CN111497968A - 一种智能车间的条筒高效运输装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能车间的条筒高效运输装置和方法，装置包括前车头、后车头和连接前车头与后车头的伸缩连结装置；前车头和后车头中的一个为主动车头，另一个为从动车头，或者二者都为主动车头；主动车头由动力传动系统、车轮和支架构成；从动车头由车轮和支架构成；前车头前端和/或后车头后端安装有启封装置；方法为：首先控制前进方向的前端开启、伸缩连结装置伸缩、主动车头运动，使得装置完全覆盖条筒，然后控制前进方向的后端封闭以及主动车头运动，直到到达指定位置，最后控制封闭端开启以及主动车头运动，直到条筒完全暴露在外。本发明的装置结构简单，能够灵活、快速地批量转移条筒，方法效率较高。

Description

一种智能车间的条筒高效运输装置和方法

技术领域

本发明属于运输装置技术领域，涉及一种智能车间的条筒高效运输装置和方法。

背景技术

目前粗纱机长机上纱锭可从上百个多至1008锭。每锭在机后各对应一个条筒。条筒中的熟条通过机后机架上的导条辊将条子输送至机前牵伸装置。当熟条耗尽或品种翻改时，需要对旧条筒进行运输，从备筒取搬运新的满条筒，进行更替。而同时更换如此数量的条筒对车间人力、车间(同时存放空、满条筒)空间及缩短品种翻改时间而言，资源消耗较高。

目前纺纱智能车间已经开始应用AGV智能机器人小车对条筒进行运输，代替人工搬运。远程数据中心控制系统对小车进行控制。当需要更换条筒时，小车接收远程信号后，从指定位置获取并夹持条筒运输至指定生产位置。由于粗纱机后涉及条筒数量太多，而纺纱车间内空间拥挤，且小车成本较高，可同时通纳下的车数量有限，因此，该小车多使用于梳棉机、并条机后条筒的运输；在并条-粗纱工序间不能实现高效运输。

目前的针对于纺纱车间的相关运输方式，主要分为人力运输及自动运输。专利CN201420089778.X公开了一种棉条筒托运车，专利CN201720804033.0公开了新型棉条筒托运车，二者都是利用小车对条筒进行单次多筒运输，然而小车为人力驱动小车，效率较低；且纺纱车间空间拥挤，该小车形态固定，可运输筒数越多小车占地空间越大。上述人力运输小车的运输方式不能适应于目前智能化车间的高效、智能和快速的运输要求。相关的自动运输的专利中，专利CN201710002750.6公开了一种基于AGV的纺纱厂条筒自动运输系统，该专利中，AGV小车对条筒的控制方式为A处吸附，每次搬运数量为1筒，效率低；如使用多小车同时运输，则对车间空间和运输成本带来难题，因此，该运输方式无法满足粗纱机后上百筒空、满筒的高效更换。专利CN201910886627.4公开了一种自动运输棉条筒的传输轨道，其为基于AGV小车的条筒运输装置，该专利中为条筒在既定轨道中传输，对车间环境及规划改动较大，当连续化生产中产生临时品种翻改时，需要排净轨道中已有条筒；且轨道吸附灰尘，不利于清洁；专利CN201721776169.1公开了纺纱车间物流输送牵引机构，其能实现条筒的批量自动运输，然而粗纱机机后位置较为拥挤，条筒间相切紧密排列，该专利中小车的工字型结构不利于小车进入机后空间及条筒的排布，因此对粗纱机后空间匹配度较低；专利CN201310522237.1公开了一种换筒小车双侧导向移动的梳棉机圈条器，该方法作用为梳棉机出条位置处空、满筒的替换，并不具有工序间运输的作用。综上，目前的自动运输方式中较为灵活的单筒运输方式不能满足并条-粗纱工序间数百条筒的运输要求；以轨道形式的批量运输方式则在维护和品种翻改过程中灵活性较差；框架类的输送机构虽可实现条筒的批量自动运输，但实际与粗纱机后拥挤的条筒紧密排列方式匹配性低，在并条-粗纱工序间，其在实际操作中不具有可行性。因此，本发明中提出了满足并条-粗纱工序间大批量条筒要求下的高效自动运输方式。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种能够对条筒进行批量运输的运输装置和方法，该运输装置和方法能将条筒从备筒区批量运输至粗纱机后以及将粗纱机后空筒进行批量转移，且能够根据备筒区实际储备筒的数量进行大小调节，实现灵活、快速地搬运条筒，显著缩短粗纱品种翻改所需时间，提高纺纱车间运输效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种智能车间的条筒高效运输装置，包括前车头、后车头和连接前车头与后车头的伸缩连结装置；

当伸缩连结装置伸缩到位后形成刚性定位时，前车头和后车头中的一个为主动车头，另一个为从动车头，或者二者都为主动车头；当伸缩连结装置伸缩到位后形成柔性定位时，前车头和后车头都为主动车头；伸缩连结装置使车长能够随需求伸缩，满足机动的条筒运输数量要求，并且收缩状态时仅占用车间有限空间；

所述主动车头由动力传动系统、车轮和支架构成；所述车轮有2组，每组至少有2个；所述支架至少包括分列两边的有一定间距的连接件，一定间距是指420～2800mm，其适应的条筒直径范围为420～1000mm，其间距也可自动调节以适应不同实际需求；所述支架下方安装所述车轮，即每边的连接件的下端安装1组车轮；所述支架上方安装所述动力传动系统，所述动力传动系统与每组车轮的至少一个车轮通过传动副连接；动力传动系统受控于控制中心的命令，使运输装置能够自动按照规划路径运动及批量搬运条筒，有效减少纺纱车间人力需求、缩短粗纱机换桶周期；

所述从动车头由车轮和支架构成；所述车轮有2组，每组至少有2个；所述支架至少包括分列两边的有一定间距的连接件，一定间距是指420～2800mm，其适应的条筒直径范围为420～1000mm，其间距也可自动调节以适应不同实际需求；所述支架下方安装所述车轮，即每边的连接件的下端安装1组车轮；

所述前车头前端和/或所述后车头后端安装有启封装置(只要智能车间的条筒高效运输装置的前进方向的后端有启封装置就能保证正常运转)，前车头前端为前车头远离后车头的一端，后车头后端为后车头远离前车头的一端；两个车头头端的启封装置根据远程命令单向或双向开启使运输装置能在粗纱机后条筒紧密排列区域形成贯通结构，自由移动至目标位置；两个车头头端的启封装置根据远程命令产生单向或双向封闭，使运输装置具有根据指令定向控制选定位置条筒迁移的能力。

作为优选的方案：

如上所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，所述伸缩连结装置由两块通过铰链连接的直板组成；

或者所述伸缩连结装置由柔性链条、发条弹簧和柔性链存储器组成，柔性链条的一端固定在前车头上，另一端通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器中，柔性链存储器固定在后车头上，或者，柔性链条的一端固定在后车头上，另一端通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器中，柔性链存储器固定在前车头上。

如上所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，所述分列两边的有一定间距的连接件的上端通过横梁或横板连接；所述分列两边的有一定间距的连接件为两个开口向下的匚形架或两块立板。

如上所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，所述传动副由第一齿轮、链条和第二齿轮组成；第一齿轮与第二齿轮通过链条连接；第二齿轮的回转轴与车轮连接。

如上所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，所述动力传动系统由第一控制中心、行进电机和差动机构组成；第一控制中心用于接收远程数据信号(激光、雷达等信号)或遥控信号，规划行进路径，规定行进速度，控制行进电机运动，并通过深度相机对周围环境进行图像采集和深度学习，进行自动规避随机障碍、条筒识别和路径自学习；行进电机与差动机构连接；差动机构与第一齿轮连接；具体地，行进电机带动第一齿轮回转，第一齿轮通过链条带动第二齿轮回转，第二齿轮带动车轮转动，差动机构用于实现车轮转向。

如上所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，所述启封装置由柔性链存储器、柔性链扣、柔性链条、牵引杆以及安装在支架上方的牵引杆动力传动系统组成；

柔性链存储器和柔性链扣分别固定在所述分列两边的有一定间距的连接件的中部，二者位于同一水平面上，且高度小于条筒的高度；

柔性链扣为龙虾钳结构；

柔性链条通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器中，在牵引杆带动柔性链条头端运动至柔性链存储器一侧时，发条弹簧产生恢复趋势，柔性链条能被整齐收纳在柔性链存储器内；

牵引杆动力传动系统由第二控制中心、皮带电机、皮带驱动轮、皮带轮组R、皮带轮组L、皮带和牵引杆扣组成；

第二控制中心用于接收远程数据信号或遥控信号，驱动皮带电机工作；皮带电机与皮带驱动轮连接；皮带驱动轮、皮带轮组R和皮带轮组L呈三点分布；皮带套在皮带驱动轮、皮带轮组R和皮带轮组L上；牵引杆扣固定在皮带上；

牵引杆的一端与柔性链条固定连接，另一端与牵引杆扣固定连接；

具体控制过程为：在牵引杆动力传动系统中，第二控制中心接收远程数据信号或遥控信号，使皮带电机控制皮带驱动轮正向或反向回转，与皮带轮组R及皮带轮组L组合，进而使皮带可双向运动，当牵引杆扣随皮带回转运动至皮带轮组R时，柔性链条在牵引杆带动下伸出柔性链存储器外的长度最短，此时前车头前端或后车头后端开启；当牵引杆扣随皮带回转运动至皮带轮组L位置时，牵引杆带动下，柔性链条伸出柔性链存储器外的长度最长，柔性链在牵引杆作用下运动并一端固定至柔性链扣一侧所在位置，柔性链扣为能够自动控制弹簧的龙虾扣结构，且在此时呈开启状态，牵引杆进入口内后柔性链扣闭合，以分担皮带部分固定牵引杆的作用力，此时前车头前端或后车头后端封闭。

如上所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，第一控制中心与第二控制中心为同一控制中心。

如上所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，牵引杆与柔性链条的连接结构为：牵引杆的端头弯曲成钩并插入柔性链条的端头的半圆环内，以保证牵引杆对柔性链条的稳定牵引，实现牵引柔性链条在柔性链存储器和柔性链扣之间运动；牵引杆与牵引杆扣通过多边形互嵌咬合的方式固定连接，使两者可随皮带同步运动。

采用如上所述的一种智能车间的条筒高效运输装置的一种智能车间的条筒高效运输方法，首先控制智能车间的条筒高效运输装置前进方向的前端开启、伸缩连结装置伸缩以及主动车头运动，使得智能车间的条筒高效运输装置完全覆盖条筒，条筒底部设有滚轮，具体过程为：控制前车头前端和后车头后端同时开启或仅一端开启后，先控制伸缩连结装置伸缩，再控制前车头和后车头同速同向(即相同的速度相同的方向)行进，直到智能车间的条筒高效运输装置完全覆盖条筒，其中，仅一端开启时，开启端为前进方向的前端；或者，控制前车头前端和后车头后端同时开启或仅一端开启后，先控制前车头和后车头同速同向(即相同的速度相同的方向)行进至部分覆盖条筒，再控制伸缩连结装置伸缩，直到智能车间的条筒高效运输装置完全覆盖条筒，其中，仅一端开启时，开启端为前进方向的前端；

然后控制智能车间的条筒高效运输装置前进方向的后端封闭以及主动车头运动，直到到达指定位置，具体过程为：控制前车头前端和后车头后端同时封闭或仅一端封闭后，控制前车头和后车头同速同向行进，直到到达指定位置，其中，仅一端封闭时，封闭端为前进方向的后端；

最后控制封闭端开启以及主动车头运动，直到条筒完全暴露在外；

其中，伸缩连结装置伸缩的终止条件为：前车头前端与后车头后端之间的距离大于指定搬运条筒数量的条筒沿排列方向的两端之间的最大距离；

当前车头和后车头中的一个为主动车头，另一个为从动车头时，控制伸缩连结装置伸缩是通过控制主动车头行进，从动车头制动实现的；

当前车头和后车头都为主动车头时，控制伸缩连结装置伸缩是通过控制前车头和后车头异速同向(即不同的速度相同的方向)行进实现的。

有益效果：

(1)本发明的智能车间的条筒高效运输装置的结构简单，能够实现粗纱机后条筒的高效运输及摆放；

(2)本发明的智能车间的条筒高效运输装置的车体具有的自动伸缩形式，能够较好地适应纺纱车间的不同空间要求、匹配不同的换筒(数量)任务；

(3)本发明的智能车间的条筒高效运输装置的车体设计，使其能够在粗纱机后方条筒拥挤摆放空间处无阻行进，克服目前有底盘小车在该空间的行进困难问题；

(4)本发明的智能车间的条筒高效运输装置与车间数据中心控制系统配合，能够实现包括运输方向、运输路径等运输信息的准确传输和执行，并对车体的运输条筒数能力(即车长)进行调节，相比目前的运输形式而言，优势显著，能有效降低车间人力需求。

附图说明

图1为智能车间的条筒高效运输装置的立体结构示意图；

图2为智能车间的条筒高效运输装置的三视图(其中，(a)为俯视图，(b)为主视图，(c)为左视图)；

图3为控制及驱动装置的立体结构示意图；

图4为控制及驱动装置的三视图(其中，(a)为俯视图，(b)为主视图，(c)为左视图)；

图5为柔性链扣的分解结构示意图；

图6为柔性链扣打开，牵引杆进入或离开时的状态示意图；

图7为柔性链扣闭合，牵引杆在柔性链扣内部时的状态示意图；

图8为柔性链扣闭合时，牵引杆、柔性链扣和柔性链条的连接结构示意图；

图9为牵引杆与柔性链条的连接结构示意图；

图10为牵引杆与牵引杆口的嵌合方式示意图；

图11为前车头前端和后车头后端开启时智能车间的条筒高效运输装置的结构示意图；

图12为前车头前端和后车头后端封闭时智能车间的条筒高效运输装置的结构示意图；

图13为智能车间的条筒高效运输装置的工作流程图；

其中，1-支架，2-控制及驱动装置，20-电池，21-控制中心，22-行进电机，23-差动机构，24-第一齿轮，25-链条，26-第二齿轮，27-皮带电机，28-皮带驱动轮，29-皮带，200-牵引杆扣，201-皮带轮组R，202-皮带轮组L，3-牵引杆，4-柔性链存储器，5-柔性链扣，500-扣体，501-扣舌体，502-舌体尾部，503-弹簧体，504-扣芯，6-伸缩连结装置，7-牵引槽，8-柔性链条，9-主动轮，10-从动轮，11-深度相机。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

一种智能车间的条筒高效运输装置，包括前车头、后车头和连接前车头与后车头的伸缩连结装置；

当伸缩连结装置伸缩到位后形成刚性定位时，前车头和后车头中的一个为主动车头，另一个为从动车头，或者二者都为主动车头；当伸缩连结装置伸缩到位后形成柔性定位时，前车头和后车头都为主动车头；

伸缩连结装置由两块通过铰链连接的直板组成；或者伸缩连结装置由柔性链条、发条弹簧和柔性链存储器组成，柔性链条的一端固定在前车头上，另一端通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器中，柔性链存储器固定在后车头上，或者，柔性链条的一端固定在后车头上，另一端通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器中，柔性链存储器固定在前车头上；

主动车头由动力传动系统、车轮和支架构成；车轮有2组，每组至少有2个；支架至少包括分列两边的有一定间距的连接件；支架下方安装车轮，即每边的连接件的下端安装1组车轮；支架上方安装动力传动系统，动力传动系统与每组车轮的至少一个车轮通过传动副连接；

传动副由第一齿轮、链条和第二齿轮组成；第一齿轮与第二齿轮通过链条连接；第二齿轮的回转轴与车轮连接；

动力传动系统由第一控制中心、行进电机和差动机构组成；第一控制中心用于接收远程数据信号或遥控信号，规划行进路径，规定行进速度，控制行进电机运动，并通过深度相机对周围环境进行图像采集和深度学习，进行自动规避随机障碍、条筒识别和路径自学习；行进电机与差动机构连接；差动机构与第一齿轮连接；

从动车头由车轮和支架构成；车轮有2组，每组至少有2个；支架至少包括分列两边的有一定间距的连接件；支架下方安装车轮，即每边的连接件的下端安装1组车轮；

分列两边的有一定间距的连接件的上端通过横梁或横板连接；分列两边的有一定间距的连接件为两个开口向下的匚形架或两块立板；

前车头前端和/或后车头后端安装有启封装置；

启封装置由柔性链存储器、柔性链扣、柔性链条、牵引杆以及安装在支架上方的牵引杆动力传动系统组成；

柔性链存储器和柔性链扣分别固定在分列两边的有一定间距的连接件的中部，二者位于同一水平面上，且高度小于条筒的高度；

柔性链扣为龙虾钳结构；

柔性链条通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器中；

牵引杆动力传动系统由第二控制中心、皮带电机、皮带驱动轮、皮带轮组R、皮带轮组L、皮带和牵引杆扣组成；

第二控制中心用于接收远程数据信号或遥控信号，驱动皮带电机工作；皮带电机与皮带驱动轮连接；皮带驱动轮、皮带轮组R和皮带轮组L呈三点分布；皮带套在皮带驱动轮、皮带轮组R和皮带轮组L上；牵引杆扣固定在皮带上；

牵引杆的一端端头弯曲成钩并插入柔性链条的端头的半圆环内与柔性链条固定连接，另一端与牵引杆扣通过多边形互嵌咬合的方式固定连接；

第一控制中心与第二控制中心为同一控制中心。

采用如上所述的一种智能车间的条筒高效运输装置的一种智能车间的条筒高效运输方法，首先控制智能车间的条筒高效运输装置前进方向的前端开启、伸缩连结装置伸缩以及主动车头运动，使得智能车间的条筒高效运输装置完全覆盖条筒，条筒底部设有滚轮；

然后控制智能车间的条筒高效运输装置前进方向的后端封闭以及主动车头运动，直到到达指定位置；

最后控制封闭端开启以及主动车头运动，直到条筒完全暴露在外；

其中，伸缩连结装置伸缩的终止条件为：前车头前端与后车头后端之间的距离大于指定搬运条筒数量的条筒沿排列方向的两端之间的最大距离；

当前车头和后车头中的一个为主动车头，另一个为从动车头时，控制伸缩连结装置伸缩是通过控制主动车头行进，从动车头制动实现的；

当前车头和后车头都为主动车头时，控制伸缩连结装置伸缩是通过控制前车头和后车头异速同向行进实现的。

现结合图对本发明的装置和方法进行具体说明：

一种智能车间的条筒高效运输装置，如图1和图2所示，包括前车头、后车头和连接前车头与后车头的伸缩连结装置6；

伸缩连结装置6由两块通过铰链连接的直板组成；

前车头和后车头都为主动车头；

主动车头由动力传动系统、车轮和支架1构成；

车轮有2组，每组为2个，一个为主动轮9，另一个为从动轮10；

支架1整体呈开口向下的匚形板结构，由两块立板和一块横板组成，两块立板之间的距离大于1150mm；

支架1下方安装车轮，即每块立板的下端安装1组车轮；

支架1上方安装动力传动系统，动力传动系统与每组车轮的主动轮9通过传动副连接；

前车头前端和后车头后端安装有启封装置；

启封装置由柔性链存储器4、柔性链扣5、柔性链条8、牵引杆3以及安装在支架1上方的牵引杆3动力传动系统组成；

柔性链存储器4和柔性链扣5分别固定在两块立板的中部，二者位于同一水平面上，且高度小于条筒的高度；如图5～8所示，柔性链扣5为龙虾钳结构，由扣体500、扣舌体501、舌体尾部502、弹簧体503和扣芯504组成，扣体500、扣舌体501、舌体尾部502和弹簧体503通过扣芯504轴向固定，系统控制掰动或不掰动舌体尾部502实现扣舌体501的开、闭，扣舌体501在弹簧体503作用下与扣体500间产生回复封闭状态的回弹力；

柔性链条8通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器4中；

传动副、动力传动系统和牵引杆3动力系统共同构成控制及驱动装置2，具体如图3和图4所示，控制及驱动装置2中的供电装置为电池20，控制及驱动装置2安装在箱体内，箱体上设有牵引槽7；

传动副由第一齿轮24、链条25和第二齿轮26组成；第一齿轮24与第二齿轮26通过链条25连接；第二齿轮26的回转轴与车轮连接；

动力传动系统由第一控制中心21、行进电机22和差动机构23组成；第一控制中心21用于接收远程数据信号或遥控信号，规划行进路径，规定行进速度，控制行进电机22运动，并通过深度相机11对周围环境进行图像采集和深度学习，进行自动规避随机障碍、条筒识别和路径自学习；行进电机22与差动机构23连接；差动机构23与第一齿轮24连接；

牵引杆3动力传动系统由第二控制中心21、皮带电机27、皮带驱动轮28、皮带轮组R201、皮带轮组L 202、皮带29和牵引杆扣200组成；第二控制中心21用于接收远程数据信号或遥控信号，驱动皮带电机27工作；皮带电机27与皮带驱动轮28连接；皮带驱动轮28、皮带轮组R 201和皮带轮组L 202呈三点分布；皮带29套在皮带驱动轮28、皮带轮组R 201和皮带轮组L 202上；牵引杆扣200固定在皮带29上，且从牵引槽7中穿出；如图9所示，牵引杆3的一端弯曲成钩并插入柔性链条8的端头的半圆环内与柔性链条8固定连接，如图10所示，牵引杆3的另一端与牵引杆扣200通过多边形互嵌咬合的方式固定连接；

第一控制中心21与第二控制中心21为同一控制中心。

一种智能车间的条筒高效运输方法，首先控制图1的智能车间的条筒高效运输装置前进方向的前端开启(如图11所示)、伸缩连结装置伸缩(通过控制前车头和后车头异速同向行进实现)以及主动车头运动，使得图1的智能车间的条筒高效运输装置完全覆盖条筒，条筒底部设有滚轮，伸缩连结装置伸缩的终止条件为：前车头前端与后车头后端之间的距离大于指定搬运条筒数量的条筒沿排列方向的两端之间的最大距离；

然后控制图1的智能车间的条筒高效运输装置前进方向的后端封闭(如图12所示)以及主动车头运动，直到到达指定位置；

最后控制封闭端开启以及主动车头运动，直到条筒完全暴露在外。

具体地，运输装置所需工作主要包括：在粗纱当前品种完成后，将机后的空(条)筒快速批量搬离，并将备筒区满(条)筒快速批量运输至粗纱机后，如图13所示具体工作流程如下：

a)粗纱机当前品种完成→控制中心根据生产要求规划下一批次所需熟条条筒机器位置、确定条筒位置、根据生产数据判断备筒区熟条条筒数量、规划运行路径并发出信号，根据每次计划搬运的条筒数量计算伸缩连结装置6所需伸缩长度s及前后车头为实现在t时间内实现伸缩s长度的前后车头独立速度：V_a、V_b，其(V_a-V_b)t＝s；

b)首批空筒自动批量搬离流程(图13中I&II)：本发明运输装置通过控制中心21接收上述a)中发送信号→运输装置通过将前后车头主动轮的速度分别调节至V_a、V_b调节伸缩连结装置，运行t时间后，实现总车长增长s后，前后车头在行进电机22带动下保持同速运行→运输装置运动至粗纱机机后远离备筒端(此时，两车头控制中心根据信号使皮带驱动轮28逆时针转动，带动皮带29上所固定的牵引杆3及其带领的柔性链条8运动至该车头的柔性链存储器一端，运输装置此时状态为前后贯通)→运输装置以A端为前进方向的前端，运动至覆盖指定空筒数量后，两车头的控制器控制皮带驱动轮28顺时针回转，使柔性链条8在牵引杆3作用下运动并一端固定至柔性链扣5一侧，此时运输装置A端为封闭端→运输装置以B端为前进方向的前端，携带空筒离开粗纱机后，并将空筒运输至空筒回收区指定位点→两车头控制中心根据信号使皮带驱动轮28逆时针转动，带动皮带29上所固定的牵引杆3及其带领的柔性链条8运动至该车头的柔性链存储器4一端，运输装置此时状态为前后贯通，运输装置继续运动后，条筒留在空桶回收区指定位点；

c)满筒自动批量输送流程(图13中III&IV)：运输装置根据信号指示运动至相应备筒区→抵达后，根据备筒区条筒数量，运输装置通过前后车头主动轮的速差调节伸缩连结装置，实现总车长的调节后→以B端为前进方向的前端覆盖指定条筒后→两车头第二控制中心根据信号使皮带驱动轮28顺时针转动，带动皮带29上所固定的牵引杆3及其带领的柔性链条8运动至该车头的柔性链扣5一侧，使车头封闭，以B端为前进方向的前端→运输装置运输至粗纱机后端，挤入指定位置后，运输装置柔性链扣5的弹簧收缩自动打开，牵引杆3带动柔性链条8运动至柔性链存储器4一端，运输装置为两端贯通状态；

d)运输装置继续以B端前进(图13中IV)→运动至空筒端指定位置后(图13中V)→两车头第二控制中心根据信号使皮带驱动轮28顺时针转动，带动皮带29上所固定的牵引杆3及其带领的柔性链条8运动至该车头的柔性链扣5一侧，使车头两端封闭，开始带动空筒以B端方向离开，后循环步骤a)。

运输装置的运动形式的几种工况如下：

(1)当伸缩连结装置6伸缩到位后形成柔性定位时，即伸缩连结装置由柔性链条、发条弹簧和柔性链存储器组成时，其柔性链存储器根据生产要求释放相应长度的柔性链条后，柔性链存储器的链条出口位置关闭，两车头为两个主动车头：前进方向一侧车头首先运动，后侧主动车头处于制动状态而保持静止，直至前方主动车头位移至伸缩连结装置中的柔性链条拉直时，运输装置长度覆盖指定条筒数量，控制启封装置中的车头上方的牵引杆3带动柔性链条8运动至柔性链扣5一侧从而将条筒封闭在运输装置内后，两个主动车头开始同步同向运动；运输至指定位置后，控制启封装置中的车头上方的牵引杆3带动柔性链条8运动至柔性链存储器4一侧，使得车体处于贯通状态，两个主动车头保持同速同向沿规划路径继续运动，所运输条筒则留在该指定停留位置，运输过程中，如遇转弯等情况，主动车头的差动机构可根据需要使主动轮两侧车轮速度，使转弯弧内侧的第一齿轮和第二齿轮及其带动车轮速度小于转弯弧外侧的第一齿轮和第二齿轮及其带动车轮速度；

(2)伸缩连结装置6伸缩到位后形成刚性定位时，即伸缩连结装置由两块通过铰链连接的直板组成时，其两车头可为两个主动车头：前进方向一侧车头首先运动，后侧主动车头处于制动状态而保持静止，直至前方主动车头位移至两块直板构成的伸缩连结装置使运输装置长度覆盖指定条筒数量后，控制系统控制伸缩连结装置卡死在当前夹角，车头上方的牵引杆3带动柔性链条8运动至柔性链扣5一侧从而将条筒封闭在运输装置内，两个主动车头开始同步同向运动；运输至指定位置后，车头上方的牵引杆3带动柔性链条8运动至柔性链存储器4一侧，车体处于贯通状态，两个主动车头保持同速同向沿规划路径运动，所运输条筒则留在该指定停留位置，运输过程中，如遇转弯等情况，主动车头的差动机构可根据需要使主动轮两侧车轮速度，使转弯弧内侧的第一齿轮和第二齿轮及其带动车轮速度小于转弯弧外侧的第一齿轮和第二齿轮及其带动车轮速度；

(3)伸缩连结装置6伸缩到位后形成刚性定位时，即伸缩连结装置由两块通过铰链连接的直板组成时，其两车头可为一个主动车头和一个从动车头：前进方向一侧车头首先运动，后侧主动车头处于制动状态而保持静止，直至前方主动车头位移至两块直板构成的伸缩连结装置使运输装置长度覆盖指定条筒数量后，控制系统控制伸缩连结装置卡死在当前夹角，车头上方的牵引杆3带动柔性链条8运动至柔性链扣5一侧从而将条筒封闭在运输装置内，主动车头通过刚性的伸缩连结装置带动整体运输装置向前或向后运动，装置至指定位置后，车头上方的牵引杆3带动柔性链条8运动至柔性链存储器4一侧，车体处于贯通状态，两个主动车头保持同速同向沿规划路径运动，所运输条筒则留在该指定停留位置，运输过程中，如遇转弯等情况，主动车头的差动机构可根据需要使主动轮两侧车轮速度，使转弯弧内侧的第一齿轮和第二齿轮及其带动车轮速度小于转弯弧外侧的第一齿轮和第二齿轮及其带动车轮速度；

运输装置的控制形式的几种工况如下：

(1)运输装置可通过接收控制中心的数据进行来确定行进速度、控制行进电机22运动，上传深度相机11对周围环境采集的图像数据，控制中心通过对图像信息进行分析处理，下达实时信息使小车对路径中实时产生的障碍进行规避，对条筒图像的自学习实现对条筒精确位置定位，运输装置在指定命令下到达指定位置后，控制中心获得运输装置的位置信号，并继续通过信号控制皮带电机27逆时针回转，使车体以贯通状态容纳条筒，容纳足够条筒后，控制中心通过信号控制皮带电机顺时针回转将柔性链条8与柔性链扣5结合，使车体封闭装置下方的条筒；随后控制中心继续通过信号控制运输装置的行进电机22，将条筒运输至指定位置后，控制中心获得小车位置信号，再次通过信号控制皮带电机将柔性链条头端返送至柔性链条储存器4，小车处于贯通状态并继续前进，条筒被留在指定位置，小车运动时如遇规划路径上产生临时遮挡物或维护人员，控制中心通过对实时图像的分析处理异常修改并传达重新规划后的路径；

(2)在车体内搭载处理系统对行进任务进行计算和规划、执行；并通过深度相机11对周围环境进行图像采集和深度学习，进行自动规避随机障碍、条筒识别和路径自学习，运输装置在到达指定位置后，运输装置内的控制中心通过车间布置的激光位点确定自身的位置信号，并通过处理系统继续控制皮带电机27逆时针回转，使车体以贯通状态容纳条筒，容纳足够条筒后，车头上方的系统控制皮带电机顺时针回转将柔性链条8与柔性链扣5结合，使车体封闭装置下方的条筒；随后系统控制继续通过信号控制运输装置的行进电机22，将条筒运输至指定位置后，系统控制同样通过车间布置的激光位点获得小车位置，再次控制皮带电机27将柔性链条头端返送至柔性链条储存器，小车处于贯通状态并继续前进，条筒被留在指定位置，小车运动时如遇规划路径上产生临时遮挡物或维护人员，车内控制中心通过对实时图像的分析处理异常重新规划路径；

(3)对于个别需要微调的特殊情况时，本运输装置可通过车间人员遥控进行运动及柔性链条8在柔性链扣5及柔性链条储存器4之间的运动。

Claims (9)

1.一种智能车间的条筒高效运输装置，其特征是：包括前车头、后车头和连接前车头与后车头的伸缩连结装置；

当伸缩连结装置伸缩到位后形成刚性定位时，前车头和后车头中的一个为主动车头，另一个为从动车头，或者二者都为主动车头；当伸缩连结装置伸缩到位后形成柔性定位时，前车头和后车头都为主动车头；

所述主动车头由动力传动系统、车轮和支架构成；所述车轮有2组，每组至少有2个；所述支架至少包括分列两边的有一定间距的连接件；所述支架下方安装所述车轮，即每边的连接件的下端安装1组车轮；所述支架上方安装所述动力传动系统，所述动力传动系统与每组车轮的至少一个车轮通过传动副连接；

所述从动车头由车轮和支架构成；所述车轮有2组，每组至少有2个；所述支架至少包括分列两边的有一定间距的连接件；所述支架下方安装所述车轮，即每边的连接件的下端安装1组车轮；

所述前车头前端和/或所述后车头后端安装有启封装置。

2.根据权利要求1所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，其特征在于，所述伸缩连结装置由两块通过铰链连接的直板组成；

或者所述伸缩连结装置由柔性链条、发条弹簧和柔性链存储器组成，柔性链条的一端固定在前车头上，另一端通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器中，柔性链存储器固定在后车头上，或者，柔性链条的一端固定在后车头上，另一端通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器中，柔性链存储器固定在前车头上。

3.根据权利要求1所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，其特征在于，所述分列两边的有一定间距的连接件的上端通过横梁或横板连接；所述分列两边的有一定间距的连接件为两个开口向下的匚形架或两块立板。

4.根据权利要求1所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，其特征在于，所述传动副由第一齿轮、链条和第二齿轮组成；第一齿轮与第二齿轮通过链条连接；第二齿轮的回转轴与车轮连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，其特征在于，所述动力传动系统由第一控制中心、行进电机和差动机构组成；第一控制中心用于接收远程数据信号或遥控信号，规划行进路径，规定行进速度，控制行进电机运动，并通过深度相机对周围环境进行图像采集和深度学习，进行自动规避随机障碍、条筒识别和路径自学习；行进电机与差动机构连接；差动机构与第一齿轮连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，其特征在于，所述启封装置由柔性链存储器、柔性链扣、柔性链条、牵引杆以及安装在支架上方的牵引杆动力传动系统组成；

柔性链存储器和柔性链扣分别固定在所述分列两边的有一定间距的连接件的中部，二者位于同一水平面上，且高度小于条筒的高度；

柔性链扣为龙虾钳结构；

柔性链条通过发条弹簧盘绕在柔性链存储器中；

牵引杆动力传动系统由第二控制中心、皮带电机、皮带驱动轮、皮带轮组R、皮带轮组L、皮带和牵引杆扣组成；

第二控制中心用于接收远程数据信号或遥控信号，驱动皮带电机工作；皮带电机与皮带驱动轮连接；皮带驱动轮、皮带轮组R和皮带轮组L呈三点分布；皮带套在皮带驱动轮、皮带轮组R和皮带轮组L上；牵引杆扣固定在皮带上；

牵引杆的一端与柔性链条固定连接，另一端与牵引杆扣固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，其特征在于，第一控制中心与第二控制中心为同一控制中心。

8.根据权利要求6所述的一种智能车间的条筒高效运输装置，其特征在于，牵引杆与柔性链条的连接结构为：牵引杆的端头弯曲成钩并插入柔性链条的端头的半圆环内；牵引杆与牵引杆扣通过多边形互嵌咬合的方式固定连接。

9.采用如权利要求1～8任一项所述的一种智能车间的条筒高效运输装置的一种智能车间的条筒高效运输方法，其特征是：首先控制智能车间的条筒高效运输装置前进方向的前端开启、伸缩连结装置伸缩以及主动车头运动，使得智能车间的条筒高效运输装置完全覆盖条筒，条筒底部设有滚轮；

然后控制智能车间的条筒高效运输装置前进方向的后端封闭以及主动车头运动，直到到达指定位置；

最后控制封闭端开启以及主动车头运动，直到条筒完全暴露在外；

其中，伸缩连结装置伸缩的终止条件为：前车头前端与后车头后端之间的距离大于指定搬运条筒数量的条筒沿排列方向的两端之间的最大距离；

当前车头和后车头中的一个为主动车头，另一个为从动车头时，控制伸缩连结装置伸缩是通过控制主动车头行进，从动车头制动实现的；

当前车头和后车头都为主动车头时，控制伸缩连结装置伸缩是通过控制前车头和后车头异速同向行进实现的。

Images