CN104385270A - 一种智能表库的激光感应智能定位系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能表库的激光感应智能定位系统及方法，包括：应用服务器、机械手装置和密集柜；在密集柜中选定存储位；应用服务器用于向机械手装置发送调度命令；调度命令包括：存放或者取出周转箱、周转箱的位置和数量、目标存储位的位置信息；机械手装置用于根据调度命令自动到定位目标存储位，并在目标存储位进行存、取周转箱的操作。本发明的智能表库的激光感应智能定位系统及方法，在存取过程中机械手装置能够自动定位，通过激光感应自动寻找存储位并能自我适应的调整距离，顺利存取周转箱，并且定位精准，避免人工存取方式错误的存取其它的存储位或周转箱，优化了表库管理的工作流程，提高了工作效率，减少工作偏差。

Description

一种智能表库的激光感应智能定位系统和方法

技术领域

本发明涉及智能表库技术领域，特别是指一种智能表库的激光感应智能定位系统及方法。

背景技术

表库或电表库是用来对电表、互感器等电子设备进行储放和管理的一种工具。目前，表库用于存储计量器具，计量器具装在周转箱内，并被存放在表库中的密集柜中，并已出现用于对周转箱进行自动存取的智能表库。但是，智能表库中的密集柜高度高，而且以行列式并排存放周转箱，周转箱之间距离狭小，如果人工存放，非常耗时费力，并且极易将周转箱存放到错误的存储位或取出错误的周转箱，人工成本过高，并且，目前智能表库存在定位不准确，存取容易出错的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种智能表库的激光感应智能定位系统，在存取过程中机械手装置能够自动定位。

基于上述目的本发明提供一种智能表库的激光感应智能定位系统，包括：应用服务器、机械手装置和密集柜；在所述密集柜中设置存储位；所述应用服务器用于向所述机械手装置发送调度命令；所述调度命令包括：存放或者取出周转箱、周转箱的位置和数量、目标存储位的位置信息；所述机械手装置用于根据所述调度命令自动到定位目标存储位，并在所述目标存储位进行存、取周转箱的操作。所述机械手装置包括：控制装置、机械臂、传动装置和激光感应装置；所述激光感应装置用于向所述密集柜及所述存储位发射激光，并向所述控制装置发送感应信号，其中，当所述激光感应装置接收到被所述密集柜及所述存储位反射的激光时，发送所述感应信号；所述传动装置用于带动所述机械手装置移动，调整所述机械手装置的位置；所述机械臂用于抓取所述周转箱；所述控制装置根据所述调度命令以及所述感应信号定位所述目标存储位，控制所述传动装置带动所述机械手装置移动，在运行到预订的位置时控制所述机械臂抓取所述周转箱。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述密集柜的内侧涂有吸收材料，所述激光感应装置发射的激光照射到吸收材料上面不反射；所述存储位两侧的支架上不涂吸收材料，所述激光感应装置发射的激光照射到支架上面能够反射；当所述激光感应装置接收到被所述支架反射的激光时，向所述控制装置发送感应信号。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述密集柜包括多排周装箱存放柜，所述存储位在所述周装箱存放柜中按行列式方式设置；其中，所述周装箱存放柜能够移动；所述机械手装置还包括：用于放置周转箱的放置架；存储位的宽度大于机械手装置的宽度。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述控制装置，还用于控制所述传动装置带动所述机械手装置移动到所述密集柜前，并停在所述目标存储位所在的周转箱存放柜的最顶端；根据所述目标存储位的位置信息，通过H×(N-1)计算出所述机械手装置下移的距离，其中，H是存储位高度，N是存储位从上往下数的序号；并且，根据所述目标存储位的行列式设置方位，所述控制装置计算出所述机械手装置向左或右移的距离，控制所述机械手装置移动到所述目标存储位前面。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述控制装置，还用于控制所述传动装置带动所述机械手装置向所述目标存储位的一侧移动；当接收到所述感应信号时，确定所述目标存储位的一侧，并控制所述传动装置带动所述机械手装置向所述目标存储位的另一侧移动，当再次接收到所述感应信号时，确定所述目标存储位的另一侧；所述控制装置，还用于计算所述目标存储位的一侧与另一侧之间的距离，并控制所述传动装置带动所述机械手装置回移此距离的一半，对准所述目标存储位的中部。

基于上述目的本发明提供一种智能表库的激光感应智能定位方法，包括：在密集柜中选定存储位；应用服务器向机械手装置发送调度命令；所述调度命令包括：存放或者取出周转箱、周转箱的位置和数量、目标存储位的位置信息；所述机械手装置根据所述调度命令自动到定位目标存储位，并在所述目标存储位进行存、取周转箱的操作，其中，所述机械手装置包括：控制装置、机械臂、传动装置和激光感应装置；所述激光感应装置向所述密集柜及所述存储位发射激光，并向所述控制装置发送感应信号，其中，当所述激光感应装置接收到被所述密集柜及所述存储位反射的激光时，发送所述感应信号；所述控制装置根据所述调度命令以及所述感应信号定位所述目标存储位，控制所述传动装置带动所述机械手装置移动，在运行到预订的位置时控制所述机械臂抓取所述周转箱。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述密集柜的内侧涂有吸收材料，所述激光感应装置发射的激光照射到吸收材料上面不反射；所述存储位两侧的支架上不涂吸收材料，所述激光感应装置发射的激光照射到支架上面能够反射；当所述激光感应装置接收到被所述支架反射的激光时；向所述控制装置发送感应信号。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述密集柜包括多排周装箱存放柜，所述存储位在所述周装箱存放柜中按行列式方式设置；其中，所述周装箱存放柜能够移动；存储位的宽度大于机械手装置的宽度；所述控制装置控制所述传动装置带动所述机械手装置移动到所述密集柜前，并停在所述目标存储位所在的周转箱存放柜的最顶端；所述控制装置根据所述目标存储位的位置信息，通过H×(N-1)计算出所述机械手装置下移的距离，其中，H是存储位高度，N是存储位从上往下数的序号；根据所述目标存储位的行列式设置方位，所述控制装置计算出所述机械手装置向左或右移的距离，控制所述机械手装置移动到所述目标存储位前面。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述控制装置控制所述传动装置带动所述机械手装置向所述目标存储位的一侧移动；当接收到所述感应信号时，确定所述目标存储位的一侧，并控制所述传动装置带动所述机械手装置向所述目标存储位的另一侧移动，当再次接收到所述感应信号时，确定所述目标存储位的另一侧；所述控制装置计算所述目标存储位的一侧与另一侧之间的距离，并控制所述传动装置带动所述机械手装置回移此距离的一半，对准所述目标存储位的中部。

从上面所述可以看出，本发明提供的智能表库的激光感应智能定位系统及方法，在存取过程中机械手装置能够自动定位，通过激光感应自动寻找存储位并能自我适应的调整距离，顺利存取周转箱，并且定位精准，避免人工存取方式错误的存取其它的存储位或周转箱，优化了表库管理的工作流程，提高了工作效率，减少工作偏差。

附图说明

图1为本发明的智能表库的激光感应智能定位系统的实施例的示意图；

图2为本发明的密集柜的实施例示意图；

图3为本发明的智能表库的激光感应智能定位方法的实施例示意图；

图4为本发明的机械手装置的控制流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供一种智能表库的激光感应智能定位系统，如图1所示，包括：应用服务器11、机械手装置12和密集柜13。密集柜13是用来存放周转箱的柜子，柜子按行列式存放周转箱，在系统控制下可以移动。周转箱可装4只或12只计量器具存放到密集柜中。在密集柜13中设置存储位131－134，为存放周转箱的地方。智能表库应用层的应用服务器11用于向机械手装置12发送调度命令，调度命令包括：存放或者取出周转箱、周转箱的位置和数量、目标存储位的位置信息等等。机械手装置12根据调度命令自动定位到目标存储位131，并在目标存储位131进行存、取周转箱的操作。

机械手装置12包括：控制装置121、机械臂122、传动装置124和激光感应装置123。激光感应装置123向密集柜13及存储位131发射激光，并向控制装置121发送感应信号，其中，当激光感应装置123接收到被密集柜13及存储位131反射的激光时，发送感应信号。

传动装置124带动机械手装置12移动，调整机械手装置12的位置。机械臂122用于抓取周转箱。控制装置121解析应用服务器11向机械手装置12发送的调度命令，分析激光感应信息并计算距离，控制装置121根据调度命令以及感应信号定位目标存储位，控制传动装置124带动机械手装置12移动，在运行到预订的位置时控制机械臂122抓取周转箱。

存取周转箱时，智能表库应用层的应用服务器11确定周转箱存储位，发送指令，机械手装置12纵向滑动，同时激光感应装置123发射激光，此时能够接收到反射激光。控制装置121计算机械手装置左右的距离，恰当的横向滑动到密集柜13之前，在多行多列的周转箱中，经过计算和不断自我调整距离非常精确地对准所要的周转箱存储位，最后存取周转箱。机械手装置12根据调度命令可以采用多种方式自动定位到目标存储位131，例如通过计算目标存储位的横向、纵向坐标，移动到计算的坐标点处。

在一个实施例中，密集柜13的内侧涂有吸收材料，激光感应装置123发射的激光照射到吸收材料上面不反射。存储位131两侧的支架上不涂吸收材料，激光感应装置123发射的激光照射到支架上面能够反射。当激光感应装置123接收到被支架反射的激光时，向控制装置121发送感应信号。

在一个实施例中，如图2所示，密集柜包括多排周装箱存放柜，存储位22在周装箱存放柜中按行列式方式设置，周装箱存放柜能够移动。存储位22的宽度大于机械手装置21的宽度。在存储位中放置周转箱23，24。

在一个实施例中，控制装置121控制传动装置124带动机械手装置12移动到密集柜13前，并停在目标存储位所在的周转箱存放柜的最顶端。控制装置121根据目标存储位131的位置信息，通过H×(N-1)计算出机械手装置下移的距离，其中，H是存储位高度，N是存储位从上往下数的序号；并且，根据目标存储位131的行列式设置方位，控制装置121计算出机械手装置向左或右移的距离，控制机械手装置移动到目标存储位前面。

或者，控制装置121获取目标存储位131在横向的格数，由于存储位的支架反射激光，根据接收到2次感应信号，则控制装置121判断移动一个存储位，计算出移动到目标存储位需要接收几次感应信号，当接收到感应信号到达计算的次数时，则机械手装置12移动到目标存储位前面。

在一个实施例中，控制装置121控制传动装置124带动机械手装置12向目标存储位131的一侧移动。当接收到感应信号时，确定目标存储位的一侧，并控制传动装置124带动机械手装置12向目标存储位的另一侧移动，当再次接收到感应信号时，停止移动并确定目标存储位的另一侧。控制装置121计算目标存储位的一侧与另一侧之间的距离，并控制传动装置124带动机械手装置12回移此距离的一半，对准目标存储位的中部，能够进行位置的微调。

本发明的智能表库的激光感应智能定位系统，在存取过程中，机械手装置能够通过激光感应自动寻找存储位，并能自我适应的调整距离，可以顺利存取周转箱，并且定位精准，激光感应不仅可以准确定位，而且避免人工存取方式错误的存取其它的存储位或周转箱。

随着电能计量资产存储趋向自动化、智能化、无人化管理。随着电能计量资产数量的增加，串行式计量资产的出入库方式已经不能满足实际需求。机械手能够配合其他库房传输装置实现计量资产的拆/堆垛功能，从而实现并行式计量资产出入库的目的。升降机体积小，可以充分利用库房空间；拆/堆垛速度快，节省人力成本。

分析某市供电公司计量装置的管理现状及存在问题，基于物联网、自动化等先进技术，本发明的智能表库的激光感应智能定位系统用于某公司建设的二级智能表库中，实现了表计的自动出入库、分组存储、派工领用等智能化功能。智能表库的实施，优化了二级表库管理的工作流程，提高工作效率，减少工作偏差。系统与营销系统和省级计量生产调度平台对接，实现计量资产全寿命周期管理，达到计量器具的可控在控，有效提高计量表计智能化管理水平。

如图3所示，本发明提供一种智能表库的激光感应智能定位方法，包括：

步骤301，在密集柜中选定存储位。

步骤302，应用服务器向机械手装置发送调度命令；调度命令包括：存放或者取出周转箱、周转箱的位置和数量、目标存储位的位置信息等。

步骤303，机械手装置根据调度命令自动到定位目标存储位，并在目标存储位进行存、取周转箱的操作。

机械手装置包括：控制装置、机械臂、传动装置和激光感应装置；激光感应装置向密集柜及存储位发射激光，并向控制装置发送感应信号。

当激光感应装置接收到被密集柜及存储位反射的激光时，发送感应信号；控制装置根据调度命令以及感应信号定位目标存储位，控制传动装置带动机械手装置移动，在运行到预订的位置时控制机械臂抓取周转箱。

如图4所示，本发明提供一种机械手装置的控制流程图，包括：

步骤401，机械手装置接收到调度命令，进行存取周转箱。

步骤402，控制装置解析调度命令，调度命令包括存放或者取出周转箱，周转箱的位置和数量。

步骤403，控制装置向传动装置发出命令，移动机械手装置，同时启动激光感应装置。

步骤404，调整机械手装置的位置，对准目标存储位。

控制装置控制传动装置带动机械手装置移动到密集柜前，并停在目标存储位所在的周转箱存放柜的最顶端；控制装置根据目标存储位的位置信息，通过H×(N-1)计算出机械手装置下移的距离，其中，H是存储位高度，N是存储位从上往下数的序号；根据目标存储位的行列式设置方位，控制装置计算出机械手装置向左或右移的距离，控制机械手装置移动到目标存储位前面。

或者，控制装置获取目标存储位在横向的格数，由于存储位的支架反射激光，根据接收到2次感应信号，则控制装置判断移动一个存储位，计算出移动到目标存储位需要接收几次感应信号，当接收到感应信号到达计算的次数时，则机械手装置移动到目标存储位前面。

步骤405，微调机械手装置的位置。位置调整结束，启动机械臂存取周转箱。

控制装置控制传动装置带动机械手装置向目标存储位的一侧移动；当接收到感应信号时，确定目标存储位的一侧，并控制传动装置带动机械手装置向目标存储位的另一侧移动，当再次接收到感应信号时，停止移动并确定目标存储位的另一侧；控制装置计算目标存储位的一侧与另一侧之间的距离，并控制传动装置带动机械手装置回移此距离的一半，对准目标存储位的中部。

本发明的智能表库的激光感应智能定位系统及方法，在存取过程中机械手装置能够自动定位，通过激光感应自动寻找存储位并能自我适应的调整距离，顺利存取周转箱，并且定位精准，避免人工存取方式错误的存取其它的存储位或周转箱，优化了表库管理的工作流程，提高了工作效率，减少工作偏差。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能表库的激光感应智能定位系统，其特征在于，包括：

应用服务器、机械手装置和密集柜；

在所述密集柜中设置存储位；所述应用服务器用于向所述机械手装置发送调度命令；所述调度命令包括：存放或者取出周转箱、周转箱的位置和数量、目标存储位的位置信息；所述机械手装置用于根据所述调度命令自动到定位目标存储位，并在所述目标存储位进行存、取周转箱的操作；

所述机械手装置包括：控制装置、机械臂、传动装置和激光感应装置；

所述激光感应装置用于向所述密集柜及所述存储位发射激光，并向所述控制装置发送感应信号，其中，当所述激光感应装置接收到被所述密集柜及所述存储位反射的激光时，发送所述感应信号；

所述传动装置用于带动所述机械手装置移动，调整所述机械手装置的位置；所述机械臂用于抓取所述周转箱；

所述控制装置根据所述调度命令以及所述感应信号定位所述目标存储位，控制所述传动装置带动所述机械手装置移动，在运行到预订的位置时控制所述机械臂抓取所述周转箱。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述密集柜的内侧涂有吸收材料，所述激光感应装置发射的激光照射到吸收材料上面不反射；所述存储位两侧的支架上不涂吸收材料，所述激光感应装置发射的激光照射到支架上面能够反射；

当所述激光感应装置接收到被所述支架反射的激光时，向所述控制装置发送感应信号。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述密集柜包括多排周装箱存放柜，所述存储位在所述周装箱存放柜中按行列式方式设置；其中，所述周装箱存放柜能够移动；

所述存储位的宽度大于机械手装置的宽度。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述控制装置，还用于控制所述传动装置带动所述机械手装置移动到所述密集柜前，并停在所述目标存储位所在的周转箱存放柜的最顶端；根据所述目标存储位的位置信息，通过H×(N-1)计算出所述机械手装置下移的距离，其中，H是存储位高度，N是存储位从上往下数的序号；

并且，根据所述目标存储位的行列式设置方位，所述控制装置计算出所述机械手装置向左或右移的距离，控制所述机械手装置移动到所述目标存储位前面。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述控制装置，还用于控制所述传动装置带动所述机械手装置向所述目标存储位的一侧移动；当接收到所述感应信号时，确定所述目标存储位的一侧，并控制所述传动装置带动所述机械手装置向所述目标存储位的另一侧移动，当再次接收到所述感应信号时，停止移动并确定所述目标存储位的另一侧；

所述控制装置，还用于计算所述目标存储位的一侧与另一侧之间的距离，并控制所述传动装置带动所述机械手装置回移此距离的一半，对准所述目标存储位的中部。

6.一种智能表库的激光感应智能定位方法，其特征在于，包括：

在密集柜中选定存储位；

应用服务器向机械手装置发送调度命令；所述调度命令包括：存放或者取出周转箱、周转箱的位置和数量、目标存储位的位置信息；

所述机械手装置根据所述调度命令自动到定位目标存储位，并在所述目标存储位进行存、取周转箱的操作；其中，所述机械手装置包括：控制装置、机械臂、传动装置和激光感应装置；

所述激光感应装置向所述密集柜及所述存储位发射激光，并向所述控制装置发送感应信号，其中，当所述激光感应装置接收到被所述密集柜及所述存储位反射的激光时，发送所述感应信号；

所述控制装置根据所述调度命令以及所述感应信号定位所述目标存储位，控制所述传动装置带动所述机械手装置移动，在运行到预订的位置时控制所述机械臂抓取所述周转箱。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述密集柜的内侧涂有吸收材料，所述激光感应装置发射的激光照射到吸收材料上面不反射；所述存储位两侧的支架上不涂吸收材料，所述激光感应装置发射的激光照射到支架上面能够反射；

当所述激光感应装置接收到被所述支架反射的激光时；向所述控制装置发送感应信号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述密集柜包括多排周装箱存放柜，所述存储位在所述周装箱存放柜中按行列式方式设置；其中，所述周装箱存放柜能够移动；存储位的宽度大于机械手装置的宽度；

所述控制装置控制所述传动装置带动所述机械手装置移动到所述密集柜前，并停在所述目标存储位所在的周转箱存放柜的最顶端；

所述控制装置根据所述目标存储位的位置信息，通过H×(N-1)计算出所述机械手装置下移的距离，其中，H是存储位高度，N是存储位从上往下数的序号；

根据所述目标存储位的行列式设置方位，所述控制装置计算出所述机械手装置向左或右移的距离，控制所述机械手装置移动到所述目标存储位前面。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

所述控制装置控制所述传动装置带动所述机械手装置向所述目标存储位的一侧移动；

当接收到所述感应信号时，确定所述目标存储位的一侧，并控制所述传动装置带动所述机械手装置向所述目标存储位的另一侧移动，当再次接收到所述感应信号时，停止移动并确定所述目标存储位的另一侧；

所述控制装置计算所述目标存储位的一侧与另一侧之间的距离，并控制所述传动装置带动所述机械手装置回移此距离的一半，对准所述目标存储位的中部。