CN118458208B

CN118458208B - 巷道堆垛机转弯控制方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN118458208B
Application number: CN202410930857.7A
Authority: CN
Inventors: 赵建普; 傅友宾; 迟乐强
Original assignee: Chengdu Siyue Intelligent Equipment Co ltd
Current assignee: Chengdu Siyue Intelligent Equipment Co ltd
Priority date: 2024-07-12
Filing date: 2024-07-12
Publication date: 2024-09-03
Anticipated expiration: 2044-07-12
Also published as: CN118458208A

Abstract

本申请涉及堆垛机技术领域，本申请提供一种巷道堆垛机转弯控制方法、装置、设备及存储介质，所述方法通过确定设备当前处于弯道区域；根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度；在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮。控制前后驱动轮速度按照弯道的情况进行速度配比，考虑到堆垛机前后轮在入弯和出弯时，前后驱动轮的行走路线不同，运行速度不相同，使得给定前后驱动轮的速度不同，避免出现前后驱动轮之间存在推拉（前后轮不同步）现象，避免设备机械磨损严重甚至损坏。

Description

巷道堆垛机转弯控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及堆垛机技术领域，尤其涉及一种巷道堆垛机转弯控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

堆垛机转弯技术是指堆垛机在货架之间进行转弯的技术，是堆垛机实现高效、精准运输的关键技术之一。堆垛机转弯技术可以提高仓库物流效率，降低物流成本，减少人工干预，提高货物的安全性和精准度。

目前大部分堆垛机转弯控制是在转弯时通过控制器给变频器（或伺服驱动器）一个较低的运行速度，保证堆垛机在弯道运行在低速模式，不会因为速度过快而导致机械上的磨损或者损坏。但是，目前大部分控制都是前后驱动轮速度保持一致的低速速度，而没有考虑到堆垛机前后轮在入弯和出弯时，前后驱动轮的行走路线是不同的，所以运行速度是不相同的，如果给定前后驱动轮的速度都是相同的话，那就会出现前后驱动轮之间存在推拉（前后轮不同步）现象，有可能导致设备机械磨损严重甚至损坏。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种巷道堆垛机转弯控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在解决堆垛机转弯时前后轮速度匹配的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种巷道堆垛机转弯控制方法，所述巷道堆垛机转弯控制方法包括以下步骤：

确定设备当前处于弯道区域；

根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度；

在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮。

在本申请提供的巷道堆垛机转弯控制方法中，在根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度之后，在设备入弯之前，还包括：

根据设备运行时的参数以及设备当前所处的位置和下一个需要进入转弯区域的位置，确定入弯时与设备稳定运行相匹配的减速曲线，根据减速曲线，分配速度到设备的轮上，直至设备以一个平稳的速度过度到弯道临界点位置。

在本申请提供的巷道堆垛机转弯控制方法中，所述当前弯道数据包括：转弯半径R、前后轮间距L、转弯圆心角弧度值b、转弯圆心角角度值A、前后轮间距对应的弯道弧长S。

在本申请提供的巷道堆垛机转弯控制方法中，转弯圆心角

弧度值b根据下列公式计算，b=2*Asin（L/2R）；

前后轮间距对应的弯道弧长S根据下列公式计算，

S=b*R；

S=2*Asin（L/2R）*R。

在本申请提供的巷道堆垛机转弯控制方法中，所述确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度，包括：

确定前后轮的速度比值L/S，其中，前轮走过的线性距离为S，后轮走过的距离为L；

基于前后轮的速度比值L/S，确定设备的前轮与后轮的入弯速度。

在本申请提供的巷道堆垛机转弯控制方法中，所述在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮，包括：

在设备入弯时，将设备的前轮与后轮的入弯速度值写入驱动器内，驱动器控制电机向前轮与后轮输出对应速度。

在本申请提供的巷道堆垛机转弯控制方法中，所述确定设备当前处于弯道区域，包括：

根据设备当前的位置信息来确认当前位置处在弯道区域内。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种巷道堆垛机转弯控制装置，所述巷道堆垛机转弯控制装置包括：

位置确认模块，用于确定设备当前处于弯道区域；

入弯速度计算模块，用于根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度；

速度分配模块，用于在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种巷道堆垛机转弯控制设备，所述巷道堆垛机转弯控制设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的巷道堆垛机转弯控制程序，其中所述巷道堆垛机转弯控制程序被所述处理器执行时，实现如上述的巷道堆垛机转弯控制方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有巷道堆垛机转弯控制程序，其中所述巷道堆垛机转弯控制程序被处理器执行时，实现如上述的巷道堆垛机转弯控制方法的步骤。

本发明的有益效果：本发明提供一种巷道堆垛机转弯控制方法，通过确定设备当前处于弯道区域；根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度；在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮。控制前后驱动轮速度按照弯道的情况进行速度配比，考虑到堆垛机前后轮在入弯和出弯时，前后驱动轮的行走路线不同，运行速度不相同，使得给定前后驱动轮的速度不同，避免出现前后驱动轮之间存在推拉（前后轮不同步）现象，避免设备机械磨损严重甚至损坏。

附图说明

图1为本发明实施例方案中涉及的巷道堆垛机转弯控制设备的硬件结构示意图；

图2为本发明巷道堆垛机转弯控制方法的流程示意图；

图3为本发明巷道堆垛机转弯时的各数据示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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发明，并不用于限定本发明。

目前大部分堆垛机转弯控制是在转弯时通过控制器给变频器（或伺服驱动器）一个较低的运行速度，保证堆垛机在弯道运行在低速模式，不会因为速度过快而导致机械上的磨损或者损坏。但是，目前大部分控制都是前后驱动轮速度保持一致的低速速度，而没有考虑到堆垛机前后轮在入弯和出弯时，前后驱动轮的行走路线是不同的，所以运行速度是不相同的，如果给定前后驱动轮的速度都是相同的话，那就就会出现前后驱动轮之间存在推拉（前后轮不同步）现象，有可能导致设备机械磨损严重甚至损坏。

巷道堆垛机是一种用于自动化立体仓库中存取托盘承载的货物的设备，分为有轨和无轨，本申请中的堆垛机为无轨堆垛机。具有节约场地和人力、作业迅速准确、提高存取效率以及降低储运费用等优点。主要包括以下结构：立柱、下横梁、上横梁、地轨、货叉、载货台、行走驱动机构、机上控制柜、升降驱动机构等。

巷道堆垛机又称有轨堆垛机，是自动化仓库最核心的物料搬运设备，其主要用途是在高层货架的巷道内往复穿梭运行，将位于巷道口的物料存入货位或取出货位内的物料搬运到巷道口，担负着全部物料的出库、入库、盘库等搬运任务。其工作原理如下：

行走：堆垛机由行走电机通过驱动齿轮带动滑车做水平行走。

提升：堆垛机由提升电机带动载货台做垂直升降运动。

伸缩：堆垛机由载货台上的货叉做伸缩运动。

通过上述三维运动可将指定货位的货物取出或将货物送入指定货位。行走认址器用于测量堆垛机水平行走位置，提升认址器用于控制载货台升降位置，货叉方向使用接近开关定位。

巷道堆垛机的电气控制方式有很多种，库房运营方可以按照需求来进行选择，其中包括手动控制、半自动控制、计算机控制等。堆垛机主要分为无轨型、有轨型两种，不管是哪一种巷道式堆垛机，基本都是选用变频调速，所以有着很好的调速性能，确保堆垛机在巷道展开工作时有着较高的停车准确度，能准确无误的实现之后的运送工作。

下面以立体仓库巷道式堆垛机为例，介绍巷道堆垛机的具体结构和运行原理、控制原理：

立体仓库巷道式堆垛机的结构为现有技术，此处仅做简单介绍：

立体仓库巷道式堆垛机的结构一般包括;

主体结构，由上横梁、立柱、下横梁和控制柜支座组成，上、下横梁是由钢板和型钢焊接成箱形结构，立柱是由方钢管制作，在方钢管两侧一次焊接两条扁钢导轨，导轨表面进行硬化处理；

载货台，由垂直框架和水平框架焊接成的L形结构，垂直框架用于安装起升导轮和一些安全保护装置，水平框架采用无缝钢管制成；

水平运行机构，由动力驱动和滚轮组组成，用于整个设备巷道方向的运行；

起升机构，由驱动电机、卷筒、滑动组和钢丝绳组成，用于提升载货台做垂直运动；

货叉伸缩机构，由动力驱动和上、中、下三叉组成，用于垂直于巷道方向的存取货物运动。下叉固定于载货台上，三叉之间通过链条传动做直线伸缩；

导轮装置，堆垛机共采用了上下水平导轮和起升导轮三组导轮装置，上下水平导轮分别安装在上下横梁上，用于导向堆垛机沿巷道方向做水平运动。起升导轮安装于载货台上，沿立柱导轨上下运动，导向载货台的垂直运动，同时通过导轮支撑荷重，并传递给主体结构。

立体仓库巷道式堆垛机的运行原理：

堆垛机由行走电机通过驱动齿轮带动滑车在下面导轨上做水平行走，由提升电机带动载货台做垂直升降运动，由载货台上的货叉做伸缩运动。通过上述三维运动可将指定货位的货物取出或将货物送入指定货位。行走认址器用于测量堆垛机水平行走位置；

巷道堆垛机的驱动器由减速电机、主动行走轮组、被动行走轮组、下横梁导向轮、缓冲器等零件组成。其工作原理为：减速电机驱动主动行走轮组在地上运动，以一定的速度安全可靠地完成巷道堆垛机沿巷道方向上的水平行走运动。下横梁导向轮通过支架固定在下横梁上，缓冲器主要用来吸收堆垛机运行到巷道两端是发生碰撞产生的能量。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种巷道堆垛机转弯控制方法，通过确定设备当前处于弯道区域；根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度；在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮。控制前后驱动轮速度按照弯道的情况进行速度配比，考虑到堆垛机前后轮在入弯和出弯时，前后驱动轮的行走路线不同，运行速度不相同，使得给定前后驱动轮的速度不同，避免出现前后驱动轮之间存在推拉（前后轮不同步）现象，避免设备机械磨损严重甚至损坏。

本发明实施例涉及的巷道堆垛机转弯控制方法主要应用于巷道堆垛机转弯控制设备，该巷道堆垛机转弯控制设备可以是PC、便携计算机、移动终端等具有显示和处理功能的设备。

参照图1，图1为本发明实施例方案中涉及的巷道堆垛机转弯控制设备的硬件结构示意图。本发明实施例中，巷道堆垛机转弯控制设备可以包括处理器1001（例如CPU），通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard）；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）；存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对巷道堆垛机转弯控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

继续参照图1，图1中作为一种计算机可读存储介质的存储器1005可以包括操作系统、网络通信模块以及巷道堆垛机转弯控制程序。

在图1中，网络通信模块主要用于连接服务器，与服务器进行数据通信；而处理器1001可以调用存储器1005中存储的巷道堆垛机转弯控制程序，并执行本发明实施例提供的巷道堆垛机转弯控制方法。

本发明实施例提供了一种巷道堆垛机转弯控制方法。

参照图2和图3，图2为本发明巷道堆垛机转弯控制方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述巷道堆垛机转弯控制方法包括以下步骤：

确定设备当前处于弯道区域；

在本实施例中，具体为，当堆垛机前轮刚刚到达转弯切点时，我们看做是正式开始转弯的起点。当前轮向前运行，进入弯道时，后轮还是保持直行状态，此时前轮行走的路线是弧线，后轮行走的路线是直线。随着行走轮的继续运行，当后轮到达入弯切点时，当前状态是前轮仍在弯道内，后轮已经走完直线距离，后轮行走的直线距离恰好是两个轮子之间的轮间距（轴距），而前轮走过的距离值是一道弧线，具体弧长就是前后轮之间的轴距所对应的弧长，R=转弯半径

b=转弯圆心角弧度值

a=转弯圆心角角度值

S=前后轮间距对应的弯道弧长

L=弦长（前后轮间距）

b=2*Asin（L/2R）（1）；

S=b*R （2）；

将（1）号式子带入（2）式得出

S=2*Asin（L/2R）*R；而式中 L=前后轮轴距，是已知参数，R是巷道轨道的转弯半径，是设备设计参数，也为已知参数，所以，轴距对应的弧长是可求数值。当求完弧长值后，如上述所说，在相同的时间内，前轮走过的线性距离是S，而后轮走过的距离刚好是轴距L，那么我们便可以得出，前后轮的速度比值是L/S。

当我们在通过设备运行的条码距离值切换入弯的时机，当前轮刚入弯时，便可以将前后轮的速度通过上述计算的比值分别给到前后轮驱动器中，从而驱动器带动电机已比较理想的速度进行弯道运行，这样的速度才能使得前后轮线速度保持基本一致，没有相对拉扯，既能保证设备的稳定运行效率，又能最大程度的保护设备过弯时不对设备侧导轮及相关部件产生不利的影响。

1、入弯或出弯弯道编号判断

根据设备当前的位置信息来确认当前位置是处在哪个弯道区域内或者是在直线轨道区域内。

2、弯道属性数据计算

根据设备运行轨道的实际尺寸参数，来计算公式中所需要的各个参数数据。

3、入弯前减速曲线计算

根据设备当前所处的位置和下一个需要进入转弯区域的位置，计算出适合的设备稳定运行相匹配的减速曲线，从而能让设备以一个平稳的速度过度到弯道临界点位置。

计算出适合的设备稳定运行相匹配的减速曲线是指设备从当前所处的位置的速度下，在接下来连续的时间段内，减少一定的速度值，直到减速到下一个需要进入转弯区域的位置下的速度。

计算速度发送至驱动器控制电机运行速度

入弯前减速曲线执行完成后，无缝切换为设备在弯道的运行速度，同时入弯后的前后轮速度通过上述的计算公式已经计算得出，随后将计算得出的前后轮速度值写入驱动器驱动程序内。

通过确定设备当前处于弯道区域；根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度；在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮。控制前后驱动轮速度按照弯道的情况进行速度配比，考虑到堆垛机前后轮在入弯和出弯时，前后驱动轮的行走路线不同，运行速度不相同，使得给定前后驱动轮的速度不同，避免出现前后驱动轮之间存在推拉（前后轮不同步）现象，避免设备机械磨损严重甚至损坏。

在一些实施例中，在根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度之后，在设备入弯之前，还包括：

通过根据设备运行时的参数以及设备当前所处的位置和下一个需要进入转弯区域的位置，确定入弯时与设备稳定运行相匹配的减速曲线，根据减速曲线，分配速度到设备的轮上，直至设备以一个平稳的速度过度到弯道临界点位置。根据设备当前所处的位置和下一个需要进入转弯区域的位置，计算出适合的设备稳定运行相匹配的减速曲线，从而能让设备以一个平稳的速度过度到弯道临界点位置。

在一些实施例中，所述当前弯道数据包括：转弯半径R、前后轮间距L、转弯圆心角弧度值b、转弯圆心角角度值A、前后轮间距对应的弯道弧长S。

转弯圆心角弧度值b根据下列公式计算，b=2*Asin（L/2R）；

前后轮间距对应的弯道弧长S根据下列公式计算，

S=b*R；

S=2*Asin（L/2R）*R。

在一些实施例中，所述确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度，包括：

例如前后轮的速度比值为1/1.2，则后轮的速度为10km/h时，前轮的速度分配为12km/h。

在一些实施例中，所述在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮，包括：

所述确定设备当前处于弯道区域，包括：

根据设备当前的位置信息来确认当前位置处在弯道区域内。

本申请提供的一种巷道堆垛机转弯控制装置，所述巷道堆垛机转弯控制装置包括：

位置确认模块，用于确定设备当前处于弯道区域；

本申请提供的一种巷道堆垛机转弯控制装置，还包括减速模块，用于根据设备运行时的参数以及设备当前所处的位置和下一个需要进入转弯区域的位置，确定入弯时与设备稳定运行相匹配的减速曲线，根据减速曲线，分配速度到设备的轮上，直至设备以一个平稳的速度过度到弯道临界点位置。

所述入弯速度计算模块包括：

速度比计算单元，用于确定前后轮的速度比值L/S，其中，前轮走过的线性距离为S，后轮走过的距离为L；

入弯速度确认单元，用于基于前后轮的速度比值L/S，确定设备的前轮与后轮的入弯速度。

所述速度分配模块，包括：

速度分配单元，用于在设备入弯时，将设备的前轮与后轮的入弯速度值写入驱动器内，驱动器控制电机向前轮与后轮输出对应速度。

本发明提供一种巷道堆垛机转弯控制装置，通过确定设备当前处于弯道区域；根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度；在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮。控制前后驱动轮速度按照弯道的情况进行速度配比，考虑到堆垛机前后轮在入弯和出弯时，前后驱动轮的行走路线不同，运行速度不相同，使得给定前后驱动轮的速度不同，避免出现前后驱动轮之间存在推拉（前后轮不同步）现象，避免设备机械磨损严重甚至损坏。

其中，上述巷道堆垛机转弯控制装置中各个模块与上述巷道堆垛机转弯控制方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。

此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质。

本发明计算机可读存储介质上存储有巷道堆垛机转弯控制程序，其中所述巷道堆垛机转弯控制程序被处理器执行时，实现如上述的巷道堆垛机转弯控制方法的步骤。

其中，巷道堆垛机转弯控制程序被执行时所实现的方法可参照本发明巷道堆垛机转弯控制方法的各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种巷道堆垛机转弯控制方法，其特征在于，所述巷道堆垛机转弯控制方法包括以下步骤：

确定设备当前处于弯道区域；

在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮；

所述当前弯道数据包括：转弯半径R、前后轮间距L、转弯圆心角弧度值b、转弯圆心角角度值A、前后轮间距对应的弯道弧长S；

转弯圆心角弧度值b根据下列公式计算，b=2*Asin（L/2R）；

前后轮间距对应的弯道弧长S根据下列公式计算，

S=b*R；

S=2*Asin（L/2R）*R；

所述确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度，包括：

2.如权利要求1所述的巷道堆垛机转弯控制方法，其特征在于，在根据当前弯道数据，确定入弯时的设备的前轮与后轮的入弯速度之后，在设备入弯之前，还包括：

3.如权利要求1所述的巷道堆垛机转弯控制方法，其特征在于，所述在设备入弯时，将前轮与后轮的所述入弯速度分配到设备的前轮与后轮，包括：

4.如权利要求1所述的巷道堆垛机转弯控制方法，其特征在于，所述确定设备当前处于弯道区域，包括：

根据设备当前的位置信息来确认当前位置处在弯道区域内。

5.一种巷道堆垛机转弯控制装置，采用如权利要求1至4中任一项所述的巷道堆垛机转弯控制方法的步骤，其特征在于，所述巷道堆垛机转弯控制装置包括：

位置确认模块，用于确定设备当前处于弯道区域；

6.一种巷道堆垛机转弯控制设备，其特征在于，所述巷道堆垛机转弯控制设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的巷道堆垛机转弯控制程序，其中所述巷道堆垛机转弯控制程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述的巷道堆垛机转弯控制方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有巷道堆垛机转弯控制程序，其中所述巷道堆垛机转弯控制程序被处理器执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述的巷道堆垛机转弯控制方法的步骤。