CN114348688B - 一种货物装卸系统、方法以及装卸运输车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种货物装卸系统、方法以及装卸运输车，解决人工装卸劳动强度大、装卸效率低的技术问题。该货物装卸系统包括装卸运输车和货物转移车，装卸运输车能够驶入和驶出货物运输设备的内部，以进行货物装卸。装卸运输车设置有货物堆存位和机械手，机械手能够旋转，以装卸机械手作业空间内的货物，货物能够暂存至货物堆存位，以便装卸多个货物。货物转移车用于在货物运输设备外部行驶，以对接装卸运输车。由此，通过装卸运输车和货物转移车，能够进入货物运输设备内部进行货物装卸，货物装卸灵活、便捷。该货物装卸系统适用于各种类型货物运输车以及运输单元，尤其适用于铁路棚车等带棚类货物运输设备。

Description

一种货物装卸系统、方法以及装卸运输车

技术领域

本申请属于货物装卸设备技术领域，具体涉及一种货物装卸系统、方法以及装卸运 输车。

背景技术

目前，具备搬运、码垛、分拣等功能的装备产品，已成为物流行业的一大热点。

物流货物常用的运输设备有铁路平车、铁路漏斗车、铁路棚车、厢式货车、集装箱等，其中，铁路棚车、厢式货车等带棚类货物运输设备能防晒、挡雨，主要用于运送一些 易受潮或者不可曝晒的货物。此类货物运输设备在运送特殊货物时具有较好的保护作用，同时其独特的结构型式给货物的装载及码垛带来了很大麻烦。由于具有顶棚/车顶，所以无法像敞车那样利用像龙门吊车之类的器械直接从车辆上方装卸货物。且车门宽度有限，无法进行车内货物整体一次性装卸。

因此，目前的货物装卸系统通常配置了皮带输送机或物流机器人，实现物流货物自 动传输，但是在卸车和装车环节仍然采用人工背扛，劳动强度大，装卸效率低，搬运环境恶劣是几大突出问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种货物装卸系统、方法以及装卸运输车，实现卸车和装车的机械化操作，降低人工成本，并且提高物流转移效率。

实现本申请目的所采用的技术方案为，一种货物装卸系统，包括：

装卸运输车，用于驶入和驶出货物运输设备的内部以进行货物装卸，所述装卸运输 车设置有货物堆存位和可转动的机械手；

货物转移车，用于在所述货物运输设备外部行驶，以对接所述装卸运输车。

进一步地，所述机械手的操作端设置有用于抓取箱式货物的第一夹具和/或用于抓取 袋式货物的第二夹具。

进一步地，所述机械手的旋转角度为0～360°；所述机械手的旋转半径小于所述货物 运输设备的最小尺寸；所述机械手为六自由度机械手。

进一步地，所述装卸运输车还包括底盘组成，所述底盘组成上设置有行驶组件；所述机械手与所述底盘组成转动连接。

进一步地，所述装卸运输车还包括堆存装置组成，所述堆存装置组成和所述机械手 并排设置于所述底盘组成上；所述货物堆存位包括托盘和用于放置托盘的支架，所述支架 连接于所述底盘组成，所述托盘构成所述货物堆存位。

进一步地，所述托盘设置有两个以上，各所述托盘从上至下依次设置于所述支架上；

所述堆存装置组成还包括用于转换托盘的转换机构，所述转换机构设置于所述底盘 组成和/或所述支架上。

进一步地，所述支架为立方体支架；所述支架的其中一个侧面靠近所述机械手；所述支架的剩余三个侧面中，至少一个所述侧面上设置有用于装入托盘的安装口。

进一步地，所述装卸运输车还包括自动导航装置和视觉识别装置；所述自动导航装 置与所述视觉识别装置、所述行驶组件和所述机械手均电连接；所述视觉识别装置安装于 所述机械手上。

基于同样的发明构思，本申请还提供了一种适用于上述货物装卸系统的货物装卸方 法，包括货物卸载方法和货物装载方法；其中：

所述货物卸载方法，具体包括：

控制所述装卸运输车卸载所述货物运输设备车门处的货物，所述机械手将车门处的 货物转移至所述货物堆存位；控制所述装卸运输车驶入所述货物运输设备，所述机械手将 车内货物转移至所述货物堆存位；当所述货物堆存位上的货物堆存高度超过预设值时，控制所述货物转移车将所述货物堆存位堆存的货物进行转移；

所述货物装载方法，具体包括：

控制所述装卸运输车载货物驶入所述货物运输设备，所述机械手将所述货物堆存位 堆存的货物转移至所述货物运输设备内部；当所述货物运输设备内部的空间小于所述装卸 运输车的作业空间时，控制所述装卸运输车驶出所述货物运输设备，所述机械手将所述货物堆存位堆存的货物转移至车门处。

进一步地，所述机械手将车门处的货物转移至所述货物堆存位，具体包括：

在所述机械手的作业范围内，所述机械手抓取车门处的货物，随后旋转0～180°，将 货物放置在所述货物堆存位上。

进一步地，所述控制所述装卸运输车驶入所述货物运输设备，所述机械手将车内货 物转移至所述货物堆存位，具体包括：

在车门处的位于所述机械手的作业范围内的整列货物卸载完成后，控制所述装卸运 输车驶入所述货物运输设备，所述装卸运输车在所述货物运输设备内平移推进和/或转向， 所述机械手旋转0～180°，将车内货物转移至所述货物堆存位。

进一步地，所述控制所述货物转移车将所述货物堆存位堆存的货物进行转移，具体 包括：

控制所述货物转移车载空托盘向所述装卸运输车行驶，且所述货物转移车将所述空 托盘送入所述货物堆存位中；

控制所述货物转移车将满载的托盘进行转移；

将所述空托盘移动至用于放置货物的载货位置。

基于同样的发明构思，本申请还提供了一种装卸运输车，包括：

底盘组成，设置有行驶组件，用于驱动所述装卸运输车驶入和驶出货物运输设备内 部；

机械手，与所述底盘组成转动连接，用于进行货物装卸；

堆存装置组成，设于所述底盘组成上，且与机械手并排设置，用于提供货物堆存位。

进一步地，所述机械手的操作端设置有用于抓取箱式货物的第一夹具和/或用于抓取 袋式货物的第二夹具。

进一步地，所述机械手的旋转角度为0～360°；所述机械手的旋转半径小于所述货物 运输设备的最小尺寸；所述机械手为六自由度机械手。

进一步地，所述堆存装置组成包括用于放置托盘的支架，所述支架连接于所述底盘 组成。

进一步地，所述堆存装置组成还包括转换机构和至少两个托盘；所述转换机构设置 于所述底盘组成和/或所述支架上，用于转换托盘；所述至少两个托盘从上至下依次设置于 所述支架上。

进一步地，所述转换机构包括连接的顶升部和旋转部，所述顶升部和所述旋转部中 的其中一个与所述底盘组成和/或所述支架连接，另一个作用于所述托盘。

进一步地，所述支架为立方体支架；所述支架的其中一个侧面靠近所述机械手；所述支架的剩余三个侧面中，至少一个所述侧面上设置有用于装入托盘的安装口。

进一步地，所述装卸运输车还包括自动导航装置和视觉识别装置；所述自动导航装 置与所述视觉识别装置、所述行驶组件和所述机械手均电连接；所述视觉识别装置安装于 所述机械手上。

由上述技术方案可知，本申请提供的货物装卸系统，适用于对各种类型货物运输车 进行货物装卸，该货物装卸系统包括装卸运输车和货物转移车，装卸运输车能够驶入和驶 出货物运输设备的内部，以进行货物装卸。装卸运输车设置有货物堆存位和机械手，机械手能够旋转，以装卸机械手作业空间内的货物，货物能够暂存至货物堆存位，以便装卸多个货物。货物转移车用于在货物运输设备外部行驶，以对接装卸运输车。由此，通过装卸 运输车和货物转移车，能够进入货物运输设备内部进行货物装卸，货物装卸灵活、便捷。

该货物装卸系统适用于各种类型货物运输车以及运输单元(例如：集装箱)，尤其适用于铁路棚车等带棚类货物运输设备。铁路棚车的特点是纵深大，侧面开门且车门尺寸小，由于具有顶棚因此无法使用吊车吊装货物，由于纵深大因此难以布置传送带。而本申请提供的货物装卸系统，装卸运输车整体结构尺寸小于铁路棚车，在铁路棚车内部较为有限的空间内能够实现移动及转向，运输操作高效、灵活，能够深入铁路棚车内部进行货物装卸，配合货物转移车，实现铁路棚车到货架的全机械化操作。

本申请提供的货物装卸方法，基于上述的货物装卸系统而实施。在货物卸载时，装卸运输车首先卸载车门处的货物，待车门处货物被抓取完成，便于装卸运输车进入货物运输设备内部，进行后续深入作业。卸货过程中，当货物堆存位上的货物堆存高度超过预设值时，通过货物转移车将货物转移。货物装载过程与货物卸载过程相反，装卸运输车载待 装货物驶入货物运输设备内部，机械手将货物堆存位堆存的货物在货物运输设备内部堆码。当货物堆码一定数量，使得货物运输设备内部的空间小于装卸运输车的作业空间时，装卸运输车驶出货物运输设备，完成车门处的货物装载。

与现有技术相比，本申请具有如下优点：

1)本申请提供的货物装卸系统中，装卸运输车能够驶入和驶出货物运输设备的内部，实现货物的抓取和暂存，单次作业时间短，极大的提高整体作业效率。

2)本申请提供的货物装卸系统，装卸运输车设置了货物堆存位，与货物转移车相匹配进行运输作业，从而可以减少复杂的输送设备，设备成本降低。

3)本申请提供的装卸运输车，采用机械手单个抓取和布置堆存区域，同时匹配以驶入和驶出货物运输设备内部的小尺寸底盘组成，在较为拘束的货物运输设备内部空间，显得较为灵活，由于局部模块(底盘组成、机械手、堆存装置组成)相对成熟，整车可靠 度、响应度较高。

附图说明

图1为本申请实施例1中装卸运输车的结构示意图。

图2为图1的装卸运输车中机械手的结构示意图。

图3为图2的机械手中第二夹具的结构示意图。

图4为图1的装卸运输车中堆存装置组成的结构示意图。

图5为本申请实施例2中货物装卸系统的工作原理图。

图6为本申请实施例3中货物装卸方法的操作状态图一。

图7为本申请实施例3中货物装卸方法的操作状态图二。

图8为本申请实施例3中货物装卸方法的操作状态图三。

图9为本申请实施例3中货物装卸方法的操作状态图四。

图10为本申请实施例3中货物装卸方法的操作状态图五。

附图标记说明：100-装卸运输车；110-底盘组成，111-行驶组件，1111-车轮，112-安装座；120-机械手，121-第一夹具，122-第二夹具，1221-夹臂，1222-齿形凸起；130-堆 存装置组成，131-支架，1311-支撑位，1312-安装口，132-转换机构，133-托盘，1331-货物 堆存位，133a-工作托盘，133b-备用托盘，133c-空托盘；140-电池。

200-货物转移车；300-货物运输设备，301-铁路棚车，310-车门；400-货物。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通 过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

相关技术中，货物自动化装卸系统采用卸车移动平台车，卸车移动平台车设置在待 卸货的货车侧，且始终位于货物运输设备外，卸车移动平台车上安装有抓取货物的移动抓 取装置，能够深入货物运输设备内部抓取货物。为了抓取车厢内各处的货物，移动抓取装置的结构较大，要求能够伸缩，且伸缩范围覆盖整个车厢。

相关技术的卸车移动平台车虽然能够实现车内深入作业，但是由于整体体积大，操 作不便，单次抓取个数少，且抓取货物后移动抓取装置需要收缩、平移，将货物转移至卸货传送带上。导致设备成本高，且装卸操作效率较低。

为了克服上述缺点，本申请实施例提供一种货物装卸系统、方法以及装卸运输车，采用可以驶入和驶出货物运输设备内部的装卸运输车，进行货物装卸，操作灵活，装卸效率高。下面结合具体实施方式对本申请的技术方案进行详细说明：

实施例1：

本实施例提供一种装卸运输车100，可以驶入和驶出货物运输设备300内部的装卸运输车100，并在货物运输设备300内部前进、后退和自由转向，实现货物灵活装卸。具体 参见图1，该装卸运输车100包括底盘组成110、机械手120和堆存装置组成130三个部分。

底盘组成110是整个装卸运输车100的骨架和安装基础，用于安装装卸运输车100的各个功能组件。底盘组成110的尺寸较小，应当满足转弯半径小于货物运输设备300的 宽度，例如底盘组成110的长度不超过货物运输设备300的宽度的一半，底盘组成110的宽 度小于底盘组成110的长度。底盘组成110的具体结构可以参考现有AGV小车(自动导航 运输车)等小型运输车的车体结构，具体结构形状本申请不做限制。

底盘组成110中设置有行驶组件111，行驶组件111用于驱动装卸运输车100运动，以驶入、驶出货物运输设备300内部，并且在货物运输设备300内部前进、后退和自由转向。行驶组件111的具体结构实行本申请不做限制，具体可以参考现有技术的相关公开。本 实施例中，行驶组件111采用车轮1111行驶组成，电动驱动，车辆配备锂电池140，以实 现6个小时连续作业；车轮1111采用麦克纳姆轮，以实现车辆在货物运输设备300内部的 全轮转向，保证车辆在货物运输设备300内部的灵活运行。

机械手120用于进行货物装卸，机械手120安装于底盘组成110上，并且与底盘组成110转动连接，使得机械手120可以转动0～360°，机械手120的旋转半径小于货物运输 设备300的最小尺寸，即机械手120的旋转半径小于货物运输设备300长宽高的最小值。 参见图1，本实施例中，底盘组成110上设置有安装座112，机械手120与安装座112转动 连接，安装座112内部设置有用于驱动机械手120转动的动力装置。机械手120采用常规 的货物搬运机械手120即可，具体结构参考现有技术的相关公开，本申请不做限制。本实 施例中，机械手120为六自由度机械手120，模拟人手操作。

为了稳定抓取货物，参见图2，本实施例中，机械手120的操作端设置有用于抓取箱式货物的第一夹具121，第一夹具121的具体结构参考现有技术的相关公开，本申请不做限制。本实施例中，第一夹具121具体为吸盘组件。由于货物一般摆放较满，在顶层较高 位置处，机械手120均采用侧吸方式抓取箱式货物。当货物码放高度不高时，则机械手120 会自动判断是采用顶吸和侧吸方式。在装卸最下部的货物时，机械手120则采用侧吸的方式。

当抓取的货物为袋式货物，则机械手120的操作端对应设置第二夹具122，第二夹具122的具体结构参考现有技术的相关公开，本申请不做限制。参见图3，本实施例中，第 二夹具122包括两个夹臂1221，两个夹臂1221的相对侧面上均设置有齿形凸起1222，提 高加持时的摩擦力。在其他实施例中，也可在机械手120的操作端同时设置第一夹具121 和第二夹具122，根据待装卸货物的形态实时切换夹具。

堆存装置组成130用于提供货物堆存位1331，货物暂存于货物堆存位1331上。堆存装置组成130设于底盘组成110上。为了减少机械手120的动作幅度，堆存装置组成130 与机械手120沿该装卸运输车100的长度方向并排设置，具体是机械手120设置于底盘组 成110的前部，堆存装置组成130设置于底盘组成110的后部。堆存装置组成130可以采用 承托货物的底板、托盘133、货篮等结构，能够存放货物即可，具体结构本申请不做限制。

参见图4，本实施例中，堆存装置组成130包括用于放置托盘133的支架131，支 架131连接于底盘组成110。使用时，将托盘133直接放在支架131上即可，支架131一方面能够稳定支撑托盘133，另一方面便于通过机械结构取放托盘133。在其他实施例中，该 堆存装置组成130也可设置为自带托盘133。

为提高装卸效率，参见图4，该堆存装置组成130还包括转换机构132和至少两个托盘133，转换机构132设置于底盘组成110和/或支架131上，转换机构132可位于直接 内部或者支架131的侧边，用于实现不同托盘133的切换。各托盘133从上至下依次设置 于支架131上，位于最上方的托盘133为工作托盘133a，用于存放货物，剩余的托盘133 均为备用托盘133b。当工作托盘133a随货物被搬运走后，转换机构132将其中一个备用托 盘133b转移至托盘133工作位置，则该备用托盘133b成为工作托盘133a。通过设置转换 机构132、工作托盘133a和备用托盘133b，保证装卸运输车100工作不间断，提高货物装 卸效率。

本实施例中，托盘133设置有两个，通过顶升和旋转实现托盘133的切换。具体的，支架131为中空结构，支架131上设置两个支撑位1311，方便托盘133搁置在支撑位1311 上。转换机构132包括连接的顶升部和旋转部，顶升部和旋转部中的其中一个与底盘组成 110和/或支架131连接，另一个作用于托盘133。旋转部具体可采用电机、舵机等转动动力 元件，或者转盘等转动副，顶升部具体可采用液压缸、气缸、电缸、电动伸缩杆等设备， 顶升部和旋转部的具体结构本申请不做限制。

本实施例中，旋转部安装于底盘组成110上、且位于支架131的中空空间中，顶升部安装于旋转部上，用于顶升托盘133。通常情况下，托盘133呈长方形，通过将支架131 的中空空间设置为略大于托盘133，则托盘133可以在支架131的中空空间中顺利升降，当 托盘133顶升至上部支撑位1311的上方时，旋转部转动一定角度，使得托盘133的两短边 搭设在上部的支撑位1311上，以实现托盘133的转换。

为了方便托盘133的入装，支架131为立方体支架131，具有四个侧面，支架131 的其中一个侧面靠近机械手120。支架131的剩余三个侧面中，至少一个侧面上设置有用于 装入托盘133的安装口1312。本实施例中，支架131的剩余三个侧面均设置安装口1312， 堆存装置组成130三面均可以放入托盘133，能够匹配装卸运输车100的各种运行状态。

为提高自动化程度，该装卸运输车100还设置有自动导航装置和视觉识别装置，自动导航装置与视觉识别装置、行驶组件111和机械手120均电连接，并且由电池140统一供电。自动导航装置和视觉识别装置均为成熟的现有技术，具体内容可参考现有技术的相关公开，本申请不做限制。

视觉识别装置安装于机械手120上，优选安装在机械手120的操作端(即前端)， 自动导航装置与机械手120上的视觉识别装置协同运行，以识别码放货物及堆存货物，准 确定位货物位置，给机械手120动作提供准确的位置信息，保证机械手120准确抓取货物， 并且指导装卸运输车100行驶至靠近货物的位置，实现装卸运输车100的无人化运行。

实际操作中，按照托盘133的额定载货量1t计算，相当于能够承载60～70个箱式货物或20～30个袋式货物，该装卸运输车100装卸1t货物仅需要2分钟，工作效率高。

实施例2：

本申请实施例提供一种货物装卸系统，用于对货物运输设备300进行货物装卸，该货物运输设备300可以是铁路平车、铁路漏斗车、铁路棚车、厢式货车等任一种常用货物 运输车，或者集装箱等运输单元。参见图5，该货物装卸系统包括装卸运输车100和货物转移车200。其中，装卸运输车100用于驶入和驶出货物运输设备300内部，并在货物运输设 备300内部前进、后退和自由转向，实现货物灵活装卸。货物转移车200用于在货物运输 设备300外部行驶，以对接装卸运输车100，将装卸运输车100卸载的货物400进行转移， 或将待装载的货物400转移至装卸运输车100上。实际使用中，货物装卸系统通常包括多台装卸运输车100和多台货物转移车200。以装卸铁路棚车的货物为例，由于铁路棚车纵深 大(例如P70型号铁路棚车长度超过16m)，内部可以同时容纳两台装卸运输车100同时作 业。货物转移车200的数量则更多，通常需要4台以上。装卸运输车100和货物转移车200 的数据根据实际需要而定，本申请不做限制。

装卸运输车100由于需要伸入货物运输设备300内部作业，因此体积要小。装卸运输车100设置有货物堆存位1331和可转动的机械手120，货物堆存位1331用于暂存货物， 货物堆存位1331可以是承托货物400的底板、托盘133、货篮等结构，能够存放货物即可， 具体结构本申请不做限制。机械手120可转动，因此可以装卸不同位置的货物，机械手120 采用常规的货物搬运机械手120即可，具体结构参考现有技术的相关公开，本申请不做限 制。具体的，本实施例中，装卸运输车100采用上述实施例1的装卸运输车100，因此上述实施例1的装卸运输车100的所有结构内容均可应用于本实施例中，此处不再赘述。

货物转移车200由于是在货物运输设备300外部行驶，因此货物转移车200可以是叉车、翻斗车、卡车等车辆，具体选型本申请不做限制。为了配合上述实施例1的装卸运 输车100的托盘133，本实施例中，货物转移车200为叉车。

实施例3：

基于同样的发明构思，本申请实施例提供一种货物装卸方法，该货物装卸方法适用 于上述实施例2的货物装卸系统。下面以装卸铁路棚车的货物为例，对本实施例的货物装 卸方法进行详细介绍：

铁路棚车作为铁路运输中的重要运输工具，其结构特点是车厢上部设有能防晒、挡 雨的顶棚，车厢中部两侧开口，主要用于运送一些易受潮或者不可曝晒的货物。铁路棚车 在运送特殊货物时具有较好的保护作用，同时其独特的结构型式给货物的装载及码垛带来了很大麻烦。因为铁路棚车有顶棚，所以无法像敞车那样利用像龙门吊车之类的器械直接 从车上方装卸货物。铁路棚车的车门位于车体中部，车门宽度有限，无法进行车内货物整 体一次性装卸。以常见的P70型铁路棚车为例，其长*宽*高尺寸(单位mm)为 16087*2793*2855，车门尺寸(宽*高，mm)：2964*2539。

由于上述原因，使得目前铁路货场棚车的装卸还是靠人力为主，在卸车和装车环节 都是采用人工背扛，只在上车的传输环节采用皮带输送机或小型叉车，劳动强度大，装卸 效率低，搬运环境恶劣是几大突出问题。

本申请实施例提供的货物装卸方法，通过上述实施例2的货物装卸系统实现铁路棚 车的货物装卸，装卸运输车100整体尺寸(长*宽*高，mm)：2000*1500*1800，货物转移 车200具体采用叉车。因此，下文中“铁路棚车”指代“货物运输设备”，“叉车”指代“货物转 移车”。

A、货物卸载方法：

A1、首先从铁路棚车301门口开始卸车，控制装卸运输车100行驶至靠近铁路棚车301的车门310，装卸运输车100先从门口处的集装箱开始卸货，如图6所示，机械手120 抓取车门处的货物400，随后旋转0～180°，将货物400放置在货物堆存位1331上。

具体的，装卸运输车100以长度方向平行于铁路棚车301宽度方向的姿态进行货物卸载，此时机械手120每次抓卸货均需要旋转180度，将货物400放置后部的货物400堆 存位1331。一直到机械手120作业范围内，约2.5米作业范围内，门口整列货物完全被抓 取完成，也便于装卸运输车100进入铁路棚车301，进行后续深入作业。

A2、在机械手120的作业范围内，在车门处的位于机械手120的作业范围内的整列货物400卸载完成后，控制装卸运输车100驶入铁路棚车301，装卸运输车100在铁路棚车301内平移推进和/或转向，机械手120旋转0～180°，将车内货物400转移至货物堆存位1331。

具体参见图7，装卸运输车100进入铁路棚车301后，机械手120旋转90度，开始 抓卸货作业，机械手120每次只需要旋转90度，便可以将货物400放置在货物堆存位1331， 提高了机械手120作业效率。

由于装卸运输车100可以实现全轮转向，同时车辆尺寸较棚车尺寸小，可以在铁路棚车301内部平移推进(即装卸运输车100长度方向平行于铁路棚车301宽度方向，如图8 所示)，继续抓卸货物400，每次机械手120只需要旋转90度，便可实现作业。

当装卸运输车100出现转动困难时，车辆可以调整抓取方向(即装卸运输车100长度方向垂直于铁路棚车301宽度方向，如图9所示)，机械手120每次作业需要旋转180度， 但是装卸运输车100车辆可实现快速前进。由于装卸运输车100尺寸小，转弯半径小于铁 路棚车301宽度，可灵活在铁路棚车301内部实现各种姿态运行。

由于铁路棚车301内部货物并非全部是同一批次货物，货物400尺寸并不能全部相同，而且由于装卸运输车100设计以小尺寸为主，机械手120在货物堆存位1331码放货物 的作业范围会出现局部无法覆盖区域，这时货物码垛是上部放下或侧部放下，需要装卸运 输车100的视觉识别装置判断处理。

装卸运输车100进入铁路棚车301后，当卸载一定量货物400后，铁路棚车301内 部空间增加，此时可视情况再投入一台装卸运输车100，如图10所示，两台装卸运输车100 分别卸载铁路棚车301两侧的货物400，进一步提高装卸效率。

在装卸运输车100的整个卸载作业过程中，叉车也会相应匹配整个卸载作业流程。参见图6，当货物堆存位1331上的货物400堆存高度超过预设值时，叉车会将货物堆存位1331堆存的货物400进行转移。为匹配运输方案，叉车每次来接送货物400时，必须额外 带一个空托盘133c，在作业开始或完成后将其放入堆存装置组成130的下层中，以保证第 二次使用。

叉车开过来后，先将空托盘133c送入装卸运输车100的堆存装置组成130中下层处放置，然后将上层的摆满货物400的托盘133送走，放置在货架上。当载货的托盘133被 转移后，堆存装置组成130的转换机构会将新的空托盘133c顶升起来，用于下一步货物的 存放。当然，在其他实施例中，也可通过人工更换托盘133，将空托盘133c放置在用于放 置货物的载货位置。托盘转换方式本申请不做限制。

装箱作业流程与卸箱作业流程相反，具体的：

B、货物装载方法：

控制装卸运输车100载货物驶入铁路棚车301，机械手120将货物堆存位1331堆存的货物400转移至铁路棚车301内部；当铁路棚车301内部的空间小于装卸运输车100的 作业空间时，控制装卸运输车100驶出铁路棚车301、并行驶至靠近铁路棚车301的车门310，机械手120将货物堆存位1331堆存的货物400转移至车门处。

具体的，装卸运输车100载货物进入铁路棚车301，由高到低、由深至浅依次码放货物400，为提高工作效率，可采用两台装卸运输车100在铁路棚车301车内两端分别码放货物400，如图10所示。

随着铁路棚车301内两侧货物的增加，装卸运输车100的作业空间逐渐减小，此时可仅由一台装卸运输车100进行装载作业，如图7至图9所示。

当铁路棚车301内部剩余空间小于装卸运输车100的机械手120转弯范围时，装卸运输车100驶出铁路棚车301、并行驶至靠近铁路棚车301车门310的位置，将货物码放至 车门处，如图6所示。

在装卸运输车100的整个装载作业过程中，叉车也会相应匹配整个装载作业流程。装卸运输车100的载货量有限，因此需要叉车不断为装卸运输车100上货。叉车将满载货物的托盘133放置在装卸运输车100的货物400堆存位1331，在货物堆存位1331的货物 400全部堆码在铁路棚车301中后，叉车再次将满载货物的托盘133放置在装卸运输车100 的货物400堆存位1331。

由于装卸运输车100的机械手120仅搬运货物，不会操作托盘133，因此货物装载后会留下一个空托盘133c，需要在下次上货前将空托盘133c转移，离开货物堆存位1331。可以采用人工拿走空托盘133c，或者由机械装置自动取走空托盘133c。本实施例中，由于采用上述实施例1的装卸运输车100，因此可以采用堆存装置组成130中的转换机构将空托盘133c下放至下层区域，待叉车上货后，将空托盘133c带回货架。

实际应用中，以满载的型铁路棚车为例，采用实施例2的货物装卸系统，按照实施例3的货物装卸方法进行货物的装载和卸载，装载/卸载时间在2小时以内。只需要配置一名叉车驾驶员即可，铁路棚车侧无需人工操作。

根据上述实施方式，本申请具有如下优点：

1)本申请提供的货物装卸系统中，装卸运输车整体结构尺寸小于货物运输设备，在货物运输设备内部较为有限的空间内能够实现移动及转向，运输操作高效、灵活，适用于各种类型货物运输车以及运输单元，尤其适用于铁路棚车等带棚类货物运输设备。

2)本申请提供的货物装卸系统，装卸运输车设置了货物堆存位，与货物转移车相匹配进行运输作业，从而可以减少复杂的输送设备(例如传送带)，设备成本降低。

3)本申请提供的装卸运输车，车辆整体设计以灵活、便捷为主，能够驶入和驶出货物运输设备的内部，实现货物的抓取和暂存，单次只抓取一个货物，单次作业时间短， 极大的提高整体作业效率。

4)本申请提供的装卸运输车，采用机械手单个抓取和布置堆存区域，同时匹配以驶入和驶出货物运输设备内部的小尺寸底盘组成，在较为拘束的货物运输设备内部空间，显得较为灵活，由于局部模块(底盘组成、机械手、堆存装置组成)相对成熟，整车可靠 度、响应度较高。

5)本申请提供的装卸运输车，机械手前端的夹具可更换，适用于箱式货物和袋式货物的装卸。

6)本申请提供的装卸运输车，机械手前端配置视觉识别装置，配合自动导航装置，能够识别码放货物及堆存货物，准确定位货物位置，给机械手动作提供准确的位置信息，保证机械手准确抓取货物，并且指导装卸运输车行驶至靠近货物的位置，实现装卸运输车的无人化运行。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创 造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包 括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神 和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之 内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种货物装卸系统，其特征在于，包括：

装卸运输车，用于驶入和驶出货物运输设备的内部以进行货物装卸，所述装卸运输车设置有货物堆存位和可转动的机械手；所述装卸运输车还包括底盘组成和堆存装置组成，所述底盘组成的尺寸满足转弯半径小于所述货物运输设备的宽度，以使所述装卸运输车在所述货物运输设备内部前进、后退和自由转向；所述底盘组成上设置有行驶组件；所述机械手与所述底盘组成转动连接，所述堆存装置组成和所述机械手并排设置于所述底盘组成上；所述货物堆存组成包括两个以上托盘、用于转换托盘的转换机构和用于放置托盘的支架，所述支架连接于所述底盘组成，各所述托盘从上至下依次设置于所述支架上，所述托盘构成所述货物堆存位；所述转换机构包括连接的顶升部和旋转部，所述顶升部和所述旋转部中的其中一个与所述底盘组成和/或所述支架连接，另一个作用于所述托盘；所述托盘呈长方形，所述支架的中空空间大于所述托盘，当所述托盘顶升至所述支架的上部的支撑位的上方时，所述旋转部转动一定角度，使得所述托盘的两短边搭设在所述上部的支撑位上，以实现所述托盘的转换；

货物转移车，用于在所述货物运输设备外部行驶，以对接所述装卸运输车。

2.如权利要求1所述的货物装卸系统，其特征在于：所述机械手的操作端设置有用于抓取箱式货物的第一夹具和/或用于抓取袋式货物的第二夹具。

3.如权利要求1所述的货物装卸系统，其特征在于：所述机械手的旋转角度为0～360°；所述机械手的旋转半径小于所述货物运输设备的最小尺寸；所述机械手为六自由度机械手。

4.如权利要求1-3中任一项所述的货物装卸系统，其特征在于：所述支架为立方体支架；所述支架的其中一个侧面靠近所述机械手；所述支架的剩余三个侧面中，至少一个所述侧面上设置有用于装入托盘的安装口。

5.如权利要求1-3中任一项所述的货物装卸系统，其特征在于：所述装卸运输车还包括自动导航装置和视觉识别装置；所述自动导航装置与所述视觉识别装置、所述行驶组件和所述机械手均电连接；所述视觉识别装置安装于所述机械手上。

6.一种适用于权利要求1-5中任一项所述货物装卸系统的货物装卸方法，其特征在于：包括货物卸载方法和货物装载方法；其中：

所述货物卸载方法，具体包括：

控制所述装卸运输车卸载所述货物运输设备车门处的货物，所述机械手将车门处的货物转移至所述货物堆存位；控制所述装卸运输车驶入所述货物运输设备，所述机械手将车内货物转移至所述货物堆存位；当所述货物堆存位上的货物堆存高度超过预设值时，控制所述货物转移车将所述货物堆存位堆存的货物进行转移；

所述货物装载方法，具体包括：

控制所述装卸运输车载货物驶入所述货物运输设备，所述机械手将所述货物堆存位堆存的货物转移至所述货物运输设备内部；当所述货物运输设备内部的空间小于所述装卸运输车的作业空间时，控制所述装卸运输车驶出所述货物运输设备，所述机械手将所述货物堆存位堆存的货物转移至车门处。

7.如权利要求6所述的货物装卸方法，其特征在于：所述机械手将车门处的货物转移至所述货物堆存位，具体包括：

在所述机械手的作业范围内，所述机械手抓取车门处的货物，随后旋转0～180°，将货物放置在所述货物堆存位上。

8.如权利要求7所述的货物装卸方法，其特征在于：所述控制所述装卸运输车驶入所述货物运输设备，所述机械手将车内货物转移至所述货物堆存位，具体包括：

在车门处的位于所述机械手的作业范围内的整列货物卸载完成后，控制所述装卸运输车驶入所述货物运输设备，所述装卸运输车在所述货物运输设备内平移推进和/或转向，所述机械手旋转0～180°，将车内货物转移至所述货物堆存位。

9.如权利要求6-8中任一项所述的货物装卸方法，其特征在于：所述控制所述货物转移车将所述货物堆存位堆存的货物进行转移，具体包括：

控制所述货物转移车载空托盘向所述装卸运输车行驶，且所述货物转移车将所述空托盘送入所述货物堆存位中；

控制所述货物转移车将满载的托盘进行转移；

将所述空托盘移动至用于放置货物的载货位置。

10.一种装卸运输车，其特征在于，包括：

底盘组成，设置有行驶组件，用于驱动所述装卸运输车驶入和驶出货物运输设备内部；所述底盘组成的尺寸满足转弯半径小于所述货物运输设备的宽度，以使所述装卸运输车在所述货物运输设备内部前进、后退和自由转向；

机械手，与所述底盘组成转动连接，用于进行货物装卸；

堆存装置组成，设于所述底盘组成上，且与机械手并排设置，用于提供货物堆存位；所述货物堆存组成包括两个以上托盘、用于转换托盘的转换机构和用于放置托盘的支架，所述支架连接于所述底盘组成，各所述托盘从上至下依次设置于所述支架上，所述托盘构成所述货物堆存位，所述转换机构包括连接的顶升部和旋转部，所述顶升部和所述旋转部中的其中一个与所述底盘组成和/或所述支架连接，另一个作用于所述托盘；所述托盘呈长方形，所述支架的中空空间大于所述托盘，当所述托盘顶升至所述支架的上部的支撑位的上方时，所述旋转部转动一定角度，使得所述托盘的两短边搭设在所述上部的支撑位上，以实现所述托盘的转换。

11.如权利要求10所述的装卸运输车，其特征在于：所述机械手的操作端设置有用于抓取箱式货物的第一夹具和/或用于抓取袋式货物的第二夹具。

12.如权利要求10所述的装卸运输车，其特征在于：所述机械手的旋转角度为0～360°；所述机械手的旋转半径小于所述货物运输设备的最小尺寸；所述机械手为六自由度机械手。

13.如权利要求10-12中任一项所述的装卸运输车，其特征在于：所述支架为立方体支架；所述支架的其中一个侧面靠近所述机械手；所述支架的剩余三个侧面中，至少一个所述侧面上设置有用于装入托盘的安装口。

14.如权利要求10-12中任一项所述的装卸运输车，其特征在于：所述装卸运输车还包括自动导航装置和视觉识别装置；所述自动导航装置与所述视觉识别装置、所述行驶组件和所述机械手均电连接；所述视觉识别装置安装于所述机械手上。