CN103359491B - 一种自动识别货物的高效装车方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动识别货物的高效装车方法及系统，步骤如下：1）定义货物识别码、识别码对应的货物参数；预设车厢尺寸、装车总重量；2）货物识别码读取装置识别货物识别码，从数据库中读取与货物识别码对应的货物参数；3）根据货物参数、装车总重量计算装车总件数；4）根据装车总件数、车厢尺寸、货物参数，建立货物在车厢内的堆放模型；5）抓取设备根据堆放模型，将货物在中继站处堆叠成货物垛；6）运输设备将货物垛从中继站运输至车厢。本发明所述的方法及系统通过自动识别货物，自动确定堆放模型，并可快速有序地进行装车。

Description

一种自动识别货物的高效装车方法及系统

技术领域

本发明涉及机械控制领域，更具体地说，涉及一种自动识别货物的高效装车方法及系统。

背景技术

现有技术中，对物料的传统装车方法为人工操作机械手，凭个人经验进行装车。这种最原始的装车方法存在明显的不足：对操作人员的技术要求较高；工作效率低；人力成本高企；需要多个人员现场辅助指挥，生产安全隐患大。

就目前的现有技术，仍然缺少安全可靠的自动装车的技术方案。尽管存在有一些相关的专利文献，但仍然无法解决上述问题。

如，中国实用新型专利申请201220678556.2公开了一种快速装车系统，属于装车系统，其结构包括物料A料仓、物料A补料仓、物料B料仓、物料B补料仓、I号轨道衡和II号轨道衡，物料A补料仓和物料B补料仓的底部分别设置有输送机式皮带秤A和输送机式皮带秤B，物料A补料溜槽的下部设置有车厢到位红外检测装置A和车厢离开红外检测装置A，物料B补料溜槽的下部设置有车厢离开红外检测装置B和车厢到位红外检测装置B，I号轨道衡和II号轨道衡之间的上部设置有平车装置A和大屏幕显示器，物料B补料溜槽与物料B溜槽之间设置有平车装置B。

中国实用新型专利申请201220572151.0公开了一种袋装水泥装车智能管理系统，解决了袋装水泥装车计数时，计数器计数错误或人为遮挡光电开关或虚报破损袋数而产生的装车数量纠纷问题，采用的技术方案是，结构包括装车皮带、装车皮带两侧支撑架设置固定光电开关、计数器、以及在后台设置的硬盘录像机和上位机，光电开关与计数器借助数据信号线相连，关键是：装车皮带落袋端的正上方借助支架固定设置摄像头，并且在后台的上位机中增加视频显示器，摄像头采集落袋端的视频图像信息，发送至后台的硬盘录像机中以备上位机调阅。

中国实用新型专利申请201220419465.7公开了一种筒仓快速装车系统，包括卸料输送系统和计量控制系统，其中卸料输送系统包括电液闸门、导料槽、仓壁振动器和皮带输送机，计量控制系统包括称重传感器、转速传感器和称重显示控制器，其中仓壁振动器设置于料仓的仓壁上，料仓的底部设置导料槽，导料槽底部设置电液闸门，电液闸门与皮带输送机对应设置，称重传感器和转速传感器设置于皮带输送机上，称重传感器和转速传感器的输出端接称重显示控制器的输入端，称重显示控制器的输出端与皮带输送机连接。

上述几个实用新型的技术方案，解决的技术问题均是控制货物的重量，通过计数，防止超载。但其只能计数，无法解决现有技术中存在的不中，需要人工参与的步骤多。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过自动识别货物，自动确定堆放模型，并可快速有序地进行装车的一种自动识别货物的高效装车方法，及自动识别货物的高效装车系统。

本发明的技术方案如下：

一种自动识别货物的高效装车方法，步骤如下：

1）定义货物识别码、识别码对应的货物参数；预设车厢尺寸、装车总重量；

2）货物识别码读取装置识别货物识别码，从数据库中读取与货物识别码对应的货物参数；

3）根据货物参数、装车总重量计算装车总件数；

4）根据装车总件数、车厢尺寸、货物参数，建立货物在车厢内的堆放模型；

5）抓取设备根据堆放模型，将货物在中继站处堆叠成货物垛；

6）运输设备将货物垛从中继站运输至车厢。

作为优选，如果车厢尺寸大于中继站可放置的货物垛，则将货物在中继站处堆叠成多个货物垛，再分别对货物垛进行运输。

作为优选，多个货物垛组合成的整体符合堆放模型的规则。

作为优选，步骤2）中，货物通过输送设备输送到指定位置时，由货物识别码读取装置进行货物识别码的识别操作。

作为优选，抓取设备正对输送设备，中继站设置在抓取设备的四周。

一种自动识别货物的高效装车系统，包括输送设备、货物识别码读取装置、抓取设备、抓取控制器、中继站、运输设备；货物识别码读取装置对着输送设备，用于对输送设备上输送的货物进行识别；抓取设备设置在输送设备的一端，用于抓取输送设备上的货物；抓取控制器与抓取设备连接，用于控制抓取设备根据堆放模型进行货物堆叠；中继站设置在抓取设置周围，抓取设备将货物堆叠在中继站；运输设备用于将中继站的货物运输至装车位置的车厢。

作为优选，中继站设置有分离式托盘，分离式托盘具有空心叉杆槽结构的托盘，叉杆槽上表面开放，货物直接堆放在叉杆槽上表面。

作为优选，运输设备为叉车，叉车所带属具为推出器，用于向外推出货物。

作为优选，推出器为剪刀式结构，推出器一端安装在叉杆的立柱上，另一端设置有挡板，用于推出货物。

作为优选，剪刀式结构的推出器包括上推杆、下推杆，上推杆、下推杆通过转轴交叉连接，上推杆或下推杆的一端固定转动连接在立柱上，另一个推杆的一端活动转动连接在立柱上，并通过液压缸驱动，进行伸缩；上推杆、下推杆的另一端共同连接在档板上，用于推出货物。

本发明的有益效果如下：

本发明基于货物自动识别的基础，根据货物的参数与车厢尺寸、装车总重要，自动计算出堆放模型，根据堆放模块的规则将货物堆叠在中继站，由运输设备运输装车。由自动化技术方案代替人力劳动，摆脱人力的局限性，如需要经验丰富的劳动力，需要人工操作，效率低，而且存在安全性隐患，各个设备各司其职，运作密度提高；而且各个环节的工作效果好，如抓取设备自动堆叠货物，不需要有技术的操作人员，并且堆叠效果整齐快速，运输设备只需要将堆叠好的货物垛运输至车厢进行装车即可，方便快速。

本发明所述的分离式托盘、推出器为配合运输设备能够将货物以货物垛为单位进行运输而设计，可分离式托盘适用于货物运输时货物与托盘的分离，运输设备上的推出器能够使货物在装车时货物垛稳定安全地堆放。

附图说明

图1是本发明所述的系统的分布示意图；

图2是本发明所述的分离式托盘的结构正视图；

图3是本发明所述的推出器的结构示意图；

图中：1是输送设备，2是货物识别码读取装置，3是抓取设备，5是中继站，7是分离式托盘，71是叉杆槽，8是推出器，81是上推杆，82是下推杆，83是液压缸，84是挡板，9是立柱，10是叉杆。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。

本发明提供一种自动识别货物的高效装车方法，步骤如下：

1）定义货物识别码、识别码对应的货物参数（包括货物的长、宽、高、重量）；预设车厢尺寸、装车总重量；

2）货物识别码读取装置识别货物识别码，从数据库中读取与货物识别码对应的货物参数；

3）根据货物参数、装车总重量计算装车总件数；

4）根据装车总件数、车厢尺寸、货物参数，建立货物在车厢内的堆放模型；

5）抓取设备根据堆放模型，将货物在中继站处堆叠成货物垛；

6）运输设备将货物垛从中继站运输至车厢。

在将货物在中继站处堆叠成货物垛时，如果车厢尺寸大于中继站可放置的货物垛，则将货物在中继站处堆叠成多个货物垛，再分别对货物垛进行运输。

多个货物垛组合成的整体符合堆放模型的规则。

步骤2）中，货物通过输送设备输送到指定位置时，由货物识别码读取装置进行货物识别码的识别操作。

为了实现更合理的工位布局，设备间的位置关系为：抓取设备正对输送设备，中继站设置在抓取设备的四周。这样抓取设备能最有效率地完成将货物通过输送设备上的货物在堆叠至各个中继站。

为了达到简单有效、成本低、效率高等效果，货物识别码的类型为射频信号标识，或符号标识，如条形码，数据库中保存有该条形码对应的货物形状、截面，包括长宽高尺寸、材质属性、是否允许叠放等物理参数。

用于实现本发明所述的方法的是一种自动识别货物的高效装车系统，如图1所示，包括输送设备1、货物识别码读取装置2、抓取设备3、抓取控制器（设置有数据库，用于存储定义的货物识别码、识别码对应的货物参数，同时用于预设车厢尺寸、装车总重量）、中继站5、运输设备；货物识别码读取装置2对着输送设备1，用于对输送设备1上输送的货物进行识别；抓取设备3设置在输送设备1的一端，用于抓取输送设备1上的货物；抓取控制器与抓取设备3连接，用于控制抓取设备3根据堆放模型进行货物堆叠；中继站5设置在抓取设置周围，抓取设备3将货物堆叠在中继站5；运输设备用于将中继站5的货物运输至装车位置的车厢。

如图2所示，中继站5设置有分离式托盘7，分离式托盘7具有空心叉杆槽71结构的托盘，叉杆槽71上表面开放，叉杆槽71的数量、大小尺寸与采用的叉车的推出器8属具的叉杆10相配套，货物直接堆放在叉杆槽71上表面。

本实施例的输送设备1为输送带，输送带将货物传送到准确的指定位置。安装在输送装置上的货物识别码读取装置2读取货物上的识别码，从抓取控制器的数据库中读取该识别码对应的货物参数。

本实施例中的抓取设备3为机器人机械手。计算确定机器人与中继站5、机器人与输送设备1的相对位置关系；机器人将待命位置的货物抓取至目标中继站5，并根据堆放模型进行堆叠成货物垛。

本实施例中，机器人机械手在高度方向作单一直线移动。机器人机械手只负责抓取、提升、横向移动，到位并下放，完成一次货物的抓取动作。其余工序由其他设备完成，如标识码识别、机械手控制等。

本实施例中，运输设备为叉车，叉车所带属具为推出器8，用于向外推出货物。

作为一种结构相对简单，而且占用空间小，且易安装的实施方式，如图3所示，所述的推出器8为剪刀式结构，推出器8一端安装在叉杆10的立柱9上，另一端设置有挡板84，用于推出货物。剪刀式结构的推出器8包括上推杆81、下推杆82，上推杆81、下推杆82通过转轴交叉连接，上推杆81或下推杆82的一端固定转动连接在立柱9上，另一个推杆的一端活动转动连接在立柱9上，并通过液压缸83驱动，进行伸缩；上推杆81、下推杆82的另一端共同连接在档板上，用于推出货物。

上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种自动识别货物的高效装车方法，其特征在于，步骤如下：

1)定义货物识别码、识别码对应的货物参数；预设车厢尺寸、装车总重量；

2)货物识别码读取装置识别货物识别码，从数据库中读取与货物识别码对应的货物参数；

3)根据货物参数、装车总重量计算装车总件数；

4)根据装车总件数、车厢尺寸、货物参数，建立货物在车厢内的堆放模型；

5)抓取设备根据堆放模型，将货物在中继站处堆叠成货物垛；

6)运输设备将货物垛从中继站运输至车厢。

2.根据权利要求1所述的自动识别货物的高效装车方法，其特征在于，如果车厢尺寸大于中继站可放置的货物垛，则将货物在中继站处堆叠成多个货物垛，再分别对货物垛进行运输。

3.根据权利要求2所述的自动识别货物的高效装车方法，其特征在于，多个货物垛组合成的整体符合堆放模型的规则。

4.根据权利要求1所述的自动识别货物的高效装车方法，其特征在于，步骤2)中，货物通过输送设备输送到指定位置时，由货物识别码读取装置进行货物识别码的识别操作。

5.根据权利要求1所述的自动识别货物的高效装车方法，其特征在于，抓取设备正对输送设备，中继站设置在抓取设备的四周。

6.一种自动识别货物的高效装车系统，其特征在于，基于权利要求1至5任一项所述的方法，包括输送设备、货物识别码读取装置、抓取设备、抓取控制器、中继站、运输设备；抓取控制器设置有数据库，用于存储定义的货物识别码、识别码对应的货物参数，同时用于预设车厢尺寸、装车总重量；货物识别码读取装置对着输送设备，用于对输送设备上输送的货物进行识别，从数据库中读取与货物识别码对应的货物参数；抓取设备设置在输送设备的一端，用于抓取输送设备上的货物；抓取控制器与抓取设备连接，抓取控制器根据货物参数、装车总重量计算装车总件数，根据装车总件数、车厢尺寸、货物参数，建立货物在车厢内的堆放模型，用于控制抓取设备根据堆放模型进行货物堆叠；中继站设置在抓取设备周围，抓取设备将货物堆叠在中继站；运输设备用于将中继站的货物运输至装车位置的车厢。

7.根据权利要求6所述的自动识别货物的高效装车系统，其特征在于，中继站设置有分离式托盘，分离式托盘具有空心叉杆槽结构的托盘，叉杆槽上表面开放，货物直接堆放在叉杆槽上表面。

8.根据权利要求6所述的自动识别货物的高效装车系统，其特征在于，运输设备为叉车，叉车所带属具为推出器，用于向外推出货物。

9.根据权利要求8所述的自动识别货物的高效装车系统，其特征在于，推出器为剪刀式结构，推出器一端安装在叉杆的立柱上，另一端设置有挡板，用于推出货物。

10.根据权利要求8所述的自动识别货物的高效装车系统，其特征在于，剪刀式结构的推出器包括上推杆、下推杆，上推杆、下推杆通过转轴交叉连接，上推杆或下推杆的一端固定转动连接在立柱上，另一个推杆的一端活动转动连接在立柱上，并通过液压器驱动，进行伸缩；上推杆、下推杆的另一端共同连接在挡板上，用于推出货物。