CN114634037A - 一种冷藏船自动化卸货装置及工作方法 - Google Patents

一种冷藏船自动化卸货装置及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷藏船自动化卸货装置及工作方法，其中装置包括货物拾取装置、货物传递装置和自卸车；所述货物拾取装置底部安装有履带；所述货物传递装置与所述货物拾取装置尾端连接；所述自卸车在工作时跟随在所述货物运输装置的尾部运行。该装置主要是针对冷藏船进行卸货作业，在功能上可以进行船舱货物的逐层清理，实现无人化或少人化卸货。该装置配备有输送装置和运输装置，能够实现货物卸货的自动化和高效化；本发明实用性高，结构相对简单，整个装置灵活性高，零部件容易更换，满足功能需求。

Description

一种冷藏船自动化卸货装置及工作方法
技术领域
本发明涉及冷藏船卸货领域，尤其涉及一种冷藏船自动化卸货装置及工作方法。
背景技术
冷藏船舱内结构复杂，主要表现为舱口较小，舱内空间较大，船舱一般为多层结构，单层高度可达3m。货物包装类型多、重量大、码垛无序。因此，冷藏船卸货作业多采用人工方式，但工作环境恶劣、工期紧，使工人劳动强度大，给工人安全和健康带来了严重的风险。
近年来，智能卸货机器人、码垛机器人、无人叉车等智能装卸货装备逐渐被用于物流作业和车间生产。目前主要采用机械手、吸盘等抓取货物，由于冷藏船内温度低(可达零下20摄氏度)，货物表面会出现结冰现象，机械手或吸盘单独使用难以保证货物被可靠拾取。另外，海上长距离运输过程中船舶摇晃也易使货物堆集在一起，增加了拾取的难度，现有的智能卸货装备用于冷藏船难以有效工作。因此，开发专门的冷藏船自动化卸货装置成为当前冷链物流行业的迫切需求。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种冷藏船自动化卸货装置，包括货物拾取装置、货物传递装置和自卸车；
所述货物传递装置与所述货物拾取装置的尾端连接，所述自卸车在工作时跟随在所述货物传递装置的尾部，所述货物拾取装置将拾取的货物传送至货物传递装置，所述货物传递装置将货物传递至自卸车上，所述自卸车将货物运输至船舱的指定位置；
所述货物拾取装置包括机器视觉识别单元、中央处理单元、吸盘、吸盘连杆、机械手、传送带Ⅰ、传送带Ⅱ、履带Ⅰ和装置外壳，所述机器视觉识别单元对船舱内部货物的形状和位置进行识别、并将识别信息数据传送至中央处理单元，所述中央处理单元对接收到的信息进行数据分析从而发出对吸盘和机械手的控制指令，所述吸盘固定安装在吸盘连杆末端的法兰盘上，所述吸盘连杆固定安装在装置外壳上端面的安装座上，所述机械手安装在货物拾取装置的两侧，所述传送带Ⅰ连接在货物拾取装置的前端与水平方向具有一定倾斜角并与地面贴合，所述传送带Ⅱ与传送带Ⅰ相连接；
所述货物传递装置包括传送带Ⅲ、支架、分流板Ⅰ、分流板Ⅱ、减震支柱和万向轮，所述支架的前端安装在所述装置外壳的后端口连接处，所述传送带Ⅲ安装在支架上，分流板Ⅰ和分流板Ⅱ安装在传送带Ⅲ上，所述分流板Ⅰ和分流板Ⅱ对货物进行分流整合使货物有序的进入下一个工序，所述万向轮安装在减震支柱的下端；
所述自卸车包括追踪单元、中央控制单元、储物筐、电磁开关、液压缸、机架、履带Ⅱ和重力传感器，所述追踪单元接收货物传递装置尾端发出的位置信号并将信号信息传递给所述中央控制单元，所述中央控制单元向履带发送行走信号从而保证自卸车对所述货物传递装置的追踪，所述机架安装在履带Ⅱ上，所述储物筐安装在机架上，所述液压缸安装在储物筐的下端，所述重力传感器安装在储物筐上。
所述机器视觉识别单元包括高清相机、位置传感器Ⅰ、数据采集卡和PLC 控制器Ⅰ，所述高清相机和位置传感器Ⅰ对冷藏船船舱内部货物的形状和位置进行识别，并将识别信号数据通过数据采集卡传递给中央处理单元，所述中央处理单元对数据进行处理计算并将信号发送给PLC控制器Ⅰ，所述PLC控制器Ⅰ对机械手、吸盘和履带Ⅰ发出执行命令信号。
所述追踪单元包括第置传感器Ⅱ、信号处理器和PLC控制器Ⅱ，所述位置传感器Ⅱ对货物传递装置的位置进行采集并判断、并将信号通过信号处理器传送至所述中央控制单元，所述中央控制单元通过PLC控制器Ⅱ对所述履带Ⅱ发出执行命令从而实现自卸车对所述货物传递装置的追踪。
一种冷藏船自动化卸货装置的工作方法，包括如下步骤：
当冷藏船靠岸时，将本装置配送至船舱舱口处，当该装置运行至船舱内，所述机器视觉识别单元对船舱周围的环境和货物进行识别和定位、并将识别信息进行处理后传送至中央处理单元，所述中央处理单元对接收到的信息进行数据分析并向自卸车发送控制信号、控制该装置运行至所在层的货物待卸区内，所述中央处理单元再将动作指令传送至吸盘和机械手；
所述吸盘和机械手相配合将待卸区的货物拾取到货物拾取装置前端的传送带Ⅰ上；
被拾取的货物通过传送带Ⅰ、传送带Ⅱ运输至货物传递装置的传送带Ⅲ上，再通过分流板Ⅰ和分流板Ⅱ进行有序排列并继续向后运输，最后货物被输送到自卸车的储物筐中；
所述重力传感器判断自卸车是否满载，如果未满载，则货物传递装置继续执行货物传递作业，如果满载，则由中央处理单元发出控制信号驱动满载的自卸车驶向吊筐所在的舱口位置，自卸车到达吊筐位置时，储物筐的电磁开关打开、液压缸伸长、储物筐将货物倾倒至吊筐内；
安装在吊筐上的传感器判断当前吊筐是否满载，如果未满载，则吊筐继续保持原位，如果满载，可通过岸边吊机将吊筐吊至岸边，从而把货物转运至舱外；
所述货物拾取装置按照由上层至下层的顺序进行货物的拾取：当本层货物被清理干净后，再进行下层货物的清理，待下层货物清理出足够的空间时，整个卸货装置自动行走到下层货物之上，继续本层货物的清理，待整个舱内的货物清理完毕后，进行下一层船舱货物的清理。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种冷藏船自动化卸货装置及工作方法，该装置主要是针对冷藏船进行卸货作业，在功能上可以实现船舱货物的逐层清理，实现无人化或少人化卸货。该装置配备有输送装置和运输装置，能够实现货物卸货的自动化和高效化；本发明实用性高，结构相对简单，整个装置灵活性高，零部件容易更换，功能容易实现；所有技术都是基于现有先进技术的前提之下，并且是结合码头现有的设备技术，没有对原有的船舱结构进行破坏和改造，具有较高的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明冷藏船自动化卸货装置的结构示意图；
图2为本发明中货物拾取装置的结构示意图；
图3为本发明中货物传递装置的结构示意图；
图4为本发明中自卸车的结构示意图；
图5为本发明装置的工作流程图；
图6为本发明中机器视觉识别单元的结构框图；
图7为本发明中追踪单元的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1所示的一种冷藏船自动化卸货装置，包括货物拾取装置1、货物传递装置2和自卸车3；所述货物拾取装置1底部安装有履带；所述货物传递装置2 与所述货物拾取装置1尾端连接；所述自卸车3在工作时跟随在所述货物传递装置2的尾部运行。
如图2所示的货物拾取装置1采用人机结合方式，由人和智能识别系统相配合使用，由人远程辅助控制或者机器视觉识别智能拾取，具体结构包括机器视觉识别单元11、中央处理单元12、吸盘13、吸盘连杆131、机械手14、传送带Ⅰ15、传送带Ⅱ16、履带Ⅰ17和装置外壳18，所述机器视觉识别单元11对船舱内部货物的形状和位置进行识别、并将识别信息数据传送至中央处理单元 12，所述中央处理单元12对接收到的信息进行数据分析从而发出对吸盘13和机械手14的控制指令，所述吸盘13固定安装在吸盘连杆131末端的法兰盘上，所述吸盘连杆131固定安装在装置外壳18上端面的安装座上，所述机械手14 安装在货物拾取装置1的两侧，所述传送带Ⅰ15连接在货物拾取装置1的前端与水平方向具有一定倾斜角并与地面贴合，所述传送带Ⅱ16与传送带Ⅰ15相连接；
如图3所示的货物传递装置2包括传送带Ⅲ21、支架22、分流板Ⅰ23、分流板Ⅱ24、减震支柱25和万向轮26，所述支架22的前端安装在所述装置外壳 18的后端口连接处，所述传送带Ⅲ21安装在支架22上，分流板Ⅰ23和分流板Ⅱ24安装在传送带Ⅲ21上，所述分流板Ⅰ23和分流板Ⅱ24对货物进行分流整合使货物有序的进入下一个工序，所述万向轮26安装在减震支柱25的下端；
如图4所示的自卸车3采用智能追踪系统，能够实现对所述货物传递装置2 的智能追踪，以达到精准装卸货物，具体结构包括追踪单元31、中央控制单元 32、储物筐33、电磁开关34、液压缸35、机架36、履带Ⅱ37和重力传感器38，所述追踪单元31接收货物传递装置2尾端发出的位置信号并将信号信息传递给所述中央控制单元32，所述中央控制单元32向履带Ⅱ37发送行走信号从而保证自卸车3对所述货物传递装置2的追踪，所述机架36安装在履带Ⅱ37上，所述储物筐33安装在机架36上，所述液压缸35安装在储物筐33的下端，所述重力传感器38安装在储物筐33上。
如图6所示的机器视觉识别单元11包括高清相机、位置传感器Ⅰ、数据采集卡和PLC控制器Ⅰ，所述高清相机和位置传感器Ⅰ对冷藏船船舱内部货物的形状和位置进行识别，并将识别信号数据通过数据采集卡传递给中央处理单元，所述中央处理单元对数据进行处理计算并将信号发送给PLC控制器Ⅰ，所述 PLC控制器Ⅰ对机械手14、吸盘13和履带Ⅰ17发出执行命令信号。
如图7所示的追踪单元31包括位置传感器Ⅱ、信号处理器和PLC控制器Ⅱ，所述位置传感器Ⅱ对货物传递装置2的位置进行采集并判断、并将信号通过信号处理器传送至所述中央控制单元32，所述中央控制单元32通过PLC控制器Ⅱ对所述履带Ⅱ37发出执行命令从而实现自卸车3对所述货物传递装置2的追踪。
如图5所示冷藏船自动化卸货装置的工作方法为：
1、当冷藏船靠岸时，将本装置配送至船舱舱口处，当该装置运行至船舱内，所述机器视觉识别单元11对船舱周围的环境和货物进行识别和定位、并将识别信息进行处理后传送至中央处理单元12，所述中央处理单元12对接收到的信息进行数据分析并向自卸车3发送控制信号、控制该装置运行至所在层的货物待卸区内，所述中央处理单元12再将动作指令传送至吸盘13和机械手14；
2、所述吸盘13和机械手14相配合将待卸区的货物拾取到货物拾取装置1 前端的传送带Ⅰ15上；
3、被拾取的货物通过传送带Ⅰ15、传送带Ⅱ16运输至货物传递装置2的传送带Ⅲ21上，再通过分流板Ⅰ23和分流板Ⅱ24进行有序排列并继续向后运输，最后货物被输送到自卸车3的储物筐中；
4、重力传感器38判断自卸车3是否满载，如果未满载，则货物传递装置2 继续执行货物传递作业，如果满载，则由中央处理单元12发出控制信号驱动满载的自卸车3驶向吊筐所在的舱口位置，自卸车3到达吊筐位置时，储物筐33 的电磁开关34打开、液压缸35伸长、储物筐33将货物倾倒至吊筐内，其中吊筐是作为目前码头装卸货的一种常用设备，其作用是为了配合本发明装置进行卸货作业，本发明的实施为了更好的配合当前工况已有设备的应用，所以将吊筐的应用考虑到本发明之中，从而保证了冷藏船卸货流程的完整性。
5、安装在吊筐上的传感器判断当前吊筐是否满载，如果未满载，则吊筐继续保持原位，如果满载，吊筐把货物转运至舱外；
6、所述货物拾取装置1按照由上层至下层的顺序进行货物的拾取：当本层货物被清理干净后，再进行下层货物的清理，待下层货物清理出足够的空间时，整个卸货装置自动行走到下层货物之上，继续本层货物的清理，待整个舱内的货物清理完毕后，进行下一层船舱货物的清理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种冷藏船自动化卸货装置，其特征在于包括：货物拾取装置(1)、货物传递装置(2)和自卸车(3)，
所述货物传递装置(2)与所述货物拾取装置(1)的尾端连接，所述自卸车(3)在工作时跟随在所述货物传递装置(2)的尾部，所述货物拾取装置(1)将拾取的货物传送至货物传递装置(2)，所述货物传递装置(2)将货物传递至自卸车(3)上，所述自卸车(3)将货物运输至船舱的指定位置；
所述货物拾取装置(1)包括机器视觉识别单元(11)、中央处理单元(12)、吸盘(13)、吸盘连杆(131)、机械手(14)、传送带Ⅰ(15)、传送带Ⅱ(16)、履带Ⅰ(17)和装置外壳(18)，所述机器视觉识别单元(11)对船舱内部货物的形状和位置进行识别，并将识别信息数据传送至中央处理单元(12)，所述中央处理单元(12)对接收到的信息数据进行分析从而发出对吸盘(13)和机械手(14)的控制指令，所述吸盘(13)固定安装在吸盘连杆(131)末端的法兰盘上，所述吸盘连杆(131)固定安装在装置外壳(18)上端面的安装座上，所述机械手(14)安装在货物拾取装置(1)的两侧，所述传送带Ⅰ(15)连接在货物拾取装置(1)的前端与水平方向具有一定倾斜角并与地面贴合，所述传送带Ⅱ(16)与传送带Ⅰ(15)相连接；
所述货物传递装置(2)包括传送带Ⅲ(21)、支架(22)、分流板Ⅰ(23)、分流板Ⅱ(24)、减震支柱(25)和万向轮(26)，所述支架(22)的前端安装在所述装置外壳(18)的后端口连接处，所述传送带Ⅲ(21)安装在支架(22)上，分流板Ⅰ(23)和分流板Ⅱ(24)安装在传送带(21)上，所述分流板Ⅰ(23)和分流板Ⅱ(24)对货物进行分流整合使货物有序的进入下一个工序，所述万向轮(26)安装在减震支柱(25)的下端；
所述自卸车(3)包括追踪单元(31)、中央控制单元(32)、储物筐(33)、电磁开关(34)、液压缸(35)、机架(36)、履带Ⅱ(37)和重力传感器(38)，所述追踪单元(31)接收货物传递装置(2)尾端发出的位置信号并将信号信息传递给所述中央控制单元(32)，所述中央控制单元(32)向履带Ⅱ(37)发送行走信号从而保证自卸车(3)对所述货物传递装置(2)的追踪，所述机架(36)安装在履带Ⅱ(37)上，所述储物筐(33)安装在机架(36)上，所述液压缸(35)安装在储物筐(33)的下端，所述重力传感器(38)安装在储物筐(33)上。
2.根据权利要求1所述的一种冷藏船自动化卸货装置，其特征在于：所述机器视觉识别单元(11)包括高清相机、位置传感器Ⅰ、数据采集卡和PLC控制器Ⅰ，所述高清相机和位置传感器Ⅰ对冷藏船船舱内部货物的形状和位置进行识别，并将识别信号数据通过数据采集卡传递给中央处理单元，所述中央处理单元对数据进行处理计算并将信号发送给PLC控制器Ⅰ，所述PLC控制器Ⅰ对机械手(14)、吸盘(13)和履带Ⅰ(17)发出执行命令信号。
3.根据权利要求1所述的一种冷藏船自动化卸货装置，其特征在于：所述追踪单元(31)包括位置传感器Ⅱ、信号处理器和PLC控制器Ⅱ，所述位置传感器Ⅱ对货物传递装置(2)的位置进行采集并判断、并将信号通过信号处理器传送至所述中央控制单元(32)，所述中央控制单元(32)通过PLC控制器Ⅱ对所述履带Ⅱ(37)发出执行命令从而实现自卸车(3)对所述货物传递装置(2)的追踪。
4.一种如权利要求1所述的冷藏船自动化卸货装置的工作方法，其特征在于包括：
当冷藏船靠岸时，将本装置配送至船舱开口处，当该装置运行至船舱内，所述机器视觉识别单元(11)对船舱周围的环境和货物进行识别和定位、并将识别信息进行处理后传送至中央处理单元(12)，所述中央处理单元(12)对接收到的信息进行数据分析并向自卸车(3)发送控制信号、控制该装置运行至所在层的货物待卸区内，所述中央处理单元(12)再将动作指令传送至吸盘(13)和机械手(14)；
所述吸盘(13)和机械手(14)相配合将待卸区的货物拾取到货物拾取装置(1)前端的传送带Ⅰ(15)上；
被拾取的货物通过传送带Ⅰ(15)、传送带Ⅱ(16)运输至货物传递装置(2)的传送带Ⅲ(21)上，再通过分流板Ⅰ(23)和分流板Ⅱ(24)进行有序排列并继续向后运输，最后货物被输送到自卸车(3)的储物筐中；
所述重力传感器(38)判断自卸车(3)是否满载，如果未满载，则货物传递装置(2)继续执行货物传递作业，如果满载，则由中央处理单元(12)发出控制信号驱动满载的自卸车(3)驶向吊筐所在的舱口位置，自卸车(3)到达吊筐位置时，储物筐(33)的电磁开关(34)打开、液压缸(35)伸长、储物筐(33)将货物倾倒至吊筐内；
安装在吊筐上的传感器判断当前吊筐是否满载，如果未满载，则吊筐继续保持原位，如果满载，可通过岸边吊机将吊筐吊至岸边，从而把货物转运至舱外；
所述货物拾取装置(1)按照由上层至下层的顺序进行货物的拾取：当本层货物被清理干净后，再进行下层货物的清理，待下层货物清理出足够的空间时，整个卸货装置自动行走到下层货物之上，继续本层货物的清理，待整个舱内的货物清理完毕后，进行下一层船舱货物的清理。
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