CN109910715A - 一种多功能货物转运车及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能货物转运车及方法，所述多功能货物转运车包括车体、货物传送架、升降机构和控制系统；所述车体位于下方，用于提供平台和支撑；所述货物传送架位于车体的上方，包括多层，用于装卸货物；所述升降机构位于货物传送架的外侧，用于升降货物传送架；所述控制系统位于车体上，用于控制多功能货物转运车的全向行驶、准确对接以及自动装卸。本发明采用一台多功能货物转运车，同时实现货物的装卸、运输、传送的多任务功能，高效率地完成货物从储存地与运输载体之间的转运过程。

Description

一种多功能货物转运车及方法
技术领域
本发明属于货物运输技术领域，具体涉及一种多功能货物转运车及方法，应用于机场、车站、仓库、货场、码头等地方的货物在储存处与运输载体之间的装卸、运输和传送。
背景技术
机场、车站、仓库、货场、码头等物流集散地，对于不同尺寸和重量的货物，从储存处到运输载体、或从运输载体到储存处，装卸、运输和传送方式差别巨大。以机场为例，客机最常见的货物是旅客的托运行李。一般地，在经过机场安检后，行李进入飞机货舱的流程如下：(1)由人工搬运到第一辆行李拖车、码放整齐；(2)堆满第一辆行李拖车后，搬运行李进入后续的行李拖车；(3)人工驾驶拖头车，拖动装满行李的多辆行李拖车，运输到停机坪的飞机货舱附近；(4)人工开动行李传送车，对准飞机货舱门；(5)启动传送带，人工搬运行李拖车中的行李到行李传送车的传送带上；(6)传送带传送行李到飞机货舱门；(7)人工搬运行李从货舱门进货舱。行李从飞机货舱到机场行李分拣处的流程是上述流程的反过程。
从上述流程可见，行李或货物在机场行李分拣处和停机坪飞机货舱之间的周转过程，需要多台车辆：拖头车、行李拖车和行李传送车，多名人员：拖头车驾驶员、行李拖车的行李搬运人员、行李传送车的操控人员、飞机货舱的行李搬运人员，以及较长的周转时间：人工搬运行李2次、30分钟。现有的技术及流程，限制了机场的廊桥使用效率和货物周转率，加大了人员的劳动强度，增加了货物转运时间、停机位使用成本和人工成本。
车站、仓库、货场、码头等物流集散地，也存在类似的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种多功能货物转运车及方法，将不同功能的多种车辆，如：机场的行李拖头车、行李拖车和行李传送车三种车辆，集成到一台多功能货物转运车，同时实现货物的装卸、运输、传送的多任务功能。并将该技术应用于相关领域，以减少货物转运过程的综合成本，提升货物转运效率。
为此，本发明采用了以下技术方案：
一种多功能货物转运车，包括车体、货物传送架、升降机构和控制系统；所述车体位于下方，用于提供平台和支撑；所述货物传送架位于车体的上方，包括多层，用于装卸货物；所述升降机构位于货物传送架的外侧，用于升降货物传送架；所述控制系统位于车体上，用于控制多功能货物转运车的全向行驶、准确对接以及货物的自动装卸。
优选地，所述车体包括车身、全向车轮、电池组、传感器、液压泵和驾驶台；所述全向车轮安装在车身的底部，用于实现全向行驶、准确停止的功能；所述电池组安装在车身上，用于提供车辆行驶动力和货物传送以及升降的动力源；所述传感器安装在车身的底部和四周，用于提供障碍物识别、定位导航功能；所述液压泵安装在车身上，用于驱动货物传送架实现升降运动；所述驾驶台安装在车体的前部，用于有人或无人驾驶。
优选地，所述货物传送架包括支架、裙板、电机、驱动轴和导轮；所述支架的内部安装有电机、驱动轴和导轮，所述驱动轴在电机作用下带动导轮转动，引导货物运动；所述支架的底部与升降机构连接，在升降机构的驱动下，实现竖直和水平方向的运动；所述裙板安装在支架的前、后、左、右四个方向，用于防止货物掉落，前裙板采用活动连接，当货物进出支架时，前裙板从竖直状态变为水平状态，便于货物装卸。
优选地，所述支架沿车辆的左、中、右三个方向分别设有左侧支架、中间支架和右侧支架；所述电机为控制电机，包括步进电机、伺服电机、变频电机，用于实现运动状态的编程控制；所述驱动轴通过减速器与电机连接，并通过键与导轮连接；所述导轮是两头小、中间大的圆台形结构，表面设有防滑纹。
优选地，所述货物传送架包括多层支架，用于放置多件货物；每层支架的左侧支架设有水平倾角为3°～10°和-3°～-10°的两列货物传送槽，中间支架设有水平倾角为0°的货物传送槽，右侧支架设有水平倾角为3°～10°和-3°～-10°的两列货物传送槽。
优选地，所述升降机构包括多层升降单元，升降单元的层数与货物传送架的层数相匹配；每层升降单元包括连杆、定位销、液压缸，多个连杆通过定位销连接在一起，液压缸安装在支架与连杆之间；从底层升降单元开始，每层升降单元的两端支点，一端连接同层支架，另一端连接上一层支架；顶层升降单元的两端支点，一端连接顶层支架，另一端连接在车身上。
优选地，所述控制系统包括主控板、自动驾驶模块、导航模块、电液控制模块、运动控制模块；所述自动驾驶模块、导航模块、电液控制模块、运动控制模块分别与主控板电气连接，完成不同功能的控制；自动驾驶模块、导航模块用于实现对多功能货物转运车的全向行驶控制、制动控制、定位控制、路径导航；电液控制模块用于实现升降机构的升降控制；运动控制模块用于控制多功能货物转运车的运动以及货物装卸。
一种多功能货物转运车进行货物转运的方法，所述多功能货物转运车集成不同功能的多种车辆为一台车辆，同时实现货物的装卸、运输、传送的多任务功能，高效率地完成货物从储存地与运输载体之间的转运过程；不同列货物在装卸过程中顺畅运动，包含多层货物支架，多层货物支架在无货物时叠放、有货物时展开；多层升降单元独立控制、举升和提升；升降装置是液压、气动、电推或三者的组合；所述控制系统和全向车轮驱动多功能货物转运车，在小范围的场地内，实现前进、后退、左移、右移、转弯、调头等运动，以及自主导航、自动驾驶。
优选地，所述升降机构在控制系统的作用下，货物从多功能货物转运车运输到运输载体；首先，顶层支架上升或下降至运输载体舱门，货物进入运输载体，卸货后顶层支架上升、高于运输载体舱门；其次，中层支架上升至运输载体舱门，货物进入运输载体，卸货后中层支架上升、高于运输载体舱门，与顶层支架叠放在一起；随后，底层支架上升至运输载体舱门，货物进入运输载体，卸货后底层支架下降至车身；最后，中层支架下降、叠放在底层支架上，顶层支架下降、叠放在中层支架上。
优选地，所述升降机构在控制系统的作用下，货物从运输载体到多功能货物转运车；首先，叠放在一起的三层支架上升，顶层支架和中层支架高于运输载体舱门、底层支架达到运输载体舱门；其次，货物进入底层支架，装货后底层支架下降至车身；随后，中层支架下降至运输载体舱门，货物进入中层支架，装货后中层支架下降至装满货物的底层支架上方；最后，顶层支架下降至运输载体舱门，货物进入顶层支架，装货后顶层支架下降至装满货物的中层支架上方。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)将不同功能的多种车辆集成到一台多功能的车辆，高效率地完成货物从储存地与运输载体之间的转运过程，同时实现货物的装卸、运输、传送的多任务功能。
(2)提高了货物转运效率，降低了货物转运成本，将直接提升物流集散地的货物吞吐量、经济效益和社会效益。
(3)适用范围广泛，机场、车站、仓库、货场、码头等物流集散地均可以采用。
(4)自动化程度高，使用方便。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的一种多功能货物转运车的结构示意图。
图2是本发明实施例所提供的一种多功能货物转运车的车体的结构示意图。
图3是本发明实施例所提供的一种多功能货物转运车的货物传送架底部的结构示意图。
图4是本发明实施例所提供的一种多功能货物转运车的货物传送架上部的结构示意图。
图5是本发明实施例所提供的一种多功能货物转运车的升降机构的结构示意图。
图6是本发明实施例所提供的一种多功能货物转运车的控制系统的结构示意图。
附图标记说明：1、车体；2、货物传送架；3、升降机构；4、控制系统；5、货物；11、车身；12、全向车轮；13、电池组；14、传感器；15、液压泵；16、驾驶台；21、支架；22、裙板；23、电机；24、驱动轴；25、导轮；201、底层支架；202、中层支架；203、顶层支架；211、左侧支架；212、中间支架；213、右侧支架；301、底层升降单元；302、中层升降单元；303、顶层升降单元；311、连杆；312、定位销；313、液压缸；41、主控板；42、自动驾驶模块；43、导航模块；44、电液控制模块；45、运动控制模块。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例
一种多功能货物转运车，如图1所示，包括：车体1、货物传送架2、升降机构3、控制系统4。车体1前部有驾驶台16，车体1上部有多层货物传送架2，货物传送架2外侧有升降机构3，货物5位于货物传送架2上；控制系统4实现多功能货物转运车和货物货架、或多功能货物转运车和运输载体货物的精确对接，以及多层货物传送架2和升降机构3的自动装卸货物。
如图2所示，车体1包括车身11、全向车轮12、电池组13、传感器14、液压泵15、驾驶台16；全向车轮12安装在车身11底部，实现全向行驶、精确定位的功能；电池组13安装在车身上，提供车体1行驶动力、货物传送架2的传送和升降的动力源；传感器14安装在车身11底部和四周，提供障碍物识别、定位导航的功能；液压泵15安装在车身上，驱动货物传送架2实现升降运动；驾驶台16安装在车体1前部，有人或无人驾驶。
如图3和图4所示，货物传送架2包括支架21、裙板22、电机23、驱动轴24、导轮25；支架21设有左侧支架211、中间支架212和右侧支架213，货物5分别置于支架21上；左侧支架211有水平倾角为3°～10°和-3°～-10°的两列货物传送槽，中间支架212有水平倾角为0°的货物传送槽，右侧支架213有水平倾角为3°～10°和-3°～-10°的两列货物传送槽；支架21内部安装电机23、驱动轴24和导轮25；支架21底部与升降机构3连接；裙板22安装在支架的前、后、左、右四个方向；电机23连接驱动轴24和导轮25，导轮25是纺锤形结构，表面有防滑纹。
作为一种可能的设计，货物传送架2设有三层支架21，分别是底层支架201、中层支架202、顶层支架203，能够放置105件28英寸的标准行李箱。
如图5所示，升降机构3包括多个升降单元，这里为3个，分别是底层升降单元301、中层升降单元302、顶层升降单元303；每层升降单元包括连杆311、定位销312、液压缸313，多个连杆311通过定位销312连接在一起，液压缸313安装在支架21与连杆311之间；底层升降单元301的两端支点，一头连接底层支架201，另一头连接中层支架202；中层升降单元302的两端支点，一头连接中层支架202，另一头连接顶层支架203；顶层升降单元303的两端支点，一头连接顶层支架203，另一头连接车身11。
如图6所示，所述控制系统4包括主控板41、自动驾驶模块42、导航模块43、电液控制模块44、运动控制模块45；控制系统4安装在车体1上，自动驾驶模块42、导航模块43、电液控制模块44、运动控制模块45，分别与主控板41电气连接，完成不同功能的控制；自动驾驶模块42、导航模块43与驾驶台16连接，实现对多功能货物转运车的启停控制、制动控制、定位控制、路径导航、驾驶控制；电液控制模块44与液压泵15、升降单元电气连接，实现可编程多层升降单元的升降控制；运动控制模块45与电机23电气连接，货物在电机23、驱动轴24和导轮25的共同作用下，从每层支架21装卸到运输载体或货物储存处；控制每层支架21的上升或下降，实现多层支架21的货物装卸控制。
多功能货物转运车在机场行李分拣处装运货物的流程如下：首先，货物进入顶层支架203左侧支架211水平倾角为3°～10°的传送槽、直至装满，货物向左偏靠；其次，货物进入左侧支架211水平倾角为-3°～-10°的传送槽、直至装满，货物向右偏靠；再次，货物进入中间支架212水平倾角为0°的货物传送槽、直至装满；货物再驱动进入右侧支架213水平倾角为-3°～-10°和3°～10°的货物传送槽、直至装满，货物向右和向左分别偏靠。升高装满后的顶层支架203，类似的，货物进入到空的中层支架202、直至装满；升高装满后的中层支架202，类似的，货物进入到空的底层支架201、直至装满。
装满货物的多功能货物转运车，运载货物从机场行李分拣处，行驶到停机坪飞机货舱的卸货流程如下：首先，载货的顶层支架203对齐飞机货舱门，电机23带动驱动轴24和导轮25，推动货物进入飞机货舱，卸完货的顶层支架203上升、高于飞机货舱门；其次，载货的中层支架202上升至飞机货舱门，电机23带动驱动轴24和导轮25，推动货物进入飞机货舱，卸完货的中层支架202上升、高于飞机货舱门，与顶层支架203叠放在一起；随后，载货的底层支架201上升至飞机货舱门，电机23带动驱动轴24和导轮25，推动货物进入飞机货舱，卸完货的底层支架201下降至车身11；最后，中层支架202下降、叠放在底层支架201上，顶层支架203下降、叠放在中层支架202上。
作为一种可能的设计，有三层货物支架21的多功能货物转运车，空车行驶到停机坪飞机货舱门的装货流程如下：首先，顶层支架203和中层支架202上升、高于飞机货舱门；其次，底层支架201对齐飞机货舱门，电机23带动驱动轴24和导轮25，推动货物从飞机货舱进入底层支架201，装满货物的底层支架201下降至车身11；再次，中层支架202下降、对齐飞机货舱门，电机23带动驱动轴24和导轮25，推动货物从飞机货舱进入中层支架202，装满货物的中层支架202下降至底层支架201上方；最后，顶层支架203下降、对齐飞机货舱门，电机23带动驱动轴24和导轮25，推动货物从飞机货舱进入顶层支架203、直至装满。
装满货物的多功能货物转运车，运载货物从停机坪飞机货舱，行驶到机场行李分拣处的卸货流程如下：首先，载货的底层支架201对齐机场行李分拣机，电机23带动驱动轴24和导轮25，推动货物进入分拣机，卸完货的底层支架201下降至车身11；再次，载货的中层支架202对齐机场行李分拣机，电机23带动驱动轴24和导轮25，推动货物进入分拣机，卸完货的中层支架202下降至底层支架201上方；最后，载货的顶层支架203对齐机场行李分拣机，电机23带动驱动轴24和导轮25，推动货物进入分拣机，卸完货的顶层支架203下降至中层支架202上方。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能货物转运车，包括车体(1)、货物传送架(2)、升降机构(3)和控制系统(4)，其特征在于：所述车体(1)位于下方，用于提供平台和支撑；所述货物传送架(2)位于车体(1)的上方，包括多层，用于装卸货物(5)；所述升降机构(3)位于货物传送架(2)的外侧，用于升降货物传送架(2)；所述控制系统(4)位于车体(1)上，用于控制多功能货物转运车的全向行驶、准确对接以及货物(5)的自动装卸。
2.根据权利要求1所述的一种多功能货物转运车，其特征在于：所述车体(1)包括车身(11)、全向车轮(12)、电池组(13)、传感器(14)、液压泵(15)和驾驶台(16)；所述全向车轮(12)安装在车身(11)的底部，用于实现全向行驶、准确停止的功能；所述电池组(13)安装在车身(11)上，用于提供车辆行驶动力和货物传送以及升降的动力源；所述传感器(14)安装在车身(11)的底部和四周，用于提供障碍物识别、定位导航功能；所述液压泵(15)安装在车身(11)上，用于驱动货物传送架(2)实现升降运动；所述驾驶台(16)安装在车体(1)的前部，用于有人或无人驾驶。
3.根据权利要求2所述的一种多功能货物转运车，其特征在于：所述货物传送架(2)包括支架(21)、裙板(22)、电机(23)、驱动轴(24)和导轮(25)；所述支架(21)的内部安装有电机(23)、驱动轴(24)和导轮(25)，所述驱动轴(24)在电机(23)作用下带动导轮(25)转动，引导货物运动；所述支架(21)的底部与升降机构(3)连接，在升降机构(3)的驱动下，实现竖直和水平方向的运动；所述裙板(22)安装在支架(21)的前、后、左、右四个方向，用于防止货物掉落，前裙板采用活动连接，当货物进出支架(21)时，前裙板从竖直状态变为水平状态，便于货物装卸。
4.根据权利要求3所述的一种多功能货物转运车，其特征在于：所述支架(21)沿车辆的左、中、右三个方向分别设有左侧支架(211)、中间支架(212)和右侧支架(213)；所述电机(23)为控制电机，包括步进电机、伺服电机、变频电机，用于实现运动状态的编程控制；所述驱动轴(24)通过减速器与电机(23)连接，并通过键与导轮(25)连接；所述导轮(25)是两头小、中间大的圆台形结构，表面设有防滑纹。
5.根据权利要求4所述的一种多功能货物转运车，其特征在于：所述货物传送架(2)包括多层支架(21)，用于放置多件货物；每层支架(21)的左侧支架(211)设有水平倾角为3°～10°和-3°～-10°的两列货物传送槽，中间支架(212)设有水平倾角为0°的货物传送槽，右侧支架(213)设有水平倾角为3°～10°和-3°～-10°的两列货物传送槽。
6.根据权利要求5所述的一种多功能货物转运车，其特征在于：所述升降机构(3)包括多层升降单元，升降单元的层数与货物传送架(2)的层数相匹配；每层升降单元包括连杆(311)、定位销(312)、液压缸(313)，多个连杆(311)通过定位销(312)连接在一起，液压缸(313)安装在支架(21)与连杆(311)之间；从底层升降单元开始，每层升降单元的两端支点，一端连接同层支架，另一端连接上一层支架；顶层升降单元的两端支点，一端连接顶层支架，另一端连接在车身(11)上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种多功能货物转运车，其特征在于：所述控制系统(4)包括主控板(41)、自动驾驶模块(42)、导航模块(43)、电液控制模块(44)、运动控制模块(45)；所述自动驾驶模块(42)、导航模块(43)、电液控制模块(44)、运动控制模块(45)分别与主控板(41)电气连接，完成不同功能的控制；自动驾驶模块(42)、导航模块(43)用于实现对多功能货物转运车的全向行驶控制、制动控制、定位控制、路径导航；电液控制模块(44)用于实现升降机构(3)的升降控制；运动控制模块(45)用于控制多功能货物转运车的运动以及货物装卸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种多功能货物转运车进行货物转运的方法，其特征在于：所述多功能货物转运车集成不同功能的多种车辆为一台车辆，同时实现货物的装卸、运输、传送的多任务功能，高效率地完成货物从储存地与运输载体之间的转运过程；不同列货物在装卸过程中顺畅运动，包含多层货物支架，多层货物支架在无货物时叠放、有货物时展开；多层升降单元独立控制、举升和提升；升降装置是液压、气动、电推或三者的组合；所述控制系统和全向车轮驱动多功能货物转运车，在小范围的场地内，实现前进、后退、左移、右移、转弯、调头等运动，以及自主导航、自动驾驶。
9.根据权利要求8所述的一种货物转运方法，其特征在于：所述升降机构(3)在控制系统(4)的作用下，货物从多功能货物转运车到运输载体；首先，顶层支架(203)上升或下降至运输载体舱门，货物进入运输载体，卸货后顶层支架(203)上升、高于运输载体舱门；其次，中层支架(202)上升至运输载体舱门，货物进入运输载体，卸货后中层支架(202)上升、高于运输载体舱门，与顶层支架(203)叠放在一起；随后，底层支架(201)上升至运输载体舱门，货物进入运输载体，卸货后底层支架(201)下降至车身(11)；最后，中层支架(202)下降、叠放在底层支架(201)上，顶层支架(203)下降、叠放在中层支架(202)上。
10.根据权利要求8所述的一种货物转运方法，其特征在于：所述升降机构(3)在控制系统(4)的作用下，货物从运输载体到多功能货物转运车；首先，叠放在一起的三层支架(21)上升，顶层支架(203)和中层支架(202)高于运输载体舱门、底层支架(201)达到运输载体舱门；其次，货物进入底层支架(201)，装货后底层支架(201)下降至车身(11)；随后，中层支架(202)下降至运输载体舱门，货物进入中层支架(202)，装货后中层支架(202)下降至装满货物的底层支架(201)上方；最后，顶层支架(203)下降至运输载体舱门，货物进入顶层支架(203)，装货后顶层支架(203)下降至装满货物的中层支架(202)上方。
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