CN112573353A - 一种空轨动车吊具及控制系统、控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空轨动车吊具及控制系统、控制方法，空轨动车吊具包括吊具主梁、开闭锁机构、若干对摆臂机构；摆臂机构包括摆臂驱动结构、伸缩臂、摆动臂，摆臂驱动结构固定在吊具主梁上，伸缩臂的一端与摆臂驱动结构连接，伸缩臂的另一端与摆动臂的一端连接，摆动臂的另一端设置有锁扣结构；摆臂驱动结构驱动伸缩臂伸缩并绕伸缩臂的中轴线转动；伸缩臂带动摆动臂和锁扣结构上下移动和左右转动；每对摆臂机构的两个伸缩臂伸缩设定长度且转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合，夹持抱紧集装箱，避免集装箱内货物掉落，避免集装箱在运输过程中坠落，提高了运输集装箱的安全性。

Description

一种空轨动车吊具及控制系统、控制方法

技术领域

本发明属于港口设备技术领域，具体地说，是涉及一种空轨动车吊具及控制系统、控制方法。

背景技术

空轨动车是指在高架铁路桥上（空中轨道）行驶的运送集装箱的电动列车。

空轨动车在运输集装箱过程中，因箱体老化、破损，集装箱锁孔变形失效等，导致在空轨运输过程中存在集装箱内货物掉落或集装箱坠落的风险，使空轨动车的集装箱运输作业存在很大安全隐患。

发明内容

本发明提供了一种空轨动车吊具，提高了运输集装箱的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种空轨动车吊具，包括：

吊具主梁；

开闭锁机构，其设置在所述吊具主梁上，包括锁头驱动结构和锁头，所述锁头驱动结构驱动锁头的开闭锁，所述锁头用于与集装箱的锁孔锁合；

若干对摆臂机构，每对摆臂机构对称设置在吊具主梁的两侧，每个摆臂机构包括摆臂驱动结构、伸缩臂、摆动臂；

所述摆臂驱动结构固定在吊具主梁上，所述伸缩臂竖直布设，位于吊具主梁的下方，所述摆动臂与伸缩臂垂直布设；所述伸缩臂的一端与摆臂驱动结构连接，所述伸缩臂的另一端与摆动臂的一端连接，所述摆动臂的另一端设置有锁扣结构；所述摆臂驱动结构驱动伸缩臂伸缩，并驱动伸缩臂绕伸缩臂的中轴线转动；所述伸缩臂带动摆动臂和锁扣结构上下移动和左右转动；当每对摆臂机构的两个伸缩臂伸缩设定长度且转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合。

进一步的，所述锁扣结构为凹凸槽结构，每对摆臂机构的两个凹凸槽结构适配；每对摆臂机构的两个摆动臂转动过程中，该两个摆动臂上的凹凸槽结构扣合或分开。

又进一步的，在所述锁扣结构上埋设有位置传感器，用于检测锁扣结构是否扣合。

更进一步的，所述摆臂机构设置有两对，两对摆臂机构沿着吊具主梁的长度方向等间隔布设。

再进一步的，所述吊具主梁为方形，所述的开闭锁机构设置有四个，四个开闭锁机构布设在吊具主梁的四个角上。

一种空轨动车吊具控制系统，包括：

所述的空轨动车吊具；

识别控制模块，其包括：

定位控制单元，用于控制吊具的升降，并用于获取集装箱信息，并根据所述集装箱信息控制吊具定位至集装箱；

锁头控制单元，用于控制吊具的开闭锁机构与集装箱的锁孔锁合与否；

摆臂控制单元，用于根据集装箱的高度控制吊具的摆臂机构的伸缩臂的伸缩与转动；当每对摆臂机构的两个伸缩臂伸缩设定长度且转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合。

进一步的，所述定位控制单元包括：

三维激光扫描仪，用于扫描并获得集装箱信息；

三维模型建立单元，用于根据扫描到的集装箱信息建立相应三维模型；

定位检测单元，用于基于所述三维模型获取集装箱的高度和位置，并控制吊具升降，控制吊具定位至集装箱上。

又进一步的，所述识别控制模块还包括：

箱底检测报警单元，用于获取集装箱箱底的图像信息，并根据所述图像信息判断箱底是否发生异常，并在发生异常时发出报警提示信息；

扣合检测报警单元，用于检测每对摆臂机构上的两个锁扣结构是否互相扣合，若未扣合，则发出报警提示信息。

一种空轨动车吊具控制方法，应用于所述的空轨动车吊具中，所述方法包括：

在接收到抓箱指令时，获取集装箱信息，所述集装箱信息包括集装箱的高度和位置；控制吊具运行至集装箱上方，并下降至集装箱上；

控制开闭锁机构的锁头与集装箱的锁孔锁合，然后控制吊具起升；

在集装箱起升至设定安全高度后，根据集装箱的高度控制摆臂机构的伸缩臂的伸缩长度，使得摆动臂可以转动至集装箱的箱底，与集装箱的箱底接触；然后控制伸缩臂带动摆动臂转动，当每对摆臂机构的两个伸缩臂转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合；

空轨动车将集装箱运送至目标位置上方后，控制吊具下降；当集装箱下降至设定安全高度后，控制伸缩臂转动，使得每对摆臂机构的锁扣结构打开，摆动臂转离箱底后，伸缩臂带动摆动臂缩回至预设位置，然后控制吊具下降，当集装箱放置至目标位置时，控制锁头开锁。

进一步的，所述方法还包括：

在集装箱升降过程中，检测集装箱的箱底是否异常，并在异常时报警；

或/和，

检测每对摆臂机构上的两个锁扣结构是否扣合，若未扣合，则报警。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的空轨动车吊具及控制系统、控制方法，通过每对摆臂机构的伸缩臂、摆动臂、锁扣结构夹持抱紧集装箱，避免集装箱内货物掉落，避免集装箱在运输过程中坠落，提高了运输集装箱的安全性。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的空轨动车吊具的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中每对摆臂机构的两个锁扣结构互相扣合的示意图；

图3是图1中相邻对摆臂机构的锁扣结构互相扣合的示意图；

图4是本发明所提出的空轨动车吊具控制系统的一个实施例的结构框图；

图5是本发明所提出的空轨动车吊具控制方法的一个实施例的流程图。

附图标记：

1、吊具主梁；

2、开闭锁机构；21、锁头驱动结构；22、锁头；

3、摆臂机构；31、摆臂驱动结构；32、伸缩臂；33、摆动臂；

4、摆臂机构；41、摆臂驱动结构；42、伸缩臂；43、摆动臂；

5、摆臂机构；51、摆臂驱动结构；52、伸缩臂；53、摆动臂；

6、摆臂机构；61、摆臂驱动结构；62、伸缩臂；63、摆动臂；

71、锁扣结构；72、锁扣结构；73、锁扣结构；74、锁扣结构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

针对目前空轨运输过程中集装箱容易坠落，影响运输安全的问题，本发明提出了一种空轨动车吊具及控制系统、控制方法，将集装箱夹持抱紧，避免因集装箱箱体老化、破损、锁孔变形失效等导致的集装箱内货物掉落和集装箱坠落，确保空轨运输集装箱的安全性。下面结合附图通过具体实施例对空轨动车吊具及控制系统、控制方法进行详细说明。

实施例一、

本实施例的空轨动车吊具，主要包括吊具主梁1、开闭锁机构2、若干对摆臂机构等，参见图1至图3所示。吊具上还设置有升降机构，用于带动吊具主梁1的升降。

开闭锁机构2，其设置在吊具主梁1上，开闭锁机构2包括锁头驱动结构21和锁头22，锁头驱动结构21驱动锁头22的开闭锁，锁头22用于与集装箱的锁孔锁合，以实现吊具主梁1与集装箱的稳定可靠连接。在本实施例中，锁头驱动结构21选择液压油缸，液压油缸性能稳定，控制方便。

每对摆臂机构包括两个摆臂机构，每对摆臂机构的两个摆臂机构对称设置在吊具主梁1的两侧。每个摆臂机构的结构相同，均包括摆臂驱动结构、伸缩臂、摆动臂。在本实施例中，摆臂驱动结构也选择液压油缸。

摆臂驱动结构固定在吊具主梁1上，伸缩臂位于吊具主梁1的下方，伸缩臂竖直布设，摆动臂与伸缩臂垂直布设；伸缩臂的一端与摆臂驱动结构连接，伸缩臂的另一端与摆动臂的一端连接，摆动臂的另一端设置有锁扣结构；摆臂驱动结构驱动伸缩臂伸缩，伸缩臂的伸缩长度根据集装箱的高度而定；摆臂驱动结构驱动伸缩臂绕伸缩臂的中轴线转动；伸缩臂带动摆动臂上下移动和左右转动，摆动臂带动锁扣结构上下移动和左右转动；即伸缩臂带动摆动臂和锁扣结构上下移动和左右转动；当每对摆臂机构的两个伸缩臂伸缩设定长度且转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合，托住箱底。

本实施例的空轨动车吊具，通过每对摆臂机构的伸缩臂、摆动臂、锁扣结构夹持抱紧集装箱，避免集装箱内货物掉落，避免集装箱在运输过程中坠落，提高了集装箱的运输安全性。

在本实施例中，摆臂机构设置有两对，第一对摆臂机构包括摆臂机构3和摆臂机构4，第二对摆臂机构包括摆臂机构5和摆臂机构6。下面，以摆臂机构3为例，对摆臂机构的具体结构进行说明。

摆臂机构3的摆臂驱动结构31固定在吊具主梁1上，伸缩臂32位于吊具主梁1的下方，伸缩臂32竖直布设，摆动臂33与伸缩臂32垂直布设；伸缩臂32的一端与摆臂驱动结构31连接，伸缩臂32的另一端与摆动臂33的一端连接，摆动臂33的另一端设置有锁扣结构71；摆臂驱动结构31驱动伸缩臂32伸缩，并驱动伸缩臂32绕伸缩臂32的中轴线转动；当伸缩臂32伸缩时，带动摆动臂33上下移动；当伸缩臂32绕其自身中轴线转动时，带动摆动臂33左右转动；摆动臂33带动锁扣结构71上下移动和左右转动。伸缩臂32的伸缩长度根据集装箱的高度确定，伸缩臂32伸缩设定长度，使得摆动臂33可以转动至集装箱下方，与集装箱的箱底接触。

同理，摆臂机构4包括摆臂驱动结构41、伸缩臂42、摆动臂43，摆动臂43的另一端设置有锁扣结构72。摆臂驱动结构41驱动伸缩臂32伸缩和转动，伸缩臂32带动摆动臂43和锁扣结构72上下移动和左右转动。伸缩臂42的伸缩长度根据集装箱的高度确定，伸缩臂42伸缩设定长度，使得摆动臂43可以转动至集装箱下方，与集装箱的箱底接触。

摆臂机构5包括摆臂驱动结构51、伸缩臂52、摆动臂53，摆动臂53的另一端设置有锁扣结构73。摆臂驱动结构51驱动伸缩臂52伸缩和转动，伸缩臂52带动摆动臂53和锁扣结构73上下移动和左右转动。伸缩臂52的伸缩长度根据集装箱的高度确定，伸缩臂52伸缩设定长度，使得摆动臂53可以转动至集装箱下方，与集装箱的箱底接触。

摆臂机构6包括摆臂驱动结构61、伸缩臂62、摆动臂63，摆动臂63的另一端设置有锁扣结构74。摆臂驱动结构61驱动伸缩臂62伸缩和转动，伸缩臂62带动摆动臂63和锁扣结构74上下移动和左右转动。伸缩臂62的伸缩长度根据集装箱的高度确定，伸缩臂62伸缩设定长度，使得摆动臂63可以转动至集装箱下方，与集装箱的箱底接触。

驱动伸缩臂32、伸缩臂42转动，带动摆动臂33和摆动臂43转动，使锁扣结构71和锁扣结构72互相靠近，当伸缩臂32、伸缩臂42转动设定角度时，锁扣结构71和锁扣结构72互相扣合锁闭。此时，伸缩臂32位于集装箱的一侧，伸缩臂42位于集装箱的另一侧，伸缩臂32和伸缩臂42夹住集装箱，摆动臂33和摆动臂43从集装箱的箱底托住集装箱；锁扣结构71和锁扣结构72扣合，使得摆动臂33和摆动臂43连接稳定，可以更加牢固可靠地夹持抱紧集装箱。

驱动伸缩臂52、伸缩臂62转动，带动摆动臂53和摆动臂63转动，使锁扣结构73和锁扣结构74互相靠近，当伸缩臂52、伸缩臂62转动设定角度时，锁扣结构73和锁扣结构74互相扣合锁闭。此时，伸缩臂52位于集装箱的一侧，伸缩臂62位于集装箱的另一侧，伸缩臂52和伸缩臂62夹住集装箱，摆动臂53和摆动臂63从集装箱的箱底托住集装箱；锁扣结构73和锁扣结构74扣合，使得摆动臂53和摆动臂63连接稳定，可以更加牢固可靠地夹持抱紧集装箱。

抓箱过程为：

首先，当吊具主梁1下落至集装箱上时，锁头驱动结构21驱动锁头22与集装箱的锁孔锁合，以实现吊具主梁1与集装箱的稳定连接。

然后，吊具带动集装箱起升，当集装箱起升至设定安全高度后，根据集装箱的高度驱动伸缩臂32、伸缩臂42、伸缩臂52、伸缩臂62伸缩，使得摆动臂33、摆动臂43、摆动臂53、摆动臂63可以转动至集装箱箱底，与集装箱的箱底接触。

再然后，驱动伸缩臂32、伸缩臂42、伸缩臂52、伸缩臂62转动，进而带动摆动臂33、摆动臂43、摆动臂53、摆动臂63转动，使锁扣结构71和锁扣结构72互相靠近，直至锁扣结构71和锁扣结构72互相扣合锁闭；锁扣结构73和锁扣结构74互相靠近，直至锁扣结构73和锁扣结构74互相扣合锁闭。摆动臂33与摆动臂43互锁，摆动臂53与摆动臂63互锁，形成环锁将集装箱牢固的夹持抱紧。

至此，锁头22与集装箱的锁孔锁合，伸缩臂32和伸缩臂42夹住集装箱，摆动臂33和摆动臂43从集装箱的箱底托住集装箱，锁扣结构71和锁扣结构72扣合；伸缩臂52和伸缩臂62夹住集装箱，摆动臂53和摆动臂63从集装箱的箱底托住集装箱，锁扣结构73和锁扣结构74扣合，实现了吊具主梁1与集装箱的牢固稳定可靠连接，提高了运输集装箱的安全性和可靠性。

最后，吊具起升，运送集装箱至目标位置。空轨动车运送集装箱至目标位置上方，并控制吊具下降；当集装箱下降至设定安全高度后，控制伸缩臂32、伸缩臂42、伸缩臂52和伸缩臂62转动，进而带动摆动臂33、摆动臂43、摆动臂53、摆动臂63转动，使得锁扣结构71和锁扣结构72打开，锁扣结构73和锁扣结构74打开，伸缩臂32、伸缩臂42、伸缩臂52和伸缩臂62继续转动，转离箱底，然后控制吊具下降，集装箱放置至目标位置时，控制锁头22开锁。

在本实施例中，锁扣结构为凹凸槽结构，每对摆臂机构的两个凹凸槽结构适配；每对摆臂机构的两个摆动臂转动过程中，该两个摆动臂上的凹凸槽结构扣合或分开。上述设计的锁扣结构，可以在摆动臂转动过程中，实现与其他凹凸槽结构的扣合或分开，结构简单，便于实现，而且不影响摆动臂的转动。

在每个锁扣结构上埋设有位置传感器，用于检测锁扣结构是否扣合。在吊具主梁1上设置有报警模块。当锁扣结构的位置传感器检测到该锁扣结构与其他锁扣结构扣合或分开时，发送高电平或低电平的信号至报警模块，报警模块根据接收到的信号判断锁扣结构是否扣合，并在未扣合时报警。在吊具带动集装箱升降过程和运送过程中，检测每对摆臂机构上的两个锁扣结构是否互相扣合，若未扣合，则报警，及时停止动车运行，并提醒操作人员处理异常情况。

在本实施例中，摆臂机构设置有两对，每对摆臂机构对称设置在吊具主梁1的两侧，两对摆臂机构沿着吊具主梁1的长度方向等间隔布设，使得集装箱受力均匀，防止集装箱坠落，提高运输集装箱的安全性。通过设置两对摆臂机构，既提高了集装箱的安全性，又避免摆臂机构数量设置过多导致吊具重量过大。

在本实施例中，吊具主梁1为方形，所述的开闭锁机构2设置有四个，四个开闭锁机构2布设在吊具主梁1的四个角上，使得集装箱受力均匀，防止集装箱坠落，提高运输集装箱的安全性。

吊具空闲状态时，为了避免锁扣结构碰损，可以控制伸缩臂带动摆动臂转动，使得摆动臂与位于集装箱同一侧的邻近的摆动臂靠近，直至这两个摆动臂上的锁扣结构相互扣合。即，锁扣结构71和锁扣结构73扣合锁闭，锁扣结构72和锁扣结构74扣合锁闭，参见图3所示，由于此时摆动臂33、摆动臂53与集装箱的侧面平行；摆动臂43、摆动臂63与集装箱的另一个侧面平行，不影响吊具主梁1下落至集装箱上。

当吊具主梁1下落至集装箱上，控制锁头22与集装箱的锁孔锁合，然后控制集装箱起升至设定安全高度后，根据集装箱高度同步驱动伸缩臂32、伸缩臂52、伸缩臂42、伸缩臂62伸缩；然后驱动摆动臂33、摆动臂63逆时针转动90°，摆动臂43、摆动臂53顺时针转动90°，使得锁扣结构71和锁扣结构72互相扣合，锁扣结构73和锁扣结构74互相扣合，形成环锁，参见图2所示。

当空轨动车将集装箱运送至目标位置上方，集装箱下降至设定安全高度后，驱动摆动臂33、摆动臂63逆时针转动90°，摆动臂43、摆动臂53顺时针转动90°，锁扣结构71和锁扣结构72打开，锁扣结构73和锁扣结构74打开，然后吊具下降，集装箱放置至目标位置，控制锁头开锁，完成放箱作业。

实施例二、

基于上述空轨动车吊具的设计，本实施例二提出了一种空轨动车吊具控制系统，包括所述的空轨动车吊具和识别控制模块，参见图4所示。识别控制模块安装在空轨动车上，用于控制整个空轨动车以及吊具的运行。

识别控制模块，其包括定位控制单元、锁头控制单元、摆臂控制单元等，参见图4所示。

定位控制单元，用于控制吊具的升降，并用于获取集装箱信息，集装箱信息包括集装箱的高度、长度、宽度、轮廓和放置位置；并根据集装箱信息控制吊具定位至集装箱，并控制吊具的升降。在吊具上设置有升降机构，用于带动吊具升降。定位控制单元控制升降机构的运行，从而带动吊具升降。

锁头控制单元，用于控制吊具的开闭锁机构与集装箱的锁孔锁合与否。锁头控制单元发出控制信号至锁头驱动结构21，通过锁头驱动结构21驱动锁头22的开闭锁动作。当需要抓取集装箱时，锁头驱动结构21驱动锁头22与集装箱的锁孔锁合。

摆臂控制单元，用于根据集装箱的高度控制吊具的摆臂机构的伸缩臂的伸缩与转动；摆臂控制单元发出控制信号至摆臂驱动结构，通过摆臂驱动结构驱动摆臂伸缩和转动。当每对摆臂机构的两个伸缩臂伸缩设定长度且转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合，以夹持抱紧集装箱。

例如，摆臂控制单元根据集装箱高度发出控制信号至摆臂驱动结构32、摆臂驱动结构42、摆臂驱动结构52、摆臂驱动结构62，驱动伸缩臂32、伸缩臂52、伸缩臂42、伸缩臂62伸缩；然后驱动伸缩臂32、伸缩臂42、伸缩臂52和伸缩臂62转动，进而带动摆动臂33、摆动臂43、摆动臂53、摆动臂63转动，使得锁扣结构71和锁扣结构72互相扣合，锁扣结构73和锁扣结构74互相扣合，形成环锁。

本实施例的空轨动车吊具控制系统，通过每对摆臂机构的伸缩臂、摆动臂、锁扣结构夹持抱紧集装箱，避免集装箱内货物掉落，避免集装箱在运输过程中坠落，提高了集装箱的运输安全性。

在本实施例中，定位控制单元包括三维激光扫描仪、三维模型建立单元、定位检测单元。

三维激光扫描仪，用于扫描吊具与集装箱，并获得吊具与集装箱信息。集装箱信息包括集装箱的高度、长度、宽度、轮廓和放置位置等。

三维模型建立单元，用于根据扫描到的集装箱信息建立相应三维模型。

定位检测单元，用于基于三维模型获取集装箱的高度和位置，并控制吊具的升降，控制吊具定位至集装箱上。

空轨动车吊具在装卸集装箱作业时，三维激光扫描仪实时检测集装箱状态，扫描仪以点式测量扩展为面式测量，以点云的方式存储数据，增强空间测量数据的密度，将存储的数据通过泊松算法建立三维模型，即基于扫描数据获取并建立集装箱三维模型；从而判断集装箱尺寸、高度以及放置位置。

通过上述设计的定位控制单元，可以获得比较精准的集装箱高度和位置，实现吊具和集装箱的精准对位。

在本实施例中，识别控制模块还包括箱底检测报警单元，用于获取集装箱箱底的图像信息，并根据所述图像信息判断箱底是否发生异常，并在发生异常时发出报警提示信息，并控制吊具停止起升，以提高集装箱运输的安全性。异常现象包括箱底携带异物、箱底有破损、锁扣结构未扣合等。

在本实施例中，识别控制模块还包括扣合检测报警单元，用于在集装箱升降过程和运送过程中，检测每对摆臂机构上的两个锁扣结构是否互相扣合，若未扣合，则发出报警提示信息，以提高集装箱运输的安全性。扣合检测报警单元还接收位置传感器发出的信号，根据接收到的信号判断每对摆臂机构上的两个锁扣结构是否互相扣合，并在未扣合时报警。

实施例三、

基于上述空轨动车吊具及空轨动车吊具控制系统的设计，本实施例提出了一种空轨动车吊具控制方法，包括下述步骤，参见图5所示。

步骤S1：在接收到抓箱指令时，定位控制单元获取集装箱信息，集装箱信息包括集装箱的高度、长度、宽度、轮廓和放置位置等；定位控制单元控制吊具运行至集装箱上方，并下降至集装箱上。

步骤S2：吊具着箱后控制开闭锁机构的锁头22与集装箱的锁孔锁合，然后控制吊具起升。当吊具主梁1下落至集装箱上时，锁头控制单元通过锁头驱动结构21驱动锁头22与集装箱的锁孔锁合，然后控制吊具携箱起升。在集装箱起升过程中，检测集装箱的箱底是否异常，并在异常时报警，控制吊具停止起升，以提高安全性，避免发生事故。

步骤S3：在集装箱起升至设定安全高度后，摆臂控制单元根据集装箱的高度控制摆臂机构的伸缩臂的伸缩长度，使得摆动臂可以转动至集装箱的箱底，与集装箱的箱底接触；然后控制伸缩臂带动摆动臂转动，当每对摆臂机构的两个伸缩臂转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合，以夹持抱紧集装箱。然后控制吊具带动集装箱继续起升至运输高度（即空轨运输集装箱时的高度），空轨动车运送集装箱至目标位置。通过每对摆臂机构的伸缩臂、摆动臂、锁扣结构夹持抱紧集装箱，避免集装箱内货物掉落，避免集装箱在运输过程中坠落，提高了集装箱的运输安全性。

步骤S4：空轨动车将集装箱运送至目标位置上方后，控制吊具下降；当集装箱下降至设定安全高度后，控制伸缩臂转动，使得每对摆臂机构的锁扣结构打开，摆动臂转离集装箱箱底后，伸缩臂带动摆动臂缩回至预设位置，然后控制吊具下降，集装箱放置至目标位置时，控制锁头22开锁，完成放箱指令。

在本实施例中，在集装箱升降过程和运送过程中，检测集装箱的箱底是否异常，并在异常时报警，以便及时采取措施，提高安全性。

在本实施例中，在集装箱升降过程和运送过程中，检测每对摆臂机构上的两个锁扣结构是否互相扣合，若未扣合，则报警，以便及时采取措施，提高安全性。

本实施例的空轨动车吊具控制方法，实现了自动化控制，在抓箱作业时，识别集装箱尺寸、高度以及堆码位置等，自动控制吊具下落至集装箱，吊具着箱后控制吊具的锁头抓取集装箱，当吊具抓取集装箱并起升至设定安全高度后，驱动伸缩臂转动，使得每对摆臂机构的两个锁扣结构锁合形成环锁，将集装箱夹持抱紧，避免因集装箱箱体老化、破损、锁孔变形失效等导致的集装箱内货物掉落和集装箱坠落，确保空轨运输集装箱的安全性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空轨动车吊具，其特征在于：包括：

吊具主梁；

开闭锁机构，其设置在所述吊具主梁上，包括锁头驱动结构和锁头，所述锁头驱动结构驱动锁头的开闭锁，所述锁头用于与集装箱的锁孔锁合；

若干对摆臂机构，每对摆臂机构对称设置在吊具主梁的两侧，每个摆臂机构包括摆臂驱动结构、伸缩臂、摆动臂；

所述摆臂驱动结构固定在吊具主梁上，所述伸缩臂竖直布设，位于吊具主梁的下方，所述摆动臂与伸缩臂垂直布设；所述伸缩臂的一端与摆臂驱动结构连接，所述伸缩臂的另一端与摆动臂的一端连接，所述摆动臂的另一端设置有锁扣结构；所述摆臂驱动结构驱动伸缩臂伸缩，并驱动伸缩臂绕伸缩臂的中轴线转动；所述伸缩臂带动摆动臂和锁扣结构上下移动和左右转动；当每对摆臂机构的两个伸缩臂伸缩设定长度且转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合。

2.根据权利要求1所述的空轨动车吊具，其特征在于：所述锁扣结构为凹凸槽结构，每对摆臂机构的两个凹凸槽结构适配；每对摆臂机构的两个摆动臂转动过程中，该两个摆动臂上的凹凸槽结构扣合或分开。

3.根据权利要求1所述的空轨动车吊具，其特征在于：在所述锁扣结构上埋设有位置传感器，用于检测锁扣结构是否扣合。

4.根据权利要求1所述的空轨动车吊具，其特征在于：所述摆臂机构设置有两对，两对摆臂机构沿着吊具主梁的长度方向等间隔布设。

5.根据权利要求1所述的空轨动车吊具，其特征在于：所述吊具主梁为方形，所述的开闭锁机构设置有四个，四个开闭锁机构布设在吊具主梁的四个角上。

6.一种空轨动车吊具控制系统，其特征在于：包括：

如权利要求1至5中任一项所述的空轨动车吊具；

识别控制模块，其包括：

定位控制单元，用于控制吊具的升降，并用于获取集装箱信息，并根据所述集装箱信息控制吊具定位至集装箱；

锁头控制单元，用于控制吊具的开闭锁机构与集装箱的锁孔锁合与否；

摆臂控制单元，用于根据集装箱的高度控制吊具的摆臂机构的伸缩臂的伸缩与转动；当每对摆臂机构的两个伸缩臂伸缩设定长度且转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合。

7.根据权利要求6所述的空轨动车吊具控制系统，其特征在于：

所述定位控制单元包括：

三维激光扫描仪，用于扫描并获得集装箱信息；

三维模型建立单元，用于根据扫描到的集装箱信息建立相应三维模型；

定位检测单元，用于基于所述三维模型获取集装箱的高度和位置，并控制吊具升降，控制吊具定位至集装箱上。

8.根据权利要求6所述的空轨动车吊具控制系统，其特征在于：所述识别控制模块还包括：

箱底检测报警单元，用于获取集装箱箱底的图像信息，并根据所述图像信息判断箱底是否发生异常，并在发生异常时发出报警提示信息；

扣合检测报警单元，用于检测每对摆臂机构上的两个锁扣结构是否互相扣合，若未扣合，则发出报警提示信息。

9.一种空轨动车吊具控制方法，应用于如权利要求1至5中任一项所述的空轨动车吊具中，其特征在于：所述方法包括：

在接收到抓箱指令时，获取集装箱信息，所述集装箱信息包括集装箱的高度和位置；控制吊具运行至集装箱上方，并下降至集装箱上；

控制开闭锁机构的锁头与集装箱的锁孔锁合，然后控制吊具起升；

在集装箱起升至设定安全高度后，根据集装箱的高度控制摆臂机构的伸缩臂的伸缩长度，使得摆动臂可以转动至集装箱的箱底，与集装箱的箱底接触；然后控制伸缩臂带动摆动臂转动，当每对摆臂机构的两个伸缩臂转动设定角度时，每对摆臂机构的两个伸缩臂夹住集装箱，两个摆动臂与集装箱箱底接触，两个锁扣结构互相扣合；

空轨动车将集装箱运送至目标位置上方后，控制吊具下降；当集装箱下降至设定安全高度后，控制伸缩臂转动，使得每对摆臂机构的锁扣结构打开，摆动臂转离箱底后，伸缩臂带动摆动臂缩回至预设位置，然后控制吊具下降，当集装箱放置至目标位置时，控制锁头开锁。

10.根据权利要求9所述的空轨动车吊具控制方法，其特征在于：所述方法还包括：

在集装箱升降过程中，检测集装箱的箱底是否异常，并在异常时报警；

或/和，

检测每对摆臂机构上的两个锁扣结构是否扣合，若未扣合，则报警。

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