仓储搬运AGV车
技术领域
本实用新型涉及智能仓储领域，具体涉及一种仓储搬运AGV车。
背景技术
AGV小车(Automated Guided Vehicles)又名无人搬运车，AGV是一种以电池为动力，装有非接触导引(导引)装置的无人驾驶车辆。它的主要功能表现为能在计算机监控下，按路径规划和作业要求，精确地行走并停靠到指定地点，完成一系列作业功能。目前AGV车的取货机构一般为机械臂或叉车，这种取货机构无法适应于较高高度的取货，且每次取货时无法同时搭载多个货物。
而中药制药企业的原材料仓储大多为大包体积的中药材，仓管员将药材入库后，按指定库位划分放置在货架上。由于大部分中药材包质量较轻，但体积很大，以至于堆放位置可能较高。而且制药过程中有时候需要同时取用多个大体积的药材包，使得传统AGV车难以适用于中药制药企业的仓储搬运。
鉴于此，有必要提供一种仓储搬运AGV车以解决或至少缓解上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种仓储搬运AGV车，该仓储搬运AGV车旨在解决传统AGV车无法适应于较高高度的取货的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提出的一种仓储搬运AGV车，包括：
车体，所述车体上设置有电磁导引装置；
竖直驱动机构，所述竖直驱动机构包括固定座、第一活动座、第二活动座、滑轮机构和直线驱动机构；所述固定座与所述车体连接，且所述固定座自所述车体沿竖直方向向上延伸；所述第一活动座沿所述竖直方向可滑动地设置于所述固定座上，所述第二活动座沿所述竖直方向可滑动地设置于所述第一活动座上；所述直线驱动机构包括缸体和可伸缩地设置于所述缸体中的驱动件，所述缸体与所述固定座连接，所述驱动件与所述第一活动座连接；所述滑轮机构包括设置于所述第一活动座上的定滑轮和绕过所述定滑轮的绳索，所述绳索的第一端与所述固定座连接，所述绳索的第二端与所述第二活动座连接，以在所述直线驱动机构的所述驱动件做伸缩运动时，驱动所述第二活动座产生双倍于所述驱动件的行程的竖直运动距离；
取料机构，所述取料机构与所述第二活动座连接，以在所述第二活动座的带动下进行移动。
优选地，所述取料机构包括：
横向驱动机构，所述横向驱动机构包括底座、驱动电机、同步带轮和第三活动座；所述底座与所述第二活动座连接，所述同步带轮水平布置于所述底座上，所述第三活动座沿横向方向可滑动地设置于所述底座上；所述驱动电机的机座与所述底座连接，所述驱动电机的输出轴与所述同步带轮配合以驱动所述同步带轮转动，所述同步带轮的皮带与所述第三活动座配合以驱动所述第三活动座进行横向运动；
抓取机构，所述抓取机构设置于所述第三活动座上。
优选地，所述固定座包括2个外纵梁和1个横梁，2个所述外纵梁平行间隔设置，所述横梁的两端分别与2个所述外纵梁连接，形成工字型结构；所述2个外纵梁沿所述竖直方向设置；所述直线驱动机构位于2个所述外纵梁之间，所述绳索的第一端与所述横梁连接。
优选地，所述第一活动座包括2个内纵梁、1个顶板和1个支架，2个所述内纵梁平行间隔设置，所述顶板设置于2个所述内纵梁的顶部且所述顶板的两端分别与2个所述内纵梁连接，所述2个内纵梁沿所述竖直方向设置；所述支架设置于所述顶板上靠近所述直线驱动机构的一侧，所述支架与所述驱动件连接，所述滑轮机构的定滑轮安装于所述支架上。
优选地，所述外纵梁上形成有第一滑槽，所述第一滑槽沿所述外纵梁的长度方向贯通所述外纵梁；所述内纵梁的长度方向平行于所述外纵梁的长度方向，所述内纵梁上设置有与所述第一滑槽配合的第一滚轮组。
优选地，所述内纵梁上形成有第二滑槽，所述第二滑槽沿所述内纵梁的长度方向贯通所述内纵梁；所述第二活动座设置有与所述第二滑槽配合的第二滚轮组。
优选地，所述直线驱动机构为气缸或液压缸或电动推杆。
优选地，所述车体上设置有RFID读写器。
优选地，所述电磁导引装置包括磁导引传感器。
本申请的方案中，仓储搬运AGV车由车体、竖直驱动机构和取料机构三大构件组件，其中，车体承担AGV的行驶功能并搭载各种硬件模块。竖直驱动机构包括固定座、第一活动座、第二活动座、滑轮机构和直线驱动机构；固定座固定于车体上，直线驱动机构的缸体固定在固定座上，直线驱动机构的驱动件与第一活动座连接从而驱动第一活动座在固定座上滑动；滑轮机构包括设置于第一活动座上的定滑轮和绕过定滑轮的绳索，绳索的第一端与固定座连接，绳索的第一端与第二活动座连接，定滑轮使得第二活动座能够产生双倍于第一活动座的行程，因此当直线驱动机构做伸缩运动时，能驱动第二活动座产生双倍于驱动件的行程的竖直运动距离，从而满足较高高度的升降需求，使得取料机构在竖直驱动机构的带动下能够适应于较高高度的取货。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的仓储搬运AGV车的整体结构第一视角示意图；
图2为本实用新型实施例的仓储搬运AGV车的整体结构第二视角示意图；
图3为本实用新型实施例的仓储搬运AGV车的局部立体图；
图4为本实用新型实施例的仓储搬运AGV车的另一局部立体图；
图5为本实用新型实施例的仓储搬运AGV车的部件立体图；
图6为本实用新型实施例的仓储搬运AGV车的使用状态示意图；
图7为图4所示部件的拆分图；
图8为本实用新型实施例的仓储搬运AGV车的另一部件立体图；
图9为图8的局部视图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
附图标号说明：
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
如图1-4、图6和图9所示，本实用新型提出的一种仓储搬运AGV车，包括：
车体100，车体100上设置有电磁导引装置；
竖直驱动机构200，竖直驱动机构200包括固定座210、第一活动座220、第二活动座230、滑轮机构245和直线驱动机构260；固定座210与车体100连接，第一活动座220沿竖直方向可滑动地设置于固定座210上，第二活动座230沿竖直方向可滑动地设置于第一活动座220上；直线驱动机构260包括缸体261和可伸缩地设置于缸体261中的驱动件262，缸体261与固定座210连接，驱动件262与第一活动座220连接；滑轮机构245包括设置于第一活动座220上的定滑轮240和绕过定滑轮240的绳索250，绳索250的第一端与固定座210连接，绳索250的第二端与第二活动座230连接，以能够在直线驱动机构260做伸缩运动时，驱动第二活动座230产生双倍于驱动件262的行程的竖直运动距离；
取料机构300，取料机构300与第二活动座230连接，以能够在第二活动座230的带动下拿取物料。
本申请的方案中，仓储搬运AGV车由车体100、竖直驱动机构200和取料机构300三大构件组件，其中，车体100承担AGV的行驶功能并搭载各种硬件模块。竖直驱动机构200包括固定座210、第一活动座220、第二活动座230、滑轮机构245和直线驱动机构260；固定座210固定于车体100上，直线驱动机构260的缸体261固定在固定座210上，直线驱动机构260的驱动件262与第一活动座220连接从而驱动第一活动座220在固定座210上滑动；滑轮机构245包括设置于第一活动座220上的定滑轮240和绕过定滑轮240的绳索250，绳索250的第一端与固定座210连接，绳索250的第一端与第二活动座230连接，定滑轮240使得第二活动座230能够产生双倍于第一活动座220的行程，因此当直线驱动机构260做伸缩运动时，能驱动第二活动座230产生双倍于驱动件262的行程的竖直运动距离，从而满足较高高度的升降需求，使得取料机构300在竖直驱动机构200的带动下能够适应于较高高度的取货。
其中，直线驱动机构260可以为气缸或液压缸或电动推杆。当直线驱动机构260为气缸时，缸体261则为气缸的缸筒，驱动件262则为气缸的活塞杆。
其中，取料机构300可以为机械臂或者由直线模组和抓取机构组成，直线模组可以包括滚珠丝杆模组和同步带模组。
请参照图5和图6，作为本实用新型的优选实施方式，取料机构300包括：
横向驱动机构310，横向驱动机构310包括底座311、驱动电机312、同步带轮313和第三活动座314；底座311与第二活动座230连接，同步带轮313水平布置于底座311上，第三活动座314沿横向方向可滑动地设置于底座311上；驱动电机312的机座与底座311连接，驱动电机312的输出轴与同步带轮313配合以驱动同步带轮313转动，同步带轮313的皮带与第三活动座314配合以驱动第三活动座314进行横向运动；
抓取机构320，抓取机构320设置于第三活动座314上；
本实施方式中，横向驱动机构310通过同步带驱动，同步带轮313水平布置于底座311上且同步带轮313的长度方向垂直于车体100的高度方向，驱动电机312的机座与底座311连接，驱动电机312的输出轴与同步带轮313配合以驱动同步带轮313正向转动或者反向转动，同步带轮313的皮带与第三活动座314配合以驱动第三活动座314左右横动。
此外，抓取机构320可以为机械臂或同步带机构。同步带机构的大面积皮带面能够很好地接住大包体积的中药材承担中药包400的拿取工作。具体地，同步带机构可以通过远离横向驱动机构310的一端接触中药包400，使得一个中药包400在同步带机构的运动下在皮带上运动并靠近横向驱动机构310，此时同步带机构可以再次通过远离横向驱动机构310的一端接触下一个中药包400。一个同步带机构可同时搭载多个中药包400，满足制药过程中需要同时取用多个大体积的药材包的工序需求，提升作业效率。
请参照图7和图8，作为本实用新型的具体实施方式，固定座210包括2个外纵梁211和1个横梁212，2个外纵梁211平行间隔设置，横梁212的两端分别与2个外纵梁211连接，形成工字形结构。直线驱动机构260位于2个外纵梁211之间，绳索250的第一端与横梁212连接。本实施方式中，2个外纵梁211竖直立在车体100上，并平行间隔对称设置，横梁212的两端分别与2个外纵梁211连接起到连接并固定外纵梁211的作用。绳索250的第一端靠近横梁212的中间位置并与横梁212连接被固定住。
进一步地，第一活动座220包括2个内纵梁221、1个顶板222和1个支架223，2个内纵梁221平行间隔设置，顶板222设置于2个内纵梁221的顶部且顶板222的两端分别与2个内纵梁221连接，支架223设置于顶板222上靠近直线驱动机构260的一侧，支架223与驱动件连接，滑轮机构的定滑轮240安装于支架223上。本实施方式中，2个内纵梁221分别对应2个外纵梁211，以便相互配合。2个内纵梁221同样平行间隔设置，顶板222设置于2个内纵梁221的顶部且顶板222的两端分别与2个内纵梁221连接将2个内纵梁221固定起来，支架223设置于顶板222上靠近直线驱动机构260的一侧，支架223用于连接直线驱动机构260和布置滑轮机构。
进一步地，外纵梁211上形成有第一滑槽213，第一滑槽213沿外纵梁211的长度方向贯通外纵梁211；内纵梁221的长度方向平行于外纵梁211的长度方向，内纵梁221上设置有与第一滑槽213配合的第一滚轮组224。通过第一滚轮组224在第一滑槽213内滚动，从而限制内纵梁221沿外纵梁211上的长度方向运动，即沿竖直方向运动。优选地，内纵梁221上形成有第二滑槽225，第二滑槽225沿内纵梁221的长度方向贯通内纵梁221；第二活动座230设置有与第二滑槽225配合的第二滚轮组226。同理，通过第二滚轮组226在第二滑槽225内滚动，从而限制第二活动座230沿竖直方向运动。本实施方式中，通过滑槽和滚轮组的配合方式可以减少进给过程中的摩擦。内外纵梁211的结构搭配，可有效利用车体100上的空间，并保证受力的稳定性。
进一步地，为满足本实用新型的仓储搬运AGV车的仓储管理功能，
车体100上可以设置有电磁导引装置，主要包括磁导引传感器，采用磁带导引的行进方式，通过在仓库地面粘贴磁带的方式，小车上的磁导引传感器感应磁带的磁场信号实现小车的自动导引行进。电磁导引装置的具体安装位置并不受特别限制，只要能够与磁导带感应即可。当传感器阵列经过磁导带上方时，相应的传感器接通，输出高电平，反之则不输出；小车根据信号可判定传感器的位置，并对小车方向做出相应的调整，使磁导带始终保持在传感器阵列的中间位置，这样就达到了导向的目的。
优选地，车体100上还可以设置有引导单元、驱动单元、底盘、车身、控制单元、通信单元、供电单元和安全避障单元组成。其核心控制部件由AGV小车MCU主控板、磁导航传感器、RFID型小车地标传感器、温度/湿度/光线/粉尘传感器、AGV磁条和RFID地标卡片组成。
其中，MCU主控板：通信接口采用RS485/CAN，可驱动四个电机，采用模拟量输出。单片机版的控制单元，是AGV小车运行的大脑。
磁导航传感器：标准型16点位N极均匀分布、点距10mm，高灵敏度半导体霍尔传感器，集成并行口输出，用于感应地面磁条的磁信号。
RFID型小车地标传感器：工作频率125KHZ,支持对EMID及兼容格式标签的读取，集成了RFID射频收发器和逻辑处理电路，用于接收RFID地标卡的信号。
温度/湿度/光线/粉尘传感器：设置于AGV小车机身上，实时监测仓库环境参数。
AGV磁条：铁氧体磁材N极磁场，用于铺设小车行进轨迹路线。
RFID地标卡片：工作频率：125KHZ，工作距离：0-12cm，用于提供小车停车的定位点。
通信单元主要为WiFi串口联网服务模块：将AGV小车通讯模块进行WIFI扩展改造，用于将RS-485/232的通讯接口的串口数据转换成WIFI信号，可以与后台AGV小车的管理进行数据通信。
进一步地，AGV车还可以引入RFID货物标签快速读写装置：该装置分为三个部分，包括UHF超高频电子标签读写器，902-928M频段定向平板天线及RFID无源电子标签。其读卡器符合EPC CLASS1 G2、ISO18000-6B标准，以广谱跳频(FHSS)或定频发射方式工作，输出功率达至30dBm(可调)，支持RSSI，峰值标签询查速度>500张，标签缓存容量支持600张/最长128bitsEPC或180张/最长496bitsEPC，并含有WIFI通信模组，可通过无线网络与盘点管理中间件系统进行数据交互。读写器安装在AGV小车之上，通过AGV小车自带电源工作。读写器上的SMA天线接口与两块定向板状天线相对接，两块天线相背放置固定，天线平面与AGV小车行进方向设置成同方向，使其射频信号能覆盖中药材库位巷道两边的码垛。
进一步的，AGV车还可以引入盘点管理中间件系统，盘点管理中间件系统是衔接AGV车管理平台和MES/WMS系统之间的中间件系统，用于根据不同中药原料仓的特点制定不同的盘点执行策略。包括如下功能模块：
环境参数管理：根据AGV车侦测到的温度/湿度/光线/粉尘数据等，与仓库固定位置传感器侦测到的温度/湿度/光线/粉尘数据进行综合比对，查看两者是否均达到警戒阈值；如果小车和部分固定位置传感器侦测到的环境参数超标，则可能是运输出现状况；如果仅仅远离运输区的位置出现故障，则说明是部分位置出现不明情形；如果全部参数出现问题，则说明整体仓库环境不合格。
盘点轨迹展示：该模块是图形化显示界面的设计模块，地图式界面上显示仓库库位库区的分布，货物库存盘点状态数据，显示AGV小车行径的路线及地标停靠节点，可将实际仓库的CAD图纸导入，根据现场情况动态设计及调整地图，可显示车辆已行驶节点路径及车辆相关运行状态数据(车辆型号、速度、路线颜色、电量、报警状态属性)，可进行小车仿真任务模拟执行。
库存盘点管理：以表单形式存储RFID货物标签快速读写装置传回的库存数据(时间、品名、批号、编码、重量等自定义数据)，并与WMS/ERP系统中的库存表单进行数据对比，标记并统计未盘点到的货物数据信息，自动生成货物盘点表单。
盘点任务设计：可配置的盘点任务流，该设计步骤为人工预设置，管理员可根据不同中药材、不同库区的实际情况，以任务执行流程图的形式，串联小车的行停路线。如设置A地标卡为行进起点，执行指派AGV小车前往B地标卡位置并对巷道两边的码垛进行扫码阅读，也可越过B地表卡停靠点不扫码标签。该任务下达的过程分别是中间件系统根据指令前后顺序，分别向AGV小车管理系统下达行进指令和向RFID货物标签快速读写装置下达货物标签数据回传的指令，执行任务的过程是灵活的，可配置的。
地标点管理：数据同步于AGV小车后台管理系统中的地标卡坐标数据及其地标的相关属性，也可以重新新建地标卡坐标位置数据，并对数据进行管理。
车辆管理：AGV小车的主数据管理模块，包括小车的型号、编码、报警、状态、位置、电量信息等，该数据字段可调整扩充，用于将数据在盘点轨迹展示模块进行数据跟踪展示。车辆管理的数据可通过接口同步于AGV小车管理平台的车辆数据。
RFID货物标签卡管理：负责将原始的RFID数据转换为一种面向业务领域的结构化数据形式发送到管理系统中供其使用，同时负责多类型读写器设备的即插即用、多设备间协同的软件，是连接读写器和应用系统的纽带，主要任务是在将数据送往管理系统之前进行标签数据校对、读写器协调、数据传送、数据存储和业务处理。可在该模块对所有中药材包装上的RFID电子标签卡进行管理。
数据接口管理：非直接面向AGV小车进行通信，作用为与MES/WMS/ERP上一级应用系统和AGV小车管理系统之间做数据交互对接，Webservice接口通过参数xml传送数据，在系统之间建立中间数据库表。
OPC服务驱动：当需集成的AGV小车管理系统缺失部分小车运行参数时，该模块可对接小车硬件的PLC接口，直接采集小车相关的运行数据并记录在数据表中。
进一步的，支撑该软件系统运行的IT服务硬件包括：
服务器：用于存储盘点管理中间件系统相关数据和部署系统并支撑其稳定运行。
无线网络：由AC(接入控制器)和AP(无线接入点)组成，AC与服务器相连，将服务器下发的指令转发给AP，AP将数据信号转化成无线信号与小车的通信模块进行数据交换。
盘点任务设计：在开始一次AGV小车自动盘点任务之前，仓储管理员登陆盘点管理中间件系统，在盘点任务设计模块中，按自定义流程顺序新建设计AGV小车的盘点路线。小车行进路线按地标卡位置逐站停靠，只需按顺序编排站点编号。如：第一站A点，第二站B点，第三站C点，第四站B站…以此类推。站点关联必须是相邻两个直线行进路线的站点进行逐站关联，以串联组成站点盘点路径。同时设置站点路径节点的关联操作，是否启动RFID读写装置对巷道单侧货物标签进行数据读取，是否对巷道两侧货物标签同时读取；设置停车等候时延，以便RFID读写装置顺利完成货物电子标签扫描及数据的交互。
盘点任务仿真：在盘点轨迹展示模块中，对上一步已设置好的任务进行模拟仿真，可查看小车的行进路线是否符合设计要求，是否盘点到了所有相关所需盘点的货物。
任务下发：系统根据流程顺序与设置，将任务通过数据接口推送给AGV小车管理系统，当AGV小车管理系统接收完任务数据后，返回接收数据信号给中间件系统，系统即判断任务下发完毕。
任务执行：AGV小车执行从一个地标卡坐标点移动到另一个地标卡坐标点的任务，两个坐标点之间的行进路线为直线。如行进中遇到障碍及故障，AGV小车自动执行小车管理系统中预设的排障程序；当AGV小车移动到任务流程节点所规定的坐标时，AGV小车将停车完毕的指令返回给盘点管理中间件系统，则系统根据设置条件，通过RFID货物标签卡管理模块，下发指令给安装在小车上的读卡器，读卡器根据电磁反向散射耦合原理，发射出去的电磁波，碰到RFID标签卡后反射，同时携带回目标卡片的数据信息。
中药药材RFID标签卡上的数据通过无线WIFI数据通信链路将数据传回给盘点管理中间件系统，并将数据存储在库存盘点管理模块中的数据表中。该数据表中的数据将会通过数据接口与WMS/ERP系统中的库存数据做对比，如盘点货物数据和WMS/ERP系统中的库存数据匹配，则数据被自动标记已被盘点。
AGV小车按预设行进任务流程完成所有盘点任务。
在任务执行中的异常行为数据将会被车辆管理模块所记录，超出预设警告值阈值范围后，系统下发指令给到AGV小车管理系统，停止AGV小车的运行，并在盘点轨迹展示模块中发出告警提示。
任务报工：当AGV小车执行完当次盘点任务后，汇总后的货物盘点数据形成汇总统计表，显示货物的消耗情况。并将数据报工给WMS/ERP系统中去。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
