CN1120125C - 按目标要求使容器精确定位和堆置的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种按目标要求使容器精确定位和堆置的设备，包括：一个具有在吊运车和载荷容纳装置头之间无摆动的绳索竖直部分的起重机；一个载荷容纳装置；至少一个用于识别容器位置的传感装置；一个在载荷容纳装置上的精细定位装置和一个计算单元，它控制该设备的自动运行。作为一个传感装置可应用图象识别装置，最好是摄像机。

Description

按目标要求使容器精确定位和堆置的设备
技术领域
本发明涉及一个按目标要求使容器并最好为集装箱精确定位和堆置的设备。
背景技术
它是到处可以应用的，只要是容器必须以全自动运行方式被定位和堆置的场合。定位的指令可以通过一个中心计算单元实施。应用这种设备对于这些地方是有特别意义的，即必须无摆动地进行工作和不能使用一种对笨重的外界条件反应非常敏感和易受干扰的传感器的地方。
用于半自动地使容器定位和堆置的设备是公知的。它们的缺点主要是，横梁的摆动运动很难平衡。这样，一方面，一旦横梁下降，所述摆动就很难被获知，另一方面，要借助空中吊运车进行一个精确的校正是很成问题的。在EP-A-0242655中公开了一个集装箱吊装设备，它用一个集装箱远距离识别系统进行工作，其中，这个系统以信号(脉冲式定向射束发送器)的反射为基础起作用运行。这种运行的先决条件是，镜面总以希望的方式反射足够的射线。但是，变化的表面(潮湿，弄脏)或干扰的振动都可能导致反射的缺陷。一种对横梁摆动的平衡是通过在横梁上的楔形阻尼表面来实现的，此外再无其它内容公开。一个通过从吊运车来的绳索系统对集装箱进行精密定位的装置看来是很成问题的。
发明内容
本发明的任务是改进一个设备，它能消除现有技术中的缺陷和可实现按目标要求使容器精确地定位和堆置。
这一任务本发明是如此解决的，即提出一种使容器、尤其是集装箱定位和堆置的设备，该设备包括一个具有一个吊运车的起重机，一个载荷容纳装置头以及一个横梁，它带有一个用于识别一个容器位置的传感装置，并且借助一个计算单元自动地以及无摆动地在堆放位置上定位，借助该横梁使得容器被堆放，其中，
所述载荷容纳装置头通过绳索悬挂在该吊运车上，并且经一个精密定位装置承载着所述横梁，该横梁可借助该精密定位装置相对于所述载荷容纳装置头定位；
借助于所述计算单元可在全自动运行中实现目标精确的堆置；
在所述堆放位置上精密定位之前要确定，是否横梁也垂直地位于吊运车的下方以及是否进行在横梁上的精密定位。
优选的实施方案是这样的，在所述的设备中，作为识别容器位置的传感装置应用一个图像识别装置。
而且，在所述的设备中，作为图象识别装置采用一个摄像机。
而且，在所述的设备中，该摄像机安置在载荷容纳装置上；一个镜面能实现光学探测容器的位置。
而且，在所述的设备中，至少对于容器的每个角部，在横梁上设置一个用于监视的摄像机。
而且，在所述的设备中，该摄像机安置在横梁上的一个可伸缩的装置上。
而且，在所述的设备中，该摄像机安置在横梁的一个侧面上。
而且，在所述的设备中，在横梁上安置一个用于探测碰撞危险的装置。
而且，在所述的设备中，在吊运车上安置一个用于识别在横梁上的目标标记以获知偏离的装置。
而且，在所述的设备中，该摄像机具有一个弹性的支承和固定装置。
而且，在所述的设备中，在横梁上设有碰撞保护装置。
而且，在所述的设备中，该液压缸对绳索是如此安置的，即绳索张力通过缸的驶入和驶出可以如此改变，即能避免载荷容纳装置头的摆动。
通过在升降机构和载荷容纳装置之间并在该载荷容纳装置的每侧边上倾斜布置的绳索就可实现载荷容纳装置的一个尽可能无摆动的工作。同时，使绳索相对垂直方向的夹角保持尽可能的大是有优点的。作为用于识别容器位置的传感装置可以应用一个图像识别装置。这个图像识别装置为一个计算单元提供一种信号，而该计算单元对所述信号进行评估，其中，计算单元将信号与额定值进行比较。同时，作为信号例如容器或集装箱角部的图像就可以得到比较。
作为图像识别装置已经证明有利的方式是应用摄像机，因为，这个装置能够尽可能无干扰影响地将一个信号传递给一个中央计算单元。可以想到，对于图像识别装置还可以应用红外线和其他技术。
已经证明作为有利的方式是将这个摄像机直接配置在载荷容纳装置上，这样，由于相对容器为较大的距离而导致的干扰影响和缺陷就消除了。
另外有利的方式是，配置4个图像识别装置，也就是说，对于容器的每个角部各设置一个图像识别装置。
同时，该图像识别装置上部可以固定在载荷容纳装置上和通过一个镜面探测该容器。还可以想到，将该图像识别装置配置在载荷容纳装置的角部上。
为避免例如由于碰撞载荷在图像识别装置上引起运行干扰，则建议将照相机进行弹性支承和固定。另一个配置图像识别装置的可能方案是一个在横梁上的可伸缩装置，借助它该装置就可以驶入和驶出。
此外，有利的方式是，在横梁上配置一个用于避免与另外的容器或仓库壁相碰撞的装置。同时，它可以涉及一个激光装置、一个超声波传感器或一个摄像机。
为了同样的目的还可以在横梁上设置冲击保护装置，它们可以是橡胶缓冲器或弹簧支承的滚轮或轮子。
为了按目标要求精确地探测或堆置一个容器，首先该吊运车在所探测的容器上方进行定位，该吊运车通过一个中央计算机控制。在借助精密定位装置对载荷容纳装置的角部作精确地调节以前就应确定，该载荷容纳装置是否垂直地位于吊运车的下方。这一点是如此实现的，即，一个在吊运车上的装置探测一个在横梁上的目标标记并将它的偏离情况作为信号发送到计算机去。在粗略定位完成以后，借助无振动的绳索竖直部分将带有或者没有容纳新容器的载荷容纳装置下降至离所探测的容器为50cm(厘米)。现在，使载荷容纳装置在X/Y方向和转动方向上的定位是如此发生的，即一个精密定位直接在载荷容纳装置上实施。该精密定位可以通过调节缸来实现。这些调节缸使载荷容纳装置的精密定位装置的两个表面可相对地在X/Y方向和转动方向上移动。因此，用于调节精密定位装置的信号就由计算机在通过图像识别装置获得的信号基础上所获得。
此外，本发明实质在于，在绳索上如此设置液压缸，即，绳索张力通过缸的驶入和驶出可以改变，以便避免载荷容纳装置的摆动。为此，液压缸可以安置在绳索端部上。有利的方式是对液压缸控制装置所必需的调节由计算机帮助实施。
本发明具有优点是，可以全自动运行方式实现按目标要求使容器最好为集装箱精确地定位和堆置。同时，容器位置的识别可以精确和无干扰地实现并通过在载荷容纳装置上的精密定位装置能实现一个迅速地和很精确地容器定位作用。
附图说明
下面借助多个附图中的一个实施例阐述本发明。所述附图都是简图。
图1是用于集装箱的定位装置前视图；
图2是用于集装箱的定位装置侧视图；
图3是避免相撞到横梁上的探测装置；
图4是在横梁上的撞击保护装置；
图5是在吊运车和横梁之间的载荷摆动一识别系统；
图6是用于照相机的伸缩装置；
图7是位于横梁侧边上用于照相机的弹性悬挂装置；
图8是带有弹性固定在横梁上的照相机的回转镜；
图9是带有防止摆动运动的液压缸的集装箱定位装置。
具体实施方式
图1表示本发明装置的前视图，本装置用于目标精确地定位和堆置集装箱18。在吊车轨支架1上设置有桥件2，其沿吊车轨支架1可以运行。在具有一个缓冲器3的桥件2上安置有支承在运行轮6上的吊运车5。升降机构转鼓4通过升降机的绳索7可将载荷容纳装置举起和下降。为了使载荷容纳装置进行无摆动地上升和下降运动，该升降机构绳索7通过转向轮8固定在吊运车框架上和装置头10的固定点上。对于从吊运车5往下悬挂的电缆，设置一个位于装置头10上的电缆收集篮9。关于装置头10，涉及一个框架，其上安置有用于固定绳索7的固定点11。精密定位装置12包括一个上件13和一个下件14。在装置头10和精密定位装置12之间置有一个刚性的连接件15。该精密定位装置12通过横梁结构件17与横梁16相连接，在横梁16的每个角部安置一个摄像机20。这个摄像机20以其视觉场检测横梁16下方的集装箱18的角部。
一旦横梁16无摆动地从升降机构转鼓4朝所检测的集装箱18下件到足够近时，则借助精细调节装置12实施一个在X/Y和转动方向上的校正，其中，该精密定位装置的上件和下件作相对移动。这个移动的数量是借助计算机以及摄像机20的图像来确定的。一旦相应的位置校正完成了，则横梁16的扭转锁定器(Twist-Locks)19就下降和卡锁到集装箱的角部22上。
图2表明横梁和在集装箱18上方的摄像机为驶出的状态20b和为驶入的状态20a。为了避免横梁与另外的集装箱18或仓库壁发生碰撞，在横梁16上可以安置探测装置28，它将一个控制场27中的信号发送到一个监视装置上。关于探测装置28可以涉及激光装置。但是也可以想到监视摄像机，或者其他适当的装置如超声波装置。
图4表示简化了结构的本发明装置，其具有在横梁16上的一个橡胶缓冲器29和一个弹性弹簧支承的轮30。
在图5中，表明一个系统，其中，可获得该横梁按照运行要求的偏移情况。借助一个在吊运车5上安置的探测装置25，就可获知一个目标标记26’相对目标标记26额定位置之偏离情况并将偏离信号继续送到一个计算机去。这个装置用于使无摆动的横梁16朝集装箱18下降和下降后在集装箱18上精确定位并通过调节吊车5及桥件2尽可能校正在X/Y和转动方向上的偏离或者在精细调节时通过计算机加以考虑校正。
图6、图7和图8以简化描述方式表明了不同的方案，其中，对探测集装箱角部22的摄像机20作了布置。
图9表明一个用于集装箱的定位装置，其具有液压缸(31)，通过它，该杠杆(32)被张紧，在杠杆(32)上安置了升降机构绳索(7)；通过一个符合要求的绳索(7)张紧或卸载，就可避免载荷容纳装置(10)的摆动。为此，按照目的要求如图9所示，总是两个对应的绳索固定点被强迫地作相反方向地运动。这种必需的对缸控制作用的调节是由计算机控制实现的。
参考编号表1 吊车轨支架2 桥件3 桥件的缓冲器4 升降机构转鼓5 吊运车6 运行轮7 升降机构绳索8 吊车框上的转向轮9 电缆收集篮10载荷容纳装置头11在装置头上的固定点12精密定位装置13精密定位装置上件14精密定位装置下件15  在装置头和精密定位装置之间刚性的连接件16  横梁16’横梁偏移17  横梁结构件18  集装箱19  扭转锁定器20  摄像机(照相机)20a 在缩进的横梁上的照相机20b 在驶出横梁上的照相机21  镜面22  集装箱角部23  弹性的支承结构24  照相机伸缩装置25  在吊运车5上识别目标标记26的装置26  目标标记26’目标标记偏离27  控制场28  探测装置29  橡胶缓冲器30  弹性弹簧支承的轮31  液压缸32  杠杆(平衡杆)

Claims (12)

1、使容器定位和堆置的设备，该设备包括一个具有一个吊运车(5)的起重机，一个载荷容纳装置头(10)以及一个横梁(16)，它带有一个用于识别一个容器(18)位置的传感装置(20)，并且借助一个计算单元自动地以及无摆动地在堆放位置上定位，借助该横梁使得容器(18)被堆放，其特征在于，
所述载荷容纳装置头(10)通过绳索(7)悬挂在该吊运车(5)上，并且经一个精密定位装置(12，13，14)承载着所述横梁(16)，该横梁可借助该精密定位装置(12，13，14)相对于所述载荷容纳装置头(10)定位；
借助于所述计算单元可在全自动运行中实现目标精确的堆置；
在所述堆放位置上精密定位(12，13，14)之前要确定，是否横梁(16)也垂直地位于吊运车(5)的下方以及是否进行在横梁(16)上的精密定位(12，13，14)。
2、按权利要求1所述的设备，其特征在于：作为识别容器(18)位置的传感装置(20)应用一个图像识别装置。
3、按权利要求2所述的设备，其特征在于：作为图象识别装置(20)采用一个摄像机。
4、按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于：该摄像机(20)安置在载荷容纳装置(16)上；一个镜面(21)能实现容器(22)位置的光学探测。
5、按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于：至少对于所述容器(18)的每个角部(22)，在横梁(16)上设置一个用于临视的摄像机(20)。
6、按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于：该摄像机(20)安置在横梁(16)上的一个可伸缩的装置(24)上。
7、按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于：该摄像机(20)安置在横梁(16)的一个侧面上。
8、按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于：在横梁(16)上安置一个用于探测碰撞危险的装置(28)。
9、按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于：在吊运车(5)上安置一个用于识别在横梁(16)上的目标标记(26，26’)以获知偏离的装置(25)。
10、按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于：该摄像机(20)具有一个弹性的支承和固定装置(23)。
11、按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于：在横梁(16)上设有碰撞保护装置(28，29)。
12、按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于：所述容器(18)是集装箱。
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