提升車用浮動貨叉的制作方法

文檔序號：8136618閱讀：361來源：國知局

專利名稱：提升車用浮動貨叉的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上是涉及一種物料搬運車輛，尤其是涉及一種能夠以最小的干涉對一運輸工具、特別地為包括有靠近其尾端的裝載物的運輸工具進行裝載及卸載的自動導引車輛。
背景技術：
討論在物料搬運業(yè)中廣泛使用自動導引車輛(AGV)來搬運裝載物。術語AGV通常用來指代具有任何數量的可利用的自動導引系統的、具有高魯棒性的車輛設計。術語“自動導引小車(AGC) ”通常用來指代用于類似但較簡單的應用的、具有較低魯棒性的車輛。在整個本申請中(包括權利要求書在內)，術語AGV應意指并包括AGV和AGC兩者以及任何其它自動導引的車輛。目前的AGV設計一般包括車架，該車架的四個角部設有旋轉腳輪。其它特征可以包括驅動輪組件和用于小車方向控制的剛性腳輪。在一種當前的設計中，車架上固定有兩個剛性腳輪，并且這兩個剛性腳輪大致位于小車車架每一側的旋轉腳輪之間的中間位置。兩對旋轉腳輪軸和剛性腳輪軸大體相互平行?？赊D向的驅動單元通常經由與小車車架鉸接的并且加載有彈簧的板件而附連到小車車架，以確?？赊D向的驅動輪保持足夠的與支撐表面間的附著摩擦力。在另一個實施例中，固定的驅動輪推進AGV，而可轉向的腳輪引導AGV 的運動。重型AGV設計一般包括重型車架和至少三個輪，其中至少一個輪為驅動輪并且至少一個輪為由導引系統引導的轉向輪。許多這類AGV設計類似于現有的用于在制造或配送環(huán)境中移動裝載物的車輛，但被自動導引。與運輸工具的自動裝載與卸載相關聯的困難是，當運輸工具的位置相對于裝載貨臺(loading dock)變化時的情況。運輸工具通常由駕駛員手動地倚靠著裝載埠(loading bay)定位。這種手動定位操作使得運輸工具的位置具有未知的可變化性。當駕駛員定位運輸工具時，例如將半拖車定位在裝載貨臺時，駕駛員或許不能夠使拖車與裝載埠門精確匹配。由于運送工具一般位于裝載埠門之外的運輸工具裝載區(qū)內，因此運輸工具的位置以及運輸工具與裝載貨臺之間的相對位置可能會發(fā)生許多變化。這些變化可能導致在AGV裝載或卸載一運輸工具時、尤其是該靠近運輸工具尾端的AGV裝載或卸載裝載物時造成困難。靠近運輸工具的尾端的裝載和卸載對于操作人員而言甚至也是困難的。與自動裝載和卸載運輸工具關聯的一個這類難點在于AGV必須能夠克服運輸工具(具體而言是運輸工具的地
4板)與裝載埠(具體而言是裝載埠的地板)之間的高度差。不同類型、樣式和型號的運輸工具以及例如懸架維持得如何等變化因素將造成運輸工具的高度不同。此外，隨著運輸工具被裝載或卸載，運輸工具的高度通常不會是靜態(tài)的，因為隨著運輸工具重量的增加或減小，懸架會被壓縮或減壓。重量的變化將使運輸工具的高度改變，導致運輸工具的高度相對于裝載埠地板的高度發(fā)生變化。為了能夠實現魯棒操作，AGV必須不但能夠調整運輸工具的高度的靜態(tài)變化，而且能夠在裝載或卸載運輸工具時調整運輸工具的高度的動態(tài)變化。具體運輸工具的高度變化以及裝載或卸載過程期間的變化，造成運輸工具的頂部高度相對于裝載埠地板發(fā)生變化，由此造成高的裝載物可能接觸運輸工具的進口或入口處的頂部或頂部的凸緣(IiP)，尤其當運輸工具接近滿載時更是如此。裝載物與運輸工具間的任何接觸都將給運輸工具的裝載造成問題。一些用于應對現有技術中的這種運輸工具高度變化問題的嘗試性措施是使用液壓起重器或其它類型的起重器來使運輸工具平穩(wěn)或保持水平；然而，這一過程成本高昂且效率低。此外，這類液壓起重器或其它類型的起重器對于因拖車的懸架在運輸工具的裝載或卸載期間被壓縮或減壓而導致的高度變化通常不起作用。在定位操作中的變化性、特別是運輸工具的高度的變化性阻礙著運輸工具的自動裝載，并且?guī)缀醣厝粚⒔档推湫?。例如，最有效的裝載過程使裝載物彼此盡可能近地定位，而運輸工具的期望位置的任何變化性都可能增大裝載物的間距。以上所舉出的變化以及運輸工具的定位操作中其它變化可能導致其它的問題，特別是將最后一批貨盤或裝載物裝載到運輸工具時的問題。例如，由于許多裝載和卸載設施的構造原因，運輸工具裝載區(qū)域(運輸工具倒退貼靠著裝載埠門或裝載貨臺門的區(qū)域)通常朝著裝載埠門向下傾斜一角度。當向下的傾斜角度使運輸工具的凸緣能夠容易地與裝載設施的地板大體上高度平齊時，運輸工具裝載區(qū)域的這種傾斜導致運輸工具的地板相對于裝載設施的地板成一角度。因為各種運輸工具之間的運輸工具地板高度的不同，所以通常使用貨臺斜道(dock ramp)來典型地補償這一高度變化，或者緩和裝載設施的地板與運輸工具的地板之間的過渡；然而，很多時候貨臺斜道與運輸工具地板所成的角度要小于其與裝載埠的地板所成的角度。如果使用的運輸工具的類型為拖車，例如半掛拖車(semi-truck trailer)，則可能出現該運輸工具的傾斜角度相對于裝載埠的地板的傾斜角度的其它變化。具體而言，在運輸工具倒退貼靠裝載埠門之后，操作者通常將降低靠近半拖車的前部起重器，并驅動半掛車離開半拖車。由于駕駛員很少能將運輸工具的起重器定位在相同的位置，因而造成運輸工具(在這種情況下為半掛拖車)的地板相對于裝載埠的地板的傾斜角度的變化，即使運輸工具區(qū)被設計成水平且與裝載埠的地板平行時也仍然會如此。運輸工具地板與裝載埠的地板或貨臺斜道之間的過渡可能需要相對于裝載埠的地板急劇傾斜或下降。更具體而言，很多時候這種過渡需要貨臺斜道急劇傾斜或下降，這會造成導引困難和拖車車尾裝載困難。例如，在AGV與運輸工具地板的裝載物支撐表面不平齊時發(fā)生拖車尾端裝載的困難。更具體而言，如果AGV的主要部分位于貨臺斜道或裝載地板設施上，并且運輸工具的地板相對于裝載埠的地板或貨臺斜道的高度或者傾斜角度發(fā)生變化，則AGV難以將其裝載物下放到運輸工具地板，并且難以在隨后容易地將其貨叉從貨盤槽(pallet pocket)移出或者將貨叉安置在貨盤槽內來卸載裝載物。更具體而言，如果運輸工具地板與裝載設施地板或貨臺斜道在豎向上和傾斜角度上均不平齊，由于貨叉的尖端與貨盤槽的頂面或底面之一接合，而該貨叉的最靠近AGV的部分將在貨盤槽內與頂面或底面中的另一個接合，因此難以將貨叉插入或者將貨叉從貨盤上的槽撤回。因此，當AGV在卸下最后的裝載物之后，試圖退出運輸工具時，因為貨叉可能會與貨盤產生摩擦性接合，最后的裝載物可能被隨AGV —起向后拉回。對于裝載運輸工具，兩個支撐表面的傾斜角度，例如裝載物支撐表面和AGV支撐表面的角度會隨著運輸工具被裝載而變得更大。更具體而言，如上文所述，裝入到運輸工具的裝載物越多，懸架被壓縮的程度更大。隨著懸架被壓縮，拖車的高度會下降，由此增大了在拖車尾端裝載期間運輸工具的地板與AGV的支撐表面之間的角度。在一些情況下，卸載該運輸工具也會使該角度增大。如在圖中清楚示出的，拖車尾端裝載和卸載問題一般只在裝卸從拖車門或運輸工具入口向內的最后一批裝載物時發(fā)生。這是因為AGV在從運輸工具的入口向內更遠地卸載裝載物時，AGV將主要擱靠在運輸工具的地板上，并因此主要擱靠在與裝載物表面相同的支撐表面上。當然，當貨叉的尖端被移出時，AGV不得不主要擱靠在運輸工具上，或者在AGV移出貨叉尖端時，AGV逐漸降低而主要擱靠在運輸工具的地板上。同樣地，如果AGV試圖卸載該車輛，如果運輸工具的地板與裝載埠的地板在豎向上和傾斜角度上均不平齊，則可能難以將貨叉插入貨盤槽內來可靠地提升靠近該運輸工具入口的裝載物。盡管使用導弓I系統來控制AGV的行駛并用來自動裝載和卸載運輸工具，但裝載和卸載運輸工具的過程，尤其是在裝卸運輸工具上最后的一批裝載物，例如位于最接近運輸工具的入口的裝載物時，并不能以令人滿意地、成本低廉和有效的方式來處理。

發(fā)明內容
鑒于上文所述，本發(fā)明所涉及的是裝載物運送車輛，例如物料搬運車輛和AGV，其能夠裝載和卸載一運輸工具、尤其是能夠通過成本低廉且簡單的方式在靠近該運輸工具的尾端以最小的干涉裝載和卸載裝載物。盡管本發(fā)明被描述為適用于所有裝載物運送和物料搬運車輛，但尤其適用于AGV。當裝載車輛時，有經驗的裝載物運送車輛操作者容易判斷運輸工具的傾斜角度而確定升降機構或貨叉是否需要傾移(tilt)，從而容易地放置裝載物以及容易地從貨盤槽移出貨叉。然而，在運輸工具的入口附近卸載和裝載裝載物對于缺乏相當經驗的操作者而言是一個挑戰(zhàn)。相比之下，AGV必須使用專門的傳感器、處理器和軟件程序來執(zhí)行相同的任務，這樣執(zhí) 行起來可能成本高昂。盡管本發(fā)明對操作者(人工)導引的車輛和AGV都是適用的，但對設計為用于裝載運輸工具的AGV尤其適用。因此，即使本發(fā)明同時適用于AGV和操作者導引的車輛，這種應用會將本發(fā)明描述成涉及與AGV關聯的問題的發(fā)明，然而本發(fā)明和權利要求被認為是同時針對AGV和操作者導引的車輛。本發(fā)明針對的是通過物料搬運車輛(特別是AGV)來裝載和卸載運輸工具的裝置及其方法和系統。在該方法中，AGV首先搬起裝載物。隨后，第一導引系統將載有搬起的裝載物的AGV導引到一已知位置。從該位置起，AGV確定運輸工具的位置，然后行進，將裝載物放置在運輸工具上。其后，AGV行進到下一期望位置。在本發(fā)明的另一實施例中，AGV首先搬起裝載物。隨后，導弓丨系統將載有搬起的裝載物的AGV導引到一已知位置。從該位置起，導引系統確定運輸工具上的合適的裝載位置，進行自適應調節(jié)以引導載有裝載物的AGV到這一裝載位置并放下裝載物。之后，利用調整后的導引系統來引導AGV大致地回到上述已知位置，在該位置處，導引系統控制AGV向下一目的地的行駛。對于本發(fā)明的裝置，當AGV將最后一批裝載物靠近門向內放置時，允許AGV的貨叉在有限范圍內相對于AGV浮動，以對運輸工具的地板和AGV的主要支撐表面之間的任何傾斜角度差異進行補償，或對當跨越不同傾斜角度的支撐表面(下文稱為“支撐平面”)時對用于支撐AGV的相對角度進行補償。因此，通過允許貨叉上、下浮動及自由地傾移，無需AGV 的柱桿(mast)或者貨叉的任何主動動作，就可使AGV容易且有效地調整豎向和傾斜角度的偏移量。因此，通過在從裝載物的貨盤槽移出貨叉或將貨叉插入貨盤槽時，使該貨叉在有限范圍內既能沿豎向浮動又能傾移(俯仰地)浮動，使得即便在AGV的支撐表面(或支撐平面)相對于裝載物的支撐表面具有傾斜角度的情況下，AGV仍可容易地裝載或卸載運輸工具。因為使貨叉既能夠角度變化地浮動又能夠沿豎向浮動，所以貨叉能夠以最小的干涉插入貨盤槽或從貨盤槽移出。通過使將貨叉連接到貨叉架(fork carriage)的至少一對銷具有相對于貨叉架的二維運動自由度，并使另一組銷僅具有一維運動，使得貨叉在可浮動的同時仍為裝載物提供穩(wěn)定的支撐。更具體而言，當提升裝載物時，這些銷處于固定位置，并由于裝載物的重量和貨叉架的構造的原因而被約束為不可運動。然而，當裝載物的重量不作用于貨叉上時，貨叉和銷可沿豎直軸線做有限的運動。貨叉架還包括具有傾斜的側壁的槽，其允許至少一對銷除了沿豎直軸線運動之外，還能相對于該豎直軸線移動。通過參閱下文的詳細說明、所附的權利要求書及附圖，將易見本發(fā)明的進一步適用范圍。然而，應理解的是，由于不脫離本發(fā)明的精神和范圍的各種改變和變型對于本領域技術人員而言將是顯而易見的，因此這些詳細說明和特定實施例盡管表現了本發(fā)明優(yōu)選實施例，但卻是僅以例證方式給出的。

通過參閱下文給出的詳細描述、所附的權利要求書和附圖，將可更充分地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是提升起裝載物以在裝載設施內行駛的AGV側視圖；圖2是貨臺斜道相對于運輸工具傾斜的示意圖；圖3是尾端裝載物被放入到運輸工具中的側視圖；圖4是裝載物被放在運輸工具中以及貨盤與貨叉之間的接觸的側視圖；圖5是在從貨盤槽移出貨叉期間，貨叉的浮動的側視圖；圖6是裝載物被放置就位且AGV的貨叉已移出的側視圖；圖7是AGV將其貨叉調整到一位置以在裝載設施內移動的側視圖；圖8是拾取尾端裝載物的AGV的側視圖；圖9是替代性的裝載物布置的側視圖；圖10是將貨叉插入貨盤槽中的AGV的側視圖；圖11是示出處于插入貨盤槽期間的浮動的貨叉的側視圖；圖12是完全插入貨盤槽的貨叉的側視圖；圖13是準備提升裝載物的AGV的側視圖14是提升起裝載物的AGV的側視圖；圖15是貨叉上的裝載物的側視圖；圖16示意性地示出了相對于運輸工具傾斜的貨臺斜道；圖17是AGV將裝載物放置在運輸工具地板上的側視圖；圖18是當裝載物被放在運輸工具地板上時，貨叉的定位的側視圖；圖19是準備從貨盤槽移出貨叉時，貨叉的浮動的側視圖；圖20是在從貨盤槽移出貨叉期間，貨叉的浮動的側視圖；圖21是完成裝載物的放置并從貨盤槽移出貨叉的側視圖；圖22是準備拾取處于運輸工具尾端的裝載物的AGV的側視圖；圖23是示出將貨叉推入貨盤槽中的側視圖；圖M是示出在貨叉浮動之前，貨叉與貨盤之間的接觸的側視圖；圖25示出了不再如圖M所示地與貨盤接觸的、浮動的貨叉；圖沈是示出準備提升裝載物的AGV的側視圖；圖27是準備提升裝載物的AGV的側視圖；圖觀是正在提升裝載物的AGV的側視圖；圖四是從運輸工具的尾端拾取第二裝載物的AGV的側視圖；圖30是用于插入貨盤槽的貨叉的浮動的側視圖；圖31是貨叉部分地插入貨盤槽時的側視圖；圖32是貨叉完整地插入貨盤槽時的側視圖；圖33是準備提升裝載物的AGV的側視圖；圖34是正在提升裝載物的AGV的側視圖；圖35是準備從尾端裝載物拾取第二的AGV的側視圖；圖36是開始插入貨盤槽時的側視圖；圖37是部分插入的貨叉的側視圖；圖38是貨叉浮動從而繼續(xù)插入時的側視圖；圖39是完全插入貨盤槽的貨叉的側視圖；圖40是準備提升裝載物的AGV的側視圖；圖41是正在提升裝載物的AGV的側視圖；圖42是浮動貨叉、貨叉架和柱桿的俯視圖；圖43是貨叉架的前視圖和貨叉的局部視圖；圖44是替代性的貨叉架的側視圖；以及圖45是浮動貨叉的詳細的側視示意圖。
具體實施例方式參考附圖，其中示出并描述了根據本發(fā)明的自動導引車輛10。應理解的是，根據本發(fā)明的運輸工具的自動裝載和卸載的應用也可用在除所示的AGV之外的多種應用中。例如，本發(fā)明可與各種構造的自動導引車輛以及其它的使用貨叉(如升降式貨叉)的物料搬運車輛配合使用。AGV 10包括用來推進AGVlO以及使其轉向的轉向和驅動機構。在圖中示出了轉
8向和驅動機構包括與導引系統聯結并用于推進AGV以及使其轉向的驅動輪12和可轉向輪 14。當AGV 10被推進時，導引系統轉動可轉向輪14，由此使AGV 10轉向。另外，驅動輪12 優(yōu)選為以導線串聯來產生電差動(electrical differential)的雙驅動輪。也可使用不同的推進系統，例如借助旋轉腳輪、或通過使用用于驅動輪的主/從馬達控制器的差動或“機械化”轉向。導引系統可為許多公知的導引系統的其中一種，尤其為下文所充分描述的兩個導引系統。例如，主導引系統是引導AGV沿程序化的行駛路徑行進的慣性導引系統?？赊D向輪14的位置是已知且能夠被操控的。AGV行駛的距離和方向是借助例如履帶輪(track wheel)、光學系統或其它方法來測量的?？蓪⒕哂幸粋€轉向編碼器和設在每個驅動輪上的編碼器的系統與履帶輪或其它系統結合使用或者與履帶輪或其它系統獨立地使用，來追蹤 AGV 10行駛的距離和方向。隨著AGV 10的行駛，可轉向輪14在特定的距離處轉到特定的位置。依照這種方式，通過僅指定可轉向輪14的位置和在該位置處時行駛的距離，AGV 10 就能夠用于在幾乎任何表面上行駛。以上的詳細說明僅是示例性的，而使用不同類型的導引系統(例如，激光導引系統)作為主導引系統的情況亦不脫離本發(fā)明的精神和范圍。AGV 10進一步包括裝載物擷取機構，例如夾子，或優(yōu)選地為如圖所示的、用于搬起裝載物60的貨叉對16。如本領域所公知的，裝載物60優(yōu)選包括貨盤72，貨盤72具有供與貨叉對16接合的貨叉槽(pocket)或貨盤槽74。在一些實施例中可使用并排的雙組貨叉對以使AGV 10能夠搬運一對裝載物。以成對裝載物的形式來為掛車裝載，使得AGV 10必須花費的行程數最少，并因此減少了裝載時間。裝載時間的任何減少，都能使系統包括更少的單獨的AGV車輛。雖然以下關于貨叉16和貨叉架17的描述針對的是單一貨叉對，并在圖中示出為單一貨叉對，但是本發(fā)明也等同地適用于雙貨叉對。如現有技術中所公知的，貨叉對16通常包括水平段62、豎直段70和由處于水平段與豎直段之間過渡部分68形成的段。水平段62通常包括下表面64和上表面63，當AGV 提升貨盤72時，該上表面63接合貨盤72。水平段62還包括貨叉尖端66。貨叉對16的豎直段64聯結到升降機構18或柱桿。升降機構18允許裝載物60升高或降低到例如多個高度，以便將裝載物彼此疊放。貨叉16通常安裝或聯結到貨叉架17，貨叉架17則聯結到升降機構18。在優(yōu)選實施方式中，AGV進一步包括兩組距離傳感器，即后測距裝置20和前測距裝置30。如下文所更詳盡地描述的，這兩組測距裝置可操作地聯結到轉向和驅動機構，用以引導AGV 10。貨叉架17的兩側均包括槽32，槽32與貨叉16上的銷48相互作用。銷48將貨叉 16可動地聯結到貨叉架17。更具體而言，貨叉16包括一上部對和一下部對，各個對均聯結到貨叉架17的槽32。槽32包括一對上部槽36和一對下部槽34。上部槽36和下部槽34 均允許銷48沿槽32的軸線33自由地上、下豎直移動。上部槽36和下部槽34兩者中的至少一個基本上限制了銷48沿槽32的軸線33的豎直方向之外的所有運動。由于貨叉與支撐表面或貨盤72的相互作用，當銷48沿豎直軸線33豎向地升高時，上部槽36和下部槽34 兩者中的另一個使銷48能夠進行逐漸遠離豎直軸線33的運動。在該優(yōu)選實施例中，上部槽36具有從豎直軸線33向外傾斜的側壁38，借以使銷48能夠進行這種自由式運動。更具體而言，側壁38與豎直軸線33相遠離地向上延伸。上部槽36的下部被形成為使得當銷48 靠止在該下部時，基本上被限制了遠離豎直軸線33運動。因此，當裝載物由貨叉16提升時，具體而言是借助于水平方向的槽和垂直方向的重力的作用，使貨叉不能夠自由運動(例如貨叉16的傾移或成角度的運動)。如圖所示，當銷48接合在槽32的下端46中時，傾斜的側壁用于限制銷48遠離豎直軸線33的運動；然而，當銷48被從下端46提升時，其被提升的越高，就可能有越大的遠離豎直軸線33運動的自由度。如圖1中進一步所示，下部槽34 可能不具有下端46。然而，對于某些實施例，例如提升重的裝載物的實施例，并且如圖44所示，下部槽可包括下端，以在提升裝載物60時為貨叉16提供附加支撐。在示出提升重載物 60以進行搬運的各附圖中，可看到傾斜的側壁38提供著充分的支撐以使貨叉16在提升裝載物60時不會自由移動。然而，當裝載物60的重量離開貨叉16時，貨叉16的尖端66上的壓力容易引起貨叉16浮動。該壓力例如在貨叉尖端66進入貨盤槽74時出現。上述裝載物擷取機構能夠通過側向移動機構22來水平移動被搬起的裝載物。如圖3所示，升降機構18配備有兩個貨叉對16。每個貨叉對16安裝到單獨的貨叉架17，而每個貨叉架17安裝到升降機構18。升降機構18能夠按需要將兩個貨叉架17 —同提升，以便豎向地定位貨叉對16和/或裝載物。除升降機構18所提供的任何提升能力之外，貨叉架17還安裝在豎向滑動件15上，其可配備有液壓缸來允許每個貨叉對16具有多達六英寸的獨立提升能力。這種獨立提升允許AGV將其貨叉對16移動并定位到一對相鄰的裝載物中。通過僅使一個貨叉對16升高六英寸，使AGV能夠從一對相鄰的裝載物中拾取單件裝載物。通過這種相同操作，連同側向移動機構22的作用，使AGV能夠將兩件裝載物并排放置或置于單個倉庫儲藏架上。為提供側向移動能力，每個貨叉架17可配備有帶有鏈條傳動的液壓馬達對。鏈條25將貨叉架17牽拉至期望位置。在一優(yōu)選實施例中，設計有貨叉架滑動導軌26，以允許貨叉架17移過中央位置，從而使AGV能夠在AGV的中央位置放下裝載物。為了實現該操作，將一個貨叉對16移動到一側使其免于擋路，由此允許另一貨叉對16 能夠定位于AGV的中央位置。當裝載物與AGV 10的裝載物擷取機構接合時，利用側向移動機構22并連同升降機構18以及AGV 10的前、后移動，允許將裝載物在所有三維方向上進行調整。在圖1所示的優(yōu)選實施例中，每個貨叉對16都可沿水平方向、即沿箭頭31的方向獨立地運動。另外，每個側向移動機構22包括用于追蹤貨叉對16的運動的編碼器23。這些編碼器23優(yōu)選為能夠既追蹤貨叉對16在水平方向上的位置，又追蹤位置的變化率。這些編碼器23與AGV 10的導引系統進行通信，并用于將貨叉對16適當定位。下文將結合裝載運輸工具50的說明更為詳盡地描述貨叉對16的水平移動。上文所述AGV 10被設計為用于運輸工具50的自動裝載及卸載?，F在將結合位于工廠的裝載貨臺位置處的封閉的載重拖車來描述這些過程，但是，類似的過程也可用于描述任何類似的運輸工具50 ；例如平板拖車或軌道車。為了裝載運輸工具50，AGV 10必須首先搬起裝載物。如上所述，在一個優(yōu)選實施例中，搬起裝載物是通過使用與裝載物的貨叉槽(其通常與貨盤一體形成)配合的AGV 10 的貨叉對16、并通過使用升降機構18來提升裝載物離開地面來實現。貨叉對16與貨叉槽的配合是困難的操作，其要求精確。優(yōu)選地，將裝載物以相對較高的精確度放置在已知的位置。隨后，可對AGV 10的導引系統編程，以在該已知位置與該裝載物相互作用，以使貨叉對 16與貨叉槽彼此正確配合。如果將裝載物精確地放置在已知的位置是困難或不現實的，則可對AGV 10加以改動，以允許裝載物的定位范圍更寬。例如，可在貨叉對16的尖端66上或其附近安設光學傳感器，并可利用這些光學傳感器來感測裝載物的貨叉槽。當AGV 10接近裝載物位置時，能夠開啟這些光學傳感器來探尋貨叉槽。AGV 10能夠基于感測到的貨叉槽位置來更改其行駛路徑，或者優(yōu)選地，能夠通過側向移動機構22來調整貨叉對16，使得貨叉16與貨叉槽相互作用。盡管這樣能夠獲得更高魯棒性的操作，但是所需的附加部件會使其成本更高，并且其構造不太理想。然而，由于貨叉具有豎向上和傾斜角度上的浮動的能力，使得在仍能夠持續(xù)地裝載AGV的同時，允許AGV在貨叉放置操作上可具有較大的誤差范圍。一旦AGV 10被裝載后，AGV 10將行駛到工廠的裝載貨臺區(qū)域。運輸工具50將位于鄰近裝載貨臺。在一些情況下，使用裝載斜道以便協助AGV 10從貨臺行進到運輸工具 50。裝載斜道被設計成用于緩和AGV 10在兩個不同表面之間的過渡。因為這種過渡可能略微有些不平順，所以履帶輪(如果使用的話)需要被提升而使其不工作，以避免其受損。AGV 10將使用其導引系統來將裝載物運輸到裝載貨臺并靠近運輸工具50。在一個優(yōu)選實施例中，AGV 10將利用其主導引系統而移動到運輸工具50的開口 52的入口附近處。在此處，AGV 10將裝載物引導至預期的裝載位置。其后AGV繼續(xù)裝填該運輸工具，直到其達到距入口的最后一批裝載物。任何公知的導引系統都可用來引導AGV 10至運輸工具的入口 52附近以及運輸工具50中的位置。運輸工具內所使用的導引系統的類型也可以依期望而改變。雖然可在運輸工具內部或外部使用任何類型的導引系統，但下文將利用主慣性導引系統和副光學激光或雷達導引系統來描述本發(fā)明。在裝載期間，AGV 10被導引系統引導至一預期裝載位置。如果裝載物60是第一件裝載物，則預期裝載位置優(yōu)選地為運輸工具50的最靠前的未被占據的區(qū)段；然而，對于重型裝載物，這一布置可依據運輸工具內的期望重量分布而變化。在該優(yōu)選實施例中，AGV 10 將沿運輸工具50的大致中央位置繼續(xù)前行，直到探測到運輸工具50的尾端56或者運輸工具50上的先前裝載的裝載物。這種探測可由一個或多個恰當地配置的壓力傳感器來完成。這種壓力傳感器可設于貨叉對16的端部上，用以感測與運輸工具50的端壁56或其它裝載物的接觸；或者，在一優(yōu)選實施例中，壓力傳感器可設于貨叉對16的另一端，用以在裝載物自身接觸端壁56或其它裝載物時與裝載物相互作用。在該優(yōu)選實施例中，當AGV 10靠近該預期裝載位置時，AGV 10減緩至低速，并且AGV 10通過監(jiān)控AGV 10的馬達的驅動電流來感測裝載物與運輸工具50的尾端56或其它裝載物的碰撞。隨著行駛阻力的增大(例如，當相對不可移動的物體接觸AGV時)，傳遞到AGV 10的電機的電流同樣增大。這種電流的增大可被用作裝載物已到達其預期裝載位置的標志。一旦AGV 10到達預期裝載位置，AGV 10便會卸下裝載物。在一優(yōu)選實施例中，該過程包括通過升降機構18將裝載物60降低至運輸工具50上，隨后移動貨叉對16脫離與貨叉槽的接合。卸下裝載物60的步驟還可包括在卸下該裝載物之前通過側向移動機構22 使貨叉對16 (帶有所接合的裝載物)向外朝著運輸工具50的一側移動。在一優(yōu)選實施例中，裝載物包括兩個獨立貨盤，每個貨盤均與圖1所示的其中一個貨叉對16接合。在該實施例中，當AGV 10沿著其行駛方向靠近預期裝載位置時，側向移動機構22開始使貨叉對16 和所接合的獨立貨盤向外朝著運輸工具50的側部M移動并彼此遠離。編碼器23追蹤在該側向移動過程中貨叉對16的位置變化。在一優(yōu)選實施例中，當編碼器23探測到貨叉對 16的位置不再變化時，裝載物60即被認定為已與運輸工具50的側部M接觸，并且如上文所述，AGV繼續(xù)沿向前方向行駛直至探測到運輸工具50的尾端56或者運輸工具50上的先前裝載的裝載物。此時，裝載物已到達預期裝載位置，并且裝載物60被降低至運輸工具50 的底面上。在不偏離本發(fā)明所要求保護的范圍的前提下，可對上文所述的實施例做出各種更改。例如，AGV 10可僅具有一個通過本發(fā)明的方法來使用的貨叉對16。在該實施例中，貨叉對16可通過側向移動機構22來移動，以便能夠將多個單獨的裝載物60放置在運輸工具50的側部M。在這種方式下，運輸工具50 —次能裝載一件裝載物60。若需要的話，AGV 10還可輪換運輸工具50的用于放置裝載物的側部M。此外，本發(fā)明允許AGV 10以任何裝載形式來裝載運輸工具50，例如，可將裝載物從運輸工具50的前部到后部并排地兩兩放置 (如圖如所示的優(yōu)選實施例)、將兩件并排的裝載物和位于中央位置的一件裝載物從前部到后部構成交替的行(圖4b)，或任何其它可構想到的布局。在裝載物不對稱的情況下，裝載物可被設置為使一些裝載物相對于其它裝載物旋轉一角度，如圖4c(其中以60'表示的裝載物從裝載物60的隊列旋轉了 90° )和圖4d(其中裝載物60排布成“針輪”布局)所示。在圖如至圖4d所示的布局中，示出了矩形的裝載物；然而，本發(fā)明可用于任何形狀構成的裝載物。因為通過AGV 10來放置裝載物在放置位置上的靈活性，所以可實現被裝載的運輸工具50的最優(yōu)配置。在通常的布局中，運輸工具50被裝載成能夠使空閑空間(S卩，無裝載物的空間)量達到最??；然而，對于重型裝載物，按這種配置則可能超過運輸工具50的重量限制。在這種環(huán)境下，或者在運輸工具50并未滿載的另一情況下，運輸工具50中裝載物的布局可被設置成使裝載物在運輸工具50的運輸期間的移動最小化。無論對于哪種情況，本發(fā)明的AGV 10和方法都可用于實現期望的對運輸工具50的裝載。在卸下裝載物之后，該導引系統將隨后被用來引導AGV 10返回運輸工具50的入口 52外側的大致相同的位置。一旦到達該位置，該導引系統將隨后被用于引導AGV 10的行駛；例如拾取另一件裝載物。如果使用履帶輪，如在一優(yōu)選實施例中所述的，履帶輪被降低至再次接觸地面，從而被第一導引系統、即慣性導引系統所利用。在一個優(yōu)選實施例中，當AGV 10由副導引系統引導時，主導引系統將繼續(xù)追蹤 AGV 10的運動。這種持續(xù)的追蹤使得能通過主導引系統來進行更精確的重新引導。在向運輸工具50上裝載最后一批裝載物60時，本發(fā)明使用浮動貨叉16以便容易地將裝載物60放置在運輸工具的地板57上。更具體而言，當AGV放置裝載物時，貨叉16通過相對于貨叉架17的豎向運動以及成角度的運動或傾移而浮動。通過設置上部槽36的傾斜的側壁38，上部銷48具有進行二維運動的空間，這與僅可能做一維運動的下部槽不同。當需要使貨叉16傾移時，由于上部槽36中的貨叉銷48在一定限度內以受限的方式自由地進行二維運動，使得貨叉尖端66能夠進行豎向運動和成角度的運動，因此貨盤槽74自身或支撐表面將驅使貨叉16運動，并將提供合適的傾移量。在一些實施例中，當AGV 10確定將裝載物60放在入口 52附近時，例如將最后一批裝載物60放在運輸工具50上時，AGV 10可能在該過程中加入額外的步驟。更具體而言，隨著AGV 10靠近裝載物60，并且貨叉16、具體地為貨叉尖端66進入貨盤72上的貨盤槽74，升降機構18使貨叉架17沿向下的豎直方向降低，從而貨叉對16接合運輸工具的地板57或者AGV的支撐表面，使得貨叉銷48被抬離槽32的下端46。由于貨叉銷48被抬離槽32的下端46，這使得上部銷49自由地沿AGV10的縱向軸線11移動。這種運動使貨叉對16不但能夠以浮動運動方式升高或降低，而且能夠傾移或傾斜(angle)以使得即使AGV位于相對于運輸工具的地板57 (裝載物在該地板上被放置或拾取)傾斜的支撐表面上，貨叉對16、具體地為貨叉的水平段62仍可以移動成基本上平行于運輸工具的地板57，而不需要傾移升降機構18。通過使貨叉16與運輸工具的地板57 (并進而與貨盤槽的軸線)基本上平行，貨叉尖端66可以容易地以最小的干涉進入貨盤槽74中。在一些實施例中，因為貨叉尖端66 —直延伸到貨盤槽74中，貨盤72會具有足夠的相對角度而使上貨叉架表面63或下貨叉架表面64兩者中之一將接合貨盤72。這種接合將迫使上部銷49沿期望的方向漸增地移動從而使貨叉16傾移來最小化摩擦接合，或者有時當貨叉被插入貨盤槽74中時，貨叉會與貨盤72強力接合而不具有浮動能力。一旦貨叉對16完全插入貨盤槽74中，AGV 10可如常地提升裝載物，并且由于上部槽36的傾斜的側壁38的作用，當AGV提升裝載物時，裝載物60的重量迫使貨叉銷48向下、具體地為迫使上部銷49向下，從而限制了銷48沿縱向軸線11的運動、具體地為限制了上部銷49相對于軸線11的自由運動。因此，當裝載物60被升高時，由于傾斜的側壁38迫使銷48 (并進而迫使貨叉16和裝載物60)與AGV 10平齊，使得裝載物60、具體地為貨盤72將與AGV 的支撐表面(例如裝載埠的地板85的貨臺斜道)以相同角度傾斜。運輸工具50的卸載過程與上述裝載過程非常相似。主要差異在于，難以確保待被拾取的裝載物10處于該運輸工具上的正確位置上，因此AGV 10必須被設計成能夠補償裝載物60的位置的這種及其它的變化。優(yōu)選的方法包括這一步驟利用主導引系統將AGV 10 引導至鄰近運輸工具50的位置，最優(yōu)選的是引導至運輸工具50的入口 52處。在此處，副導引系統引導AGVlO與裝載物配合。如文上所述，可對AGV加以改動，通過在貨叉16上或貨叉16附近設置用來探測支撐裝載物60的貨盤72上的貨叉槽74的光學傳感器，來使得裝載物的定位范圍更寬。當AGV 10靠近運輸工具50上的裝載位置時，可開啟這些光學傳感器來探尋貨叉槽74?；谔綔y的貨叉槽74的位置，AGV 10將更改其行駛路徑，或者優(yōu)選地，可借助使貨叉對16能夠與AGV 10相獨立地運動的貨叉移動裝置(即上文所述的側向移動機構22和豎向滑動件15)來調整貨叉16，以使貨叉對16與貨叉槽相互配合。使用浮動貨叉16來卸載運輸工具50的過程與裝載運輸工具50的過程類似。貨叉16被降低，以便插入貨盤槽74中。若必要的話，該操作可由下文描述的用于感測地板57 的傾角的方法來確定，AGV可以降低其升降機構18以使貨叉16被推抵運輸工具的地板57 或AGV的支撐表面，使得銷48被抬離槽32的下端46。如上文所述地使銷48升高，導致上部銷49沿AGVlO的縱向軸線11自由移動。通過使貨叉16相對于AGV 10的支撐表面自由地傾斜，AGV 10可以向前朝著裝載物60移動，使得貨叉16、具體地為尖端66進入貨盤72 上的貨盤槽74。如果貨叉尖端66 (例如上貨叉表面63和下貨叉表面64)接合貨盤72的任一部分，貨叉16可浮動，從而移動銷48遠離槽32的豎直軸線33，以便在必要時與貨盤槽 74平齊。AGV 10可如常地向前驅動并拾取裝載物60。在拾取裝載物60的過程中，貨叉16 與AGV 10處于標準化狀態(tài)。更具體而言，銷48向下朝著AGV 10的支撐表面行進，使傾斜的側壁38迫使上部銷49到達縱向受限的位置。如下文所述，在一些實施例中，AGV通過使用傾移機構40和傾移傳感器42來使升降機構18進一步傾移，以提供對極限角度(extreme angle)的進一步調整。然而，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是不使地板或支撐表面傾移或者度量地板或支撐表面的角度，而是通過使貨叉16能夠浮動并與運輸工具的地板表面57配合，使貨叉架和貨叉能夠相互作用、具體為使傾斜的側壁38發(fā)揮其功能。一旦接合后，裝載物60就能夠被AGV 10的升降機構18提升。導引系統隨后會引導AGV 10返回運輸工具50的入口 52 之外的位置。此處，導引系統隨后被用來引導AGV 10行駛到下一目的地。如果使用兩個導引系統，當由副導引系統來引導時，優(yōu)選的是前述導引系統繼續(xù)追蹤AGV 10的運動，從而使得能夠由主導引系統來進行更精確的重新導引。本發(fā)明的另一實施例允許使用主導引系統通過在第一 AGV 10進入運輸工具50之前確定運輸行駛路徑，而在運輸工具50內進行導航。在確定運輸路徑時，系統可確定運輸工具50相對于裝載貨臺的偏斜量，以及運輸工具入口的中央從裝載貨臺埠82的中央偏移的任何側向偏移量和相對于裝載設施的地板的任何豎向的或角度的偏移量。在一些實施例中，系統還確定運輸工具的地板和頂部兩者中之一的位置和相對角度。如上文所述，在該優(yōu) 選實施例中，AGV利用慣性導引系統來引導AGV 10至待裝載的運輸工具50的入口 52。運輸工具50的入口 52靠近運輸工具50的門55。在運輸工具50的入口 52附近的AGV (例如通過使用具有移動光束激光或光學系統的傳感器)掃描運輸工具50、例如通過確定運輸工具50的側壁的位置，來確定AGVlO的運輸行駛路徑。在一些實施例中，傳感器也掃描運輸工具的頂部58和運輸工具的地板57兩者中的至少其一。隨著運輸行駛路徑被確定，主導引系統(例如慣性導引系統)能夠被用來以與上述示例所描述的方式非常類似的方式裝載或卸載運輸工具50。因此浮動貨叉16允許除最極端的角度之外的所有需要傾移升降機構時所包括的運動范圍。通過利用該信息來傾移升降機構，這種范圍的確定可為浮動貨叉提供更大的運動范圍(如必要的話)。然而，在該優(yōu)選實施例中，借助浮動貨叉，無需確定運輸工具的頂部、地板的角度或豎向的偏移量。AGV 10可使用單個傳感器100或多個傳感器，從運輸工具50外側來生成運輸工具的50的內部的數字輪廓。在該替代性實施例中，在AGV 10的大部分進入由運輸工具50形成的空腔(將在其內放置裝載物60)之前，更具體的是在裝載物60進入運輸工具50之前，生成運輸工具50的數字輪廓。在AGV 10進入運輸工具50之前，生成運輸工具50的數字輪廓來識別與預期的放置之間的偏差，例如側向位移、運輸工具50的偏斜、豎向位移和運輸工具的地板57的傾斜角度，使AGV 10能容易地掌控到運輸工具50內布置裝載物60的最佳路徑。更具體而言，由于操作(者)誤差，當放置裝載物60的運輸工具50 (或具體地為半拖車)返回到裝載區(qū)域80時通常會偏離最佳位置，并且在側向偏移或偏斜量方面也幾乎從不準確相同地平齊。裝載區(qū)域或貨臺80包括由裝載貨臺的壁83限定的埠開口 82，埠開口 82比運輸工具的寬度更大，以容許這種操作誤差。然而，如圖如所示，在使用基本上占滿運輸工具50的寬度的裝載物60的系統時，這種被容許的操作誤差可能使AGV 10產生問題。運輸工具50相對于裝載設施地板85的移位也可能使AGV 10在裝卸高裝載物時產生問題。運輸工具地板57相對于AGV的支撐表面的豎向移位以及傾斜角度也可能使AGV在運輸工具50的入口 52附近放裝載物時產生問題。因此，在裝載物60進入運輸工具之前， AGV 10使用傳感器100來生成運輸工具50的輪廓，以便即使在運輸工具50從預計位置側向位移時(如圖8所示)，AGV 10也能夠在裝載物不接觸側壁M的情況下進入運輸工具 50中。如圖8所示，如果操作者使運輸工具50正確對齊，則運輸工具50的縱向軸線51會與預期的縱向軸線84對齊。然而，在圖8中，運輸工具50不僅在運輸工具的開口 52或入口處從預期的縱向軸線84側向移位，而且還從預期縱向軸線84偏斜一角度。如圖9-圖11所示，運輸工具還可相對于裝載設施地板85或貨臺斜道86豎向地移位或傾斜一角度。在該優(yōu)選實施例中，使用傳感器100來生成主導引系統所沿循的運輸路徑，從而消除了對第二導引系統的需求，但在一些情況下，將會使用第二導引系統。在該優(yōu)選實施例中，AGV 10使用相同的導航系統以導航到位置A，并且沿著該運輸路徑導航。如上文所述，該導引系統可以是任何已知的系統，例如，慣性導弓丨、線導、視覺導弓丨、磁帶導弓丨、激光目標導引或激光導引，包括激光導引。然而，如果使用線導系統、磁帶導引或激光目標導引，也應包括慣性導引系統、航位推算導引系統、視覺導引系統或激光導引系統來用于在運輸工具中行駛。如前文所述，AGV 10將使用主導引系統來根據獲得裝載物60的需求進行操作，然后將AGV引導至運輸工具50之外的位置(例如圖8所示的位置A)處。例如，為了能夠在裝載物60穿過運輸工具50的開口 52或入口之前，具有足夠的操控空間使AGV自身與進入運輸工具50的期望行駛路徑對齊，同時使傳感器位置最優(yōu)化，如裝載物60具有約三英尺的深度，并且AGV 10將其自身與運輸工具50正確對齊所需的平均操控空間約為三英尺，則運輸工具50之外的預期停止位置距入口 52的距離為約六英尺或稍大于六英尺。如果傳感器100未設在AGV上，可將位置A優(yōu)選地設置在距該入口更遠的距離處，以便能具有更大的操控空間，由此因為AGV在裝載物60進入運輸工具50之前從容地調整自身位置和行駛路徑以與期望的運輸路徑相匹配，因此通常允許更高的速度，并由此縮短了裝載時間。如果AGV 10中不具有用于指示與配合到整個系統(AGV 10在該系統內運行)中的運輸工具50的取向相關的、或與期望的計算出的運輸路徑相關的AGV信息的車載控制器或中央控制器，則AGV 10將生成關于拖車的圖像、分布圖或其它數字輪廓，據此可確定運輸工具50的取向。在確定運輸工具50的取向的過程中，重要的是開口 52、具體地為開口 52 每一側上的側壁M從預期的位置(通常為裝載埠84的中央)的偏移量大小，或者更具體地為側壁M的位置，從而使得進入裝載物60時不會接觸側壁M，并且還通過側壁M確定拖車的角度或偏斜。雖然未作要求，但傳感器100還可用于在裝載空的運輸工具時確定端壁 56的位置，或者在如果運輸工具被部分裝滿時用于確定到運輸工具中任何貨盤或裝載物的距離。端壁56或任何已有的裝載物的位置允許AGV 10或系統控制器計算AGV 10進入拖車放置第一裝載物60所必須行駛的距離。在該優(yōu)選實施例中，對運輸路徑的長度的計算允許AGV在降低裝載物并雖后推到最終位置之前，行駛到拖車的更深處。通過使得在運輸工具中推動裝載物的距離最小化，使AGV 10上的電池電量(battery charge)在需要充電之前能持續(xù)更長的時間。然而，也可使用其它任選的方法來確定在放裝載物60時(例如AGV 10已知拖車的大致長度和行駛的大致距離)AGV 10所必須行駛入拖車內的距離。在確定AGV 10進入運輸工具中的運輸路徑時，AGV 10通常會采集運輸工具的數字輪廓，然后分析側壁54，以確定大致沿運輸工具的實際縱向軸線的行駛線路。更具體而言，AGV 10通常沿預期的縱向軸線84接近裝載埠82至一位置。激光傳感器100隨后對運輸工具50成像，以生成數字輪廓，從而確定一預期的行駛路徑，該行駛路徑通常沿循運輸工具50的實際縱向軸線51。該實際縱向軸線通常通過將運輸工具的側壁M取算術平均來計算，以生成進入運輸工具50的中央行駛路徑。當AGV 10位于位置A處時，如果傳感器100設在該AGV上，則該AGV將停下來并通過傳感器100描繪運輸工具50的輪廓。如果位置A足夠遠離運輸工具入口 52，而使得位置A所處距離大于在裝載物60進入運輸工具50之前需要操控的最小距離，則AGV可能能夠在不停下來的情況下利用傳感器100描繪運輸工具50的輪廓。圖8中的位置A僅是指感測運輸工具的內部和/或使AGV 10切換到沿循運輸路徑并操控到正確位置以沿循該運輸路徑的最理想位置，包括裝載物60在不接觸側壁M的情況下進入運輸工具中。因此，與前文所述的傳感器20和30設于運輸工具中的實施例相比，當在導引系統之間進行切換時，本實施例中傳感器100完全處在運輸工具之外，同時計算進入運輸工具的新路線并進行切換以使用該路線。因此，如果傳感器100設在AGV上，則到達位置A的第一 AGV將獲得運輸工具50的數字輪廓。AGV或中央控制器使用該數字輪廓來計算適合于運輸工具50所接收的類型的裝載物60進入運輸工具50的最佳路線(運輸路徑)和該裝載物60的最佳放置方式。隨后，AGV沿循該運輸路徑從位置A進入運輸工具50，卸下裝載物60，然后沿循該運輸路徑駛出運輸工具50并返回位置A。在位置A處，AGV從該運輸路徑切換到該系統中使用的去往下一目的地的路線。傳感器100優(yōu)選地為激光傳感器，或者為能夠生成運輸工具的內部的圖像的任何傳感器，例如感測運輸工具的開口 52、側壁M及端壁56。在某些情況下，尤其在將高的裝載物裝載到運輸工具中時，傳感器還可提供與運輸工具的頂部(未示出)相關的信息，以確保AGV在進入運輸工具中時裝載物60的頂部與運輸工具的頂部之間保持足夠的間隙。如圖 6和圖7所示，傳感器居中地設置于AGV上并位于貨叉對16之間。這種布置通常允許通過在裝載物60之間進行探察來測量側壁M以及測量運輸工具50的頂棚高度。然而，傳感器 100可依據各種操作需求而設于其它位置。例如，某些工廠具有大型物體，例如桌臺、設施或其它需使用比標準貨盤的寬度或長度大一倍的貨盤的裝置。因此，如果貨盤為兩倍寬的貨盤，為使傳感器100能夠探察到頂棚，或者如果AGV的貨叉上設置兩個兩倍長度的貨盤，為使傳感器100能夠探察到側壁M，可利用AGV上的其它位置布置傳感器100。在優(yōu)選實施例中，有關系統內運輸工具取向，或者更具體地為從位置A進入運輸工具并在卸下裝載物后即返回到位置A的運輸路徑的信息被提供給將要到達的第二 AGV。因為AGV已經獲知所要沿循的、由之前的AGV加入系統的運輸路徑，所以當AGV切換其所沿循的路線時，AGV可經過位置A進入運輸工具而不必停下來，或者甚至不必感測運輸工具 50。為了使效率達到最高，系統可在位置A之前就切換到期望的運輸路徑，以允許更多操控時間，并且通常允許以更大的速度操控AGV，這是因為AGV有更多的時間和距離來使其路線與期望的運輸路徑相匹配。例如，利用慣性導引系統將AGV導引到如圖8所示的位置A。在AGV到達位置A之前或到達位置A時，中央控制器將期望的運輸路徑提供給AGV，AGV隨后繼續(xù)利用慣性導引系統使其自身與該運輸路徑對齊，隨后沿循該運輸路徑進入運輸工具中，并將裝載物60放在適當的位置。AGV利用慣性導引系統沿循相反的路徑返回到位置A， AGV在位置A處切換到去往新的目的地的路徑。當然，每個AGV包括傳感器100和控制器，傳感器100和控制器分別在首次或每次接近運輸工具時生成數字輪廓并計算期望的運輸路徑，期望的運輸路徑通常為沿運輸工具 50的實際縱向軸線51來放置裝載物60。隨后每次AGV為放置裝載物60而接近運輸工具 50 ；AGV或者可重新計算期望的行駛路徑，或者可使用之前確定的行駛路徑。通過使至少最前的兩個或三個AGV計算所需沿循的路徑，能夠對運輸路徑以及數字輪廓取平均以獲取更精確的路線。然而，當運輸工具50裝滿裝載物60時，每次在AGV進入之前的重新分析可能
16產生反效果，因為當傳感器100安裝在AGV上時，通常僅能探察到較少部分的側壁，因此，由于僅有較少側壁長度可供測量以獲得數字輪廓，在重新計算時更為有可能將誤差引入期望的行駛路徑中。作為可選擇的步驟，當傳感器100掃描拖車50內部時，傳感器還可以掃描裝載埠區(qū)域80內的固定物，以校準拖車在系統內的位置。更具體而言，AGV 10可行進到圖8中的位置A，并且當掃描拖車50的內部時，其基于與位置A相距1/2英寸的裝載貨臺壁83和裝載貨臺埠82的位置來進行確定。AGV在行駛到運輸工具50中并放置裝載物之后將返回位置A ；然而，當AGV返回位置A時，AGV將調整預期位置與實際位置之間的已有差異。因此， AGV 10能夠容易地對位置進行重新校準，而無需額外的步驟或在系統內的其它位置處的校準。在第一實施例中，一旦確定了沿運輸工具50的縱向軸線51的新的運輸路徑之后，AGV 就使用其慣性導引系統行駛到拖車中并放置裝載物60。通過使用慣性導引系統而非單獨的或與之不同的導引系統，能夠降低AGV的制造成本而不會喪失任何優(yōu)點。然而，本發(fā)明也可使用多個其它導引系統，例如，航位推算導引系統、激光導引系統、視覺導引系統、磁帶導引系統以及線導系統。在使用慣性導引系統時，回轉儀相對于水平的平面運動而非豎向運動而進行變換，因此在AGV進入拖車50時，運輸工具50相對于裝載貨臺的任何豎向錯位將不會影響慣性導引系統。本領域技術人員應認識到的是，在一些實施例中，每個AGV分別生成運輸工具數字輪廓是有益的，例如消除任何校準的問題，或確保較高的裝載物不會由于隨著裝載物重量的增大、運輸工具下沉而接觸運輸工具的頂部。在一些實施例中，當期望在指定的位置處重新校準慣性導引系統時，可能期望生成運輸工具以及裝載區(qū)域80上的指定固定位置的數字輪廓，以提供AGV相對于該系統的校準。本領域的技術人員應認識到的是，AGV通常向前行駛，而貨叉和裝載物60位于該車輛后部。因此，在到達圖8中的位置A之前，AGV通常進行調轉操控，以使裝載物60或貨叉16面向運輸工具50。隨后，若需要的話，AGV將感測運輸工具以生成數字輪廓或運輸路徑，并行駛到運輸工具50中，其中裝載物60首先進入運輸工具。在放置裝載物60時，AGV 從運輸工具向位置A返回并在這些輪廓或系統之間切換，以使得車輛通常在離開運輸工具時因為繼續(xù)拾取下一件裝載物而不減慢或停下來。在超過位置A的一些位置處，AGV將轉過頭來，使貨叉處于車輛的后部。當然，在一些情況下，傳感器100可設于貨叉的相對側上，以使傳感器100能夠獲得清晰的視野，進而生成拖車的數字輪廓。在該實施例中，位置A將位于距入口 52距離足夠大的位置處，以便于AGV旋轉180°而使其自身與運輸路徑對齊，并以裝載物60首先進入的情況下進入運輸工具50而不會碰觸側壁M。當AGV致力于最大程度地放置裝載物而為車輛裝載時，AGV通常在到達其計算出的路徑的終點時將裝載物降下，并沿著運輸工具的地板推動裝載物走過剩下的距離。通過使用驅動輪上的電流傳感器，可確定裝載物何時與前一裝載物接觸，并將該裝載物緊靠運輸工具上的前一裝載物放置。在一些實施例中，系統可以不包括設在車輛上的傳感器100，但作為替代，傳感器可包含在裝載貨臺上的那些不妨礙AGV 10通過、同時卻能夠充分地探察運輸工具50內部的位置處。例如，傳感器可設于每個裝載埠外側約六英尺處并面向運輸工具的位置，使得在打開裝載埠門和通向運輸工具50的門時，傳感器可自動地進行成像并生成包括運輸工具 50相對于預期位置的偏移和偏斜量在內的實際位置的數字輪廓。隨后該更新的數字輪廓被載入中央控制器中，該中央控制器為每個AGV提供行駛路線或運輸路徑，因此省略了至少由第一 AGV生成的運輸工具的位置的數字輪廓以及隨后更新中央控制器并確定AGV的行駛路徑的步驟。因此，中央控制器可生成期望的行駛路徑，并且AGV可使用其慣性導引系統行駛到位置A，該慣性導引系統使用標準數據輪廓來確定車輛行駛路徑；并且由于在位置A 處將數字輪廓從預期行駛路徑切換到進入運輸工具50的實際行駛路徑，因此在到達位置A 時，AGV繼續(xù)前行而不停止，或者在大多數情況下甚至不減速地進入運輸工具50。傳感器 (如果位于AGV車輛的外部)可設于裝載埠區(qū)域80內或裝載埠外，例如設于每個拖車的頂部之上或每個拖車之間。為了向AGV提供更新的數字輪廓，通常僅需側向確定運輸工具50 的偏斜及偏移。盡管在附圖中示出的AGV為具有兩組貨叉的車輛，可用以將一對貨盤運載到運輸工具中，但在一些情況下可使用具有單組貨叉的車輛，并可以為每次進入運輸工具中的不同行程(pass)確定用于并排放置裝載物的新的運輸路徑。本發(fā)明對于貨盤的每側與運輸工具的側壁之間具有最小余隙的、極寬的裝載物特別有利，在雙貨盤系統中尤其如此。使用計算出的運輸路徑，預期的是AGV 10進入運輸工具并且裝載物與每側的側壁之間小于1/2英寸，并且AGV行駛到放置裝載物60的預計位置而不會碰到運輸工具50的側壁。上述系統也可用于自動地卸載運輸工具。卸載運輸工具的過程基本上與上文所述的裝載運輸工具的過程類似。然而，在被緊鄰運輸工具50的開口放置的貨盤完全填滿的運輸工具50中，AGV不必感測運輸工具50來生成數字輪廓就可卸載該貨盤。一旦第一貨盤被移走，或者該運輸工具50中不是滿載的情況，AGV可以感測拖車的側壁及位置，以確定運輸工具50的偏斜和側向偏移量。當連續(xù)地從AGV上放下裝載物60時，每個后繼的AGV可生成拖車的數字輪廓，以減小由于傳感器100初始時在部分裝載的運輸工具上可能感測到的運輸工具側壁的量有限而引起的數字輪廓誤差。隨著各個貨盤或裝載物60被從運輸工具50移走，傳感器可探測到側壁M的更多部分，從而生成更精確的數字輪廓。一旦之前的數字輪廓與隨后的數字輪廓之間的誤差低于一閾值水平，則系統可確定運輸工具的偏斜及偏移量，以及每個后繼的AGV的期望運輸路徑。為了因拖車上的貨盤錯位而在拖車內針對對齊情況進行一次微調，可使用本領域內公知的任何類型的貨盤槽感測系統來對齊貨叉，以使其配合到貨盤槽中。在傳感器100被設于距AGV較遠(例如，懸掛在裝載區(qū)域80的頂棚)的實施例中，在為運輸工具卸載的過程中，傳感器100可能能夠探察裝載物60的頂部，以生成運輸工具內部的誤差最小的完整數字輪廓，從而甚至在滿載運輸工具時也能精確確定運輸工具的偏斜和側向偏移量。當將傳感器設于用于卸載運輸工具的AGV車輛之外時，由于每個AGV均無需生成運輸工具50的數字輪廓，因此提供了更為高效的系統。當傳感器100設于AGV上時，優(yōu)選的是將傳感器設于傳感器可探察裝載物60的下方或上方的位置。由于裝載物60的類型在不同的設施之間可以是不同的，因此優(yōu)選的是將傳感器放置在車輛上的較低位置，以在裝載物60的下方探察并感測運輸工具50的內部。通常，這種布置為大約離地面至少4至6英寸，并且預期的優(yōu)選位置為設于雙貨叉AGV上的 AGV的(從一側到另一側)的近似中央位置，并且離地面約7. 5英寸。當然，傳感器可設于任何能夠接收到運輸工具50的側壁54 (優(yōu)選地包括這些側壁的端壁，其限定運輸工具50 的開口)的位置的可接受的讀數的位置。借助設置在裝載物60的正常承載位置下方的傳感器100，在AGV車輛運動時，AGV可生成拖車50的數字輪廓，并由此可在不必使AGV停下來的情況下，切換到由位置A處的傳感器提供的新的數字輪廓所確定的、更新的行駛路徑。如上文所述，利用傳感器100來確定運輸工具的地板57或運輸工具的頂部58的相對定位，允許對運輸工具的尾部裝載，例如從運輸工具50的入口向內的最后一對貨盤或裝載物60的裝載做出額外的選擇。雖然以上所述方法用于裝載并卸載運輸工具50的方法適合所有類型的運輸工具，但是有時靠近運輸工具50裝載和卸載裝載物60有困難。更具體而言，如圖11-圖19所示，如果支撐AGV 10的大部分的支撐表面相對于待放置或搬移的裝載物60 (具體地為貨盤72)的表面傾斜一角度，由于貨叉從貨盤72移出或插入貨盤72 時，AGV 10上的貨盤貨叉16與貨盤72干涉而發(fā)生困難。貨盤72包括貨盤槽74，貨叉16 插入貨盤槽74以提升裝載物。在裝載物60被載送到期望的位置之后，在放下裝載物之后貨叉16從裝載物60移出。當裝載物60擱置在一表面上時，例如相對于擱置AGV 10的表面(例如圖11-圖19所示的裝載埠地板85或貨臺斜道86)傾斜一角度的運輸工具的地板 57，AGV可能難以精確地放置裝載物并隨后確保AGV從貨盤移出貨叉時裝載物保持在放置好的位置，或者當卸載運輸工具50時，貨叉插入貨盤槽并拾取裝載物60有困難。由于貨盤槽74較窄，所以即使表面傾度的差異微小，貨叉尖端66也可能接合貨盤槽74的上、下表面兩者中之一，同時水平段62的最靠近過渡區(qū)段68的部分接合貨盤槽74的上、下表面中的另一個。從以上描述和所示的附圖中容易理解的是，這種接合在運輸工具50的入口或尾端 52的操作期間會造成問題。更具體而言，在裝載物深入運輸工具時問題較小，因為隨著AGV 進入運輸工具，輪12和14開始位于運輸工具的地板57上，因此AGV支撐表面與裝載物支撐表面相同。因此，從示例可看出，由于AGV試圖將裝載物放在運輸工具的地板57上，同時 AGV 10保持在貨臺斜道86或裝載埠地板85上(該貨臺斜道86或裝載埠地板85相對于運輸工具的地板57傾斜一角度)，貨盤，從門55或入口 52向內的一個或兩個貨盤可能存在問題。如上文所述，當AGV到達位置A時，傳感器100掃描運輸工具來確定運輸工具的地板57或運輸工具的頂部58兩者中的至少其一。因為運輸工具的頂部58和運輸工具的地板57大體平行，所以AGV通常只需確定這些表面的其中之一來確定運輸工具的地板57到裝載埠地板85的相對高度，以及運輸工具的地板57與裝載埠地板85的相對角度。另外，當傳感器100掃描運輸工具50的位置時，可確定運輸工具50與裝載埠開口 82或貨臺壁83 的相對位置。由此，確定了運輸工具50相對于貨臺壁83的位置，結合裝載埠地板85到運輸工具的地板57的相對角度和高度差，使AGV 10或系統控制器能夠確定延伸到運輸工具 50中的貨臺斜道86的相對角度。如期望的話，AGV可進一步確定貨臺斜道86延伸到運輸工具中的長度。因此，為使裝載物60靠近運輸工具50的尾端放置，系統將遵循上述導引系統，并確定運輸工具的地板57到裝載貨臺地板85的相對角度和相對豎向移位。如需要的話，AGV還確定貨臺斜道86的相對的位置和傾斜角度。通過這種由AGV 10確定的運輸工具50的相對定位，AGV 10進入運輸工具50，且裝載物60被提升到期望高度，以確保當AGV 10處于相對于運輸工具的地板57傾斜一角度的傾斜支撐表面上時，貨盤72不接觸運輸工具的地板57或運輸工具的頂部58。隨著裝載物60處于期望的位置，AGV 10利用傾移機構40來使升降機構18或貨叉架17兩者中之一傾移。還可以設置傾移傳感器42來確定升降機構18或貨叉架17的相對傾移量。圖11-圖19示出的升降機構18被傾移，然而，本領域技術人員應認識到的是，在貨叉架17傾移時，升降機構18可以保持固定。通過使升降機構18或貨叉架17傾移，AGV 10可補償AGV 10的支撐表面與貨盤60的支撐表面的相對傾斜角度之間的差異。這種補償允許AGV將裝載物安全地放置在運輸工具的地板57上，然后以最小的干涉移出貨叉16，使得貨叉16從貨盤槽 74的移出基本上不受干涉，從而使裝載物60基本上不移動位置。在將裝載物60放在運輸工具50中時，對于位于運輸工具50之外或部分位于運輸工具50中的AGV 10的支撐表面與運輸工具地板57的相對位置之間的相對角度較大的情況，通過傾移機構40來使升降機構18或貨叉架17傾移的操作中可能需要多重調整。更具體而言，例如對于與運輸工具的頂部58具有最小間隙的高的裝載物，可能需要對傾移機構40進行多重傾斜角度調整以便與AGV沿運輸工具的縱向軸線的運動相協調。例如，隨著 AGV 10進入運輸工具50，要求傾移機構40具有協調的傾移運動，具體為與AGV 10向前的運動相協調。因此，為裝載具有最小間隙的裝載物，貨盤72進行一大致弧形的運動，使得裝載物不會接合運輸工具的頂部58或運輸工具的地板57。因此，隨著AGV 10向前深入到運輸工具中，傾移機構40使裝載物60漸增地傾斜，使得貨盤72的前邊緣不接觸運輸工具地板57。其后，貨盤72被放置在運輸工具的地板57上的期望位置。隨后，在放置裝載物60 的過程中，貨叉16降低，AGV倒退駛離運輸工具50。由于貨盤槽74中的間隙最小，貨叉16 通常也隨著AGV離開運輸工具而漸增地傾移，以確保貨叉16不會接合貨盤槽74。一旦貨叉 16基本上脫離貨盤槽74，AGV可繼續(xù)返回位置A，同時使傾移機構復位，具體而言，升降機構 18和貨叉架17兩者中之一返回其基本豎向的位置。如上文所述，貨叉架17可包括槽32，如附圖中所示，槽32允許貨叉16上、下浮動以及傾移浮動。通過將上述浮動貨叉與上述傾移方法結合來放置裝載物，提供了額外的運動范圍。通過使貨叉16能夠進行一定程度浮動，可減少從貨盤槽74順利地移出貨叉16所需的調整的數量。由于貨叉16自由地豎向移動并傾移有限的距離，因此AGV可以無需進行任何升降調整，而僅需進行傾斜調整。如上文所述，設于AGV上的控制器或者系統控制器可測量AGV支撐表面與運輸工具的地板57之間的相對角度，以確定當AGV進入和離開運輸工具50時，裝載物60或貨叉 16需要的傾移量，并且若必要的話，確定與AGV的運動相協調的貨叉16運動。這樣確保了運輸工具50的尾端裝載或最靠近入口的裝載物的裝載能夠順利及高效地進行，并避免了當AGV 10在運輸工具50的入口 52裝載時裝載物的位移或錯位。上文所述的系統也可如圖中所示地反向布置，以改善對運輸工具50的卸載。更具體而言，因為AGV使貨叉16伸入到運輸工具50的入口 52或尾端的至少第一裝載物60上的貨盤槽74中，AGV可利用已確定的運輸工具50的相對定位并使用傾移機構40來對齊貨叉16，以防止貨叉16在貨盤槽74 內受到干涉。AGV還可隨著貨叉16進入貨盤槽74而協調貨叉16的運動，以確保隨著AGV 向前移動，貨叉16不會接觸貨盤72。預期的是，傳感器100在測量位置A處測量被裝載裝載物的運輸工具50時，因為裝載物60可能與測量運輸工具的地板57發(fā)生干涉，傳感器將需要測量運輸工具的頂部58。當然，在一些實施例中，傳感器設于裝載埠門外或延伸出運輸工具的裝載區(qū)域87的裝載設施之外，并用于確定運輸工具50的相對定位，由此消除了由單獨的AGV 10來掃描運輸工具的需求。設在該設施內而非設在AGV 10上的傳感器100測量運輸工具50的地板或頂部兩者中之一，并與AGV或系統控制器通信。利用這些外部掃描器可與中央處理器通信，該中央處理器通信確定運輸工具相對于裝載埠設施的位置，并以必要的信息更新AGV，以使其正確地放置裝載物并且裝載及卸載最靠近入口 52的裝載物。
以上的論述揭示和描述了本發(fā)明的示例性實施例。通過參閱上文的論述、附圖和權利要求書，本領域技術員應容易從認識到的是，在不背離由隨附的權利要求書限定的本發(fā)明的實際設計思想和公正的范圍的情況下，可對本發(fā)明進行各種更改、變化及變型。
權利要求
1.一種具有縱向軸線的物料搬運車輛，所述車輛包括貨叉架；以及一對貨叉，其聯結到所述貨叉架，并且其中所述貨叉能夠相對于所述貨叉架進行沿豎向的和成角度的運動。
2.如權利要求1所述的車輛，其中所述貨叉在無來自AGV的輸入的情況下自由地進行豎向的和成角度的運動。
3.如權利要求1所述的車輛，其中所述成角度的運動與來自所述車輛的輸入無關。
4.如權利要求1所述的車輛，其中所述貨叉免于與AGV直接相互作用。
5.如權利要求1所述的車輛，其中所述貨叉架包括至少一個上部槽，所述上部槽具有相對于所述上部槽的縱向軸線傾斜的多個側面。
6.如權利要求5所述的車輛，其中所述上部槽的形狀為三角形。
7.如權利要求6所述的車輛，其中所述上部槽包括具有一半徑的下端，并且其中所述貨叉包括與所述槽相配合的貨叉銷，以及其中所述貨叉銷的半徑基本上與所述下端的所述半徑相同。
8.如權利要求5所述的車輛，其中所述上部槽的形狀為V形。
9.如權利要求1所述的車輛，其中所述貨叉架包括下部槽，所述下部槽具有基本上平行的多個側壁和一下部槽軸線，并且其中所述下部槽具有一寬度。
10.如權利要求9所述的車輛，其中所述貨叉包括配合在所述槽中的銷，其中所述下部槽的寬度被設計為允許所述銷沿所述軸線自由滑動并且基本上限制所述銷遠離所述軸線的運動。
11.如權利要求5所述的車輛，其中所述上部槽包括大致沿循由上部側面之間的中間點形成的線定位的上部槽軸線，并且其中所述貨叉架包括具有基本上平行的側壁的下部槽和沿循下部側面之間的中間點的下部槽軸線，以及其中所述上部軸線和所述下部軸線平行。
12.如權利要求1所述的車輛，其中所述貨叉架包括至少一個上部槽和至少一個下部槽，并且其中所述貨叉包括構造為在所述上部槽內至少部分地移動的至少一個上部銷和構造為在所述下部槽內移動的至少一個下部銷。
13.如權利要求12所述的車輛，其中所述銷將所述貨叉聯結到所述貨叉架。
14.如權利要求12所述的車輛，其中所述車輛包括用于使所述貨叉架從AGV的支撐表面豎向移動的柱桿，并且其中當所述貨叉從所述AGV的支撐表面充分地移動時，所述上部銷相對于所述貨叉架的沿豎向的和成角度的運動被限制。
15.如權利要求12所述的車輛，其中所述車輛包括用于使所述貨叉架從AGV的支撐表面豎向移動的柱桿，并且其中當所述貨叉架被沿豎向充分地降低時，所述銷遠離所述上部槽上的下表面豎向地移動，并且所述銷能夠相對于所述貨叉架成角度地運動。
16.如權利要求15所述的車輛，其中所述上部槽包括一對側壁和一下端，以及其中所述側壁向外遠離所述上部軸線地延伸并且非常接近所述下端。
17.如權利要求1所述的車輛，其中所述貨叉架包括具有下部軸線的下部槽，并且所述貨叉包括下部銷，其中所述銷基本上被限制成僅在所述下部槽內豎向地移動，以及其中所述槽包括限制所述銷沿所述下部軸線的豎向運動的上端。
18. 一種自動導引車輛(AGV)，包括貨叉架，該貨叉架具有上部槽和下部槽，每個所述槽具有縱向軸線，并且其中所述上部槽具有向外遠離所述縱向軸線地延伸的多個傾斜的側
19.如權利要求18所述的AGV，其中所述上部槽的傾斜的側面在所述上部槽的下端更為接近所述縱向軸線。
20.如權利要求18所述的AGV，還包括聯結到所述貨叉架的貨叉，所述貨叉包括配合在所述槽內的銷，并且隨著所述AGV提升所述貨叉，所述槽和銷協作以漸增地限制所述貨叉相對于所述貨叉架的成角度的運動。
21.一種用于物料搬運車輛的貨叉架，所述貨叉架包括下部槽和上部槽，其中各個所述下部槽和上部槽包括豎向軸線，并且其中所述下部槽包括與所述豎向軸線大致等距離的多個側壁，以及其中所述上部槽包括向上遠離所述豎向軸線地延伸的多個傾斜的側壁。
22.如權利要求21所述的貨叉架，還包括一對貨叉，所述一對貨叉包括用于將所述貨叉聯結到所述貨叉架的銷。
23.如權利要求21所述的貨叉架，其中所述銷可動地聯結在所述槽內。
24.如權利要求23所述的貨叉架，其中隨著裝載物承載到所述貨叉，所述貨叉的運動被所述槽限制。
25.一種用于接合由相對于AGV傾斜的運輸工具地板支撐的裝載物的方法，所述AGV由相對于所述運輸工具地板傾斜的表面支撐，并且其中所述AGV包括貨叉架和具有水平裝載部的貨叉，所述貨叉不通過所述AGV與所述貨叉的直接相互作用就能夠相對于所述貨叉架移動，所述方法包括如下步驟引導所述AGV至一接合位置，并且其中所述貨叉的水平部分與所述AGV的支撐表面基本上平行；降低所述貨叉架直到所述貨叉首先接合所述地板；以及繼續(xù)降低所述貨叉架直至貨叉相對于所述貨叉架進行沿豎向的和成角度的運動，直到其水平承載部分與所述運輸工具地板基本上平行為止，其中所述AGV未直接對所述貨叉施加任何成角度的運動。
全文摘要
一種物料搬運車輛，例如AGV，其用于對運輸工具進行裝載和卸載，并且其中，該車輛包括一對自由浮動的貨叉。貨叉可相對于貨叉架進行沿豎直方向的自由移動并能相對于貨叉架繞一軸線轉動或傾移，然而當施加載荷時，貨叉被鎖定，以阻止其進行這種自由浮動運動。
文檔編號B66F9/12GK102066233SQ200980123847
公開日2011年5月18日申請日期2009年4月23日優(yōu)先權日2008年4月23日
發(fā)明者杰拉爾德·E·齊爾森申請人:杰維斯·B·韋布國際公司

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