制状态，驱动伺服（4)与动驱动电机（5)，转向伺服（6)与动转向电机 (7)根据人工操作控制手柄（17)进行前进后退、转向、装卸货物动作；当手动切换装置（11) 调至自动运行模式时，人工将叉车推至铺有导引介质（3)的地面，叉车上的导引传感器（2) 感应导引介质（3)自动行走至目的地或各站点，叉车完成自动运行； 当叉车处于自动运行状态的时候，其导引介质（3)根据用户需求及场地实际情况进行 铺设，有单向、多向及设立多个货运站点的可能性；当存在多个货运站点时，在每个货运站 点地面上铺设地标（9 )，定位传感器（8 )与地标（9 )进行通信，叉车会在铺有地标（9 )的位置 停止，此货运站点的操作人员在此完成装卸货物操作，人工将叉车推至铺有导引介质（3)的 地面，然后人工将手动切换装置（11)调至自动运行状态，叉车即能够继续按照铺设的导引 介质行驶至下一个目的地或货运站点； 在叉车上安装有障碍物探测器（10)，在叉车运行过程中，在一定距离外就探测障碍物， 感应到障碍物后，蜂鸣报警器（15)鸣笛报警，提示工作人员，运行途中遇有障碍物，叉车开 始减慢运行速度，当探测前方障碍物依旧存在时，叉车会自动停止运行，叉车回到手动控制 模式；当工作人员把障碍物挪开后，人工将手动切换装置（11)调至自动行走状态，叉车即 继续向前行驶； 在叉车上设置急停按钮（12)，在遇到紧急情况时只要按下急停按钮（12)，叉车就会停 止所有工作，回到手动控制状态。
【文档编号】B60W50/14GK104057944SQ201410291992
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】熊捷, 蔡颖杰, 陈俊梅, 杨保龙, 李元勇, 董海英, 王宇轩 申请人:云南昆船智能装备有限公司