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              冷库用四向穿梭车速度跟踪控制方法及控制系统与流程

              文档序号:29869952发布日期:2022-04-30 18:18来源:国知局
              冷库用四向穿梭车速度跟踪控制方法及控制系统与流程

              1.本发明属于穿梭车技术领域,涉及一种冷库用四向穿梭车速度跟踪控制方法及控制系统。


              背景技术:

              2.冷库是指用人工手段,创造与室外温度或湿度不同的环境,也是对食品、液体、化工、医药、疫苗、科学试验等物品的恒温恒湿贮藏设备,冷库通常位于运输港口或原产地附近。
              3.冷库多由制冷机制冷,利用气化温度很低的液体(氨或氟里昂)作为冷却剂,使其在低压和机械控制的条件下蒸发,吸收贮藏库内的热量,从而达到冷却降温的目的。根据存储物品的不同,冷库温度一般在零下30度到零上10度之间。近年来,国内冷链物流园区建设热潮日益兴起,而相应的硬件设施并没有同步发展,物流存储仓库自动化程度的依赖性越来越高,自动化仓储的实现成为冷库建设运营的主要制约因素。
              4.现有技术中,对于冷链运输的冷库存储和分拣环节,缺乏标准化的操作流程,导致冷库在运行时流程不畅、影响产品出入库的速度,严重情况下还会导致产品因为入库时间延误造成损坏,产生不必要的浪费和成本。现有冷库中使用的四向穿梭车,在不同位置存取货物时,遇到拐角位置即会减少为零,再重新启动,耗时耗能。且冷库中货物表面结冰,存取货物时,若放置位置偏移或存取速度过快,容易导致货物误动或倾倒,存放货物的稳定性较差,不便于使用。


              技术实现要素:

              5.本发明的目的在于提供一种冷库用四向穿梭车速度跟踪控制方法及控制系统,保证四向穿梭车运行的稳定性。
              6.为了达到上述目的,本发明的基础方案为:一种冷库用四向穿梭车速度跟踪控制方法,包括如下步骤:获取货架的构型;根据货架构型,获取穿梭车加速度范围和速度范围;进行稳定性评估,确定实际最大加速度;若实际最大加速度未超出加速度最大范围值,则取实际最大加速度值作为最终加速度;反之,则取加速度最大范围值作为最终加速度;将获取的最终加速度,输送至穿梭车的控制端,进行穿梭车控制,直至穿梭车达到最大速度。
              7.本基础方案的工作原理和有益效果在于:获取货架的构型信息,以便后续进行穿梭车的运行控制。利用加速度范围和速度范围,确定加速度值,获取适宜的加速度值用于控制穿梭车运行,避免穿梭车速度过快或过慢,使穿梭车稳定运行进行存取货物,也保证穿梭车存取货物的效率。
              8.进一步,所述货架的构型采用直角立式货架和/或环形货架;当货架同时包括直角立式货架和环形货架时,所述环形货架连接相邻直角立式货架的相邻终端。
              9.直角立式货架便于安装、使用?;沸位跫芾诖┧蟪翟诵?,避免穿梭车遇到拐角而减速或停止,保证运行效率。
              10.进一步,利用穿梭车的运动方程获取加速度范围和速度范围的方法如下:对于环形货架,计算方法为:对于直角立式货架,计算方法为:其中,为环形货架的序号,为货物与穿梭车承载托盘的动摩擦系数,为货物的质量,为重力加速度,为穿梭车在环形货架上行驶的最大速度,为环形货架的等效半径,为穿梭车的质量,为穿梭车驱动轮的转动惯量,为穿梭车加速度,为穿梭车车轮的半径,为穿梭车的力矩,为穿梭车行驶时轮子与货架轨道的接触长度,为货架轨道对穿梭车的支撑力,为穿梭车直线运动时的速度,为穿梭车直线运动的预设最大速度。
              11.对应的货架构型,进行对应的运算操作,利于使用。
              12.进一步,稳定性评估的方法如下:评估系数为:其中,为货物的质量,为穿梭车的质量,为货物的高度,为穿梭车的高度;为穿梭车承载托盘的面积,为货物与穿梭车承载托盘的接触面积;为穿梭车加速度,为货物与穿梭车承载托盘的动摩擦系数,为重力加速度;评估系数达到阈值时的穿梭车加速度为实际最大加速度。
              13.操作简单,利于保证穿梭车稳定性。
              14.本发明还提供一种冷库用四向穿梭车控制系统,包括构型输入??楹涂刂颇??,所述构型输入??橛糜诨袢』跫艿墓剐褪?,构型输入??榈氖涑龆擞肟刂颇?榈氖淙攵?br/>连接,所述控制??橹葱斜痉⒚魉龇椒?,进行穿梭车控制。
              15.本系统结构简单,利于使用,可控制穿梭车稳定运行。
              16.进一步,构型输入??榘ㄉ柚迷诖┧蟪登岸说耐枷翊衅骱涂刂破?,所述图像传感器检测货架轨道的图像,图像传感器的输出端与控制器的输入端连接,控制器接收传感器检测的图像并与其存储的标准图像进行对比,判断是直线轨道还是环形轨道。
              17.图像传感器采集穿梭车前方的路径图像,并将图像输入控制器,利于控制器判断货架构型,结构简单,利于操作使用。
              附图说明
              18.图1是本发明冷库用四向穿梭车速度跟踪控制方法的流程示意图。
              具体实施方式
              19.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
              20.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横 向”、“上”、
              “?

              ?”
              、
              “?

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              “?
              水平
              ?”
              、“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。
              21.在本发明的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
              22.本发明公开了一种冷库用四向穿梭车速度跟踪控制方法,如图1所示,包括如下步骤:获取货架的构型;优选,货架的构型采用直角立式货架和/或环形货架;当货架同时包括直角立式货架和环形货架时,环形货架连接相邻直角立式货架的相邻终端;根据货架构型,获取穿梭车的加速度范围和速度范围;根,进行稳定性评估,确定实际最大加速度;若实际最大加速度未超出加速度最大范围值,则取实际最大加速度值作为最终加速度;反之,则取加速度最大范围值作为最终加速度;将获取的最终加速度,输送至穿梭车的控制端,进行穿梭车控制,直至穿梭车达到最大速度。
              23.本发明的一种优选方案中,利用穿梭车的运动方程获取加速度范围和速度范围的方法如下:对于环形货架,计算方法为:
              对于直角立式货架,计算方法为:其中,为环形货架的序号,为自然数,具体可根据位置不同对环形货架进行分段。段。为货物与穿梭车承载托盘的动摩擦系数,可预先通过实验确定不同货物包装材料与穿梭车承载托盘材料的动摩擦系数,并建立表格,当提取货物时,从表格中查取相应货物与穿梭车承载托盘的动摩擦系数。为货物的质量,可在穿梭车上设置重量传感器,测量得到货物质量。为重力加速度,可根据应用地维度确定,也可取定值9.8米/秒的二次方。为穿梭车在环形货架上行驶的最大速度,为待求取量。为环形货架的等效半径,具体可根据环形货架的设计参数获取,例如取环形货架上的两个不相邻的点,分别做法线,法线的交点即为该段环形货架的等效圆心,取等效圆心与该段环形货架上任一点的距离即为等效半径。为穿梭车的质量,可根据穿梭车的设计参数获取。为穿梭车驱动轮的转动惯量,可根据公式计算,为驱动轮质量。为穿梭车加速度,可由穿梭车上设置的加速度传感器测得。为穿梭车车轮的半径。为穿梭车的力矩,可采用设置在穿梭车电机内的力矩传感器获取。为穿梭车行驶时轮子与货架轨道的接触长度,具体可在货架轨道上设置多个压力传感器,多个压力传感器的间距已知,可根据受压的压力传感器数量或位置获取轮子与货架轨道的接触长度;在另外的优选实施方式中,也可根据实验预先测定搭载不同质量货物时的轮子与货架轨道的接触长度,具体计算时,根据测得的货物质量获取与其对应的轮子与货架轨道的接触长度。为货架轨道对穿梭车的支撑力,具体可在货架轨道上设置多个压力传感器,通过压力传感器检测穿梭车对货架轨道的压力,取与该压力大小相同,方向相反的力即为货架轨道对穿梭车的支撑力。为穿梭车直线运动时的速度,为穿梭车直线运动的预设最大速度。
              24.本发明的一种优选方案中,稳定性评估的方法如下:评估系数为:其中,为货物的质量,为穿梭车的质量,为货物的高度,为穿梭车
              的高度;为穿梭车承载托盘的面积,为货物与穿梭车承载托盘的接触面积;为穿梭车加速度,为货物与穿梭车承载托盘的动摩擦系数,为重力加速度;评估系数达到阈值时的穿梭车加速度为实际最大加速度,具体稳定性系数n可利用实验具体测量进行预先设置,如设为1。
              25.本发明还提供一种冷库用四向穿梭车控制系统,包括构型输入??楹涂刂颇??,构型输入??橛糜诨袢』跫艿墓剐褪?,构型输入??榈氖涑龆擞肟刂颇?榈氖淙攵说缧粤?,控制??橹葱斜痉⒚魉龇椒?,进行穿梭车控制。构型输入??榘ㄉ柚迷诖┧蟪登岸说耐枷翊衅骱涂刂破?,图像传感器检测货架轨道的图像,图像传感器可采用摄像头等。图像传感器的输出端与控制器的输入端电性连接,控制器接收传感器检测的图像并与其存储的标准图像进行对比,利用图像对比技术,判断是直线轨道还是环形轨道。
              26.本发明还提供一种立库,立库设置为环形,立库中设有多层的环形存放层,立库中设有一个或多个升降机,环形存放层每一层上安装有多个与升降机对接的接口?;蛘吡⒖馍柚梦卑ㄖ苯橇⑹交跫芎突沸位跫?,环形货架连接相邻直角立式货架的相邻终端,立库中设有一个或多个升降机,存放层每一层上安装有一个或者多个与升降机对接的接口。立库中设有立库轨道,立库轨道上运行有四向穿梭车,四向穿梭车上设有本发明所述控制系统。
              27.本发明的一种优选方案中,立库轨道包括穿梭车运行的环形轨道,环形货架包括位于环形轨道两侧的存储位,存储位远离环形轨道的一侧设有挡沿,挡沿用于对货物限位,挡沿可采用竖向设置在存储位上的挡板,挡板底部与存储位固定连接,如焊接、粘接等。
              28.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
              29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
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