一种AGV智能运输控制系统

技术领域

本发明公开一种智能运输系统，尤其是涉及一种AGV智能运输控制系统。

背景技术

在大型温室或者是植物工厂栽培装置领域，多个环节由人工操作完成，机械自动化水平相当低。为适应设施栽培的需要，机械自动化栽培装置的迫切性已日渐凸显，其成套设备的研究与应用成了整个链条中的核心环节。

育苗模式逐步向轻型基质育苗和集约化、规模化育苗方向转变。温室苗床又称移动栽培床，是一种床面为铝合金结构的栽培床，这种移动苗床，采用与商品化金属结构栽培床相同的立柱、支撑和灌溉排水系统，床面采用放置模压成型的不透水塑料苗盘。现有的自动化物流苗床系统分为三种模式：地面物流苗床系统、天车物流苗床系统、常规AGV物流苗床系统。其中，地面物流苗床系统具有地面物流苗床系统成本低廉且种植密度高的优势，但缺点是地面架设复杂且无法取放任意盘；天车物流苗床系统具有地面改造少且可取放任意位置盘的优势，但缺点是成本高昂且功能扩展性少；常规AGV物流苗床系统功能扩展性高且系统布置简单的优势，但缺点是种植密度低且无法取放任意盘。

在温室内部自动化物流系统领域，通常采用智能运输设备对苗床进行放置，现有栽培物流系统不完善，机械化程度低，人员在栽培单元操作多，管理粗放，劳动力耗费多，目前局限于传统的输送线运输形式，该形式虽然结构轻盈简单、单位成本低，但由于架设面积大、动作频次低的特性，存在现场施工要求较高，布局呆板缺乏灵活性，设备维护保养工作量繁多，单位成本有效利用率低等缺点。而研发温室内部苗床自动化搬运的物流系统可以显著提高生产率，加速生产进程，减少劳动力需求。

发明内容

本发明旨在提供一种实现低成本的、可批量制造的苗床密集种植AGV装置的AGV智能运输控制系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种AGV智能运输控制系统，该系统包括配套的龙门式苗床架及通过AGV运输系统控制的AGV小车，所述AGV小车可通过托架部件装载苗床，所述AGV运输系统可控制AGV小车自动化运输取放苗床，所述龙门式苗床架通过玻璃温室大立柱架设，所述龙门式苗床架呈X方向和Y方向整齐排列成若干个单元模块，所述单元模块可通过锁定机构限位固定苗床，所述苗床的框架结构为设有若干横置的横梁架，所述托架部件包括通过液压箱驱动抬升的升降台和升降台上的嵌入式托架，所述嵌入式托架设有若干组可定位卡紧横梁架的定位部件，所述定位部件包括四个张开的卡爪块，且卡爪块的中心可容纳横梁架嵌入卡紧，所述锁定机构包括固定在单元模块两侧的卡钩件，所述苗床的框架结构两侧边缘设有若干定位柱，所述卡钩件包括可容纳定位柱活动伸入且呈倒U型的卡槽及卡槽末端用于卡紧限位定位柱的限位部，AGV运输系统控制AGV小车运输在单元模块处取放苗床的作业步骤如下：

S1，AGV运输系统可根据已存放苗床或空置的单元模块进行系统记录标识，取放苗床时，操作员可通过主控室的AGV运输系统记录观察到各单元模块安置的苗床情况和信息；

S2，当需要安置装载在AGV小车的苗床时，AGV小车上的苗床对应的栽培信息可输入记载在AGV运输系统上，操作员通过主控室操作AGV运输系统选定空置的单元模块，选定空置的单元模块后对AGV小车发出输送苗床信号；

或者，当需要取走单元模块上的苗床时，操作员通过主控室操作AGV运输系统观察单元模块上的苗床栽培信息，选定该所需苗床所在的单元模块，对闲置的AGV小车发出拿取苗床信号；

S3，预备位置处的AGV小车接收到输送苗床信号后，AGV小车带着装载的苗床运输到选定的单元模块处，托架部件将装载的苗床卸下并通过单元模块的锁定机构限位固定苗床，AGV小车自动回归到预备位置；

或者，预备位置处的AGV小车接收输送苗床信号后，AGV小车移动到选定空置的单元模块处，托架部件将安置的苗床从锁定机构解除限位卸下，AGV小车装载苗床运输回归到预备位置。

通过采用上述技术方案，通过AGV运输系统将龙门式苗床架模块化形成多个单元模块，并通过AGV运输系统控制AGV小车智能化自动安置和取放苗床，从而减少人工操作，通过卡爪块完成对横梁架定位，实现托架部件对苗床的框架结构的定位装载，通过限位部对定位柱进行限位卡紧，实现AGV小车的自动安置苗床功能。

作为优选，所述龙门式苗床架两侧的X方向分别设有驶入通道和驶出通道，所述龙门式苗床架侧面的Y方向设有过渡列，AGV小车的移动路径机制如下：

AGV小车从过渡列的预备位置出发，移动到龙门式苗床架的驶入通道；

根据选定单元模块位置，AGV小车沿着驶入通道的X方向移动到所选定单元模块的Y方向平行处；

AGV小车沿着龙门式苗床架的Y方向移动所选定单元模块下进行取放苗床作业；

AGV小车取放作业完成后，AGV小车继续沿着Y方向移动到驶出通道，沿着驶出通道的X方向移动到过渡列空置的预备位置处。

通过采用上述技术方案，通过上述移动路径机制规避AGV小车作业时发生碰撞。

作为优选，所述升降台两侧对称安装有横移机构，所述横移机构可推抵苗床的框架结构横向活动。

通过采用上述技术方案，横移机构既能平衡校准定位装载的苗床，又能实现定位柱与卡钩件之间的联动安装。

作为优选，所述AGV小车为双舵轮双车桥体，且配备有陀螺仪校准器，所述AGV小车可进行直行、横移和转向行驶。

通过采用上述技术方案，适用场地内可能存在的起伏、土块等地面因素，车体采用半固定+半悬挂的双车桥布局，保证车体通过性的同时确保行进、定位精度。

作为优选，所述AGV小车配备有WIFI通讯模块和激光SLAM装置。

通过采用上述技术方案，玻璃大棚普遍面积巨大，AGV车在苗床架下行走，其视野范围内仅有大量重复立柱，场地内同时存在多台AGV小车时，使用AGV运输系统结合WIFI通讯模块，确保不发生碰撞，同时规划最佳线路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

其一，通过AGV运输系统管理龙门式苗床架安置和拿取培育的苗床，并通过模块化管理将放置的苗床和龙门式苗床架形成一个个可实时监测和运输管理的单元模块，借助AGV小车取代人力实现自动化运输苗床和安置拿取苗床，依靠集成式的AGV运输系统提升稳定性，整合AGV小车多车协同作业调度，实现数字化和智能化管理；

其二，AGV小车采用成熟的无人驾驶AGV技术为核心，搭配高频激光雷达与自动寻迹算法，实现自动调度和规避碰撞，并且能够智能化进行自动充电续航工作；

其三，本方案通过对AGV小车与苗床结构的重新设计，使本系统兼备了现有的三种物流苗床系统的优点并规避了其相应的缺点，其兼备了成本低廉、种植密度高、地面改造少、可取放任意位置盘、功能扩展性高、系统布置简单的优点。

附图说明

图1为AGV运输系统控制AGV小车作业步骤的流程简图；

图2为AGV运输系统控制AGV小车在配套的龙门式苗床架进行作业的示意图；

图3为龙门式苗床架内AGV小车作业时的局部示意图；

图4为AGV小车装载苗床的示意图；

图5为龙门式苗床架的局部示意图；

图6为AGV小车通过锁定机构安置和拿取苗床的工作示意图。

附图标记：1、玻璃温室大立柱；2、龙门式苗床架；3、AGV小车；4、液压箱；5、横移机构；6、定位部件；7、升降台；8、横梁架；9、卡钩件；10、卡槽；11、限位部。

具体实施方式

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，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，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装置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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

一种AGV智能运输控制系统,该系统包括配套的龙门式苗床架2及通过AGV运输系统控制的AGV小车3，AGV小车3可通过托架部件装载苗床，AGV运输系统可控制AGV小车3自动化运输取放苗床，如图3和图5所示，龙门式苗床架2通过玻璃温室大立柱1架设并采用4柱落地式支撑的架设方式搭建，如图2所示，龙门式苗床架2呈X方向和Y方向整齐排列成若干个单元模块，单元模块可通过锁定机构限位固定苗床，AGV小车3为双舵轮双车桥体，且配备有陀螺仪校准器，AGV小车3可进行直行、横移和转向行驶，车体通过激光SLAM装置可以精确定位到10mm内，采用陀螺仪校准器确保随时随地进行车身姿态管理，可对予以相位补偿，对影响行车安全的异常情况可及时报警排除。

如图1所示，AGV运输系统控制AGV小车3运输在单元模块处取放苗床的作业步骤如下：

S1，AGV运输系统可根据已存放苗床或空置的单元模块进行系统记录标识，取放苗床时，操作员可通过主控室的AGV运输系统记录观察到各单元模块安置的苗床情况和信息，处于闲置的AGV小车3在过渡列的预备位置进行待机；

S2，当需要安置装载在AGV小车3的苗床时，AGV小车3上的苗床对应的栽培信息可输入记载在AGV运输系统上，AGV小车3在预备位置装载完用于栽培的苗床后，通过中控室将该AGV小车3激活，并输入其装载的苗床对应的栽培信息记录到AGV运输系统上，操作员通过主控室操作AGV运输系统选定空置的单元模块（即图2所示的空架子区域），选定空置的单元模块后对AGV小车3发出输送苗床信号；

或者，当需要取走单元模块上的苗床时，操作员通过主控室操作AGV运输系统观察单元模块上的苗床栽培信息，选定该所需苗床所在的单元模块，对过渡列的预备位置进行待机的闲置的AGV小车3发出拿取苗床信号；

S3，预备位置处的AGV小车3接收到输送苗床信号后，AGV小车3带着装载的苗床运输到选定的单元模块处，托架部件将装载的苗床卸下并通过单元模块的锁定机构限位固定苗床，AGV小车3自动回归到预备位置；

或者，预备位置处的AGV小车3接收输送苗床信号后，AGV小车3移动到选定空置的单元模块处，托架部件将安置的苗床从锁定机构解除限位卸下，AGV小车3装载苗床运输回归到预备位置。

如图2所示，龙门式苗床架2两侧的X方向分别设有驶入通道和驶出通道，龙门式苗床架2侧面的Y方向设有过渡列，AGV小车3的移动路径机制如下：

AGV小车3从过渡列的预备位置出发，移动到龙门式苗床架2的驶入通道；

根据选定单元模块位置，AGV小车3沿着驶入通道的X方向移动到所选定单元模块的Y方向平行处；

AGV小车3沿着龙门式苗床架2的Y方向移动所选定单元模块下进行取放苗床作业；

AGV小车3取放作业完成后，AGV小车3继续沿着Y方向移动到驶出通道，沿着驶出通道的X方向移动到过渡列空置的预备位置处。

AGV小车3配备有WIFI通讯模块能够实时监测AGV小车3移动路径和作业情况，AGV小车3一次作业命令无论是运输安置或者拿取苗床都遵循移动轨迹：过渡列-驶入通道-龙门式苗床架2-驶出通道-过渡列，并且通过AGV小车3的WIFI通讯模块实现AGV运输系统实时获知每一台AGV小车3的剩余电量，当低于一定阀值（可通过AGV运输系统设置）后，自动调度AGV小车3行驶到充电站，确定身份后开始充电。AGV小车3具有车身主动防御系统，借助激光SLAM装置，通过算法规划可在碰撞发生前依次进行声光报警并减速、再减速、停止，车身周围安装有碰撞传感器的感应围边，当发生超过5mm的异物侵入时，感应围边会接通电信号，让车辆迅速刹车。

如图4所示，苗床的框架结构为设有若干横置的横梁架8，托架部件包括通过液压箱4驱动抬升的升降台7和升降台7上的嵌入式托架，嵌入式托架设有若干组可定位卡紧横梁架8的定位部件6，定位部件6包括四个张开的卡爪块，且卡爪块的中心可容纳横梁架8嵌入卡紧，装载苗床时横梁架8沿着卡爪块形成的缺口装载支撑在嵌入式托架上进行运输，并且升降台7两侧对称安装有横移机构5，横移机构5可推抵苗床的框架结构横向活动，可通过两侧的横移机构5校准定位苗床的框架结构，保持AGV小车3运输时装载的苗床不偏移变位。

锁定机构包括固定在单元模块两侧的卡钩件9，苗床的框架结构两侧边缘设有若干定位柱，卡钩件9包括可容纳定位柱活动伸入且呈倒U型的卡槽10及卡槽10末端用于卡紧限位定位柱的限位部11。如图6所示，安置苗床时AGV小车3的作业操作流程为：通过AGV运输系统控制AGV小车3运输到相应的单元模块下方时，单元模块四周侧有若干测距传感器，与AGV小车3进行互动校准后，AGV小车3通过激光SLAM装置操作调整定位后停止移动，液压箱4驱动升降台7带动嵌入式托架抬升苗床到卡钩件9的卡槽10高度，并通过测距传感器进行再次校准确认后，横移机构5同时向一侧活动，推抵苗床的定位柱往卡槽10末端活动，之后液压箱4驱动升降台7带动嵌入式托架下降，并且苗床横梁架8脱离卡爪块的限位，从而使苗床通过定位柱安置在卡钩件9上，AGV小车3拿取苗床时则按照上述操作流程逆向运作即可。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。