CN111217044A - 用于集装箱的自动装料系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于集装箱的自动装料系统及其工作方法，所述集装箱具有顶盖及箱体，所述自动装料系统包括机架、顶盖开闭装置及进料装置；所述顶盖开闭装置包括揭盖机构、用以驱使所述揭盖机构水平移动的水平驱动机构、用以驱使所述揭盖机构升降移动的垂直驱动机构以及安装在所述机架和/或揭盖机构上的定位检测机构，所述定位检测机构用以实时检测前述集装箱的顶盖位置。本发明自动装料系统能够实现顶盖位置的实时检测，提高对位精度，更好地保证顶盖顺利开启与关闭，避免异常撞击造成的损失；配合进料装置，所述自动装料系统能够实现硬开顶集装箱的自动化高效装载，提升作业效率。

Description

用于集装箱的自动装料系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及装卸机械设备领域，特别涉及一种用于集装箱的自动装料系统及其工作方法。

背景技术

现代海陆输运体系中，缘于运输成本、效率及环境卫生等方面的优势，硬开顶集装箱现已越来越多地运用于矿粉、煤炭等干散货的输运。一般地，前述硬开顶集装箱具有箱体及可移除的顶盖，并在箱体与顶盖间设置连接锁具。物料装卸过程中，首先需要打开顶盖与箱体的连接锁具，再将顶盖移除，并在完成装卸操作后重新移动并关闭顶盖。

传统操作方式多采用人工开启前述连接锁具，继而操作叉车或吊机将顶盖移开再进行装料，该操作过程效率较低，过程繁琐，作业空间要求较高。业内现已公开有硬开顶集装箱的自动揭盖与翻转卸料技术，通过揭盖机构打开顶盖，再控制固定在翻转装置上的箱体进行翻转卸料。此类方案需要将集装箱固定在既定位置，相应的揭盖机构定位要求较低，因而较难应用于需要准确对位的工作场合；除此，现有揭盖机构及自动装料系统的结构及工作方式亦需进一步的优化于改进。

鉴于此，有必要提供一种新的用于集装箱的自动装料系统及其工作方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于集装箱的自动装料系统及其工作方法，能够提高对位精度，确保相应集装箱顶盖的顺利打开与关闭，避免异常撞击，便于实现自动化高效装载，提升作业效率。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于集装箱的自动装料系统，所述集装箱具有顶盖及箱体，所述自动装料系统包括机架、顶盖开闭装置及进料装置；所述顶盖开闭装置包括揭盖机构、用以驱使所述揭盖机构水平移动的水平驱动机构、用以驱使所述揭盖机构升降移动的垂直驱动机构以及安装在所述机架和/或揭盖机构上的定位检测机构，所述定位检测机构用以实时检测前述集装箱的顶盖位置。

作为本发明的进一步改进，所述揭盖机构包括至少一组相对设置的导引件，同一组所述导引件的间距与前述顶盖的宽度相匹配。

作为本发明的进一步改进，所述导引件设置为滚轮。

作为本发明的进一步改进，所述定位检测机构包括物理检测机构、图像检测机构、光电检测机构中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述揭盖机构包括沿第一方向水平设置的纵梁、固定在所述纵梁上的横梁及位于所述横梁末端的机械手，所述导引件设置在所述机械手的旁侧。

作为本发明的进一步改进，所述机械手包括抵压件、抓钩及连接至所述抓钩的驱动件，所述抵压件随所述横梁一并上下移动；所述驱动件可驱使所述抓钩沿所述第一方向翻转。

作为本发明的进一步改进，所述顶盖开闭装置还包括连接至所述揭盖机构并用以驱使所述揭盖机构沿竖直方向旋转的回转驱动机构。

作为本发明的进一步改进，所述顶盖开闭装置还包括沿水平方向延伸设置的支撑梁，所述揭盖机构与支撑梁之间还设有导向机构。

作为本发明的进一步改进，导向机构包括沿竖直方向固定在所述揭盖机构上方的导向柱及套设于所述导向柱且与所述支撑梁相固定的套筒；所述导向柱与套筒间隙设置，所述导向机构还包括若干安装于所述套筒且朝内抵压在所述导向柱上的导向轮。

本发明还提供一种如前所述的自动装料系统的工作方法，所述自动装料系统还包括控制装置，所述工作方法主要包括：

将待装料的集装箱移动至所述顶盖开闭装置下方；

控制所述水平驱动机构驱使所述揭盖机构移动至前述集装箱的上方，定位检测，再通过所述垂直驱动机构驱使所述揭盖机构下降，抓取前述顶盖；

控制垂直驱动机构向上提拉揭盖机构，以使得所述顶盖向上脱离箱体，再通过水平驱动机构将顶盖移动至所述箱体的旁侧；

控制进料装置自箱体顶部开口将物料送入所述箱体内部；

控制顶盖开闭装置将顶盖移动并盖设在箱体上，再控制揭盖机构与所述顶盖相分离，完成自动装料。

本发明的有益效果是：采用本发明自动装料系统，通过定位检测机构能够实现顶盖位置的实时检测，提高的对位精度，更好地保证顶盖顺利开启与关闭，亦可避免所述揭盖机构与顶盖的异常撞击；相应的自动装料系统便于实现硬开顶集装箱的自动化高效装载，提升作业效率。

附图说明

图1为本发明自动装料系统的平面工作状态示意图；

图2为本发明自动装料系统部分结构的平面示意图；

图3为图2中自动装料系统部分结构另一角度的平面示意图；

图4为图3中A区域的局部放大图；

图5为本发明自动装料系统的工作方法的主要流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参图1所示，本发明提供的自动装料系统100用于实现集装箱200的自动装料。所述自动装料系统100包括机架1、顶盖开闭装置2及进料装置(未图示)；所述集装箱200为硬开顶集装箱，所述硬开顶集装箱具有相适配的顶盖201及箱体202。

所述机架1形成有装料工位，前述集装箱200可沿第一方向进入或退出该装料工位。所述顶盖开闭装置2包括揭盖机构21及用以承载该揭盖机构21的支撑梁22，所述支撑梁22架设在所述机架1上，所述支撑梁22可沿所述机架1水平移动；所述揭盖机构21沿竖直方向可活动安装于所述支撑梁22的下方。所述进料装置包括物料传输机构，且该物料传输机构具有设置在所述机架1的装料工位处的进料口。当然，所述进料装置还可以设置与所述物料传输机构相配合的物料检测机构，以有效控制集装箱200的装载量，所述物料检测机构可直接检测前述集装箱200的装载重量，抑或者藉由物料流量转化为相应的集装箱200的装载重量。

所述的机架1的底部设有滑轮11，以使得所述机架1与顶盖开闭装置2可进行位置调整与移动，方便与其它输运、起吊及进料等器械设备配合使用。所述机架1亦可固定设置在既定场地，确保作业稳定性。

结合图2至图4所示，所述揭盖机构21包括至少一组相对设置的导引件211，同一组所述导引件211的间距与前述顶盖201的宽度相匹配。所述顶盖201与箱体202之间还设有连接锁具203。所述揭盖机构21下降至与顶盖201相接触时，所述揭盖机构21可在所述导引件211的作用下沿竖直方向实现小幅度偏转，进而使得所述揭盖机构21与顶盖201的位置上下对位更为精确，确保揭盖机构21能够顺利打开连接锁具203并成功抓取相应的顶盖201。的本实施例中，所述揭盖机构21还包括沿所述第一方向水平设置的纵梁212、固定在所述纵梁212上的横梁213及位于所述横梁213末端的机械手214，所述导引件211同样设置在所述横梁213的末端且位于所述机械手214的旁侧。此处，所述导引件211设置为滚轮，所述滚轮可采用金属、硬质塑料等制成。

所述机械手214包括抵压件2141、抓钩2142及连接至所述抓钩2142的驱动件2143，所述抵压件2141随所述横梁213一并上下移动；所述驱动件2143可驱使所述抓钩2142沿所述第一方向翻转，以实现前述顶盖201的抓取或松开。

所述顶盖开闭装置2还包括用以驱使所述揭盖机构21水平移动的水平驱动机构及用以驱使所述揭盖机构21升降移动的垂直驱动机构24。为便于揭盖机构21的位置调整与移动，所述支撑梁22包括沿第一方向延伸设置的第一支撑梁221及与第一支撑梁221垂直设置的第二支撑梁222；所述水平驱动机构包括用以驱使第一支撑梁221移动的第一驱动源231及用以驱使所述第二支撑梁222的第二驱动源232。藉此，通过所述第一驱动源231与第二驱动源232协同工作，可将所述揭盖机构21移动至相应的顶盖201的正上方。

所述顶盖开闭装置2还包括安装在所述机架1和/或揭盖机构21上的定位检测机构、连接至所述揭盖机构21的回转驱动机构26。所述定位检测机构包括物理检测机构、图像检测机构、光电检测机构中的任一种，亦可采用上述两种或三种检测机构共同使用，以进行相应的集装箱200与顶盖201的位置检测。此处，所述定位检测机构包括设置在所述第一支撑梁221两端的光电检测机构251及设置在所述揭盖机构21下方的物理检测机构252，所述光电检测机构251的检测位置为所述集装箱200的角件和/或角柱；所述物理检测机构252与前述顶盖201接触的部分采用橡胶等软性材质。所述回转驱动机构26可驱使所述揭盖机构21沿竖直方向旋转，以实现所述揭盖机构21与顶盖201的相对角度位置调节。

所述顶盖开闭装置2还包括设置在所述揭盖机构21与第一支撑梁221或第二支撑梁222之间的导向机构。所述导向机构包括沿竖直方向固定在所述揭盖机构21上方的导向柱215及套设于所述导向柱215且与所述第一支撑梁221或第二支撑梁222相固定的套筒223；所述导向柱215与套筒223间隙设置，所述导向机构还包括若干安装于所述套筒223且朝内抵压在所述导向柱215上的导向轮224。

在本发明的其它实施方式中，所述自动装料系统100还包括设置于装料工位的辅助定位机构(未图示)，所述辅助定位机构可通过地面标记线、视频监控、光电感应等方式实现集装箱200的定位，减小所述揭盖机构21的工作行程与定位需求。

所述自动装料系统100还包括控制装置，如图5所示，本发明还提供一种前述自动装料系统100的工作方法，包括：

将待装料的集装箱200移动至所述顶盖开闭装置2下方的装料工位；

控制所述水平驱动机构驱使所述揭盖机构21移动至前述集装箱200的上方并进行对位，其中，前述对位步骤具体包括在所述揭盖机构21水平移动过程中通过所述定位检测机构进行定位，并控制所述回转驱动机构26驱使所述揭盖机构21进行角度调节，以使得所述揭盖机构21位于所述顶盖201的正上方；

控制所述垂直驱动机构24驱使所述揭盖机构21下降，所述导引件211与顶盖201接触配合，使得所述揭盖机构21保持位置稳定，并可驱使所述揭盖机构21产生可能的小幅度角度偏转校准，继而所述机械手214的抵压件2141顶压打开所述连接锁具203，再控制所述驱动件2143驱使所述抓钩2142翻转抓取前述顶盖201；

控制垂直驱动机构24向上提拉揭盖机构21，以使得所述顶盖201向上脱离箱体202，再通过水平驱动机构将顶盖201移动至所述箱体202的旁侧；

控制进料装置自箱体202顶部开口将物料送入所述箱体202内部，装料过程中可通过物料检测机构测得相应集装箱200的装载重量；

控制顶盖开闭装置2将顶盖201重新移动并盖设在箱体202上，再控制揭盖机构21与所述顶盖201相分离，所述连接锁具203在自身重力或相应的弹性元件作用下，向下翻转实现顶盖201与箱体202的锁定，再将集装箱200转移出装料工位，完成自动装料。

综上所述，采用本发明自动装料系统100及其工作方法，通过所述导引件211与相应的集装箱200的顶盖201抵压配合，可使得揭盖机构21与顶盖201接触时位置更为精确，并通过导引件211驱使所述揭盖机构21沿竖直方向进行小幅度的角度偏转，以提高所述揭盖机构21与顶盖201的对位精度，更好地保证顶盖201顺利开启与关闭，亦可避免所述揭盖机构21与顶盖201或连接锁具203的异常撞击；所述自动装料系统100便于实现硬开顶集装箱的自动化高效装载，提升作业效率。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于集装箱的自动装料系统，所述集装箱具有顶盖及箱体，所述自动装料系统包括机架、顶盖开闭装置及进料装置，其特征在于：所述顶盖开闭装置包括揭盖机构、用以驱使所述揭盖机构水平移动的水平驱动机构、用以驱使所述揭盖机构升降移动的垂直驱动机构以及安装在所述机架和/或揭盖机构上的定位检测机构，所述定位检测机构用以实时检测前述集装箱的顶盖位置。

2.根据权利要求1所述的自动装料系统，其特征在于：所述揭盖机构包括至少一组相对设置的导引件，同一组所述导引件的间距与前述顶盖的宽度相匹配。

3.根据权利要求2所述的自动装料系统，其特征在于：所述导引件设置为滚轮。

4.根据权利要求1所述的自动装料系统，其特征在于：所述定位检测机构包括物理检测机构、图像检测机构、光电检测机构中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的自动装料系统，其特征在于：所述揭盖机构包括沿第一方向水平设置的纵梁、固定在所述纵梁上的横梁及位于所述横梁末端的机械手，所述导引件设置在所述机械手的旁侧。

6.根据权利要求5所述的自动装料系统，其特征在于：所述机械手包括抵压件、抓钩及连接至所述抓钩的驱动件，所述抵压件随所述横梁一并上下移动；所述驱动件可驱使所述抓钩沿所述第一方向翻转。

7.根据权利要求1所述的自动装料系统，其特征在于：所述顶盖开闭装置还包括连接至所述揭盖机构并用以驱使所述揭盖机构沿竖直方向旋转的回转驱动机构。

8.根据权利要求1所述的自动装料系统，其特征在于：所述顶盖开闭装置还包括沿水平方向延伸设置的支撑梁，所述揭盖机构与支撑梁之间还设有导向机构。

9.根据权利要求8所述的自动装料系统，其特征在于：导向机构包括沿竖直方向固定在所述揭盖机构上方的导向柱及套设于所述导向柱且与所述支撑梁相固定的套筒；所述导向柱与套筒间隙设置，所述导向机构还包括若干安装于所述套筒且朝内抵压在所述导向柱上的导向轮。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的自动装料系统的工作方法，所述自动装料系统还包括控制装置，其特征在于：

将待装料的集装箱移动至所述顶盖开闭装置下方；

控制所述水平驱动机构驱使所述揭盖机构移动至前述集装箱的上方，定位检测，再通过所述垂直驱动机构驱使所述揭盖机构下降，抓取前述顶盖；

控制垂直驱动机构向上提拉揭盖机构，以使得所述顶盖向上脱离箱体，再通过水平驱动机构将顶盖移动至所述箱体的旁侧；

控制进料装置自箱体顶部开口将物料送入所述箱体内部；

控制顶盖开闭装置将顶盖移动并盖设在箱体上，再控制揭盖机构与所述顶盖相分离，完成自动装料。

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