自动运输工具装载系统及方法技术方案

公开一种用于自动装载及卸载运输工具的方法和系统。导引系统沿行驶路径至邻近所述运输工具的位置，随后传感器对运输工具进行剖像以便确定出运输路径，让ＡＧＶ跟随运输路径而进入运输工具以放置负载，并在放置负载后退出该运输工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2008年4月28日所提交的名称为“Automatic Transport Loading System And Method”、美国专利申请序列号为No. 12/110，525 —案的优先权，该案的全部公 开内容通过引用合并至此，并应视作本申请公开内容的一部分。
技术介绍
本专利技术大体上涉及物料搬运车辆，特别地，涉及一种能够自动装载及卸载运输工 具(transport)的自动导引车辆，包括即使在运输工具底板垂直偏置于装载仓(loading bay)的底板或相对于装载仓的底板成一角度时，也能以最小的干扰在运输工具的尾端附近 进行装载。自动导引车辆(Automatic guided vehicle，AGV)在整个物料搬运产业中得到 应用以运输负载。AGV—词通常用于指代具有任意多个可用的自动导引系统的大马力 (robust)车辆设计。自动导引小车(Automatic guided cart, AGC) 一词则通常用于指代 用于类似的但复杂度较低的应用的较小马力车辆。在整个本申请，包括权利要求书中，AGV 应意为AGV和AGC并且包括这两者，以及被自动导引的任何其他车辆。当前的较轻负荷AGV设计一般包括车架(frame)，并有旋转脚轮位于该车架的四 角。其他特征可以包括用于货车方向控制的主动轮组件以及刚性脚轮。在一当前设计中， 两个刚性脚轮固定至车架并位于货车车架每一侧旋转脚轮之间的大约中间位置。两对旋转 脚轮轴与刚性脚轮轴大体上彼此平行。可操纵的驱动单元一般通过底盘(plate)附着至货 车车架，该底盘以铰链连接到货车车架并与货车车架以弹簧加载，以保证可操纵驱动轮维 持与支撑面的足够牵引。在另一实施例中，固定的驱动轮推进AGV，可操纵脚轮给AGV的运 动导向。重负荷AGV设计一般包括重负荷车架以及至少三个轮子，其中至少一个轮为驱动 轮以及至少一个轮为由导引系统导向的操纵轮。除了是自动导引外，许多这种AGV设计与 现有用于在制造或分配环境中运送负载的车辆都类似。AGV包括控制其运动的导引系统。当时使用的已知导引系统包括有线导引、激光导 弓丨、磁带导引、测距法(odometry)导引、惯性导引以及光学导引，并且每种导引都具有自身 相关的优点及缺点。例如，惯性导引容易发生追踪误差，其中由AGC测量的行驶距离和方向 与实际行驶的距离和方向有所偏差。尽管追踪误差可以被减至最低，然而其经过长距离行 驶会更加严重，并且系统必须，例如通过使用沿指定路径的航点参考标记(磁性涂料、射频 标签(RFID)等等)，来对这些误差作出调节。激光导引系统使用特殊的标记由AGV进行感测并用来控制其行驶。这一类型的系 统容易发生标记的障碍，并且最重要的是，其需要标记存在于任意行驶环境中。如果AGV的 路径被修改，标记也必须被物理地移动。进而，带有这一类型导引系统的AGV只能在具有这 些特殊标记的区域中行驶，在本专利技术上下文中，其要求待装载或卸载的任意运输工具都包 括该标记。与运输工具的自动装载及卸载相关联的一个难点在于运输工具相对于装载月台(loading dock)的位置可变。运输工具通常是被人工，例如由驾驶员，停放在装载仓中。这 种人工停放导致运输工具位置的不可知变数。当驾驶员将诸如拖车的运输工具停放在装载 月台时，他或她可能无法使拖车与月台门正对。这会让拖车相对于上述月台门成一倾斜角 度。由于该角度不可知并且可能在月台内任意位置变动，AGV便不能有效地将负载导引并运 送到拖车中，除非该倾斜被调节或者AGV具有检测并补偿拖车倾斜的能力。现有技术已通 过使用防滑板(skid plate)去相对于装载月台停放运输工具来解决这一问题；然而，这是 一代价高且效率低的过程。拖车还可能被停放为从相对于月台门的最佳位置偏离。在AGV 装载较宽的负载时，一英寸那么小的偏离也会在装载过程中造成问题。运输工具通常停放在装载仓门外的运输工具装载区中以便进行装载。运输工具位 置、以及运输工具与装载月台之间位置的多种变化，可能给AGV装载运输工具(特别是装载 运输工具的尾部)造成困难。与运输工具的自动装载及卸载相关联的困难在于，AGV必须能 够克服运输工具与月台之间的高度差异。不同类型的运输工具，以及同一类型运输工具的 不同型号，高度都会有变化。进一步，特定运输工具的高度也并非静态的；随着运输工具被 装载，悬架将会压低，导致该运输工具高度的变化。为了实现良好的操作，AGV必须能够在 变化的运输工具高度，也因而在运输工具和装载月台之间的变化的高度差下进行操作。高 度的变化可能导致负载在运输工具的门口或入口(threshold)处接触到运输工具的车顶 或车顶的边沿。负载与运输工具之间的任何接触将会导致运输工具装载中的问题。现有技 术已通过使用液压或其他类型的千斤顶去稳固运输工具的高度来解决这一问题；然而，这 又是一个代价大且效率低的过程。运输工具位置的变数可能会妨碍运输工具的自动装载，而且几乎可以肯定会降低 其效率。例如，效率最高的装载过程将负载摆放得尽可能互相靠近，而所期望的运输工具位 置的任何变数都将趋于增加负载的分离。在例如装载靠近运输工具车门的最后几件货盘(pallets)时，还会发生其他问 题。例如，由于许多装载及卸载设施的配置，运输工具装载区域可能朝装载仓门向下成一定 角度。该向下的角度允许运输工具的边沿容易在高度上与装载设施的底板对齐，同时该角 度会导致运输工具的底板与装载设施的底板相对于彼此成一定角度。由于运输工具底板的 高度在车与车之间会发生变化，所以还必须使用登车桥(dock ramp)来补偿这一高度变化， 或是来缓和该装载设施的底板与该运输工具的底板之间的过渡。上述两者之间的过渡会需要位于月台与运输工具之间的登车桥的急剧上升或下 降，其可能造成导引的困难以及拖车尾部装载的困难。例如，在目标向上或向下移动以进入 运输工具时，由于激光将正在指向目标的上方或是下方，因而使用激光导引系统的AGV会 失去目标。对于以上所述的运输工具以及运输工具装载区设施，拖车尾部装载的困难在于， 如果AGV没有与运输工具成一合适的角度，例如AGV的大部分都位于登车桥或装载设施底 板上，AGV会难以将其负载降低至运输工具底板进而便利地将其车叉从货盘插口(pallet pocket)移出。更具体地，如果运输工具底板在垂直度和方位角上均没有与装载设施底板 或登车桥对齐，由于车叉的尖端与顶部和底部中的一个发生接合，而车叉最靠近AGV的部 分则与顶部和底部中的另一个发生接合，因此会难以将车叉从货盘上的插口撤出。因此，当 AGV在放下最后的负载后试图退出运输工具时，该最后的负载会被AGV—起向后拉。随着运 输物被装载，两个支撑面的角度会变得越来越大。随着更多的负载被添加至运输工具，悬架变得被压低。随着悬架压低，拖车的高度也变低，由此增大了运输工具底板与AGV的支撑底 板之间的角度。尽管本领域使用导引系统来控制AGV的行驶，它们在从运输工具装载及卸载负载 的过程中的使用尚需令人满意的解决。
技术实现思路
鉴于以上所述，存在对这样一种AGV设计的需求，即有效且高效地将不同导引系 统的使用结合至运输工具的自动装载及卸载。更具体地，存在对这样一种AGV设计的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用自动导引车辆（ＡＧＶ）装载运输工具的方法，所述运输工具具有入口以及至少一个底板或顶板，所述ＡＧＶ具有一对用于举起负载的车叉；所述方法包括：　　将负载与所述ＡＧＶ接合；　　用导引系统将所述ＡＧＶ导引至位置Ａ，其中所述位置Ａ位于所述运输工具外部；　　确定用于将负载放置在所述运输工具上的预期装载位置的运输路径；　　确定所述运输工具的底板和所述运输工具的顶板中两者之一的位置；　　用所述导引系统沿确定的所述运输路径导引所述ＡＧＶ至所述预期装载位置；以及　　将所述负载放置在所述运输工具上的所述预期装载位置处。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US12/110,5252008年4月28日1.一种使用自动导引车辆(AGV)装载运输工具的方法，所述运输工具具有入口以及至 少一个底板或顶板，所述AGV具有一对用于举起负载的车叉；所述方法包括将负载与所述AGV接合；用导引系统将所述AGV导引至位置A，其中所述位置A位于所述运输工具外部；确定用于将负载放置在所述运输工具上的预期装载位置的运输路径；确定所述运输工具的底板和所述运输工具的顶板中两者之一的位置；用所述导引系统沿确定的所述运输路径导引所述AGV至所述预期装载位置；以及将所述负载放置在所述运输工具上的所述预期装载位置处。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述运输工具的底板和所述运输工具的 顶板中两者之一的位置的步骤确定所述运输工具的底板及所述运输工具的顶板相对于所 述AGV的支撑面的位置。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述AGV的支撑面大体上位于所述入口的外部。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述AGV的支撑面贴近所述入口。5.如权利要求1所述的方法，在所述沿确定的运输路径导引所述AGV的步骤之前，还 包括以下步骤确定要放置的所述负载在所述运输工具入口的设定距离内具有预期装载位 置。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述沿确定的运输路径导引所述AGV的步骤还包括 确定所述负载何时进入所述运输工具入口的步骤。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述沿确定的运输路径导引所述AGV的步骤，在进 行确定所述负载何时进入所述运输工具入口的所述步骤之后，还包括以下步骤以与所述 AGV沿所述运输工具的纵向轴的运动相协同的运动来移动所述车叉。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述以相协同的运动来移动车叉的步骤还包括以 下步骤确定所述运输工具的底板相对于所述AGV的支撑面的角所成的角度。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述支撑面为所述装载仓区域的底板或登车桥两 者至少其中之一。10.如权利要求7所述的方法，其中，所述以相协同的运动来移动车叉的步骤还包括以 下步骤移动所述AGV上的升降机构或车叉盒两者至少其中之一。11.如权利要求7所述的方法，其中，所述移动所述AGV上的升降机构或车叉盒两者至 少其中之一的步骤是通过枢转所述升降机构或所述车叉盒两者至少其中之一来执行的。12.如权利要求1所述的方法，在从所述预期装载位置沿确定的运输路径将所述AGV导 引至位置A的步骤之后，还包括以下步骤在位置A从确定的所述运输路径切换至系统路 径，并响应于所述确定所述运输工具的底板和所述运输工具的顶板两者其中之一的位置的 步骤来倾斜所述负载。13.如权利要求10所述的方法，还包括以下步骤在所述AGV经过所述运输工具入口 之前确定所述运输工具的底板与所述运输工具的顶板两者其中之一与所述AGV的相对角 度。14.如权利要求13所述的方法，其中，所述AGV确定其支撑面自水平面起的角度以确定 所述运输工具的底板自所述AGV的支撑面的相对角度。15.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在所述AGV被导引至所述预期装载位置时，确定所述AGV上的负载或车叉是否将接触所述运输工具的底板。16.如权利要求15所述的方法，还包括以下步骤响应于确定在所述AGV被导引至所 述预期装载位置时所述AGV上的负载或车叉两者其中之一是否将接触所述运输工具的底 板，来倾斜所述负载。17.如权利要求16所述的方法，其中，所述放置负载的步骤发生在所述倾斜负载的步骤之后ο18.如权利要求16所述的方法，其中，在响应于确定在所述AGV被导引至所述预期装载 位置时所述AGV上的负载或车叉两者其中之一是否将接触所述运输工具的底板来倾斜所 述负载之时，发生所述放置负载的步骤。19.如权利要求17所述的方法，其中，升降机构及车叉盒两者其中之一被倾斜来执行 所述倾斜负载的步骤，并且所述方法还包括以下步骤在所述升降机构及车叉盒两者其中 之一被倾斜时至少部分地移出所述车叉。20.如权利要求19所述的方法，其中，在行驶所述AGV以获取下一件负载时，所述升降 机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉尔德·爱德华·齐尔森，
申请(专利权)人：杰维斯·B·韦布国际公司，
类型：发明
国别省市：US