本发明涉及运输工具智能控制领域，尤其是一种agv小车搬运和举升方法及系统。
背景技术：
随着b2c电商行业的快速发展，物流仓储成为各行业扩张的瓶颈因素。像国内的大型电商无不下重金研发新一代现代化仓库，但是大部分仓储行业的投资资金都花在了整捡、分流等环节中。在最影响仓库效率的零捡工序中，仍然使用人动货不动的传统人力方式，因此具有自由路径引导的agv小车恰好是解决该问题的有效方法。agv是无人搬运车(automatedguidedvehicle)的英文缩写，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
目前的agv小车搬运入库过程一般为：agv小车行驶至需要搬运货物的地点，然后通过人工的方式将货物搬上agv小车，接着agv小车再将货物搬运到指定的仓储位置入库。由于需要通过人工的方式将货物搬上agv小车，该方式无法达到搬运入库过程的全自动化，智能化程度低，搬运效率不高。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种智能化程度高和效率高的agv小车搬运和举升方法及系统。
本发明所采取的第一技术方案是：
agv小车搬运和举升方法，包括以下步骤：
在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后，控制agv叉臂根据叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号将货物自动抬升至预定的高度；
在agv叉臂自动抬升结束后，通过agv小车将货物搬运至指定的位置。
进一步，所述在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后，控制agv叉臂根据叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号将货物自动抬升至预定的高度这一步骤，具体包括：
在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后定点停车预设时间；
agv小车的车载控制器给电机驱动器发送正转指令，驱动电机带动agv叉臂抬升；
车载控制器根据电机上增量编码器发送的脉冲计算出agv叉臂抬升的高度；
车载控制器根据agv叉臂红外测距模块的测距信号或agv叉臂压力传感器模块的压力感应信号对agv叉臂的高度进行调整，从而将agv叉臂抬升至预定的高度。
进一步，所述车载控制器根据电机上增量编码器发送的脉冲计算出agv叉臂抬升的高度这一步骤，具体包括：
增量编码器发送脉冲给车载控制器；
车载控制器根据发送的脉冲计算电机旋转的角度；
车载控制器根据电机旋转的角度计算agv叉臂抬升的高度；
车载控制器根据agv叉臂离地的高度确定货物是否已抬升。
进一步，所述车载控制器根据agv叉臂红外测距模块的测距信号对agv叉臂的高度进行调整，从而将agv叉臂抬升至预定的高度这一步骤，具体包括：
agv叉臂红外测距模块将测距信号反馈给车载控制器；
车载控制器根据反馈的测距信号采用pid算法对agv叉臂的高度进行调整，所述pid算法对agv叉臂的高度进行调整时所采用的公式为：
pid＝kp*[e(k)-e(k-1)]+ki*e(k)+kd*[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
其中，pid为电机驱动器驱动agv叉臂的电机转速，kp为比例系数，ki为积分常数，kd为微分常数，e(k)＝预定的高度-agv叉臂红外测距模块当前测得的距离，e(k-1)＝预定的高度-前一次agv叉臂红外测距模块测得的距离，e(k-2)＝预定的高度-前2次agv叉臂红外测距模块测得的距离。
进一步，所述车载控制器根据agv叉臂压力传感器模块的压力感应信号对agv叉臂的高度进行调整，从而将agv叉臂抬升至预定的高度这一步骤，具体包括：
agv叉臂压力传感器模块将agv叉臂的压力感应信号反馈给车载控制器；
车载控制器根据反馈的压力感应信号对agv叉臂的高度进行调整，直至反馈的压力感应信号符合预定的高度的压力感应信号要求。
进一步，所述在agv叉臂自动抬升结束后，通过agv小车将货物搬运至指定的位置这一步骤，具体包括：
从牵拉货物搬运模式和正常搬运模式中选择一种作为agv小车的搬运模式；
根据选择的搬运模式将货物搬运至指定的位置：若选择牵拉货物搬运模式，则进入牵拉货物搬运模式将货物牵拉至指定的位置；反之，则进入正常搬运模式将货物搬运至指定的位置。
进一步，所述若选择牵拉货物搬运模式，则进入牵拉货物搬运模式将货物牵拉至指定的位置这一步骤，具体包括：
车载控制器控制牵引销提升至上限位；
将装有货物的料车卡在牵引销上；
料车卡好后，agv小车牵拉料车运动至指定的位置；
车载控制器控制牵引销下降至下限位，使得料车与牵引销分离。
本发明所采取的第二技术方案是：
agv小车搬运和举升系统，包括：
自动抬升模块，用于在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后，控制agv叉臂根据叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号将货物自动抬升至预定的高度；
搬运模块，用于在agv叉臂自动抬升结束后，通过agv小车将货物搬运至指定的位置。
进一步，所述自动抬升模块具体包括：
定点停车单元，用于在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后定点停车预设时间；
agv叉臂驱动单元，用于给电机驱动器发送正转指令，驱动电机带动agv叉臂抬升；
agv叉臂抬升的高度计算单元，用于根据电机上增量编码器发送的脉冲计算出agv叉臂抬升的高度；
叉臂高度调整单元，用于根据agv叉臂红外测距模块的测距信号或agv叉臂压力传感器模块的压力感应信号对agv叉臂的高度进行调整，从而将agv叉臂抬升至预定的高度。
本发明所采取的第三技术方案是：
agv小车搬运和举升系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行如第一技术方案所述的agv小车搬运和举升方法。
本发明的有益效果是：本发明agv小车搬运和举升方法及系统，在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后，控制agv叉臂根据叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号将货物自动抬升至预定的高度，基于叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号实现了货物的智能提升，无需人工的参与，实现了agv小车搬运入库过程的全自动化，智能化程度高，搬运效率更高。
附图说明
图1为本发明agv小车搬运和举升方法的步骤流程图；
图2为本发明agv小车将货物自动抬升至预定的高度这一过程的实现原理示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。
如图1所示，本发明agv小车搬运和举升方法，包括以下步骤：
在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后，控制agv叉臂根据叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号将货物自动抬升至预定的高度；
在agv叉臂自动抬升结束后，通过agv小车将货物搬运至指定的位置。
其中，agv叉臂的离地高度检测信号可为agv叉臂电机的增量编码器发送的脉冲信号，也可为agv叉臂红外测距模块的测距信号，可供用户灵活选择。
进一步作为优选的实施方式，所述在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后，控制agv叉臂根据叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号将货物自动抬升至预定的高度这一步骤，具体包括：
在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后定点停车预设时间；
agv小车的车载控制器给电机驱动器发送正转指令，驱动电机带动agv叉臂抬升；
车载控制器根据电机上增量编码器发送的脉冲计算出agv叉臂抬升的高度；
车载控制器根据agv叉臂红外测距模块的测距信号或agv叉臂压力传感器模块的压力感应信号对agv叉臂的高度进行调整，从而将agv叉臂抬升至预定的高度。
其中，预设时间可由用户根据实际需要进行灵活设置，例如预设时间为2s。
车载控制器根据电机上增量编码器发送的脉冲计算出agv叉臂抬升的高度，其目的是为了根据离地的高度确定货物是否已经抬升。
agv叉臂红外测距模块利用了红外测距原理来测量叉臂离地的高度，可采用现有的红外测距传感器来实现。
agv叉臂压力传感器模块，利用了不同高度agv叉臂的压力有所不同这一原理来通过压力检测来测量叉臂离地的高度，其可选用现有的压力传感器来实现。
进一步作为优选的实施方式，所述车载控制器根据电机上增量编码器发送的脉冲计算出agv叉臂抬升的高度这一步骤，具体包括：
增量编码器发送脉冲给车载控制器；
车载控制器根据发送的脉冲计算电机旋转的角度；
车载控制器根据电机旋转的角度计算agv叉臂抬升的高度；
车载控制器根据agv叉臂离地的高度确定货物是否已抬升。
进一步作为优选的实施方式，所述车载控制器根据agv叉臂红外测距模块的测距信号对agv叉臂的高度进行调整，从而将agv叉臂抬升至预定的高度这一步骤，具体包括：
agv叉臂红外测距模块将测距信号反馈给车载控制器；
车载控制器根据反馈的测距信号采用pid算法对agv叉臂的高度进行调整，所述pid算法对agv叉臂的高度进行调整时所采用的公式为：
pid＝kp*[e(k)-e(k-1)]+ki*e(k)+kd*[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
其中，pid为电机驱动器驱动agv叉臂的电机转速，kp为比例系数，ki为积分常数，kd为微分常数，e(k)＝预定的高度-agv叉臂红外测距模块当前测得的距离，e(k-1)＝预定的高度-前一次agv叉臂红外测距模块测得的距离，e(k-2)＝预定的高度-前2次agv叉臂红外测距模块测得的距离。
本实施例中，k代表当前，k-1代表k的前一次，k-2代表k-1的前一次。
进一步作为优选的实施方式，所述车载控制器根据agv叉臂压力传感器模块的压力感应信号对agv叉臂的高度进行调整，从而将agv叉臂抬升至预定的高度这一步骤，具体包括：
agv叉臂压力传感器模块将agv叉臂的压力感应信号反馈给车载控制器；
车载控制器根据反馈的压力感应信号对agv叉臂的高度进行调整，直至反馈的压力感应信号符合预定的高度的压力感应信号要求。
进一步作为优选的实施方式，所述在agv叉臂自动抬升结束后，通过agv小车将货物搬运至指定的位置这一步骤，具体包括：
从牵拉货物搬运模式和正常搬运模式中选择一种作为agv小车的搬运模式；
根据选择的搬运模式将货物搬运至指定的位置：若选择牵拉货物搬运模式，则进入牵拉货物搬运模式将货物牵拉至指定的位置；反之，则进入正常搬运模式将货物搬运至指定的位置。其中，正常搬运模式的货物放置在agv小车上，与背景技术部分所介绍的相同。
进一步作为优选的实施方式，所述若选择牵拉货物搬运模式，则进入牵拉货物搬运模式将货物牵拉至指定的位置这一步骤，具体包括：
车载控制器控制牵引销提升至上限位；
将装有货物的料车卡在牵引销上；
料车卡好后，agv小车牵拉料车运动至指定的位置；
车载控制器控制牵引销下降至下限位，使得料车与牵引销分离。
其中，车载控制器的mcu可通过发送高电平来使得牵引销上升或下降，发送低电平来使得牵引销停止运动。料车的数量可为一节或多节，也就是说，与牵引销卡接的料车后面还可挂接多节料车，形成一拖多的牵引系统。
与图1的方法相对应，本发明agv小车搬运和举升系统，包括：
自动抬升模块，用于在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后，控制agv叉臂根据叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号将货物自动抬升至预定的高度；
搬运模块，用于在agv叉臂自动抬升结束后，通过agv小车将货物搬运至指定的位置。
进一步作为优选的实施方式，所述自动抬升模块具体包括：
定点停车单元，用于在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后定点停车预设时间；
agv叉臂驱动单元，用于给电机驱动器发送正转指令，驱动电机带动agv叉臂抬升；
agv叉臂抬升的高度计算单元，用于根据电机上增量编码器发送的脉冲计算出agv叉臂抬升的高度；
叉臂高度调整单元，用于根据agv叉臂红外测距模块的测距信号或agv叉臂压力传感器模块的压力感应信号对agv叉臂的高度进行调整，从而将agv叉臂抬升至预定的高度。
与图1的方法相对应，本发明agv小车搬运和举升系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行本发明所述的agv小车搬运和举升方法。
本发明的agv小车搬运和举升方案主要包括以下两个过程：
(1)agv小车的举升过程
本发明在agv小车装备有电机的驱动器，在电机上装备有增量编码器。
当agv小车行走到需要搬运货物的站点时，定点停车预设时间(如2s)，agv小车的车载控制器mcu通过canbus总线给电机驱动器发送正转命令，电机正转，臂叉抬升，增量编码器发送脉冲(比如说电机旋转了1圈，增量编码器就会发送1000个脉冲，电机旋转了半圈，增量编码器就会发送500个脉冲)给车载控制器mcu来检测电机旋转的角度，进而计算出臂叉抬升的高度。根据臂叉的离地高度就可以确定货物是否已经抬升。
为了实现货物的智能举升，本发明还增设了叉臂离地高度检测和叉臂压力感应功能，如图2所示。
其中，带叉臂离地高度检测功能的货物举升过程具体包括：
1)agv叉臂红外测距模块将测距信号反馈给车载控制器mcu；
2)车载控制器根据反馈的测距信号采用pid算法对agv叉臂的高度进行调整，所述pid算法对agv叉臂的高度进行调整时所采用的公式为：
pid＝kp*[e(k)-e(k-1)]+ki*e(k)+kd*[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
上式中：e(k)＝预定的高度-agv叉臂红外测距模块当前测得的距离；
e(k-1)＝预定的高度-前一次agv叉臂红外测距模块测得的距离；
e(k-2)＝预定的高度-前2次agv叉臂红外测距模块测得的距离；
kp＝比例系数；
ki＝积分常数；
kd＝微分常数；
pid＝电机驱动器驱动agv叉臂的电机转速。
而带叉臂压力感应功能的货物举升过程具体包括：
1)agv叉臂压力传感器模块将agv叉臂的压力感应信号反馈给车载控制器；
2)车载控制器根据反馈的压力感应信号对agv叉臂的高度进行调整，直至反馈的压力感应信号符合预定的高度的压力感应信号要求。
(2)agv小车的搬运过程
本发明在agv小车上装备有牵引装置——牵引销，当需要牵拉货物时，车载控制器mcu通过gpio口发送高电平使引销提升；将牵引销提升到上限位时，mcu再发送低电平，使牵引销停止运动。该牵引装置需要配合料车使用，将料车卡在牵引销上，让料车随着agv小车行走而移动，料车后面可挂接多节料车，形成一托多的牵引系统。当agv小车不需要牵拉货物时，车载控制器再次发送高电平，使牵引销下降到下限位，牵引装置将收起。
综上所述，本发明agv小车搬运和举升方法及系统，在agv小车行驶到需要搬运货物的地点后，控制agv叉臂根据叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号将货物自动抬升至预定的高度，基于叉臂离地高度检测信号或叉臂压力感应信号实现了货物的智能提升，无需人工的参与，实现了agv小车搬运入库过程的全自动化，智能化程度高，搬运效率更高。本发明的方案在运输工具智能控制领域具有广阔的应用前景。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。