CN109179197A - 集装箱装卸系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集装箱装卸系统，其包括吊具及摄像机；吊具包括矩形框架及悬臂；悬臂的尾部固定连接在矩形框架上；悬臂的头部能向吊具的矩形框架外探出并能向矩形框架缩进；悬臂的头部安装有摄像机。本发明的集装箱装卸系统，摄像机设置在吊具上，离开被检测的目标位置距离更近，探测精度高；在吊具上配置可外展与收缩的悬臂，抓箱时可以使悬臂收缩，使悬臂头部的摄像机可以对被抓集装箱的锁孔进行探测，能够进行精确抓箱；放箱时可以使悬臂外展，使悬臂头部的摄像机探出，远离吊具的矩形框架，消除检测盲区，从而使摄像机可对集装箱底下状态进行检测，能够进行精确放箱。
Description
技术领域
本发明涉及集装箱装卸技术，特别涉及一种集装箱装卸系统。
背景技术
常见的集装箱装卸系统，如图1、图2所示，包括大车1、小车2、吊具3；
大车1包括左右两竖直支撑架11及固定于两竖直支撑架11上端之间的横梁12；
小车2安装在横梁12上，随大车1移动而移动，并能沿横梁12左右移动；
吊具3吊在小车2下方，吊具3随小车2移动而移动，同时可独立作上下运动；
吊具3为矩形框架结构，四个角上设置有锁具；
司机在远端控制室内，控制大车1、小车2及吊具3运动；装卸作业时，由大车、小车2带动吊具3至目标位正上方，通过吊具3的上下运动，利用吊具四个角上的锁具锁住集装箱9(闭锁抓箱)或开锁(放箱)。
目前集装箱场桥与岸桥对集装箱抓放箱的操作有三种模式：
(1)司机在远端控制室内靠目测进行手动操作。该种模式司机在上操作时，人离抓放箱目标位的距离较远(几米至几十米)，而对位精度要求不大于3-5厘米，距离远时效率低。
(2)在小车2左右固定设置摄像机4，摄像机4采集的视频发送到远端控制室的控制器，司机在远端控制室内根据摄像机视频，确定吊具3与目标集装箱5的相对位置(抓箱操作)，以及吊起的集装箱5与目标位(车、平台、集装箱、船舱等)间的相对位置(放箱操作)，进行手动操作。
该种模式，远程操作受摄像机4安装位置的局限性，存在低质量视角或盲区，如图1所示集装箱下方虚线之间区域。具体有以下几种情况：a)灌箱(周围有箱，表面光照度与目标位光照度不一样，即黑洞效应；2)因目标位的高度不一样、长度不一样、抓放箱观察点不一样，摄像机4很难做到跟随，所以视频效果变差；3)吊具3抓箱后，吊具3上的固定摄像机3无法感知箱底下的任何信息。
(3)部分作业场景通过安装在小车2上的激光扫描仪或其他感知设备自动操作。装卸作业时，在吊具3进入目标位正上方之前，通过小车2的运动由激光扫描仪获取目标位的位置信息及吊具位置信息，远端控制室的控制器根据目标位的位置信息及吊具位置信息通过计算来自动控制吊具3的抓箱与放箱。
该种模式，受到激光扫描仪安装位置的局限性，当吊具3进入目标位正上方时，周围箱体对激光扫描仪检测吊具3存在部分遮挡，检测不全面，加上吊具3的晃动，对位精度、准确度不高，会使自动化操作精度偏低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种集装箱装卸系统，探测精度高，能够进行精确抓箱及放箱。
为解决上述技术问题，本发明提供的集装箱装卸系统，其包括吊具3及摄像机4；
所述吊具3包括矩形框架及悬臂7；
所述悬臂7的尾部固定连接在矩形框架上；
所述悬臂7的头部能向吊具3的矩形框架外探出并能向矩形框架缩进；
所述悬臂7的头部安装有摄像机4。
较佳的，所述集装箱装卸系统，还包括大车1及小车2；
所述大车1包括前后两竖直支撑架11及固定于两竖直支撑架11上端之间的横梁12；
所述小车2安装在所述横梁12上，随大车1移动而移动，并能沿横梁12前后移动；
所述吊具3吊在小车2下方，吊具3随小车2移动而移动，同时能独立作上下运动。
较佳的，集装箱装卸系统还包括控制器及驱动装置；
所述控制器设置在远端控制室、机械设备室、司机室或吊具上；
所述驱动装置固定设置在吊具3上；
所述驱动装置用于驱动所述悬臂7头部向吊具3的矩形框架外探出或向矩形框架缩进；
所述控制器同所述摄像机4及驱动装置通信；
所述摄像机4采集的视频信号发送到所述控制器；
所述控制器，能视频显示摄像机采集的视频，能输出摄像控制信号控制摄像机开始或结束工作，并能输出驱动控制信号控制所述驱动装置驱动相应悬臂7的头部探出或缩进。
较佳的，所述控制器设置在远端控制室、机械设备室或司机室；
所述控制器并能视频显示摄像机采集的视频。
较佳的，所述摄像机4为三维摄像机。
较佳的，所述吊具3的矩形框架的四个角处的下侧分别设置锁具31。
较佳的，所述矩形框架的左框架右侧、右框架左侧均分别固定设置有悬臂7；
所述悬臂7的尾部固定在左框架或右框架上；
所述悬臂7的头部同尾部之间能伸缩，从而能使头部沿前后方向探出或缩进矩形框架的前框架或后框架。
较佳的，所述矩形框架的四个角的上方分别连接固定有悬臂7；
所述悬臂7的尾部枢转固定在所述矩形框架的角的上侧；
所述悬臂7的能绕尾部的枢转轴沿竖直面旋转使所述悬臂7的头部旋转探出矩形框架外或缩到矩形框架上方。
较佳的，所述矩形框架的左框架下侧、右框架下侧均分别固定设置有悬臂7；
所述悬臂7的尾部枢转固定在左框架或右框架下侧；
所述悬臂7的能绕尾部的枢转轴沿水平面旋转，使所述悬臂7的头部旋转探出矩形框架的左框架左方或右框架右方，或者缩到左框架下方或右框架下方。
较佳的，所述悬臂7的头部同尾部之间能伸缩。
本发明的集装箱装卸系统，摄像机4设置在吊具3上，离开被检测的目标位置距离更近，探测精度高(可达毫米级)；在吊具3上配置可外展与收缩的悬臂7，在悬臂7的头部安装摄像机等感知设备，抓箱时可以使悬臂收缩，使悬臂头部的摄像机可以对被抓集装箱9的锁孔进行探测，能够进行精确抓箱；放箱时可以使悬臂外展，使悬臂头部的摄像机探出，远离吊具3的矩形框架，消除检测盲区，从而使摄像机可对集装箱底下状态(例如车辆锁钮、平台、箱孔、船舶舱口等)进行检测，能够进行精确放箱。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为常见的集装箱装卸系统的前面示意图；
图2为常见的集装箱装卸系统的侧面示意图；
图3为本发明的集装箱装卸系统一实施例的前面示意图；
图4为本发明的集装箱装卸系统一实施例的侧面示意图；
图5为图3中D处的局部放大图；
图6为本发明的集装箱装卸系统一实施例的安装伸缩式悬臂的吊具示意图；
图7为本发明的集装箱装卸系统一实施例的安装伸缩式悬臂的吊具一端底侧立体图；
图8为本发明的集装箱装卸系统一实施例的安装伸缩式悬臂的吊具一端竖向截面图；
图9为本发明的集装箱装卸系统一实施例的安装上下翻转式悬臂的吊具示意图；
图10为本发明的集装箱装卸系统一实施例的安装上下翻转式悬臂的吊具一端上侧立体图；
图11为本发明的集装箱装卸系统一实施例的安装上下翻转式悬臂的吊具一角竖向截面图；
图12为本发明的集装箱装卸系统一实施例的安装平转式悬臂的吊具示意图；
图13为本发明的集装箱装卸系统一实施例的安装平转式悬臂的吊具一端底侧立体图。
附图标记说明：
1为大车；2为小车；3为吊具；31为锁具；4摄像机；11为大车竖直支撑架；12为大车横梁；9为集装箱；7为悬臂。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图3、图4、图5所示，集装箱装卸系统包括吊具3及摄像机4；
所述吊具3包括矩形框架及悬臂7；
所述悬臂7的尾部固定连接在矩形框架上；
所述悬臂7的头部能向吊具3的矩形框架外探出并能向矩形框架缩进；
所述悬臂7的头部安装有摄像机4。
实施例一的集装箱装卸系统，摄像机4设置在吊具3上，离开被检测的目标位置距离更近，探测精度高(可达毫米级)；在吊具3上配置可外展与收缩的悬臂7，在悬臂7的头部安装摄像机等感知设备，抓箱时可以使悬臂收缩，使悬臂头部的摄像机可以对被抓集装箱9的锁孔进行探测，能够进行精确抓箱；放箱时可以使悬臂外展，使悬臂头部的摄像机探出，远离吊具3的矩形框架，消除检测盲区，从而使摄像机可对集装箱底下状态(例如车辆锁钮、平台、箱孔、船舶舱口等)进行检测，能够进行精确放箱。
实施例二
基于实施例一，所述集装箱装卸系统还还包括大车1及小车2；
所述大车1包括前后两竖直支撑架11及固定于两竖直支撑架11上端之间的横梁12；
所述小车2安装在所述横梁12上，随大车1移动而移动，并能沿横梁12前后移动；
所述吊具3吊在小车2下方，吊具3随小车2移动而移动，同时能独立作上下运动。
实施例二集装箱装卸系统，特别适应于装卸机械场桥与岸桥。
实施例三
基于实施例一或二，集装箱装卸系统还包括控制器及驱动装置；
所述控制器设置在远端控制室、机械设备室、司机室或吊具3上；
所述驱动装置固定设置在吊具3上；
所述驱动装置用于驱动所述悬臂7头部向吊具3的矩形框架外探出或向矩形框架缩进；
所述控制器同所述摄像机4及驱动装置通信；
所述摄像机4采集的视频信号发送到所述控制器；
所述控制器，能输出摄像控制信号控制摄像机开始或结束工作，并能输出驱动控制信号控制所述驱动装置驱动相应悬臂7的头部探出或缩进。
较佳的，所述控制器设置在远端控制室、机械设备室或司机室；
所述控制器并能视频显示摄像机采集的视频。
较佳的，所述摄像机为三维摄像机。
较佳的，吊具3的矩形框架的四个角的下侧分别设置锁具31。
实施例三的集装箱装卸系统，可以在远端控制室内根据视频人工操作抓箱或放箱，；放箱时悬臂外展，相机可对箱底下状态(车辆锁钮、平台、箱孔、船舶舱口等)进行检测，从而使场桥与岸桥能够进行精确的自动放箱，或根据视频由人工操作放箱；也可以由控制器根据摄像机采集的视频信号自动控制精确抓箱和自动放箱，实现全自动化操作控制，装卸速度更快，效率更高。
实施例四
基于实施例一的集装箱装卸系统，如图6、图7、图8所示，
所述矩形框架的左框架右侧、右框架左侧均分别固定设置有悬臂7；
所述悬臂7的尾部固定在左框架或右框架上；
所述悬臂7的头部同尾部之间能伸缩，从而能使头部沿前后方向探出或缩进矩形框架的前框架或后框架。
实施例四的集装箱装卸系统，其吊具3上的悬臂为伸缩式。
实施例五
基于实施例一的集装箱装卸系统，如图9、图10、图11所示，
所述矩形框架的四个角的上方分别连接固定有悬臂7；
所述悬臂7的尾部枢转固定在所述矩形框架的角的上侧；
所述悬臂7的能绕尾部的枢转轴沿竖直面旋转使所述悬臂7的头部旋转探出矩形框架外或缩到矩形框架上方。
较佳的，所述悬臂7的头部同尾部之间能伸缩。
实施例五的集装箱装卸系统，其吊具3上的悬臂为上下翻转式。
实施例六
基于实施例一的集装箱装卸系统，如图12、图13所示，
所述矩形框架的左框架下侧、右框架下侧均分别固定设置有悬臂7；
所述悬臂7的尾部枢转固定在左框架或右框架下侧；
所述悬臂7的能绕尾部的枢转轴沿水平面旋转，使所述悬臂7的头部旋转探出矩形框架的左框架左方或右框架右方，或者缩到左框架下方或右框架下方。
较佳的，所述悬臂7的头部同尾部之间能伸缩。
实施例六的集装箱装卸系统，其吊具3上的悬臂为平转式。
以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集装箱装卸系统，其特征在于，其包括吊具(3)及摄像机(4)；
所述吊具(3)包括矩形框架及悬臂(7)；
所述悬臂(7)的尾部固定连接在矩形框架上；
所述悬臂(7)的头部能向吊具(3)的矩形框架外探出并能向矩形框架缩进；
所述悬臂(7)的头部安装有摄像机(4)。
2.根据权利要求1所述的集装箱装卸系统，其特征在于，
所述集装箱装卸系统，还包括大车(1)及小车(2)；
所述大车(1)包括前后两竖直支撑架(11)及固定于两竖直支撑架(11)上端之间的横梁(12)；
所述小车(2)安装在所述横梁(12)上，随大车(1)移动而移动，并能沿横梁(12)前后移动；
所述吊具(3)吊在小车(2)下方，吊具(3)随小车(2)移动而移动，同时能独立作上下运动。
3.根据权利要求1或2所述的集装箱装卸系统，其特征在于，
集装箱装卸系统还包括控制器及驱动装置；
所述控制器设置在远端控制室、机械设备室、司机室或吊具上；
所述驱动装置固定设置在吊具(3)上；
所述驱动装置用于驱动所述悬臂(7)头部向吊具(3)的矩形框架外探出或向矩形框架缩进；
所述控制器同所述摄像机(4)及驱动装置通信；
所述摄像机(4)采集的视频信号发送到所述控制器；
所述控制器，能输出摄像控制信号控制摄像机开始或结束工作，并能输出驱动控制信号控制所述驱动装置驱动相应悬臂(7)的头部探出或缩进。
4.根据权利要求3所述的集装箱装卸系统，其特征在于，
所述控制器设置在远端控制室、机械设备室或司机室；
所述控制器并能视频显示摄像机采集的视频。
5.根据权利要求1所述的集装箱装卸系统，其特征在于，
所述摄像机(4)为三维摄像机。
6.根据权利要求1所述的集装箱装卸系统，其特征在于，
所述吊具(3)的矩形框架的四个角处的下侧分别设置锁具(31)。
7.根据权利要求1所述的集装箱装卸系统，其特征在于，
所述矩形框架的左框架右侧、右框架左侧均分别固定设置有悬臂(7)；
所述悬臂(7)的尾部固定在左框架或右框架上；
所述悬臂(7)的头部同尾部之间能伸缩，从而能使头部沿前后方向探出或缩进矩形框架的前框架或后框架。
8.根据权利要求1所述的集装箱装卸系统，其特征在于，
所述矩形框架的四个角的上方分别连接固定有悬臂(7)；
所述悬臂(7)的尾部枢转固定在所述矩形框架的角的上侧；
所述悬臂(7)的能绕尾部的枢转轴沿竖直面旋转使所述悬臂(7)的头部旋转探出矩形框架外或缩到矩形框架上方。
9.根据权利要求1所述的集装箱装卸系统，其特征在于，
所述矩形框架的左框架下侧、右框架下侧均分别固定设置有悬臂(7)；
所述悬臂(7)的尾部枢转固定在左框架或右框架下侧；
所述悬臂(7)的能绕尾部的枢转轴沿水平面旋转，使所述悬臂(7)的头部旋转探出矩形框架的左框架左方或右框架右方，或者缩到左框架下方或右框架下方。
10.根据权利要求8或9所述的集装箱装卸系统，其特征在于，
所述悬臂(7)的头部同尾部之间能伸缩。
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