[发明专利]自动运输工具装载系统及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年4月28日所提交的名称为“Automatic Transport Loading System And Method”、美国专利申请序列号为No.12/110,525一案的优先权，该案的全部公开内容通过引用合并至此，并应视作本申请公开内容的一部分。

背景技术

本发明大体上涉及物料搬运车辆，特别地，涉及一种能够自动装载及卸载运输工具(transport)的自动导引车辆，包括即使在运输工具底板垂直偏置于装载仓(loading bay)的底板或相对于装载仓的底板成一角度时，也能以最小的干扰在运输工具的尾端附近进行装载。

自动导引车辆(Automatic guided vehicle，AGV)在整个物料搬运产业中得到应用以运输负载。AGV一词通常用于指代具有任意多个可用的自动导引系统的大马力(robust)车辆设计。自动导引小车(Automatic guided cart，AGC)一词则通常用于指代用于类似的但复杂度较低的应用的较小马力车辆。在整个本申请，包括权利要求书中，AGV应意为AGV和AGC并且包括这两者，以及被自动导引的任何其他车辆。

当前的较轻负荷AGV设计一般包括车架(frame)，并有旋转脚轮位于该车架的四角。其他特征可以包括用于货车方向控制的主动轮组件以及刚性脚轮。在一当前设计中，两个刚性脚轮固定至车架并位于货车车架每一侧旋转脚轮之间的大约中间位置。两对旋转脚轮轴与刚性脚轮轴大体上彼此平行。可操纵的驱动单元一般通过底盘(plate)附着至货车车架，该底盘以铰链连接到货车车架并与货车车架以弹簧加载，以保证可操纵驱动轮维持与支撑面的足够牵引。在另一实施例中，固定的驱动轮推进AGV，可操纵脚轮给AGV的运动导向。重负荷AGV设计一般包括重负荷车架以及至少三个轮子，其中至少一个轮为驱动轮以及至少一个轮为由导引系统导向的操纵轮。除了是自动导引外，许多这种AGV设计与现有用于在制造或分配环境中运送负载的车辆都类似。

AGV包括控制其运动的导引系统。当时使用的已知导引系统包括有线导引、激光导引、磁带导引、测距法(odometry)导引、惯性导引以及光学导引，并且每种导引都具有自身相关的优点及缺点。例如，惯性导引容易发生追踪误差，其中由AGC测量的行驶距离和方向与实际行驶的距离和方向有所偏差。尽管追踪误差可以被减至最低，然而其经过长距离行驶会更加严重，并且系统必须，例如通过使用沿指定路径的航点参考标记(磁性涂料、射频标签(RFID)等等)，来对这些误差作出调节。

激光导引系统使用特殊的标记由AGV进行感测并用来控制其行驶。这一类型的系统容易发生标记的障碍，并且最重要的是，其需要标记存在于任意行驶环境中。如果AGV的路径被修改，标记也必须被物理地移动。进而，带有这一类型导引系统的AGV只能在具有这些特殊标记的区域中行驶，在本发明上下文中，其要求待装载或卸载的任意运输工具都包括该标记。

与运输工具的自动装载及卸载相关联的一个难点在于运输工具相对于装载月台(loading dock)的位置可变。运输工具通常是被人工，例如由驾驶员，停放在装载仓中。这种人工停放导致运输工具位置的不可知变数。当驾驶员将诸如拖车的运输工具停放在装载月台时，他或她可能无法使拖车与月台门正对。这会让拖车相对于上述月台门成一倾斜角度。由于该角度不可知并且可能在月台内任意位置变动，AGV便不能有效地将负载导引并运送到拖车中，除非该倾斜被调节或者AGV具有检测并补偿拖车倾斜的能力。现有技术已通过使用防滑板(skid plate)去相对于装载月台停放运输工具来解决这一问题；然而，这是一代价高且效率低的过程。拖车还可能被停放为从相对于月台门的最佳位置偏离。在AGV装载较宽的负载时，一英寸那么小的偏离也会在装载过程中造成问题。