TWI469902B - 無人無軌式搬運車 - Google Patents

Description

無人無軌式搬運車

本發明係關於一種無人無軌式搬運車；特別是關於一種無人無軌式固定路徑導引搬運車。

一般而言，無人搬運車依行駛軌跡方式以廣泛定義進行區分，大致可分為無軌式及有軌式兩大種類。再者，在無人無軌式搬運車中，又大致可區分為固定路徑、半固定路行徑及無固定路徑等三種類。另外，在無人有軌式搬運車中，又大致可分為鏈條牽引式拖車及有軌輸送台車等兩種類。

習用無人搬運車技術已揭示於許多中華民國專利及發明專利申請公開案。舉例而言，中華民國專利公告第I256372號之〝被處理物的搬運系統、無人搬運車系統、無人搬運車以及被處理物的搬運方法〞發明專利、第I233913號之〝無人搬運車系統〞發明專利、第580477號之〝無人搬運車〞發明專利、第562772號之〝無人搬運車、無人搬運車系統以及晶圓搬運方法〞發明專利、第548212號之〝無人搬運車系統〞發明專利、第544381號之〝晶圓移載系統及晶圓移載方法，以及無人搬運車系統〞發明專利、第528937號之〝無人搬運車、其運行控制系統及方法、及自走車〞發明專利、第437727號之〝無人搬運車〞新型專利、第381203號之〝搬運車用防撞裝置、使用該裝置之無人搬運車控制方法及無人搬運車停止裝置〞發明專利、中華民國專利公開第201041792號之〝一種用於薄膜太陽能電池製程的無人搬運車〞發明專利申請案、第200605262號之〝無人搬運車〞發明專利申請案及第200307638號之〝無人搬運車系統〞發明專利申請案。

另一習用無軌式搬運車技術已揭示於許多中華民國專利及申請專利公開案。舉例而言，中華民國專利公告第300484號之〝無軌自走式小型焊接用台車〞新型專利及第218992號之〝無軌道式CO焊接走行台車〞新型專利。

另外，習用堆高搬運車技術已揭示於部分美國專利。舉例而言，美國專利第6767175號之〝Forklift〞及美國專利第7460016號之〝Radio frequency identification(RFID) system for a forklift〞。前述中華民國專利、發明專利申請公開案及美國專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

雖然前述中華民國專利公告及發明專利申請公開案已揭示各種相關無人搬運車及無軌式搬運車技術，但前述各種無人搬運車及無軌式搬運車並未提供固定路徑導引搬運車。因此，習用無人搬運車及無軌式搬運車相關技術必然存在進一步提供固定路徑導引搬運車的需求。

有鑑於此，本發明為了滿足上述需求，其提供一種無人無軌式搬運車，其利用一中央處理器控制一車輛行進系統及一車輛方位校正系統，再利用該車輛方位校正系統之導引決定一行駛路徑，依該行駛路徑操作該車輛行進系統，以達成無人自動搬運貨物之目的。

本發明之主要目的係提供一種無人無軌式搬運車，其利用一中央處理器控制一車輛行進系統及一車輛方位校正系統，再利用該車輛方位校正系統偵測一導引行駛路徑，該中央處理器依該行駛路徑操作該車輛行進系統，以達成無人自動搬運貨物之目的。

本發明之另一目的係提供一種無人無軌式搬運車，其利用一中央處理器控制一棧板掃描系統及一貨品起重系統，由該棧板掃描系統掃描偵測一棧板，並由該貨品起重系統進行搬運該棧板，以達成正確尋找搬運貨物之目的。

本發明之另一目的係提供一種無人無軌式搬運車，其利用一中央處理器控制一棧板掃描系統及一RFID偵測系統，由該棧板掃描系統掃描偵測一棧板，並由該RFID偵測系統進行辨識一貨品，以達成正確搬運貨物之目的。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車包含：一中央處理器，其設置於一車輛主體；一車輛行進系統，其設置於一車輛主體，該車輛行進系統電性連接於該中央處理器，該車輛行進系統用以提供該車輛主體之行駛動力；一車輛方位校正系統，其設置於一車輛主體，該車輛方位校正系統電性連接於該中央處理器，該車輛方位校正系統用以偵測一導引行駛路徑；及一棧板掃描系統，其設置於一車輛主體，該車輛方位校正系統電性連接於該中央處理器，該棧板掃描系統用以掃描偵測一棧板；其中該中央處理器依該行駛路徑操作該車輛行進系統，以便將該車輛主體由一第一位置行駛至一第二位置。

本發明較佳實施例之該車輛行進系統包含一電子羅盤單元，該電子羅盤單元用以判定該車輛主體之位置。

本發明較佳實施例之該車輛方位校正系統包含一第一紅外線感測單元。

本發明較佳實施例之該棧板掃描系統包含一第二紅外線感測單元。

本發明較佳實施例另包含一RFID偵測系統，當該棧板掃描系統掃描偵測一棧板時，由該RFID偵測系統進行辨識一貨品。

本發明較佳實施例另包含一無線通訊模組，該無線通訊模組電性連接至該中央處理器，以便將該中央處理器之資料傳輸至一遠端電腦。

本發明較佳實施例之該無線通訊模組選自一Zigbee無線通訊模組。

本發明較佳實施例另包含一貨品起重系統，該棧板掃描系統結合設置於該貨品起重系統。

為了充分瞭解本發明，於下文將例舉較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車可結合應用於各種無人自動化物料搬運倉儲設備，但其並非用以限定本發明之範圍。另外，本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車可製成無人自動化搬運車，例如：無人自動化堆高機，但其並非用以限定本發明之範圍。

第1圖揭示本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車之方塊圖。請參照第1圖所示，本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車包含一中央處理器1、一車輛行進系統2、一車輛方位校正系統3、一棧板掃描系統4、一RFID偵測系統5及一貨品起重系統6。

請再參照第1圖所示，該車輛行進系統2、車輛方位校正系統3、棧板掃描系統4、RFID偵測系統5及貨品起重系統6電性連接至該中央處理器1。另外，該中央處理器1電性連接一無線通訊模組11及一電子羅盤單元21，且該電子羅盤單元21對應於該車輛行進系統2。

第2圖揭示本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車之結構示意圖。請參照第2圖所示，本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車具有一車輛主體100、一棧板叉件[或貨品載板]101及數個車輪102。該棧板叉件101外凸設置於該車輛主體100之前方，且該棧板叉件101可相對垂直移動於該車輛主體100。該車輪102設置於該車輛主體100之底部，且該車輪102可將該車輛主體100進行移動。

請再參照第1及2圖所示，該中央處理器1可選自ATMEL公司生產的ATmega系列微控制器，其較佳選擇ATmega8535L晶片或其它類似晶片。該中央處理器1固定設置於該車輛主體100之適當位置上，且該無線通訊模組11亦固定設置於該車輛主體100之適當位置上。

請再參照第1及2圖所示，該車輛行進系統2設置於該車輛主體100之適當位置上，且該車輛行進系統2具有一驅動控制電路20，以控制該車輛行進系統2之啟動或停止。該車輛行進系統2用以提供該車輛主體100之行駛動力，以驅動該車輪102進行旋轉。該車輛行進系統2對應於該電子羅盤單元21，因此在駕駛該車輛行進系統2時，該電子羅盤單元21用以判定該車輛主體100之正確位置。

舉例而言，該電子羅盤單元21可選擇採用由Hitachi公司生產的TDCM3晶片模組，其主要用以量測目前該車輛主體100的方位與地磁北方的夾角。該TDCM3晶片模組利用地球磁場來判定北方之方位，以便提供方位資訊至該中央處理器1及其相關電子設備。

請再參照第1圖所示，該車輛方位校正系統3設置於該車輛主體100之適當位置上，且該車輛方位校正系統3用以偵測一導引行駛路徑，其連結於工作待命區、取貨區及卸貨區之間，以便將該車輛主體100限制行駛於該導引行駛路徑之連結路網上。

請再參照第1及2圖所示，該車輛方位校正系統3包含兩個第一紅外線感測單元31，其設置於該車輛主體100之前半部及後半部，以偵測該導引行駛路徑之往左或往右轉彎。如此，該車輛主體100能順利在該導引行駛路徑上行駛，而不致於脫離預設搬運的路徑。因此，該車輛方位校正系統3可採用紅外線反射原理或其它偵測原理。

第3圖揭示本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車採用紅外線光感測器之電路示意圖。請參照第1及3圖所示，舉例而言，該車輛方位校正系統3採用一紅外線感測電路9，其電路圖如第3圖所示。當該紅外線感測電路9之接收端收到紅外光時，將該接收端形成導通，則由PIN端輸出至單晶的信號為高電位；反之，當該接收端無法接收紅外光[即偵測到黑色導引帶]時，該接收端形成不導通。此時，由該PIN端形成高電位輸出，該車輛方位校正系統3可利用此電位差來判斷該車輛主體100是否脫離該導引行駛路徑。

請再參照第1及2圖所示，該棧板掃描系統4設置於該車輛主體100之適當位置[例如：該車輛主體100之前端下方位置]上，且該棧板掃描系統4用以掃描偵測一棧板[未繪示]或貨物[未繪示]。該棧板掃描系統4包含一第二紅外線感測單元41，其可採用如第3圖所示之電路，於此不予贅述。

請再參照第1及2圖所示，該RFID偵測系統5設置於該車輛主體100之適當位置[例如：該棧板叉件101之前端位置]上，其用以讀取貨品之RFID標籤[RFID tag]。舉例而言，該RFID偵測系統5可選擇採用由PlayRobot公司所生產的RFID讀取器[RFID Reader]。

請再參照第1及2圖所示，該貨品起重系統6設置於該車輛主體100之適當位置上，其用以驅動該棧板叉件101之垂直上升或下降。該貨品起重系統6包含一馬達單元61及一滑輪組62，利用該馬達單元61及滑輪組62機械性連接至該棧板叉件101，以便供應動力至該棧板叉件101。

請再參照第1圖所示，該無線通訊模組11電性連接至該中央處理器1，以便將該中央處理器1之資料傳輸至一遠端電腦[未繪示]。舉例而言，該無線通訊模組11選自一Zigbee無線通訊模組。該遠端電腦[例如：個人電腦PC]建構一監控系統，透過PC端的RS-232再經由該Zigbee無線通訊模組接收該搬運車的資料，如此已達成監控的功能。

請再參照第1圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例選擇利用一書寫器設定物流資訊，該書寫器不斷的掃描1組4×4鍵盤上的控制指令或命令，並將該控制指令或命令顯示在1組2×20的LCD顯示器上。當輸入控制指令或命令時，可利用Zigbee技術經由該搬運車之無線通訊模組11傳送至該中央處理器1，且利用RS-232傳送至該遠端電腦。或者，本發明較佳實施例選擇由該遠端電腦輸入控制指令，經由RS-232傳送至該書寫器上，再利用Zigbee技術經由該搬運車之無線通訊模組11傳送至該中央處理器1。

附照1揭示本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車之實體照片。附照1對應於第1及2圖所示之無人無軌式搬運車。附照2揭示本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車採用電腦人機介面。請參照附照2所示，舉例而言，本發明較佳實施例可選擇利用Visual BasicF設計一VB監控系統，並提供一電腦人機介面，如附照2所示。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。

1．．．中央處理器

11．．．無線通訊模組

2．．．車輛行進系統

20．．．驅動控制電路

21．．．電子羅盤單元

3．．．車輛方位校正系統

31．．．第一紅外線感測單元

4．．．棧板掃描系統

41．．．第二紅外線感測單元

5．．．RFID偵測系統

6．．．貨品起重系統

61．．．馬達單元

62．．．滑輪組

9．．．紅外線感測電路

100．．．車輛主體

101．．．棧板叉件

102．．．車輪

第1圖：本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車之方塊圖。

第2圖：本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車之結構示意圖。

第3圖：本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車採用紅外線光感測器之電路示意圖。

附照1：本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車之實體照片。

附照2：本發明較佳實施例之無人無軌式搬運車採用電腦人機介面之實體照片。

1．．．中央處理器

11．．．無線通訊模組

2．．．車輛行進系統

21．．．電子羅盤單元

3．．．車輛方位校正系統

4．．．棧板掃描系統

5．．．RFID偵測系統

6．．．貨品起重系統

Claims (10)

1. 一種無人無軌式搬運車，其包含：一中央處理器；一車輛行進系統，其連接於該中央處理器，該車輛行進系統用以提供一車輛主體之行駛動力；一車輛方位校正系統，其電性連接於該中央處理器，該車輛方位校正系統用以偵測一導引行駛路徑，該車輛方位校正系統包含一第一紅外線感測單元，該第一紅外線感測單元設置於該車輛主體，以偵測該導引行駛路徑，該第一紅外線感測單元選自一紅外線感測電路，當該紅外線感測電路之一接收端收到紅外光時，將該接收端形成導通，則由一PIN端輸出一高電位信號；反之，當該接收端無法接收紅外光時，該接收端形成不導通，利用該PIN端之輸出電位差判斷是否脫離該導引行駛路徑；及一棧板掃描系統，其電性連接於該中央處理器，該棧板掃描系統用以掃描偵測一棧板；其中該中央處理器依該行駛路徑操作該車輛行進系統，以便將該車輛主體由一第一位置行駛至一第二位置。
2. 一種無人無軌式搬運車，其包含：一中央處理器；一車輛行進系統，其連接於該中央處理器，該車輛行進系統用以提供一車輛主體之行駛動力；一車輛方位校正系統，其電性連接於該中央處理器，該車輛方位校正系統用以偵測一導引行駛路徑，該車輛方位校正系統包含兩個第一紅外線感測單元，該兩個第一紅外線感測單元設置於該車輛主體之前半部及後半部，以偵測該導引行駛路徑，該第一紅外線感測單元選自一紅外線感測電路，當該紅外線感測電路之一接收端收到紅外光時，將該接收端形成導通，則由一PIN端輸出一高電位信號；反之，當該接收端無法接收紅外光時，該接收端形成不導通，利用該PIN端之輸出電位差 判斷是否脫離該導引行駛路徑；及一棧板掃描系統，其電性連接於該中央處理器，該棧板掃描系統用以掃描偵測一棧板；其中該中央處理器依該行駛路徑操作該車輛行進系統，以便將該車輛主體由一第一位置行駛至一第二位置。
3. 一種無人無軌式搬運車，其包含：一中央處理器；一車輛行進系統，其連接於該中央處理器，該車輛行進系統用以提供一車輛主體之行駛動力；一車輛方位校正系統，其電性連接於該中央處理器，該車輛方位校正系統用以偵測一導引行駛路徑，該車輛方位校正系統包含一固定件及一第一紅外線感測單元，該第一紅外線感測單元設置於該固定件上，該第一紅外線感測單元選自一紅外線感測電路，當該紅外線感測電路之一接收端收到紅外光時，將該接收端形成導通，則由一PIN端輸出一高電位信號；反之，當該接收端無法接收紅外光時，該接收端形成不導通，利用該PIN端之輸出電位差判斷是否脫離該導引行駛路徑；及一棧板掃描系統，其電性連接於該中央處理器，該棧板掃描系統用以掃描偵測一棧板；其中該中央處理器依該行駛路徑操作該車輛行進系統，以便將該車輛主體由一第一位置行駛至一第二位置。
4. 依申請專利範圍第1、2或3項所述之無人無軌式搬運車，其中該車輛行進系統包含一電子羅盤單元，該電子羅盤單元用以判定該車輛主體之位置。
5. 依申請專利範圍第1、2或3項所述之無人無軌式搬運車，其中該車輛方位校正系統之第一紅外線感測單元偵測該導引行駛路徑之往左或往右轉彎。
6. 依申請專利範圍第1、2或3項所述之無人無軌式搬運車，其中該棧板掃描系統包含一第二紅外線感測單元。
7. 依申請專利範圍第1、2或3項所述之無人無軌式搬運車， 另包含一RFID偵測系統，當該棧板掃描系統掃描偵測一棧板時，由該RFID偵測系統進行辨識一貨品。
8. 依申請專利範圍第1、2或3項所述之無人無軌式搬運車，另包含一無線通訊模組，該無線通訊模組電性連接至該中央處理器，以便將該中央處理器之資料傳輸至一遠端電腦。
9. 依申請專利範圍第6項所述之無人無軌式搬運車，其中該無線通訊模組選自一Zeebee無線通訊模組。
10. 依申請專利範圍第1、2或3項所述之無人無軌式搬運車，另包含一貨品起重系統，該棧板掃描系統結合設置於該貨品起重系統。