專利名稱：工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)及其操作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機器人，且特別涉及一種自動化搬運貨物的工業(yè)用自動化栽 具系統(tǒng)及其操作方法。
背景技術：
對于貨物的搬運方式，傳統(tǒng)的方式，大都需要配合堆高機的載運方式，將卡 車、貨車卸下的貨物，搬移至倉庫，或是工作現(xiàn)場，以獲得堆迭儲藏的作用。
惟，配合堆高機來搬運貨物，相較于純?nèi)肆Π徇\，固然可減輕體力負擔與人 力成本，但是，現(xiàn)有的堆高機，還是須倚賴技術人員來操控，才可完成搬運工作， 所以，同樣存在有人力成本的問題。而且，人工操控堆高機來搬運貨物，如有疏失 容易造成搬錯貨物，或是放錯位置，或者是因操控不良，導致撞傷其它工作人員等 遺憾。
雖然，另有廠家藉以軌道輸送的方式來完成搬貨，以減低人為操控堆高機所 衍生的許多缺失，但是，此一作法，不但必須先安裝造價高昂的軌道系統(tǒng)，而且， 單一軌道系統(tǒng)只能搬運一種貨物，針對貨品種類繁多的企業(yè)而言，并不適用。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的就是在提供一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)及其操作方法，藉 以全自動化來搬運貨物，以節(jié)省人力成本，而且，可依室內(nèi)、室外環(huán)境的不同，預 先設定環(huán)境的座標位置。
根據(jù)本發(fā)明所提出的一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，包含以下步驟 A、在啟動狀態(tài)，自動化載具依定位系統(tǒng)與數(shù)字電子羅盤判斷目前位置與方向。B、 依據(jù)倉儲區(qū)地圖朝向貨車卸貨區(qū)前進。C、到達卸貨區(qū)之后，掃瞄貨物位置，以升 起貨物。D、再依據(jù)倉儲區(qū)地圖朝向存貨區(qū)前進。E、到達存貨區(qū)之后，依據(jù)貨物的 編碼來決定放置位置，以放下貨物。
依照本發(fā)明上述的一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，在步驟A中，定位系統(tǒng)包含設定環(huán)境、設定參考定位點座標、設定墻面位置、設定卸貨區(qū)位置與設 定存貨區(qū)位置。
依照本發(fā)明上述的一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，在步驟B之后， 行進中如遇到障礙物，須避開障礙物再繼續(xù)前進，如無障礙物，判斷是否已達卸貨 區(qū)，如未到達則繼續(xù)前進。
依照本發(fā)明上述的一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，在步驟D之后， 行進中如遇到障礙物，須避開障礙物再繼續(xù)前進，如無障礙物，判斷是否已達存貨 區(qū)，如未到達則繼續(xù)前進。
依照本發(fā)明上述的一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，在步驟A中，可 更新數(shù)據(jù)，以搬運下一個貨物。而且，在步驟D之后，再返回步驟A，如此周周而 復始，直到搬完貨物。
根據(jù)本發(fā)明所提出的一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，包含一載具、 一控制電路、 一感測器單元、 一數(shù)字電子羅盤與一馬達控制電路。該載具包含一載具主體、多個 前輪、多個后輪與一起重叉。該控制電路安裝在該栽具主體內(nèi)部，以程序化執(zhí)行該 載具主體所需的運作流程。該感測器單元分別安裝在該載具主體的外周圍，用以偵 測障礙物與尋找貨物。該數(shù)字電子羅盤是提供全方位量測角度，并通過傳輸接口以 讀取內(nèi)建于該控制電路中的角度數(shù)據(jù)。該馬達控制電路是根據(jù)該數(shù)字電子羅盤所讀 取的角度數(shù)據(jù)，控制后輪轉動方向，以驅動載具前進。
依照本發(fā)明上述的一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，其中，該感測器單元包含多 個感測器組與一無線讀寫器。該些感測器組包含一發(fā)射器與一接收器。該無線讀寫 器是一無線射頻識別系統(tǒng)(RFID)。該傳輸接口是一 串列接口 ，此串列接口為一通訊 協(xié)定RS232的無線轉換器。該馬達控制電路包含一第一馬達控制器、 一第二馬達控 制器與一伺服馬達，該第一馬達控制器用以驅動該載具的前輪。該第二馬達控制器 用以驅動起重叉。該伺服馬達用以驅動后輪轉向。
依照本發(fā)明上述的一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，進一步更包含一攝影裝置， 該攝影裝置藉以視覺技術判斷是否為貨物。
綜合上述，本發(fā)明藉以控制電路以程序化操作載具的所有運作程序，不需人 力即可達到全自動搬運貨物的效果，而且可避開所有障礙物，正確判斷找尋貨物， 以獲得全自動化搬運的使用目的。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，附圖的
詳細i兌明々口下
圖1為本發(fā)明的工業(yè)用自動化栽具系統(tǒng)的操作方法的步驟流程圖。 圖2為一平面圖，顯示本發(fā)明的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法進行搬運 貨物的路線圖。
圖3為本發(fā)明的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的電路方塊圖。 圖4為本發(fā)明的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的外觀立體圖。 圖5為圖4的俯視圖。
主要元件符號說明
101:流程102:流程
103:流程104:流程
105:流程106:流程
107:流程108:流程
109:流程110:流程
111:流程112:流程
113:流程114:流程
115:流程120:倉儲區(qū)
121:墻面122:卸貨區(qū)
123:存貨區(qū)124:障礙物
125:貨物100:載具
130:載具主體140:前輪
150:后輪160:起重叉
200:控制電路300:傳輸接口
楊:感測器單元410:感測器組
411:發(fā)射器412:接收器
420:無線讀寫器500:數(shù)字電子羅盤
600:馬達控制電路700:攝影裝置
800:4妄觸感測開關
具體實施例方式
參照圖1與圖2，本發(fā)明的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，包含以下步驟
A、 如流程101、流程102,在啟動狀態(tài)，自動化載具開啟定位系統(tǒng)與感應器， 且自動化載具依定位系統(tǒng)與數(shù)字電子羅盤判斷目前位置與方向。在此，定位系統(tǒng)包 含設定環(huán)境(倉儲區(qū)120)、設定參考定位點座標、設定墻面121位置、設定卸貨區(qū) 122位置與設定存貨區(qū)123位置。
B、 如流程103,依據(jù)倉儲區(qū)120地圖朝向貨車卸貨區(qū)122前進。如流程104、 流程105,行進中如遇到障礙物124，須避開障礙物124再繼續(xù)前進。如無障礙物 124，判斷是否已達卸貨區(qū)122，如未到達則繼續(xù)前進。
C、 如流程107，到達卸貨區(qū)122之后，利用無線讀寫器(Radio Frequency Identification , RFID)掃瞄貨物位置，如流程108，并升起貨物。
D、 如流程109,再依據(jù)倉儲區(qū)120地圖朝向存貨區(qū)123前進。如流程110、 流程lll，行進中如遇到障礙物124,須避開障礙物124再繼續(xù)前進。如無障礙物 124，判斷是否已達存貨區(qū)123，如未到達則繼續(xù)前進。
E、 如流程112，到達存貨區(qū)122之后，如流程113,依據(jù)貨物的編碼來決定 放置位置，如流程113，以放下貨物125。接著再返回步驟A，以重復執(zhí)行上述步 驟，進行連續(xù)搬運同一批貨物，如此周周而復始，直到搬完貨物125。
此外，在步驟A中，如流程115，可進行更新數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)與數(shù)字電子羅盤判 斷的位置與方向，以利搬運下一個(批)貨物。
參照圖3、圖4與圖5,本發(fā)明的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，包含一載具100、 一控制電路200、 一傳輸接口 300、 一感測器單元400、 一數(shù)字電子羅盤500、 一馬 達控制電路600、 一攝影裝置700與一接觸感測開關800。
該載具IOO,包含一栽具主體130、多個前輪140、多個后輪150與一起重叉
160。
該控制電路200,安裝在該載具主體130內(nèi)部，該控制電路200是一單芯片 (single chip),以程序化執(zhí)行該載具主體130所需的運作流程。
續(xù)參照圖2,該感測器單元400，包含多個感測器組410 (sensor)與一無線讀 寫器420。該些感測器組410分別安裝在該載具主體130的前側、后側、左側、右 側與四個角落，且分別包含有一發(fā)射器411與一接收器412。各該感測器組410具 備有20m(公尺)的感測距離，用以偵測障礙物124與尋找貨物125。該無線讀寫器420 (RFID，無線射頻識別系統(tǒng))，供讀取貨物上的編號，以管控貨物125的搬運情形。
該數(shù)字電子羅盤500，提供全方位量測角度，并通過傳輸接口 300以讀取內(nèi)建 于該控制電路200中的角度數(shù)據(jù)。此傳輸接口 300是一 串列接口 (serial interface)，此串列接口是一種通訊協(xié)定RS232的無線轉換器。
該馬達控制電路600包含一第一馬達控制器610、 一第二馬達控制器620與一 伺服馬達630。該第一馬達控制器610用以驅動該載具100的前輪150前進。該第 二馬達控制器620用以驅動起重叉160。根據(jù)該數(shù)字電子羅盤500所讀取的角度數(shù) 據(jù)，再藉該祠服馬達630驅動控制該后輪150的轉動方向，使載具避開障礙物，進 而完成搬運動作。
該攝影裝置700,藉以視覺技術判斷是前方物件是障礙物或是貨物125，如判 斷是貨物125，再藉由起重叉160，以利進行搬運動作。
此外，如圖3所示，該接觸感測開關800 (Touch Sensor)是安裝在起重叉160 上，用以感測起重叉160到否已達到設定位置(起重叉160降下或起重叉160升起)， 用以偵測是否到達特定位置，如已到達特定位置，接觸感測開關800會被觸動，以 告知控制電路200,供執(zhí)行下一動作。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明的自動化載具100根據(jù)定位系統(tǒng)與數(shù)字電子羅盤500 判斷環(huán)境中貨物的位置與方向，前往卸貨區(qū)122取貨，無人式地自動化搬運貨物 125至存貨區(qū)123,且該載具100在移動中，遇到障礙物、墻面等，將通過伺服馬 達630控制后輪150轉向，并藉第二馬達控制器620驅動起重叉160升起/降下貨 物125,再藉第一馬達控制器610驅動前輪140前進。此外，藉由感測器組410四 面八方的感測作用，可完全避開墻面或障礙物，以正確找到貨物，而藉攝影裝置 700以視覺辨識技術可辨識所尋得的貨物125是否確實是欲搬運的貨物125,接著 再由該無線讀寫器400 (RFID)讀取貨物125的編號(例如條碼)，以全自動化正確 無誤地搬運預設環(huán)境中的貨品，以達到節(jié)省人力成本，且可減低人為搬運的疏失所 造成的工作問題。
雖然本發(fā)明已以一實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此 技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明 的保護范圍當視后附的權利要求書所界定者為準。
權利要求
1. 一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，包含以下步驟A、在啟動狀態(tài)，自動化載具依定位系統(tǒng)與數(shù)字電子羅盤判斷目前位置與方向；B、依據(jù)倉儲區(qū)地圖朝向貨車卸貨區(qū)前進；C、到達卸貨區(qū)之后，掃瞄貨物位置，升起貨物；D、再依據(jù)倉儲區(qū)地圖朝向存貨區(qū)前進；以及E、到達存貨區(qū)之后，依據(jù)貨物的編碼來決定放置位置，以放下貨物。
2. 如權利要求1所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，在 步驟A中，定位系統(tǒng)包含設定環(huán)境、設定參考定位點座標、設定墻面位置、設定卸 貨區(qū)位置與設定存貨區(qū)位置。
3. 如權利要求1所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，在 步驟B之后，行進中如遇到障礙物，則避開障礙物再繼續(xù)前進，如無障礙物，判斷 是否已達卸貨區(qū)，如未到達則繼續(xù)前進。
4. 如權利要求1所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，在 步驟D之后，行進中如遇到障礙物，則避開障礙物再繼續(xù)前進，如無障礙物，判斷 是否已達存貨區(qū)，如未到達則繼續(xù)前進。
5. 如權利要求1所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，在 步驟A中，可更新自動化載具依定位系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，以搬運下一個貨物。
6. 如權利要求1所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，在 步驟D之后，再返回步驟A,如此周而復始，直到搬完貨物。
7. —種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，包含一載具，包含一載具主體、多個前輪、多個后輪與一起重叉；一控制電路，安裝在該載具主體內(nèi)部，以程序化執(zhí)行該載具主體所需的運作流程；一感測器單元，分別安裝在該栽具主體的外周圍，用以偵測障礙物與尋找貨物；一控制電路，安裝在該載具主體內(nèi)部，包含有一單芯片與多個感測元件，該 單芯片以程序化執(zhí)行該載具主體所需的運作流程，該些感測元件分別安裝在該載具 主體的四周圍，用以偵測障礙物；一數(shù)字電子羅盤，提供全方位量測角度，并通過一傳輸接口以讀取內(nèi)建于該 控制電路中的角度數(shù)據(jù)；以及一馬達控制電路，根據(jù)該數(shù)字電子羅盤所讀取的角度數(shù)據(jù)，控制后輪轉動方 向，以驅動載具前進。
8. 如權利要求7所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，其特征在于，該感測器單元 包含多個感測器組與一無線讀寫器。
9. 如權利要求8所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，其特征在于，該些感測器組 包含一發(fā)射器與一接收器。
10. 如權利要求8所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，其特征在于，該無線讀寫器 是一無線射頻識別系統(tǒng)(RFID)。
11. 如權利要求7所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，其特征在于，該馬達控制電 路包含一第一馬達控制器、 一第二馬達控制器與一伺服馬達，該第一馬達控制器用 以驅動該載具的前輪；該第二馬達控制器用以驅動起重叉；該伺服馬達用以驅動后 輪轉向。
12. 如權利要求7所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，其特征在于，更包含一攝影 裝置，該攝影裝置藉以視覺技術判斷是否為貨物。
13. 如權利要求7所述的工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)，其特征在于，該傳輸接口為 一串列接口，該串列接口為一通訊協(xié)定RS232的無線轉換器。全文摘要
一種工業(yè)用自動化載具系統(tǒng)的操作方法，包含以下步驟，在啟動狀態(tài)，自動化載具依定位系統(tǒng)與數(shù)字電子羅盤判斷目前位置與方向。依據(jù)倉儲區(qū)地圖朝向貨車卸貨區(qū)前進。到達卸貨區(qū)之后，掃瞄貨物位置，以升起貨物。再依據(jù)倉儲區(qū)地圖朝向存貨區(qū)前進。到達存貨區(qū)之后，依據(jù)貨物的編碼來決定放置位置，以放下貨物。
文檔編號G05B19/04GK101497420SQ20081000581
公開日2009年8月5日 申請日期2008年2月3日 優(yōu)先權日2008年2月3日
發(fā)明者柯千禾 申請人:大葉大學