CN112551188A - 一种agv掏箱消毒码垛车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AGV掏箱消毒码垛车，其包括AGV车、掏箱机构、输送机构、消毒机构、码垛机构和控制平台，AGV车用于实现与冷藏集装箱的自动对接和步进，掏箱机构固定AGV车前端中部，用于将冷藏集装箱中的货物掏出放在输送机构上，输送机构固定在AGV车前端的升降平台和AGV车两侧，用于将货物从掏箱机构工作区域运送到消毒机构工作区域，消毒机构与伸缩式输送机对接，对货物表面进行全面消毒，码垛机构固定在AGV车后端中部，用于将消毒后的货物码垛，控制平台与AGV车、掏箱机构、输送机构、消毒机构和码垛机构互联互通连接。实现冷藏食品冷藏集装箱高效卸货消毒全自动化，避免人员接触冷冻食品外包装，是一项具有现实意义的防御新冠疫情的装置。

Description

一种AGV掏箱消毒码垛车

技术领域

本发明是专门用于集装箱卸货时的一种利用AGV技术整合了机器人掏箱消毒码垛于一体的人工智能装卸装置，属于港口装卸人工智能机器人领域。具体涉及一种为防疫冷藏集装箱进口冷链货物携带病毒非接触式卸货过程中的AGV 掏箱消毒码垛车集成装置。

背景技术

随着计算机技术的快速发展，激光扫描器和视觉传感器等各类技术(以下简称智能传感器)促使人工智能机器人得到了长足发展，特别是在物流、工业领域的各类AGV车和智能机械手随处可见。AGV(Automated Guided Vehicles) 又名无人搬运车或自动导航车。其显著特点的是无人驾驶，AGV上装备有自动导向系统，可以保障系统在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶，将货物自动从起始点运送到目的地。AGV的另一个特点是柔性好，自动化程度高和智能化水平高，AGV的行驶路径可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变。AGV一般配备有装卸机构，可以与其他物流设备自动接口，实现货物装卸与搬运全过程自动化。此外，AGV还具有清洁生产的特点，AGV依靠自带的蓄电池提供动力，运行过程中无噪声、无污染，可以应用在许多要求工作环境清洁的场所。智能机械臂主要由智能传感器、机械臂系统以及主控计算机三个部分组成，是一种高精度的复杂智能系统，由于其多输入多输出、非线性、强耦合以及易操作的特点，被广泛地应用于工业装配、安全防爆多个领域。智能机械臂是工业众多衡器设备中的一个常见智能化设备，在人工智能技术的驱动下，完成一些高精度的、复杂性以及重复性的工作，大量减少了人为操作的时间和精力，较大程度上解放了生产力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AGV掏箱消毒码垛车，解决了受新冠疫情影响，人工冷藏集装箱装卸货物时，容易导致装卸工人感染的问题。本申请采用人工智能技术完成掏箱、消毒和码垛整个冷藏集装箱卸货工作，避免工人接触传染源，从源头杜绝传染。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种AGV掏箱消毒码垛车，包括AGV车、掏箱机构、输送机构、消毒机构、码垛机构和控制平台，AGV车用于实现与冷藏集装箱的自动对接和步进，掏箱机构固定AGV车前端中部，用于将冷藏集装箱中的货物掏出放在输送机构上，输送机构固定在AGV车前端的升降平台和AGV 车两侧，用于将货物从掏箱机构工作区域运送到消毒机构工作区域，消毒机构固定在AGV车的两侧后端，消毒机构底部的输送机前端与伸缩式输送机的后端对接，消毒机构底部的输送机后端与AGV车两侧末端对齐，货物通过消毒机构对货物表面进行全面自动消毒，码垛机构固定在AGV车后端中部，用于将消毒后的货物码垛，控制平台与AGV车、掏箱机构、输送机构、消毒机构和码垛机构互联互通，控制相应设备的工作。

进一步地，输送机构包括液压剪刀臂升降机、双向输送机、液压输送机、伸缩式输送机、消毒机输送机，横向上，双向输送机通过液压剪刀臂升降机安装在AGV车底板前端，液压剪刀臂升降机根据待掏出货物层的高度调整升降高度，便于掏箱机构将掏出的货物直接放在双向输送机上，双向输送机能够分别将货物通过两段横向反向转动的辊轮向左右两端输送，双向输送机左右两端纵向转动的辊轮分别与左右两侧液压输送机连接，纵向上，液压输送机、伸缩式输送机和消毒机输送机依次连接后固定在AGV车底板左右两侧边，在AGV车底板左右两侧上形成两条对称的输送带。

具体地，所述双向输送机为辊轮输送机，其长度与AGV车的宽度一致，宽度满足货物的长度要求，在双向输送机的中间设置两段反方向横向转动的辊轮，实现货物能够向左右两端移动，双向输送机的左右两端纵向转动的辊轮与液压输送机对接，在液压输送机的底部固定液压杆，当双向输送机升起或降下时液压输送机的前端能够随机升起和降下，液压输送机的末端和伸缩式输送机的前端的底部安装滑轮，对应地在AGV车底板上设置滑道，当双向输送机升起和降下时滑轮沿着滑道前后移动。

作为一种实现方式，所述AGV车为现有的具有导航和避障功能的能够完成自动搬运的AGV运输车。

更优选地，在AGV车底盘四周侧面固定安装智能传感器，实时采集其视野范围内的图像数据，并对其进行处理确定与周边物体之间的距离，保持与物体之间的距离在设定的避障距离范围内，实现避障。

较佳地，AGV掏箱消毒车整体尺寸应小于冷藏集装箱的内部尺寸。

具体地，掏箱机构和码垛机构均为多轴吸盘式智能机械手，包括多轴机械手、真空吸盘和机械手智能传感器，真空吸盘固定在多轴机械手自由端，用于抓取货物，机械手智能传感器安装在多轴机械手前端，能够实时采集并解析前方货物面图像数据，确定待掏出的货物层高度和货物位置。

具体地，控制平台包括AGV控制系统、掏箱机构控制系统、输送机构控制系统、消毒机构控制系统和码垛机构控制系统，AGV控制系统用于AGV车的调度，能够与多台AGV车连接，发送控制指令给AGV车，所述掏箱机构控制系统与掏箱机构连接，输送机构控制系统与输送机构连接，消毒机构控制系统与消毒机构连接，码垛机构控制系统与码垛机构连接，AGV控制系统与掏箱机构控制系统、输送机构控制系统、消毒机构控制系统、码垛机构控制系统互通互联，以达到综合作业目的。

如将液压输送机的输送带表面增加较大摩擦系数，使AGV掏箱消毒码垛车整个系统反向运转，即可成为集装箱装箱装置。

若应市场要求，仅需要一台消毒机，本发明将减少一条侧面的输送机，同时将双向辊轮输送机改为单向辊轮输送机即可，若有进一步的降低成本要求，在机械手吸盘底下增加一个水平支撑架，可以减掉液压剪刀臂升降机和液压输送机的液压系统，使输送机构在一个平面上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：研发一款基于AGV技术的人工智能掏箱消毒码垛一体化装置，填补进口冷藏食品冷藏集装箱卸货掏箱消毒码垛没有人工智能机器人的空白，而将人工智能掏箱消毒码垛设备与AGV技术有机地集成为一台人工智能AGV掏箱消毒码垛车，从而实现冷藏食品冷藏集装箱高效卸货消毒码垛全自动化，避免人员接触冷冻食品外包装，从源头上隔绝传染，降低了新冠疫情时期物流企业的经济压力和社会压力，是一项具有现实意义的防御新冠疫情的装置。

附图说明

图1是本发明涉及的AGV掏箱消毒码垛车的俯视图。

图2是本发明涉及的AGV掏箱消毒码垛车的主视图。

图3是本发明涉及的控制平台结构原理示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的内容，下面结合附图和具体的实施例对本发明再做进一步的说明：

实施例1：

本实施例涉及的一种AGV掏箱消毒码垛车，包括AGV车1、掏箱机构2、输送机构3、消毒机构4、码垛机构5和控制平台6，AGV车1用于实现与冷藏集装箱的自动对接和步进，掏箱机构2固定AGV车1前端中部，用于将冷藏集装箱中的货物掏出放在输送机构3上，输送机构固定在AGV车1前端的升降平台和AGV车1两侧，用于将货物从掏箱机构2工作区域输送到消毒机构4工作区域，消毒机构4固定在AGV车1的两侧后端，消毒机构4底部的输送机前端与输送机构3的末端对接，消毒机构4底部的输送机后端与AGV车1两侧末端对齐，货物通过消毒机构4对货物表面进行全面自动消毒，码垛机构5固定在AGV 车后端中部，用于将消毒后的货物码垛，控制平台6与AGV车1、掏箱机构2、输送机构3、消毒机构4和码垛机构5互联互通，控制相应设备的工作。

为了使AGV掏箱消毒码垛车顺畅进出冷藏集装箱，AGV掏箱消毒码垛车整体尺寸应小于冷藏集装箱的内部尺寸(长×宽×高11800mm×2130mm×2180mm)，如，设计AGV车1底板长×宽为5000mm×2030mm。所述AGV车1为现有的具有导航和避障功能的能够完成自动搬运的AGV运输车(如专利CN108089557B中涉及的AGV运送车，专利CN109062150A中涉及的AGV车1体系统)，AGV运输车在对应AGV控制系统的控制下，移动到待卸货的冷藏集装箱。

本实施例涉及的掏箱机构2和码垛机构5均为多轴吸盘式智能机械手，包括多轴机械手201(或501)、真空吸盘202(或502)和机械手智能传感器203 (或503)，真空吸盘202固定在多轴机械手201自由端，用于抓取货物，机械手智能传感器203安装在多轴机械手201前端，能够实时采集并解析前方货物面图像数据，确定待掏出的货物层高度和货物位置。机械手智能传感器203可以是三维视觉传感器，也可以是激光扫描器和二维视觉传感器共同构成的装置。

本实施例涉及的输送机构3包括液压剪刀臂升降机301、双向输送机302、液压输送机303和伸缩式输送机304，双向输送机包括左侧横向输送单元306、右侧横向输送单元307、左侧纵向输送单元308和右侧纵向输送单元309，左侧横向输送单元306和右侧横向输送单元307，分别沿AGV车底板101宽度方向从中心向左右两侧转动，左侧纵向输送单元308和右侧纵向输送单元309，分别沿 AGV车底板101长度方向从前向后转动，左侧横向输送单元306和右侧横向输送单元307连接，左侧横向输送单元306左端与左侧纵向输送单元308连接构成左侧输送单元，右侧横向输送单元307右端与右侧纵向输送单元309连接构成右侧输送单元，左侧输送单元和右侧输送单元左右对称布置在液压剪刀臂升降机301上，液压剪刀臂升降机301安装在AGV车底板101前端，液压剪刀臂升降机301根据待掏出货物层的高度调整升降高度，便于掏箱机构2将掏出的货物直接放在双向输送机302上，双向输送机302能够分别将货物向左右两端输送，左侧纵向输送单元308和右侧纵向输送单元309自由端分别与液压输送机 303连接，纵向上，液压输送机303、伸缩式输送机304和消毒机构底部的输送机依次连接后固定在AGV车底板101左右两侧边，在AGV车底板101左右两侧上形成两条对称的输送带。具体地，在液压输送机303的底部固定液压杆(图中未画出)，液压输送机303后端和伸缩式输送机304前端的底部安装滑轮306，对应地在AGV车底板101上设置滑道307，滑轮306沿着滑道307前后移动。液压剪刀臂升降机301没有升高时，双向输送机302、液压输送机303、伸缩式输送机304、消毒机构底部的输送机上表面处于一平面内，根据需要掏出的货物高度调整液压剪刀臂升降机301的高度，保证货物能够直接放在双向输送机302 上，双向输送机302升高，抬高与之连接端的液压输送机303一端，同时液压杆升高，支撑液压输送机303，保证其倾斜角度的稳定性，液压输送机303后端和伸缩式输送机304前端在拉力的作用下，滑轮306沿着滑道307滑动。

本实施例涉及的消毒机构4为现有的隧道式半导体深紫外消毒机或化学消毒剂喷淋消毒机，如专利CN2020225466938所述的一种流水作业用物体表面全面杀菌消毒装置，消毒杀菌装置的箱体固定在AGV车底板101上，在消毒杀菌装置底部固定输送机，消毒机构4的输送机前端与输送机构3的末端对接，消毒机构4的输送机后端与AGV车1两侧末端对齐，当货物经过消毒机构底部的输送机穿过消毒机构4时即完成货物表面的消毒杀菌。

具体地，控制平台6包括AGV控制系统601、掏箱机构控制系统602、输送机构控制系统603、消毒机构控制系统604和码垛机构控制系统605，AGV控制系统601用于AGV车1的调度，能够与多台AGV车1数据连通，发送控制指令给AGV车1，所述掏箱机构控制系统602与掏箱机构2数据连通，向掏箱机构2 输送控制指令，掏箱机构2基于接收到的控制指令，控制相应部件的工作状态，同理，所述输送机构控制系统603分别与液压剪刀臂升降机301、双向输送机 302、液压输送机303、伸缩式输送机304和消毒机构底部的输送机连接，控制相应部件的工作状态，消毒机构控制系统604与消毒机构4连接，消毒机构控制系统604向消毒机构4发送控制指令，控制其对货物进行消毒，码垛机构控制系统605与码垛机构5数据连通，码垛机构5基于接收到的控制指令，控制相应部件的工作状态，AGV控制系统601与掏箱机构控制系统602连接，当AGV 控制系统601确认与冷藏集装箱对接完成后，向掏箱机构控制系统602发送控制指令，掏箱机构控制系统602启动，通过掏箱机构上的机械手智能传感器203 确定待掏出货物面的高度和位置，掏箱机构2对应的多轴吸盘式智能机械手开始工作将货物从当前货物面最上面一层开始掏出，基于智能传感器104确定的距离以及掏箱机构2上的机械手智能传感器203的图像数据确定完成一个货物面的卸货后，掏箱机构控制系统602向AGV控制系统601发送控制指令，向前移动一个货物面，如此重复，直至掏出所有货物，掏箱机构控制系统602与输送机构控制系统603连接，实时将探测的货物面的高度发送给输送机构控制系统603，液压剪刀臂升降机301基于该高度数据调整升降高度，保证多轴吸盘式智能机械手抓取的货物能够方便地直接放在双向输送机302上，货物从双向输送机302、液压输送机303、伸缩式输送机304和消毒机构底部的输送机依次转运，输送机构控制系统603与消毒机构控制系统604连接，当开始运送货物时向消毒机构控制系统604发送指令，启动消毒机构控制系统604对经过的货物进行全面消毒，消毒机构控制系统604与码垛机构控制系统605连接，消毒机构控制系统604工作时向码垛机构控制系统605发送指令，启动码垛机构对应的多轴吸盘式智能机械手，将经过消毒的货物按照规则码垛，一个标准垛完成后，叉车将码垛完成的货物运到冷库。控制平台可以设置在冷库的智能控制间，实现远程控制，尽量避免人员接触。

在每一个货物面工作时，对于高层的货物，将双向输送机302的高度调整与待取货物底层平齐，真空吸盘202直接将货物拖到双向输送机302，对于底层的货物，因双向输送机302无法再降低高度，真空吸盘202将货物提升到双向输送机302。

实施例2

本实施例除AGV车1其他均与实施例1相同，AGV车1包括AGV车底盘101、主动轮102、从动轮103、舵轮驱动单元(图中未画出)、智能传感器104和可充电电池(图中未画出)，在AGV车底盘101下左右对称固定两个主动轮102 和两个从动轮103，主动轮102与舵轮驱动单元连接，在舵轮驱动单元的带动下实现前进、后退、左右行进，达到冷藏集装箱装卸车工位，沿AGV车1行进方向，在AGV车底盘101四周固定安装智能传感器104，实时采集并解析周边视野范围内的图像数据确定与前方物体之间的距离，还能够用于保证AGV车与冷藏集装箱最前端的货物面之间的距离在设定范围内，可充电电池固定在AGV车内，外接电源实现充电，为整个AGV车1提供电能。智能传感器104可以是三维视觉传感器，也可以是激光扫描器和二维视觉传感器共同构成的装置。

更优选地，在AGV车底板101四周安装的智能传感器104实时采集其视野范围内的图像数据，并对其进行处理，保持与周边物体之间的距离在设定的避障距离范围内，实现避障。另外，还能够用于保持AGV车1与冷藏集装箱最前端的货物层之间有一定的工作距离。

Claims (8)

1.一种AGV掏箱消毒码垛车，其特征在于，包括AGV车、掏箱机构、输送机构、消毒机构、码垛机构和控制平台，AGV车用于实现与冷藏集装箱的自动对接和步进，掏箱机构固定AGV车前端中部，用于将冷藏集装箱中的货物掏出放在输送机构上，输送机构固定在AGV车前端的升降平台和AGV车两侧，用于将货物从掏箱机构工作区域输送到消毒机构工作区域，消毒机构固定在AGV车的两侧后端，消毒机构底部的输送机前端与伸缩式输送机的末端对接，消毒机构底部的输送机后端与AGV车两侧末端对齐，货物通过消毒机构对货物表面进行全面自动消毒，码垛机构固定在AGV车后端中部，用于将消毒后的货物码垛，控制平台与AGV车、掏箱机构、输送机构、消毒机构和码垛机构互联互通连接，控制相应设备的工作。

2.根据权利要求1所述的AGV掏箱消毒码垛车，其特征在于，输送机构包括液压剪刀臂升降机、双向输送机、液压输送机、伸缩式输送机，

液压剪刀臂升降机301安装在AGV车底板101前端，液压剪刀臂升降机根据待掏出货物层的高度调整升降高度，便于掏箱机构将掏出的货物直接放在双向输送机上，双向输送机能够分别将货物向左右两端横向输送，双向输送机左右端分别与两条液压输送机铰链连接，液压输送机的前端固定安装在液压剪刀臂升降机平台后端上，以便液压剪刀臂升降机升高或降低时灵活变角，纵向上，液压输送机、伸缩式输送机和消毒机输送机依次连接后固定在AGV车底板左右两侧边，在AGV车底板左右两侧上形成两条对称的输送带。

3.根据权利要求2所述的AGV掏箱消毒码垛车，其特征在于，所述双向输送机为辊轮输送机，其长度与AGV车的宽度一致，宽度满足货物的长度要求，在双向输送机的中间设置两段反方向横向转动的辊轮，实现货物能够向左右两个方向移动，双向输送机的左右两端纵向转动的辊轮与液压输送机对接，在液压输送机的底部固定液压杆，当双向输送机升起或降下时液压输送机的前端能够随机升起和降下，液压输送机的末端和伸缩式输送机的前端的底部安装滑轮，对应地在AGV车底板上设置滑道，当双向输送机升起和降下时滑轮沿着滑道前后移动。

4.根据权利要求1所述的AGV掏箱消毒码垛车，其特征在于，所述AGV车为现有的具有导航和避障功能的能够完成自动搬运的AGV运输车。

5.根据权利要求5所述的AGV掏箱消毒码垛车，其特征在于，在AGV车底盘四周侧面安装智能传感器，实时采集其视野范围内的图像数据，并对其进行处理确定与前后左右方物体之间的距离，保持与周边物体之间的距离在设定的避障距离范围内，实现避障。

6.根据权利要求1所述的AGV掏箱消毒码垛车，AGV掏箱消毒码垛车整体尺寸应小于冷藏集装箱的内部尺寸。

7.根据权利要求1所述的AGV掏箱消毒码垛车，掏箱机构和码垛机构均为多轴吸盘式智能机械手，包括多轴机械手、真空吸盘、机械手智能传感器，真空吸盘固定在多轴机械手自由端，用于抓取货物，机械手智能传感器安装在多轴机械手前端，能够实时采集并解析前方货物面图像数据，确定待掏出的货物层高度和货物的位置。

8.根据权利要求1所述的AGV掏箱消毒码垛车，控制平台包括AGV控制系统、掏箱机构控制系统、输送机构控制系统、消毒机构控制系统和码垛机构控制系统，AGV控制系统用于AGV车的调度，能够与多台AGV车连接，发送控制指令给AGV车，所述掏箱机构控制系统与掏箱机构连接，输送机构控制系统与输送机构连接，消毒机构控制系统与消毒机构连接，码垛机构控制系统与码垛机构连接，AGV控制系统与掏箱机构控制系统，输送机构控制系统连，消毒机构控制系统，码垛机构控制系统互通互联，以达到综合作业目的。

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