[发明专利]基于路权令牌的四向穿梭车控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种自动化仓储领域的技术，具体是一种基于路权令牌的四向穿梭车控制系统。

背景技术

传统以叉车为搬运设备的仓储货架系统，都需要给叉车预留进出货架的通道，该通道的宽度需要考虑叉车转弯退出所需的空间，这种通道的空间一般占到整个仓库空间的30％左右，降低了仓库的存储密度。堆垛式仓储货架实现了自动化搬运，但堆垛机必须在两排货架中保留专门堆垛机巷道来架设堆垛机及其轨道，并且一台堆垛机只能在两排货架中运行，大型仓储系统中货架数量很大，堆垛机使用量也大，系统成本高。

穿梭车是一种在立体货架的轨道上行驶的自动化物流搬运小车。主要用于高密度货架式仓储系统，实现无人化搬运，在大量平行布置的储货流道间不需保留专门空间，但增加了连接所有流道口的行车巷道，这种巷道供穿梭车出入各个储存流道之用。根据巷道布局的不同，巷道所占空间约为10％‐20％，仓库空间的利用率仍然得到提高，利于实现高密度的存储。其次，立体穿梭式货架中流道和巷道中均铺有轨道，由于巷道连接所有流道，四向穿梭车可以将货架中的任意一个储位上的货物直接搬运到另一个储位上，不需要借助类似叉车这样的中间转运设备，这样就可以提高仓储系统的搬运效率，特别是在执行移库作业时，效率提高更加明显。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102602643A公开(公告)日2012.07.25，公开了一种高密度自动立体仓储系统，其技术特点是：包括立体仓库、全自动搬运车和仓储智能控制系统，该立体仓库由多层仓库构成，每层仓库内的货物存放在货物托盘上，在每层仓库之间设有升降电梯，在每层仓库的地面上敷设有车辆导引标识，全自动搬运车根据仓储控制命令钻入货物托盘下方托起货物托盘上的货物并按照车辆导引标识行进实现对货物的搬运功能，仓储智能控制系统通过用户操作终端和仓储控制服务器实现货物的存取控制功能。但该现有技术与本发明相比，该公开技术需要采用钢筋混泥土多层货架，在每层货架的地面上铺设车辆导引标识，要求巷道宽度大于搬运车的对角线。其次，该技术中的仓储控制系统未就安全行车、提高搬运效率而采取的控制技术做出描述。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于路权令牌的四向穿梭车控制系统，通过优化路径规划、车辆调度和交通管控，穿梭车的搬运效率和仓储系统的吞吐率可以得到明显提高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：WCS(Warehouse Control System，仓储控制系统)以及设置于四向穿梭车上的通信模块、穿梭车定位模块和车载控制模块，其中：通信模块通过无线方式与WCS相连，接收穿梭车任务报文并输出至车载控制模块，车载控制模块根据任务报文控制穿梭车完成一系列动作，穿梭车定位模块通过读取设置于仓储货架上的地址标签或托盘位光电标记计数确定穿梭车所在位置的坐标信息，并将坐标信息输出至车载控制模块，车载控制模块根据当前四向穿梭车的坐标信息、穿梭车状态信息以及任务进度信息通过通信模块反馈至WCS。

所述的WCS包括：通信单元、穿梭车状态监控模块、任务录入模块、最短路径计算模块、路径优化模块、路权令牌管理模块和任务优化模块，其中：任务录入模块接收操作人员制定的任务，任务录入模块将接收到的任务起点和终点坐标以及作业类型传输给最短路径计算模块，通信单元以无线方式与四向穿梭车的控制模块相连并获取坐标信息、车载设备状态信息和任务进程信息后输出至穿梭车状态监控模块，并将坐标信息和车载设备状态信息输出至最短路径计算模块，最短路径计算模块根据任务起点和终点坐标以及车载设备状态信息计算出最短路径，并输出给路径优化模块，路权令牌管理模块与穿梭车状态监控模块相连并获取穿梭车任务进度信息以更新当前令牌状态，路径优化模块与路权令牌模块相连并根据当前令牌状态生成最佳路径并输出至任务优化模块，任务优化模块根据任务类型及任务路径信息对任务分配进行优化，将优化后的任务序列以穿梭车任务报文形式通过无线通信网络发送给穿梭车。

技术效果

与现有技术相比，本发明的技术效果包括：

1)通过任务优化和路径优化，使用48V/40Ah车载电池可满足穿梭车工作一个8小时班次。

2)实现立体仓储系统无人化搬运，最大搬运货物重量1500kg，平均搬运速度为1m/s，搬运效率提高显著。

附图说明

图1为本发明系统示意图。

图2为穿梭式立体货架的平面布局；图中：1为轨道、2为巷道停车位、3为流道托盘位、4为地址标签、5轨道翻边。