CN111003525A - 自动转运控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动转运控制系统，其包括传感器单元、转运单元以及控制单元，转运单元包括转运机构和顶升机构；控制单元与转运单元通信连接，该控制单元用于接收传感器单元发出的参数信号，以根据信号控制转运单元，从而使顶升机构进行顶升和转运货物的动作。本发明自动转运控制系统中，运用带有顶升功能的转运单元，在将集装箱运达目的地后，通过顶升机构，可以临时将集装箱放在缓冲支架上，而无需等待堆场区轨道吊或桥吊对集装箱的抓取，以有效地缩短工作时间，提高自动化码头的工作效率。该自动转运控制系统可以广泛地应用在码头作业中，以提高整个港口运输的效率，减小港口的运营成本，增加业务收入。

Description

自动转运控制系统

技术领域

本发明涉及自动控制系统的技术领域，特别涉及一种可以应用于港口的自动转动控制系统。

背景技术

自动驾驶和无人搬运车由于可以节省人力成本，降低事故率，减少油耗等优点，目前在工业上用途越来越广。自动驾驶车辆真正率先商业化落地的场景是在一些封闭场景，如港口，矿区，园区等。自动驾驶车辆在港口领域已经有成功的案例。

在实际港口作业过程中，当自动驾驶车辆将桥吊区运送至堆场区后，需要等待堆场区的轨道吊或桥吊将集装箱抓走。待货物被抓取后，自动驾驶车辆才可离开，而进行下一趟的运输作业。自动驾驶车辆等待吊运设备抓取货物的时间会延长运输作业时长，导致整体搬运作业效率低。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中自动化码头工作效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动转运控制系统，包括传感器单元、转运单元以及控制单元，传感器单元用于获取待运输货物的参数信号；转运单元包括转运机构和顶升机构；所述转运机构用于货物的转运，该转运机构包括转运本体和可升降地设置在所述转运本体上的转运平台，所述转运平台用于承载货物；所述顶升机构连接在所述转运平台和所述转运本体之间，以使该转运平台相对所述转运本体的升降，从而将所述转运平台上的货物转运至存货区；控制单元与所述转运单元通信连接，该控制单元用于接收所述传感器单元发出的参数信号，以根据所述参数信号控制该转运单元，从而使所述顶升机构和所述转运机构分别进行升降货物和转运货物的动作。

可选地，所述传感器单元包括尺寸检测传感器，所述尺寸检测传感器用于检测待运输的货物的尺寸。

可选地，所述传感器单元包括重量传感器，所述重量传感器用于对待运输的货物进行称重，以得到货物的重量参数信号。

可选地，所述传感器单元包括超声波传感器，所述超声波传感器设置在所述转运平台上，以获取所述转运平台与所述存货区的货物之间的距离参数信号。

可选地，所述转运平台设有多个，多个所述转运平台沿所述转运本体的长度方向间隔布置。

可选地，所述顶升机构设有多个，多个所述顶升机构一一对应地设置在多个所述转运平台上，以分别实现对应所述转运平台相对所述转运本体的升降。

可选地，所述传感器单元还包括到位限位开关，所述到位限位开关设置在所述转运平台上，该到位限位开关用于检测所述转运平台相对所述转运本体升降的位置。

可选地，所述到位限位开关包括上升到位限位开关和下降到位限位开关，所述上升到位限位开关用于检测所述转运平台相对所述转运本体顶升的位置，所述下降到位限位开关用于检测所述转运平台相对所述转运本体下降的位置。

可选地，所述转运平台设有两个，且分别为前平台和后平台；所述上升到位限位开关包括设置在所述前平台上的前平台上升到位限位开关和设置在所述后平台上的后平台上升到位限位开关，所述下降到位限位开关包括设置在所述前平台上的前平台下降到位限位开关和设置在所述后平台上的后平台下降到位限位开关。

可选地，所述转运机构为自动驾驶车辆。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：

本发明的自动转运控制系统中，运用带有顶升功能的转运单元，在将集装箱运达目的地后，通过顶升机构，可以临时将集装箱放在缓冲支架上，而无需等待堆场区轨道吊或桥吊对集装箱的抓取，可以有效地缩短工作时间，提高自动化码头的工作效率。该自动转运控制系统能够广泛地应用在码头作业中，以提高整个港口运输的效率，减小港口的运营成本，增加整体业务收入。

附图说明

图1是本发明自动转动控制系统一实施例的控制流程图；

图2是图1所示的自动转运控制系统中转运机构的示意图；

图3是图1所示的自动转运控制系统中转运机构另一示意图；

图4是图1所示的自动转运控制系统中顶升机构作业流程图；

图5是图1所示的自动转运控制系统取箱作业流程图；

图6是图1所示的自动转运控制系统送箱作业流程图。

附图标记说明如下：100、自动转运控制系统；10、传感器单元；20、转运单元；21、转运机构；211、转运平台；2111、前平台；2112、后平台；22、顶升机构；212、转运本体；30、控制单元；200、集装箱。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参阅图1，本申请一实施例提供了一种应用于港口的自动转运控制系统100，其能够有效地提高自动化码头整体的工作效率。在本实施例中，自动转运控制系统100包括传感器单元10、转运单元20以及控制单元30。

具体地，传感器单元10用于获取待运输货物的参数信号。转运单元20包括转运机构21和顶升机构22，转运机构21用于货物的转运。该转运机构21包括转运本体212和可升降地设置在转运本体212上的转运平台211，转运平台211用于承载货物。顶升机构22连接在转运平台211和转运本体212之间，用于实现转运平台211相对转运本体212的升降，以将转运平台211上的货物转运至存货区。

控制单元30与转运单元20通信连接，该控制单元30用于接收传感器单元10发出的参数信号，以根据参数信号控制转运单元20，从而使顶升机构22和转运机构21分别进行升降货物和转运货物的动作。

本实施例的自动转运控制系统100能够适用于港口的运输作业，其转运的货物主要为集装箱200。该自动转运控制系统100在实际作业过程中，通过带有顶升功能的转运单元20将集装箱200运送至目的地后，再通过转运单元20的顶升机构22将集装箱200放置在存货区的缓冲支架上。

通过自动转运控制单元30实现集装箱200的转运，可以省去堆场区轨道吊或桥吊抓取集装箱200的作业步骤，能够有效地缩短转运作业的时间，从而有效地提高自动化码头的作业效率。

进一步地，本实施例的转运单元20是整个自动转运控制系统100的执行单元，其在控制单元30的操控下，能够实现集装箱200的取放和转运。

转运单元20中，转运机构21用于货物的转运，该转运机构21可以是自动驾驶车辆。自动驾驶车辆的设置能够节省转运作业中的人力成本，减少运输过程中的油耗，并降低货物转运时事故的发生率，提高转运作业的安全性。

本实施例的转运机构21包括转运本体212和设置在转本体上的转运平台211，转运平台211用于集装箱200的承载。顶升机构22连接在转运平台211和转运本体212之间，以使转运平台211能够相对转运本体212升降，从而实现货物的升降，完成集装箱200的取放。

在本实施例中，转运本体212具有行走装置，行走装置能够实现转运机构21在地面上的行走。当转运平台211运载有集装箱200时，转运本体212通过行走装置在地面上运行，可以实现集装箱200在水平方向的移动。

结合能够相对转运本体212升降的转运平台211，集装箱200在水平方向移动的同时，还可以在竖直方向上进行升降。转运本体212和转运平台211的配合，能够将待取货区支架上的集装箱200取到转运平台211上，以完成取箱作业；还可以将转运平台211上的集装箱200放置在存货区的缓冲支架上，以完成放箱作业。

如图2和图3所示，本实施例的转运平台211设有两个，分别为前平台2111和后平台2112，前平台2111和后平台2112在转运本体212的长度方向上间隔设置。在本实施例中，前平台2111和后平台2112的承载能力与20尺箱相适配，即二者能够转运20尺箱。前平台2111和后平台2112均连接一顶升机构22，以使前平台2111和后平台2112均能够相对转运本体212升降。

在待取货区的支架上和存货区的缓冲支架上，集装箱200均呈前后顺序排列。其中，前平台2111用于取前20尺箱或送前20尺箱，后平台2112主要用于取后20尺箱或送后20尺箱。当转运双20尺，40尺箱和25尺箱时，则前平台2111和后平台2112同时顶升，共同承载即可完成相应大小集装箱200的取放作业流程。

此外，转运平台211还可以设置为多个，多个转运平台211在转运本台上间隔布置。相应地，顶升机构22也设有多个，多个顶升机构22一一对应地设置在多个转运平台211上，以分别实现对应转运平台211相对转运本体212的升降。

多个转运平台211的设置能够提高转运单元20的运载能力，使转运单元20能够适合转运多种箱型的集装箱200，同时转运集装箱200的数量也有所增加，可以有效地提高自动转运控制系统100的转运效率。

进一步地，参阅图1至图3，本实施例的传感器单元10包括尺寸检测传感器。该尺寸检测传感器用于检测待运输集装箱200的规格，以确认该集装箱200的尺寸，得到尺寸参数信号，从而分辨集装箱200属于何种规格，是20尺、40尺或45尺等其他尺寸。

通过尺寸检测传感器对待运输集装箱200尺寸大小的确认，可以在转运作业开始前了解待运输集装箱200的箱型情况，以在转运作业中准确地进行取箱动作和放箱动作，保证转运作业顺利进行。

在本实施例中，传感器单元10还包括重量传感器。该重量传感器用于对待运输的集装箱200进行称重，以得到集装箱200的重量参数信号。

获取集装箱200的重量参数信号之后，可以在转运作业之前对待运输集装箱200的重量进行相应地预判，从而根据待转运集装箱200的重量，适应性地调整转运单元20中转运本体212运行的速度，确保集装箱200转运平稳地进行。

本实施例的传感器单元10还包括到位限位开关，到位限位开关设置在转运平台211上，以用于检测转运平台211相对转运本体212的升降位置。

其中，到位限位开关包括上升到位限位开关和下降到位限位开关，上升到位限位开关用于检测转运平台211相对转运本体212顶升的位置，下降到位限位开关用于检测转运平台211相对转运本体212下降的位置。

在本实施例中，上升到位限位开关分为设置在前平台2111上的前平台上升到位限位开关和设置在后平台2112上的后平台上升到位限位开关。下降到位限位开关分为设置在前平台2111上的前平台下降到位限位开关和设置在后平台2112上的后平台下降到位限位开关。

具体地，前平台上升到位限位开关和前平台下降到位限位开关分别检测前平台2111是否顶升到位或下降到位，从而判断前平台2111取箱动作和放箱动作是否完成。后平台上升到位限位开关和后平台下降到位限位开关分别检测后平台2112是否顶升到位或下降到位，从而判断后平台2112取箱动作和放箱动作是否完成。

此外，本实施例的传感器单元10还包括超声波传感器。超声波传感器设置在转运平台211上，以获取转运平台211与支架上集装箱200之间的距离参数信号。通过距离信息，可以使转运单元20提前做出安全反应，避免顶升转运过程中碰撞事故的发生，保证运输过程的安全性。

进一步地，在本实施例的自动转运控制系统100中，控制单元30是根据传感器单元10传送的参数信号，以判断且控制转运单元20是否且如何进行顶升和转运作业的逻辑单元。

参阅图1和图4，自动驾驶车辆中设有工控机，该工控机具有远程调度系统。控制单元30从远程调度系统接受控制命令，然后综合传感器单元10检测的参数信号，在符合业务逻辑和功能安全的情况下，做出合理的决策，并把最终的决策结果发送给转运单元20，并作用于顶升机构22。

控制单元30与转运单元20通信连接，该控制单元30用于接收传感器单元10发出的尺寸参数信号和重量参数信号，判断待转运集装箱200的型号和重量，并根据信号信息控制转动单元，以使顶升机构22进行顶升和转运货物的动作。

本实施例的自动转运控制系统100主要用于自动驾驶车辆和堆场交互区域。在堆场交互区域，集装箱200运输的作业分为取箱流程和送箱流程。

如图5所示，作为转运机构21的自动驾驶车辆去堆场取集装箱200的作业流程包括：

第一步，控制单元30从远程调度系统中获取堆场支架的集装箱200类型和集装箱200在支架上的放置位置；

第二步，控制单元30获取自动驾驶车辆进入堆场支架时的运行方向；

第三步，根据集装箱200在支架上的放置位置和自动驾驶车辆运行方向，控制单元30判断车辆需要动作的转运平台211；

第四步，转运平台211完成顶升动作后，自动驾驶车辆行驶离开支架区；

第五步：转运平台211下降至合适位置，自动驾驶车辆完成整个顶升取箱控制流程。

对于本实施例的自动转运控制系统100，在取箱流程的前三步中，集装箱200放置在支架的前部，且自动驾驶车辆的车头朝前进入支架时，控制单元30判断确认转运单元20的前平台2111顶升；若集装箱200位于支架前部，但自动驾驶车辆的车头朝其他方向进入支架时，控制单元30判断确认转运单元20的后平台2112顶升。

若控制单元30由远程调度系统获取的信息为集装箱200置于支架后部，且自动驾驶车辆的车头朝前进入支架时，控制单元30判断确认转运单元20的后平台2112顶升；若控制单元30由远程调度系统获取的信息为集装箱200置于支架后部，且自动驾驶车辆的车头朝其他方向进入支架时，控制单元30判断确认转运单元20的前平台2111顶升；若控制单元30由远程调度系统获取的信息为集装箱200置于支架中间，则无论自动驾驶车辆进入车架的方向，控制单元30均判断确认前平台2111和后平台2112，即双平台顶升。

在取箱流程的第四步和第五步中，控制单元30结合顶升机构22控制相应前平台2111和/或后平台2112顶升后，可通过上升到位限位开关判断相应转运平台211是否顶升到位。当自动驾驶车辆驶离车架，转运平台211相应下降时，可通过下降到位限位开关判断转运平台211是否下降到位。

进一步地，参阅图6，取箱动作完成后，自动驾驶车辆承载集装箱200而将集装箱200转运至存货区的堆场支架上，送箱流程作业包括：

第一步，控制单元30由传感器单元10获取在自动驾驶车辆运载的集装箱200型号；

第二步，根据集集装箱200型号，控制单元30判断自动驾驶车辆需要动作的转运平台211；

第三步，完成顶升动作后，控制单元30接收信号而控制自动驾驶车辆行驶，进入支架区；

第四步，控制单元30控制对应的转运平台211落下，使集装箱200放置在支架上，完成整个送箱控制流程。

对于本实施例的自动转运控制系统100，在送箱流程的第一步和第二步中，当传感器单元10判断承载集装箱200为前20尺时，则控制单元30控制前平台2111顶升；传感器单元10判断承载集装箱200为后20尺时，则控制单元30控制后平台2112顶升；传感器单元10判断承载集装箱200为双20尺、40尺或45尺时，则控制单元30控制前平台2111和后平台2112，即双平台顶升。

在送箱流程的第三步和第四步中，控制单元30结合顶升机构22控制相应前平台2111和/或后平台2112顶升后，可通过上升到位限位开关判断相应转运平台211是否顶升到位。当自动驾驶车辆转运平台211相应下降而进行放箱动作时，可通过下降到位限位开关判断转运平台211是否下降到位。

综上，本实施例的自动转运控制系统运用于带有顶升功能的转运单元，在将集装箱运达目的地后，通过顶升机构，可以临时将集装箱放在缓冲支架上，而无需等待堆场区轨道吊或桥吊对集装箱的抓取，可以有效地缩短工作时间，提高自动化码头的工作效率。该自动转运控制系统能够广泛地应用在码头作业中，以提高整个港口运输的效率，减小港口的运营成本，增加整体业务收入。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种自动转运控制系统，其特征在于，包括：

传感器单元，用于获取待运输货物的参数信号；

转运单元，包括转运机构和顶升机构；所述转运机构用于货物的转运，该转运机构包括转运本体和可升降地设置在所述转运本体上的转运平台，所述转运平台用于承载货物；所述顶升机构连接在所述转运平台和所述转运本体之间，以使该转运平台相对所述转运本体的升降，从而将所述转运平台上的货物转运至存货区；

控制单元，与所述转运单元通信连接，该控制单元用于接收所述传感器单元发出的参数信号，以根据所述参数信号控制该转运单元，从而使所述顶升机构和所述转运机构分别进行升降货物和转运货物的动作。

2.根据权利要求1所述的自动转运控制系统，其特征在于，所述传感器单元包括尺寸检测传感器，所述尺寸检测传感器用于检测待运输的货物的尺寸。

3.根据权利要求1所述的自动转运控制系统，其特征在于，所述传感器单元包括重量传感器，所述重量传感器用于对待运输的货物进行称重，以得到货物的重量参数信号。

4.根据权利要求1所述的自动转运控制系统，其特征在于，所述传感器单元包括超声波传感器，所述超声波传感器设置在所述转运平台上，以获取所述转运平台与所述存货区的货物之间的距离参数信号。

5.根据权利要求1所述的自动转运控制系统，其特征在于，所述转运平台设有多个，多个所述转运平台沿所述转运本体的长度方向间隔布置。

6.根据权利要求5所述的自动转运控制系统，其特征在于，所述顶升机构设有多个，多个所述顶升机构一一对应地设置在多个所述转运平台上，以分别实现对应所述转运平台相对所述转运本体的升降。

7.根据权利要求1所述的自动转运控制系统，其特征在于，所述传感器单元还包括到位限位开关，所述到位限位开关设置在所述转运平台上，该到位限位开关用于检测所述转运平台相对所述转运本体升降的位置。

8.根据权利要求7所述的自动转运控制系统，其特征在于，所述到位限位开关包括上升到位限位开关和下降到位限位开关，所述上升到位限位开关用于检测所述转运平台相对所述转运本体顶升的位置，所述下降到位限位开关用于检测所述转运平台相对所述转运本体下降的位置。

9.根据权利要求8所述的自动转运控制系统，其特征在于，所述转运平台设有两个，且分别为前平台和后平台；所述上升到位限位开关包括设置在所述前平台上的前平台上升到位限位开关和设置在所述后平台上的后平台上升到位限位开关，所述下降到位限位开关包括设置在所述前平台上的前平台下降到位限位开关和设置在所述后平台上的后平台下降到位限位开关。

10.根据权利要求1所述的自动转运控制系统，其特征在于，所述转运机构为自动驾驶车辆。

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