CN113955372A - 一种空气弹簧转运定位方法及转运装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气弹簧转运定位方法及转运装置，包括：托盘、托盘架及AGV小车。采用托盘装载空气弹簧、利用AGV小车顶托托盘的方式进行空气弹簧转运。通过AGV小车顶的锥形定位销与托盘底部的定位孔配合的方式，来纠正AGV小车顶托托盘时的定位偏差；通过在立库入口、立库出口及检修工位设置托盘架的方式，利用托盘与定位装置配合来纠正托盘放置位置偏差；实现空气弹簧转运全过程的精确定位。使得机械手能够准确抓取空气弹簧，实现空气弹簧转运过程的自动化，大幅度提高了劳动效率、降低了劳动强度、转运过程安全可靠。

Description

一种空气弹簧转运定位方法及转运装置

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种空气弹簧转运定位方法及转运装置。

背景技术

空气弹簧是轨道交通车辆减振系统的关键部件，为了保证轨道交通安全运行，有必要定期对空气弹簧进行检修。通常将空气弹簧拆卸后集中在一起进行检修。为了提高检修效率，有必要设置空气弹簧自动化检修线。

整个自动化空气弹簧检修线分为：立库区、外观检测区、拆卸区、前处理区、组装区、后处理区、刚度测试区区域。检修时，需要将不同型号的空气弹簧及部件从立库区转运到检修线上料位。如果采用现有的行车吊装、叉车转运或人力小车搬运的方式进行转运方式，需要占用大量人力来完成，转运过程存在不安全因素，而且容易出错。因此需要一种高效的自动转运空气弹簧的方法及转运装置，在自动转运过程中，空气弹簧的定位非常重要，关系到机械手能否准确抓取空气弹簧，空气弹簧能否准确转运到预定位置。

经专利检索，与本发明有一定关系的专利主要有以下专利：

1、申请号为“202010157009.9”、申请日为“2020.03.09”、公开号为“CN111369544A”、公开日为“2020.07.03”、名称为“一种托盘定位检测方法、装置及智能叉车”、申请人为“高绍斌”的中国发明专利，该发明公开了一种托盘定位检测方法、装置及智能叉车，其中该方法采用主动式光源对场景照射，可获取稳定的图像特征，增强环境抗干扰能力，并对场景在有外加光源以及无外加光源下的两种图像进行图像差分运算以及二值化处理，可有效减少不同图像背景对识别的影响。该专利只是涉及托盘定位检测方法，并未涉及怎样将空气弹簧运送到不同工位的技术问题，以及转运过程中空气弹簧的定位问题。

2、申请号为“201811619946.0”、申请日为“2018.12.28”、公开号为“CN109502515A”、公开日为“2019.03.22”、名称为“一种带柔性举升的AGV小车”、申请人为“福建工程学院”的中国发明专利，该发明公开了一种带柔性举升的AGV小车，包括移动底盘、举升机构、传感器、控制器及动力机构；所述举升机构、传感器及控制器均设置于移动底盘上；所述动力机构与移动底盘传动连接，用于驱动移动底盘移动；所述举升机构包括空气泵、空气弹簧及顶升支架；所述空气泵设置于移动底盘上，所述顶升支架设置于空气泵上；所述空气泵的出气口与空气弹簧的进气口连接，用于向空气弹簧充入或抽取空气，以使空气弹簧膨胀抬高或缩小降低顶升支架；所述传感器用于检测移动底盘与指定位置的距离；所述控制器与传感器、空气泵及动力机构连接，用于根据传感器的检测结果控制空气泵及动力机构的启动或关闭。该专利只是涉及能够顶升AGV小车，并未涉及怎样将空气弹簧运送到不同工位的技术问题，以及转运过程中空气弹簧的定位问题。

3、申请号为“202110923653.7”、申请日为“2021.08.12”、公开号为“CN113479236A”、公开日为“2021.10.08”、名称为“一种智能架落车与大部件转运系统及工艺”、申请人为“唐山百川智能机器股份有限公司”的中国发明专利，该发明专利涉及地铁车辆架修、大修技术领域，特别是一种智能架落车与大部件转运系统及工艺。该系统包括壁式检查坑、车体支墩、库内环境动态感知系统、智能控制系统、交互终端、智能天车、智能AGV；库内环境动态系统用于实时采集库内环境的点云数据为智能控制系统提供基础数据；智能天车用于架车、落车以及车体库内转运，智能AGV与智能天车合作完成转向架、车体的跨库转运作业；在智能控制系统及交互终端的作用下本系统以人机交互的方式进行架车、落车以及大部件的转运作业。该专利只是涉及架车、落车以及车体、转向架等大部件的转运作业，并未涉及怎样将空气弹簧运送到不同工位的技术问题，以及转运过程中空气弹簧的定位问题。

上述专利均未涉及空气弹簧转运过程中怎样定位的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种空气弹簧转运定位方法及转运装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种空气弹簧转运定位方法，所述空气弹簧转运包括：卸到立库入口—从立库入口装上货架—从货架取下放置在立库出口—从立库出口运送到检修工位。采用托盘装载空气弹簧进行转运，使空气弹簧在托盘上精确定位；利用托盘与定位装置配合来纠正托盘放置位置偏差，从而实现空气弹簧转运过程的精确定位。

进一步地，通过在托盘上设置与空气弹簧匹配的定位止口及定位孔的方式，来保证空气弹簧在托盘上的方位准确及定位精度。

进一步地，所述定位装置为用来放置托盘的托盘架，通过在立库入口设置入库托盘架，纠正空气弹簧在入库时托盘的定位偏差；通过在立库出口设置出库托盘架，纠正空气弹簧在出库时托盘的定位偏差；通过在检修工位设置工位托盘架，纠正空气弹簧在检修工位时托盘的定位偏差。从而保证空气弹簧从卸到立库入口—从立库入口装上货架—从货架取下放置在立库出口—从立库出口运送到检修工位全过程的精确定位，使得机械手能够准确抓取空气弹簧，实现空气弹簧转运过程的自动化，大幅度提高了劳动效率、降低了劳动强度、转运过程安全可靠。

一种实现上述空气弹簧转运定位方法的转运装置，包括：空气弹簧、托盘、托盘架及AGV小车。空气弹簧装载在托盘上，托盘放置在托盘架上，托盘底面距离地面高度不小于AGV小车的高度，AGV小车能够进入托盘底部空间，顶托起并运送托盘。能够将空气弹簧及部件从立库区转运到检修工位或上线工位上，实现自动转运，提高了劳动效率、降低了劳动强度、转运过程安全可靠。

进一步地，托盘包括：托板及托脚，托盘底板上设置有定位止口，定位止口与空气弹簧的外形匹配。保证空气弹簧在托板上准确定位。

进一步地，托盘底板上设置有定位孔，AGV小车顶面设置有锥形定位销，当AGV小车进入托盘底部空间顶升时，定位销插入定位孔内，从而将托盘固定在AGV小车顶上。保证托盘在AGV小车顶上准确定位。

进一步地，托盘架设置有推移部件，所述推移部件推动托盘移动，以纠正托盘放置在托盘架上的位置偏差。使托盘在水平面上移动，调整并锁定托盘在准确位置。以消除托盘放到托盘架上时，位置不准确的误差。保证空气弹簧的定位精度，便于机械手能够准确抓取空气弹簧。

进一步地，托盘上设置有定位槽，托盘架上设置有顶头，顶头伸出顶入定位槽时，使托盘在水平面上移动，将托盘调整并固定在准确位置。

进一步地，托盘架上设置有滑盘，当托盘放置在托盘架上时，托盘的脚杯放置在滑盘上。便于托盘在托盘架上移动。

进一步地，托盘架顶部的周边设置有斜面，斜面坡向托盘架的中心，两侧斜面底边之间的距离与托盘的两侧托杯之间宽度匹配。当叉车或吊车将托盘放到托盘架有位置偏差时，托盘会顺着斜面滑向托盘架的中心位置，使托盘放到托盘架上的准确位置，从而自动纠正位置偏差，提高定位精度。

本发明的有益效果为：采用托盘装载空气弹簧、利用AGV小车顶托托盘的方式进行空气弹簧转运。通过AGV小车顶的锥形定位销与托盘底部的定位孔配合的方式，来纠正AGV小车顶托托盘时的定位偏差；通过在立库入口、立库出口及检修工位设置托盘架的方式，利用托盘与定位装置配合来纠正托盘放置位置偏差；实现空气弹簧转运全过程的精确定位。使得机械手能够准确抓取空气弹簧，实现空气弹簧转运过程的自动化，大幅度提高了劳动效率、降低了劳动强度、转运过程安全可靠。

附图说明

图1为空气弹簧转运过程示意图，

图2为托盘装载空气弹簧示意图，

图3为AGV小车顶托托盘和空气弹簧示意图，

图4为空气弹簧立体结构示意图，

图5为空气弹簧的剖视示意图，

图6为托盘立体结构示意图，

图7为托盘架实施例1立体结构示意图，

图8为托盘架实施例1正视示意图，

图9为滑盘立体结构示意图，

图10为去除滑盘盖后的滑盘立体结构示意图，

图11为定位推缸立体结构示意图，

图12为托盘架实施例2立体结构示意图，

图13为托盘架实施例2正视示意图，

图14为托盘架实施例2俯视示意图，

图15为AGV小车立体结构示意图，

图中：1—托盘架、11—架体、12—滑盘、121—滑盘体、122—滚珠、122—滑盘盖、13—检测传感器、14—定位推缸、141—气缸、142—气动杆、143—顶板、144—顶头、15—斜面、16—扩口；2—托盘、21—托脚、211—脚杯、22—托板、23—定位槽、24—定位孔、25—定位止口；3—空气弹簧、31—辅助簧、32—气囊、33—上盖板、4—AGV小车、41—滚轮、42—车体、43—定位销、H1—两侧托杯之间宽度、H2—两侧斜面底边之间的距离。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的描述：

如图1所示：本发明所述空气弹簧3转运包括：卸到立库入口—从立库入口装上货架—从货架取下放置在立库出口—从立库出口运送到检修工位或上线工位。

在整个转运过程在，都是将空气弹簧3装载在托盘2上，使空气弹簧3在托盘2上精确定位，空气弹簧3随同托盘2进行转运。在立库入口设置入库托盘架，纠正空气弹簧3在入库时托盘2的定位偏差；在立库出口设置出库托盘架，纠正空气弹簧3在出库时托盘2的定位偏差；在检修工位或上线工位设置工位托盘架，纠正空气弹簧3在检修工位时托盘2的定位偏差。从而保证空气弹簧3从卸到立库入口—从立库入口装上货架—从货架取下放置在立库出口—从立库出口运送到检修工位全过程的精确定位，使得机械手能够准确抓取空气弹簧3，实现空气弹簧3转运过程的自动化，大幅度提高了劳动效率、降低了劳动强度、转运过程安全可靠。

如图2至3所示：在立库入口、立库出口和检修工位或上线工位设置工位托盘架1，托盘2放置在托盘架1上。托盘2的离地面高度不小于AGV小车4的高度，同时托盘2的离地面高度与AGV小车4的高度之差小于60 mm。以保证AGV小车4既能够进入托盘2底部空间， AGV小车又能够在顶升时顶托起托盘2。

如图4至5所示：空气弹簧3包括：辅助簧31、气囊32及上盖板33，空气弹簧3设置有空簧识别码。

如图6所示：托盘2包括：托脚21及托板22。托脚21下端设置有脚杯211，托板22的上面设置有与空气弹簧3或部件匹配的凹形定位止口25，以固定空气弹簧3或部件在托板22上的位置。托板22的沿前后方向的对称轴上设置有用来与AGV小车4的定位销43配合的定位孔24，以保证AGV小车4顶托托盘2时的方向一致，便于机械手能够准确地抓取托盘2上的空气弹簧3或部件。托板22沿前后方向的对称轴的两侧设置有V形的定位槽23，定位槽23的位置与架体11两侧的顶头144对应。托盘2上设置有托盘识别码，空气弹簧3设置有空簧识别码，托盘识别码与所装载空气弹簧的空簧识别码绑定，利用托盘识别码能够追踪空气弹簧3的位置。

托盘架实施例1如图7至11所示：托盘架1包括：架体11、滑盘12、检测传感器13及定位推缸14。架体11为U形，固定在地面上，架体11上或地面上设置有位置设备码，以便AGV小车4寻位和定位。架体11上设置有检测传感器，用来检测托盘架1是否放置有托盘2，以及托盘2是否放置有空气弹簧3或部件。架体11顶部的四角设置有滑盘12，滑盘12包括：碟形的滑盘体121，滑盘体121设置有若干滚珠122，滚珠122上盖有圆盘形的滑盘盖123。利用滚珠122，滑盘盖123能够在滑盘体121轻松滑动。架体11两侧分别间隔设置有两个定位推缸14，定位推缸14包括气缸141、气动杆142、顶板143及顶头144，多个气缸141并排设置，多根气动杆142平行设置，多根气动杆142的顶端通过顶板143与顶头144固定连接，顶头144为V形。设置在架体11两侧的顶头144在气缸141的带动下，同时顶向托盘架1中心，或向两侧收缩。使托盘2在水平面上移动，调整并锁定托盘2在准确位置。以消除空气弹簧3及部件放到托盘架1上时的位置偏差，其定位精度可以达到0.5mm。使得AGV小车顶起托盘时能够准确对位，机械手能够准确抓取空气弹簧3。

托盘架实施例2如图12至14所示：托盘架1顶部的周边设置有斜面15，斜面15坡向托盘架1的中心，两侧斜面15的入口设置有扩口16，两侧斜面15底边之间的距离H2与托盘2的两侧托杯211之间宽度H1匹配。当叉车或吊车将托盘2放到托盘架1有位置偏差时，托盘2会顺着斜面15滑向托盘架1的中心位置，使托盘2放到托盘架1上的准确位置，从而自动纠正位置偏差，提高定位精度。当叉车或AGV小车4从托盘架1的入口将托盘2送进托盘架1时，如果存在位置偏差，则托盘2会碰到托盘架1一侧入口处的扩口16，一侧的扩口16将托盘2挤向另一侧，从而纠正托盘2位置偏差。

如图15所示：AGV小车4包括：滚轮41、车体42及定位销43，两个定位销43设置在车体42顶面的前后方向，两个定位销43的间距与托板22上的定位孔24对应。定位销43的顶端为圆锥形，在AGV小车4顶托托盘2时，即使定位销43与定位孔24有偏差，在定位销43插入定位孔24时能够纠正偏差，使托盘2准确地顶托在AGV小车4上。AGV小车通过识别托盘识别码将空气弹簧3转运到预定工位。以保证所转运的空气弹簧3及部件型号准确无误。通过在不同工位处设置位置识别码的方式，使AGV小车能够准确找到指定工位。

空气弹簧转运过程如下：

S1：按照空气弹簧3类型选择具有与空气弹簧3的辅助簧31匹配的凹形定位止口25的托盘2，用叉车或吊车将空气弹簧3放到位于立库入口托盘架1上的托盘2上，使辅助簧31嵌入到定位止口25内。并通过扫码，将托盘识别码与空簧识别码绑定，从而使空气弹簧3在托盘2精确定位。

S2：入口的托盘架1通常采用实施例2所述的托盘架1。当叉车或吊车将托盘2放到托盘架1有位置偏差时，托盘2会顺着斜面15滑向托盘架1的中心位置，自动纠正托盘2在托盘架1两侧方向的位置偏差。如果在前后方向还存在位置偏差，则利用机械或人力将托盘2向从托盘架1开口处向后推，将托盘2抵紧托盘架1后方的斜面15，从而使托盘2在托盘架1精确定位。

S3：立库堆垛机将托盘2从入库口的托盘架1取下转运，存放到立库货架上。

S4：用立库堆垛机将装载有需要使用的空气弹簧3的托盘2从立库货架上取下，放置在立库出口的托盘架1上。

S5：立库出口的托盘架1通常采用实施例1所述的托盘架。架体11上的检测传感器，能够检测到是否有托盘2以及托盘2的位置是否有偏差。然后控制定位推缸14，推向托盘2。使托盘2在水平面上移动，调整并锁定托盘2在准确位置。

S6：AGV小车4接收到控制指令后，进入到立库出口的托盘架1内，到托盘2的底部。AGV小车4的顶部上升，圆锥形的定位销43插入到托盘2底部的定位孔24内。即使AGV小车4停放的位置有偏差，在定位销43插入定位孔24的过程中，能够自动纠正偏差，使托盘2准确地顶托在AGV小车4上。

S7：AGV小车4按照控制指令，将托盘2转运到指定工位，进入到指定工位的托盘架1内。AGV小车4的顶部下降，将托盘2放置在托盘架1的滑盘12上。

S8：工位的托盘架1的检测传感器，能够检测到是否有托盘2以及托盘2的位置是否有偏差。然后控制定位推缸14，推向托盘2。使托盘2在水平面上移动，调整并锁定托盘2在准确位置。

S9：工位上的机械手抓取托盘2上的空气弹簧3，放到检测台或检修线上，对空气弹簧3进行检修。

S10：工位上的机械手从检测台或检修线上抓取检修后的空气弹簧3，放到托盘2上，通过AGV小车4转运到立库，从而完成空气弹簧3检修工作。

综上所述：本发明的有益效果为：采用托盘装载空气弹簧、利用AGV小车顶托托盘的方式进行空气弹簧转运。通过AGV小车顶的锥形定位销与托盘底部的定位孔配合的方式，来纠正AGV小车顶托托盘时的定位偏差；通过在立库入口、立库出口及检修工位设置托盘架的方式，利用托盘与定位装置配合来纠正托盘放置位置偏差；实现空气弹簧转运全过程的精确定位。使得机械手能够准确抓取空气弹簧，实现空气弹簧转运过程的自动化，大幅度提高了劳动效率、降低了劳动强度、转运过程安全可靠。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种空气弹簧转运定位方法，所述空气弹簧转运包括：卸到立库入口—从立库入口装上货架—从货架取下放置在立库出口—从立库出口运送到检修工位；其特征在于：采用托盘装载空气弹簧进行转运，使空气弹簧在托盘上精确定位；利用托盘与定位装置配合来纠正托盘放置位置偏差，从而实现空气弹簧转运过程的精确定位。

2.根据权利要求1所述的空气弹簧转运定位方法，其特征在于：通过在托盘上设置与空气弹簧匹配的定位止口及定位孔的方式，来保证空气弹簧在托盘上的方位准确及定位精度。

3.根据权利要求2所述的空气弹簧转运定位方法，其特征在于：所述定位装置为用来放置托盘的托盘架，通过在立库入口设置入库托盘架，纠正空气弹簧在入库时托盘的定位偏差；通过在立库出口设置出库托盘架，纠正空气弹簧在出库时托盘的定位偏差；通过在检修工位设置工位托盘架，纠正空气弹簧在检修工位时托盘的定位偏差。

4.一种实现权利要求1至3任意一项所述空气弹簧转运定位方法的转运装置，包括：空气弹簧（3）、托盘（2）、托盘架（1）及AGV小车（4），其特征在于：空气弹簧（3）装载在托盘（2）上，托盘（2）放置在托盘架（1）上，托盘（2）底面距离地面高度不小于AGV小车（3）的高度，AGV小车（3）能够进入托盘（2）底部空间，顶托并运送托盘（2）。

5.根据权利要求4所述的实现空气弹簧转运定位方法的转运装置，其特征在于：托盘（2）包括：托板（22）及托脚（21），托盘（2）底板上设置有定位止口（25），定位止口（25）与空气弹簧（3）的外形匹配。

6.根据权利要求5所述的实现空气弹簧转运定位方法的转运装置，其特征在于：托盘（2）底板上设置有定位孔（24），AGV小车（4）顶面设置有锥形定位销（43），当AGV小车（4）进入托盘（2）底部空间顶升时，定位销（43）插入定位孔（24）内，从而将托盘（2）固定在AGV小车顶上。

7.根据权利要求4至6任意一项所述空气弹簧转运定位方法的转运装置，其特征在于：托盘架（1）设置有推移部件，所述推移部件推动托盘（2）移动，以纠正托盘放置在托盘架（1）上的位置偏差。

8.根据权利要求7所述的实现空气弹簧转运定位方法的转运装置，其特征在于：托盘（2）上设置有定位槽（23），托盘架（1）上设置有顶头（144），顶头（144）伸出顶入定位槽（23）时，使托盘（2）在水平面上移动，将托盘（2）调整并固定在准确位置。

9.根据权利要求8所述的实现空气弹簧转运定位方法的转运装置，其特征在于：托盘架（1）上设置有滑盘（12），当托盘（2）放置在托盘架（1）上时，托盘（2）的脚杯（211）放置在滑盘（12）上。

10.根据权利要求7所述的实现空气弹簧转运定位方法的转运装置，其特征在于：托盘架（1）顶部的周边设置有斜面（15），斜面（15）坡向托盘架（1）的中心，两侧斜面（15）底边之间的距离（H2）与托盘的两侧托杯（211）之间宽度（H1）匹配。

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