CN117088150A - 一种托盘垛装货物的自动装车设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种托盘垛装货物的自动装车设备及其控制方法，包括：矩形纵向钢构平台，所述矩形纵向钢构平台围成的区域的一侧设置有平板车停放区，另一侧设置有进料区；横移平台总成；旋转升降总成；货叉总成，被所述旋转升降总成驱动可升降和旋转，所述货叉总成用于从所述进料区以第一方向叉取货物，以及受所述旋转升降总成驱动旋转至第二方向，以及用于受所述横移平台总成、所述旋转升降总成驱动移动至平板车停放区内的预设位置并下放货物，所述第一方向和所述第二方向相差180°；控制系统，用于控制各部件运行。

Description

一种托盘垛装货物的自动装车设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及装车系统领域，具体指有一种托盘垛装货物的自动装车设备及其控制方法。

背景技术

随着智能制造的发展，制造业以及物流行业对于货物搬运的智能化、无人化提出了更高的要求。码垛是工业领域使用最为广泛的出货方式之一，在商品物流配送、自动化转库存储中，实现物料的搬运、装车、码垛等作业。

为了实现货物搬运，现有技术一般需要通过叉车将集装箱外的货物叉取、叉车进入集装箱并将货物放入集装箱的指定位置，然后叉车退出集装箱。或者如CN104590924A一种能够实现多层箱式物料装车作业的物流设备，自动装箱码垛的装车设备先停放在外部输送系统之下，然后外部输送系统放置好垛型箱式物料后，自动装箱码垛的装车设备在升降装置的驱动下往上升起，升降台带动叉体托住物料，走形机构沿着轨道顺着货厢平板车方向移动，当移动到最远一个货位时，升降台下降到与平板车车厢面一定距离后停止，置于升降台上的推出装置向外推动推板，推板推出放置在叉体上的物料，同时走形机构在控制系统的作用下往推出装置推出的反方向运行，直到物料离开叉体，放置在平板车车厢上，完成一垛物料的装车过程。推出装置随后收回到原位，走形机构也退回到外部输送系统之下，等到外部输送系统放置好垛型箱式物料后，重复第一垛物料装车过程，直到完成车厢第一层的装车作业。最后将车厢第一层物料的上表面作为基准，重复第一层物料的装车作业，完成整个车厢的码垛装车过程。

现有技术实现码垛的方法，一方面其是重复频率很高的作业环节，叉车进出集装箱的过程中耗费了大量的人力物力，另一方面，在集装箱装车的过程中采用与平板车的长度方向相同的方向进出，并通过测距传感器进行控制相邻货物之间的距离，测距传感器设置于货叉的前端，货叉叉取货物后货叉会突出外漏于托盘以外一小部分，使得货叉下方货物后，当前货物与前方的货物之间存在一定的距离，货物全部堆放到集装箱内后，货物的总长度可能超过集装箱的总长度，还需要多次调节各个货物的位置使其紧靠从而适配集装箱的总长度，以及，在货物装入集装箱的过程中，平板车受到货物的重力后，集装箱的高度会下沉，集装箱和月台之间会逐渐出现高度差，使得叉车难以进出集装箱，或者是装车设备按预设高度下放货物后，货物与集装箱之间仍然存在一定高度差，从而装车设备的货叉难以与货物的底盘进行脱离。

针对上述的现有技术存在的问题设计一种托盘垛装货物的自动装车设备及其控制方法是本发明研究的目的。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种托盘垛装货物的自动装车设备及其控制方法，能够有效解决上述现有技术存在的至少一个问题。

本发明的技术方案是：

一种托盘垛装货物的自动装车设备，包括：

矩形纵向钢构平台，所述矩形纵向钢构平台的顶端沿前后方向设置有一对纵向轨道，所述矩形纵向钢构平台围成的区域的一侧设置有平板车停放区，所述矩形纵向钢构平台围成的区域的另一侧设置有进料区；

横移平台总成，轨道连接于一对所述纵向轨道之间，所述横移平台总成沿其左右方向设置有横向槽钢轨道，所述横移平台设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述横移平台总成在所述矩形纵向钢构平台上前后移动；

旋转升降总成，所述旋转升降总成的顶端连接至所述横向槽钢轨道，所述旋转升降总成对应所述横向槽钢轨道设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机驱动所述旋转升降总成在所述横向槽钢轨道上左右移动；

货叉总成，被所述旋转升降总成驱动可升降和旋转，所述货叉总成用于从所述进料区以第一方向叉取货物，以及受所述旋转升降总成驱动旋转至第二方向，以及用于受所述横移平台总成、所述旋转升降总成驱动从所述平板车的左侧或右侧以所述第二方向进入平板车上方，以及以所述第二方向移动至平板车停放区内的预设位置并下放货物，所述第一方向和所述第二方向相差180°，所述第二方向为从所述平板车的左侧或右侧朝向所述平板车；

控制系统，用于控制各部件运行。

进一步地，所述旋转升降总成的顶端设置有至少四个平板车车身测距传感器，若干所述平板车车身测距传感器成直线设置且突出于所述旋转升降总成的外侧，四个所述平板车车身测距传感器跟随所述旋转升降总成移动，四个所述平板车车身测距传感器朝下设置；

直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器之间的距离大于待装货的平板车的车身宽度；

直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器之间的距离小于待装货的平板车的车身宽度，所述旋转升降总成在所述平板车的中线前后移动时，所述控制系统根据直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器获取货物在所述平板车内的堆放情况。

进一步地，所述旋转升降总成的顶端设置有至少两个货物测距传感器，两个所述货物测距传感器设置于所述旋转升降总成的顶端和四个所述平板车车身测距传感器之间，两个所述货物测距传感器设置于所述旋转升降总成的侧边。

进一步地，所述旋转升降总成的顶端设置有货叉高度测距传感器，所述货叉高度测距传感器用于检测货叉总成与所述旋转升降总成的顶端之间的距离，所述货叉总成下放货物的过程中，所述控制系统根据货叉高度测距传感器的数据控制所述货叉总成的下移量。

进一步地，所述控制系统根据所述货物测距传感器与平板车底面的距离、所述货叉总成与所述旋转升降总成的顶端之间的距离，计算得到所述货叉总成上的货物底端与平板车底面之间的距离差，所述控制系统根据所述距离差控制所述货叉总成的下移量。

进一步地，所述货叉总成设置有重量传感器，所述重量传感器可以获取所述货叉总成上的货物的重量。

进一步地，所述货叉总成包括货叉架、货叉，所述货叉架和所述货叉之间设置有俯仰组件，所述俯仰组件用于调节所述货叉的俯仰角；

所述货叉总成包括推出组件，所述推出组件设置于所述货叉，用于将货物从所述货叉上推出。

一种托盘垛装货物的自动装车设备的控制方法，基于所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备，包括以下步骤：

S1，控制平板车驶入所述平板车停放区；

S2，控制所述横移平台总成和所述旋转升降总成，使所述旋转升降总成移动至所述进料区，当所述进料区存在货物，通过旋转升降总成旋转所述货叉总成至第一方向，控制所述货叉总成叉取货物；

S3，通过所述货叉总成提升货物，通过旋转升降总成旋转所述货叉总成至第二方向；

S4，根据直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器的数据，控制所述旋转升降总成在所述横向槽钢轨道上左右移动至所述平板车的中线，控制所述旋转升降总成在所述平板车的中线前后移动至待放货位置；

S5，通过所述货叉总成下放货物，然后控制所述货叉总成退出货物，完成一次码垛；

S6，循环S2~S5，直至完成所有码垛。

进一步地，S4中，控制所述旋转升降总成在所述平板车的中线前后移动至待放货位置的过程中，执行：

所述控制系统先控制所述旋转升降总成以第一速度移动，直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器获取的距离变小时，所述控制系统控制所述旋转升降总成以第二速度移动，至少一个所述货物测距传感器获取的距离变小时，所述控制系统控制所述旋转升降总成停止移动，所述第一速度大于所述第二速度。

进一步地，S5中，通过所述货叉总成下放货物的过程中，执行：

当所述货叉总成上的货物底端与平板车底面之间的距离差大于10cm时，控制所述货叉总成以第三速度下移；

当所述货叉总成上的货物底端与平板车底面之间的距离差小于或等于10cm时，控制所述货叉总成以第四速度下移，所述第四速度小于所述第三速度；

控制所述货叉总成以第四速度下移的过程中，通过所述重量传感器检测所述货叉总成上的货物的重量，当所述货叉总成上的货物的重量为0kg时，控制所述货叉总成停止下移。

因此，本发明提供以下的效果和/或优点：

本申请提供的设备，当进料区有货物，且平板车停放区停放有平板车时，可以驱动货叉总成到进料区，并且驱动货叉总成朝向第一方向，此时货叉可以下降到货物底端的托盘，并伸入到托盘的插孔内，从而叉取提起货物。然后，旋转货叉总成，使货叉总成朝向第二方向，本实施例的第二方向为货叉总成朝向左侧，也就是说，此时货叉总成朝向平板车。然后，所述横移平台总成、所述旋转升降总成驱动货叉总成进行左右、前后移动，使其到达平板车待放货的位置，所述旋转升降总成驱动货叉总成下降，即可下放货物到平板车上。因此，本申请可以实现在平板车的侧面进行装车，从而提高平板车的装车空间利用率，以及减少装车时货叉总成的行走路径，从而提高装车效率。

本申请提供的测距传感器，可以根据货叉总成的底端与平板车的底面之间的距离，即可确定货叉总成所需下降的距离，从而控制旋转升降总成的下移量，可精确下放货物。

本申请可以采用重量传感器的数据用于判断货叉总成是否下降到位。

应当明白，本发明的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，并且意在提供对如要求保护的本发明的进一步的解释。

附图说明

图1为本发明提供的自动装车设备的实施例的结构示意图。

图2为平板车停放区和进料区的示意图。

图3为平板车车身测距传感器、货物测距传感器的设置位置示意图。

图4为旋转升降总成或货叉总成的结构示意图。

图5为重量传感器的设置位置示意图。

图6为步骤S2执行后的结果示意图。

附图标记说明：矩形纵向钢构平台1、对纵向轨道101、平板车停放区102、进料区103、横移平台总成2、第一驱动电机201、横向槽钢轨道202、旋转升降总成3、第二驱动电机301、旋转电机302、门架303、货叉总成4、平板车车身测距传感器5、货物测距传感器6、货叉高度测距传感器7、重量传感器8、俯仰组件9。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：

参考图1，一种托盘垛装货物的自动装车设备，包括：

矩形纵向钢构平台1，所述矩形纵向钢构平台1的顶端沿前后方向设置有一对纵向轨道101，所述矩形纵向钢构平台1围成的区域的一侧设置有平板车停放区102，所述矩形纵向钢构平台1围成的区域的另一侧设置有进料区103；

本实施例中，矩形纵向钢构平台1由桁架构成的上平台，其距离地面有一定的高度，参考图2，并且矩形纵向钢构平台1围绕出一个方形区域用于实现各结构的安置以及提供整体运行的空间。本实施例中，纵向轨道101设置于矩形纵向钢构平台1顶端的两个长边上。为了提高利用率，矩形纵向钢构平台1围城的区域中的部分作为平板车停放区102，工作时，平板车以倒车的形式从矩形纵向钢构平台1的后端进入，并且平板车的末端靠近矩形纵向钢构平台1的前端。进料区103设置于矩形纵向钢构平台1的前端，该情况下的进料区103和平板车停放区102可以尽可能地提高区域的空间利用率，同时避免平板车的车头阻挡后续的货叉总成4等运行。矩形纵向钢构平台1可以是现有技术的直接采用。

本实施例中，适用于平板车，在装卸货的过程中，平板车的载货平板的侧门打开，优选地，可以只打开靠近进料区103的侧门，暴露平板车的载货平板。同时，进料区103可以连接至外界输送设备的出料端，从而便于接收货物。

矩形纵向钢构平台1中靠近轨道的两侧分别设置微动接近开关，所述微动接近开关作为极限位使用，当矩形纵向钢构平台中带动横移平台总成2的位移机构平移到设定位置时触碰微动接近开关而给出信号使位移机构停止，从而避免超行程导致结构损坏。

横移平台总成2，轨道连接于一对所述纵向轨道101之间，所述横移平台总成2沿其左右方向设置有横向槽钢轨道202，所述横移平台2设置有第一驱动电机201，所述第一驱动电机201驱动所述横移平台总成2在所述矩形纵向钢构平台1上前后移动；

本实施例中，横移平台总成2架设于一对所述纵向轨道101之间，从而与一对所述纵向轨道101之间轨道连接，可以在一对所述纵向轨道101之间上前后滑动。同时，通过第一驱动电机201的驱动，可以驱动横移平台总成2在一对所述纵向轨道101之间上前后运行至预设的前后位置。横移平台总成2在其中间开设有槽体，槽体内安装有延伸方向为左右的横向槽钢轨道202，横向槽钢轨道202用于连接旋转升降总成3。通过矩形纵向钢构平台1和横移平台总成2，实现了前后、左右的移动机构基础。横移平台总成2可以是现有技术的直接采用。

旋转升降总成3，所述旋转升降总成3的顶端连接至所述横向槽钢轨道202，所述旋转升降总成3对应所述横向槽钢轨道202设置有第二驱动电机301，所述第二驱动电机301驱动所述旋转升降总成3在所述横向槽钢轨道202上左右移动；

本实施例中，旋转升降总成3包括旋转总成和升降总成，其中，旋转总成包括设置于顶部的旋转电机302，旋转电机302带动回转齿圈，回转齿圈内啮合有回转齿轮，回转齿圈和回转齿轮设置于横移平台总成2上，通过旋转电机302的驱动可以转动回转齿轮，从而实现旋转总成的功能。升降总成包括门架303，门架303连接于回转齿轮上，从而被回转齿轮驱动进而旋转。门架303有可滑动货叉架，滑动货叉架的升降采用油缸驱动链条，链条一端固定在门架固定端，从而通过油缸驱动门架倍速升降。本实施例所采用的旋转升降总成，为现有技术的直接采用，可以参考已公开的本公司的专利申请CN202010363415.0，一种可调式起升架。

货叉总成4，被所述旋转升降总成3驱动可升降和旋转，所述货叉总成4用于从所述进料区103以第一方向叉取货物，以及受所述旋转升降总成3驱动旋转至第二方向，以及用于受所述横移平台总成2、所述旋转升降总成3驱动从所述平板车的左侧或右侧以所述第二方向进入平板车上方，以及以所述第二方向移动至平板车停放区内102的预设位置并下放货物，所述第一方向和所述第二方向相差180°，所述第二方向为从所述平板车的左侧或右侧朝向所述平板车；

本实施例中，货叉总成4连接于旋转升降总成3的门架303上，从而可以被驱动实现上下、前后、左右运动，以及旋转。本实施例的核心改进点在于，通过上下、前后、左右运动，以及旋转货叉总成4，以及设置于矩形纵向钢构平台1左侧的平板车停放区102、设置于矩形纵向钢构平台1右侧的进料区103。当进料区103有货物，且平板车停放区102停放有平板车时，可以驱动货叉总成4到进料区，并且驱动货叉总成4朝向第一方向，本实施例的第一方向为货叉总成4朝向右侧，此时货叉可以下降到货物底端的托盘，并伸入到托盘的插孔内，从而叉取提起货物。然后，旋转货叉总成4，使货叉总成4朝向第二方向，本实施例的第二方向为货叉总成4朝向左侧，也就是说，此时货叉总成4朝向平板车。然后，所述横移平台总成2、所述旋转升降总成3驱动货叉总成4进行左右、前后移动，使其到达平板车待放货的位置，所述旋转升降总成3驱动货叉总成4下降，即可下放货物到平板车上。

控制系统（未画出），用于控制各部件运行。

本实施例中，控制系统可以是MCU、PLM等控制芯片或处理器，在此不做具体赘述。

本实施例改变了传统需要叉车等进行叉取货物，减少了叉车叉取货物的过程中的多次调整货叉方向，多次倒车、旋转车体等操作，只需通过可三轴移动的货叉总成4，配合旋转的结构，实现了对上平台总成搬运货物的智能化操作，以第二方向进行装车，即从平板车的侧向进入并以平板车的侧向下放货物，从而可以使货物在平板车的长度方向上依次紧靠堆放。

进一步地，所述旋转升降总成3的顶端设置有至少四个平板车车身测距传感器5，若干所述平板车车身测距传感器5成直线设置且突出于所述旋转升降总成3的外侧，四个所述平板车车身测距传感器5跟随所述旋转升降总成3移动，四个所述平板车车身测距传感器5朝下设置；

本实施例中，四个平板车车身测距传感器5设置于旋转升降总成3的顶端且跟随旋转升降总成3移动，但是不跟随旋转升降总成3旋转。因此，可以通过四个平板车车身测距传感器5对其下方的物体进行测距。四个平板车车身测距传感器5检测所得间距数据可分为三种，由指定程序识别分类，以此辨别车辆到位情况、货物放置位置情况，三种分类分别对应地面、平板车、平板车辆上已堆放货物。通过检测数据分析完成避让、货物装卸搬运等动作。

下面具体介绍四个平板车车身测距传感器5的设置位置和工作原理。

直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器5之间的距离大于待装货的平板车的车身宽度；

在旋转升降总成3左右移动的过程中，直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器5跟随旋转升降总成3左右移动，具体地址，直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器5之间的距离略大于待装货的平板车的车身宽度，那么当直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器5跟随旋转升降总成3左右移动的过程中，直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器5感知到的距离数据均对应所述平板车车身测距传感器5与地面之间的距离时，可以判定直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器5刚好处于平板车外侧，也就是说，此时旋转升降总成3处于平板车的中心线上。该情况下可以最有利于旋转升降总成3在移动的过程中，旋转升降总成3不被其他结构所碰撞到，保证旋转升降总成3安全旋转180度。

例如，平板车车身宽度为3米，则直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器5之间的距离可以设置为3.1米。

直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5之间的距离小于待装货的平板车的车身宽度，所述旋转升降总成3在所述平板车的中线前后移动时，所述控制系统根据直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器获取货物在所述平板车内的堆放情况。

上述中，旋转升降总成3找到了平板车的中心线。在旋转升降总成3前后移动的过程中，需要判断旋转升降总成3下方是否有货物，如果有货物则需要在货物被旋转升降总成3碰撞之前停止前后移动。因此，设置为：直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5之间的距离小于待装货的平板车的车身宽度。在该情况下，直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5在前后移动的过程中，可以扫描平板车的车身，监测其是否有货物，如果有，则直线上内侧的其中一个或两个所述平板车车身测距传感器5感知到的距离数据将会出现跳变，即可判定为存在货物，用于告知控制系统，控制系统提前停止旋转升降总成3前后移动。

例如，平板车车身宽度为3米，直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5之间的距离设置为1.5米。

进一步地，所述旋转升降总成3的顶端设置有至少两个货物测距传感器6，两个所述货物测距传感器6设置于所述旋转升降总成3的顶端和四个所述平板车车身测距传感器5之间，两个所述货物测距传感器6设置于所述旋转升降总成3的侧边。

本实施例中，通过突出于旋转升降总成3的直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5，可以感知到旋转升降总成3的前方是否存在货物。而当货物下下放时，则需要感知旋转升降总成3的正下方是否存在货物，因此本实施例进一步设置两个所述货物测距传感器6用于检测。

以及，在旋转升降总成3的前后移动过程中，为了提高搬运效率，往往希望其前后移动的速度越快越好。但是其移动速度过快，则旋转升降总成3容易刹车不及时从而碰撞到其前方的货物。因此，控制系统可以如下进行工作：

所述控制系统先控制所述旋转升降总成3以第一速度移动，直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5获取的距离变小时，所述控制系统控制所述旋转升降总成3以第二速度移动，至少一个所述货物测距传感器6获取的距离变小时，所述控制系统控制所述旋转升降总成3停止移动，所述第一速度大于所述第二速度。这样，所述旋转升降总成3可以先以较快的速度进行前进。然后，突出于旋转升降总成3的两个所述平板车车身测距传感器5获取的距离变小时，即表示旋转升降总成3的前方存在货物，此时控制旋转升降总成3的前进速度变小，慢慢靠近货物。当所述平板车车身测距传感器5感知到其下方存在货物时，表示旋转升降总成3的下方存在货物，则控制旋转升降总成3停止前进。可以提高旋转升降总成3的运行效率。

进一步地，所述旋转升降总成3的顶端设置有货叉高度测距传感器7，所述货叉高度测距传感器7用于检测货叉总成4与所述旋转升降总成3的顶端之间的距离，所述货叉总成4下放货物的过程中，所述控制系统根据货叉高度测距传感器7的数据控制所述货叉总成4的下移量。

如图4所示，所述货叉高度测距传感器7用于检测货叉总成4与所述旋转升降总成3的顶端之间的距离，从而在货叉总成4下移的过程中，可以精确控制货叉总成4的下移量。

进一步地，所述控制系统根据所述货物测距传感器6与平板车底面的距离、所述货叉总成4与所述旋转升降总成3的顶端之间的距离，计算得到所述货叉总成4上的货物底端与平板车底面之间的距离差，所述控制系统根据所述距离差控制所述货叉总成4的下移量。

由于货物装载到平板车后，由于货物的重量，平板车的轮胎、缓冲弹簧等均会收到压缩，从而平板车底面也会随之下降。没有采用所述货叉高度测距传感器7和所述货物测距传感器6的配合，申请人发现，如果旋转升降总成3下降预设的固定距离将货物下放后，货叉总成4就退出货物底端的托盘，那么由于平板车底面装载货物后随之下降的情况下，货叉总成4完全难以到达下降后的平板车底面，此时货叉总成4往往难以退出托盘，或者在货叉总成4退出托盘时，货叉总成4的高度仍然略微高于托盘底端，从而货叉总成4退出的过程也将带动托盘后退，最终货物无法整齐、紧靠排列。因此，申请人提出采用所述货叉高度测距传感器7和所述货物测距传感器6的配合，在所述货物测距传感器6未检测到货物的情况下，所述货物测距传感器6测得的距离即为所述旋转升降总成3的顶端与平板车底面的距离d1，而后，在下放货叉总成4的过程中，所述货叉高度测距传感器7测得的距离即为所述旋转升降总成3的顶端和货叉总成4之间的距离d2，以及货叉总成4的高度d3，根据d1-d2-d3，即可得到货叉总成4的底端与平板车的底面之间的距离。根据货叉总成4的底端与平板车的底面之间的距离，即可确定货叉总成4所需下降的距离，从而控制旋转升降总成3的下移量，可精确下放货物。

进一步地，所述货叉总成4设置有重量传感器8，所述重量传感器8可以获取所述货叉总成4上的货物的重量。

参考图5，本实施例中，重量传感器8为S型的拉力传感器，在不同的拉力下，拉力传感器产生一定的形变，根据此将其转换为对应的重量。本实施例中，拉力传感器设置于链条的末端。本实施例中，在货叉总成4空载的情况下，拉力传感器的拉力数据为货叉总成4的重量，在货叉总成4叉取货物后，拉力传感器的拉力数据为货叉总成4和货物的总重量。

本实施例设置重量传感器8的原因是，在平板车底面装载货物后随之下降的情况下，货叉总成4完全难以到达下降后的平板车底面的情况下，本实施例可以采用重量传感器8的数据用于判断货叉总成4是否下降到位。在货叉总成4叉取货物下降的过程中，重量传感器8的数据为货叉总成4和货物的总重量，在货叉总成4叉取货物下放的过程中，重量传感器8的数据变为货叉总成4的重量。因此，当控制系统读取到重量传感器8的数据变为货叉总成4的重量时，即可判定货叉总成4下降到位，可以执行退出的动作。

进一步地，所述货叉总成4包括货叉架、货叉，所述货叉架和所述货叉之间设置有俯仰组件9，所述俯仰组件9用于调节所述货叉的俯仰角；

本实施例中，由于所述货叉总成4受到旋转升降总成3的驱动，需要进行旋转。而货物在旋转的过程中，由于收到离心力的作用，货物可能会从平行状态的所述货叉总成4上脱落。因此，本实施例增加俯仰组件9，俯仰组件9设置于货叉架和货叉的底端，货叉架的上端交接于旋转升降总成3上，俯仰组件9为油缸，其一端铰接于旋转升降总成3的底端，另一端铰接于货叉架，货叉固定设置于货叉架上，从而在油缸伸出后可以推动货叉架俯仰。俯仰组件9的结构为现有技术的直接采用，可以参考本公司的专利申请CN202311005956.6，一种麦克纳姆轮全向搬运智能机器人。本实施例的核心在于货叉总成4旋转之前，货叉总成4先通过俯仰组件9实现一定的仰角，使货物的后端紧贴在货叉总成4上，将货物的重心后移，防止旋转的过程中货物脱落，或者防止旋转的过程中货物的形态变形。

所述货叉总成4包括推出组件10，所述推出组件10设置于所述货叉，用于将货物从所述货叉上推出。

参考图4，推出组件10为x型的可收缩结构，推出组件10的一端连接于货叉的竖直段，推出组件10伸出后，可以辅助将货叉总成4上的货物推出。

进一步提供一种托盘垛装货物的自动装车设备的控制方法，基于所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备，包括以下步骤：

S1，控制平板车驶入所述平板车停放区102；

如图2所示，平板车以倒车的形式从矩形纵向钢构平台1的后端进入，并且平板车的末端靠近矩形纵向钢构平台1的前端，然后进料区103开始接受传送带送至的货物。

同时，为了优化本实施例的效果，本实施例还可以设置锁车装置，锁车装置设置于矩形纵向钢构平台1的前端，锁车装置可以在平板车停到所述平板车停放区102后，通过锁车装置将平板车的后轮进行锁止。由于在装卸货的过程中，平板车受到一种托盘垛装货物的自动装车设备各个方向的力，而该受力可能推动平板车溜动，因此通过锁车装置将平板车锁止，可以防止其移动。

然后，将平板车靠近进料区103的一面的底板侧门打开，如图6中的平板车所示所示。

S2，控制所述横移平台总成2和所述旋转升降总成3，使所述旋转升降总成3移动至所述进料区103，当所述进料区103存在货物，通过旋转升降总成3旋转所述货叉总成4至第一方向，控制所述货叉总成4叉取货物；

参考图6，本实施例的第一方向为货叉总成4朝向右侧，此时货叉可以下降到货物底端的托盘，并伸入到托盘的插孔内，从而叉取提起货物。

S3，通过所述货叉总成4提升货物，通过旋转升降总成3旋转所述货叉总成4至第二方向；

此时，所述货叉总成4朝向底板车。

S4，根据直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器5的数据，控制所述旋转升降总成3在所述横向槽钢轨道202上左右移动至所述平板车的中线，控制所述旋转升降总成3在所述平板车的中线前后移动至待放货位置；

本实施例中，控制系统控制旋转升降总成3左右移动，并读取直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器5，当感知到的距离数据均对应所述平板车车身测距传感器5与地面之间的距离时，此时旋转升降总成3处于平板车的中心线上。然后，控制系统控制旋转升降总成3前后移动，直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5感知到存在货物，即可认为旋转升降总成3的前方存在货物，也就是货物的后方为待放货位置。

S5，通过所述货叉总成4下放货物，然后控制所述货叉总成4退出货物，完成一次码垛；

本实施例中，以第二方向下放货物，在下放货物的过程中，所述货叉总成4朝向平板车的左右两侧，也就是说，本实施例是与平板车的长度延伸方向相垂直的方向进行装车，背景技术中提到的多种装车设备，均是与平板车的长度延伸方向相同的方向进行装车，相比现有技术，本实施例提供的设备和方法，可以减少货叉总成4的移动距离，从而提高装车效率。以及，本实施例中，只将平板车靠近进料区103的一面的底板侧门打开，然后在平板车的长度延伸方向相同的方向进行装车，可以更好地将每一垛货物紧靠在未打开的底板侧门上，相比现有技术，为了防止货物从底板车上掉落等，或者留给叉车足够的运行空间，往往无法将货物紧靠摆放，本实施例可以提高装车的空间利用率。

S6，循环S2~S5，直至完成所有码垛。

进一步地，S4中，控制所述旋转升降总成在所述平板车的中线前后移动至待放货位置的过程中，执行：

所述控制系统先控制所述旋转升降总成3以第一速度移动，直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5获取的距离变小时，所述控制系统控制所述旋转升降总成3以第二速度移动，至少一个所述货物测距传感器6获取的距离变小时，所述控制系统控制所述旋转升降总成3停止移动，所述第一速度大于所述第二速度。

本实施例中，所述旋转升降总成3先以快速移动，从而可以节约时间，提高装车效率。然后，由于所述平板车车身测距传感器5突出旋转升降总成3，当直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5获取的距离变小时，表示直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器5感知到存在货物，此时，旋转升降总成3的前方与货物之间的距离变得靠近，则所述控制系统控制所述旋转升降总成3慢速移动。至少一个所述货物测距传感器6获取的距离变小时，表示旋转升降总成3的边缘下方存在货物，所述控制系统控制所述旋转升降总成3停止移动。

通过所述旋转升降总成3先快速靠近，再慢速贴近货物，从而可以提高装车效率，减少所述旋转升降总成3前后移动的所需时间。

进一步地，S5中，通过所述货叉总成下放货物的过程中，执行：

当所述货叉总成4上的货物底端与平板车底面之间的距离差大于10cm时，控制所述货叉总成以第三速度下移；

当所述货叉总成4上的货物底端与集装箱底面之间的距离差小于或等于10cm时，控制所述货叉总成4以第四速度下移，所述第四速度小于所述第三速度；

控制所述货叉总成4以第四速度下移的过程中，通过所述重量传感器8检测所述货叉总成4上的货物的重量，当所述货叉总成4上的货物的重量为0kg时，控制所述货叉总成4停止下移。

本步骤中，在下放货叉总成4的过程中，所述货叉高度测距传感器7测得的距离即为所述旋转升降总成3的顶端和货叉总成4之间的距离d2，以及货叉总成4的高度d3，根据d1-d2-d3，即可得到货叉总成4的底端与平板车的底面之间的距离。根据货叉总成4的底端与平板车的底面之间的距离，即可确定货叉总成4所需下降的距离，从而控制旋转升降总成3的下移量，可精确下放货物。

因此，根据精确计算得到的下移量，在下移的过程中，当所述货叉总成4上的货物底端与平板车底面之间的距离差大于10cm时，该过程采用所述货叉高度测距传感器7的距离信息作为下放位移的判断依据，在该距离内可以快速下放货物。然后，当所述货叉总成4上的货物底端与平板车底面之间的距离差小于等于10cm时，控制系统转用所述重量传感器8的数据作为下放位移的判断依据，当所述货叉总成4上的货物的重量为0kg时，控制所述货叉总成4停止下移，因此可以精确地将货物完全下放到平板车上，而避免了平板车载重后下沉导致货叉总成4难以将货物完全下放的问题。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的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发明范围的所有变更和修改。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种托盘垛装货物的自动装车设备，其特征在于：包括：

矩形纵向钢构平台，所述矩形纵向钢构平台的顶端沿前后方向设置有一对纵向轨道，所述矩形纵向钢构平台围成的区域的一侧设置有平板车停放区，所述矩形纵向钢构平台围成的区域的另一侧设置有进料区；

横移平台总成，轨道连接于一对所述纵向轨道之间，所述横移平台总成沿其左右方向设置有横向槽钢轨道，所述横移平台设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述横移平台总成在所述矩形纵向钢构平台上前后移动；

旋转升降总成，所述旋转升降总成的顶端连接至所述横向槽钢轨道，所述旋转升降总成对应所述横向槽钢轨道设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机驱动所述旋转升降总成在所述横向槽钢轨道上左右移动；

货叉总成，被所述旋转升降总成驱动可升降和旋转，所述货叉总成用于从所述进料区以第一方向叉取货物，以及受所述旋转升降总成驱动旋转至第二方向，以及用于受所述横移平台总成、所述旋转升降总成驱动从所述平板车的左侧或右侧以所述第二方向进入平板车上方，以及以所述第二方向移动至平板车停放区内的预设位置并下放货物，所述第一方向和所述第二方向相差180°，所述第二方向为从所述平板车的左侧或右侧朝向所述平板车；

控制系统，用于控制各部件运行。

2.根据权利要求1所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备，其特征在于：所述旋转升降总成的顶端设置有至少四个平板车车身测距传感器，若干所述平板车车身测距传感器成直线设置且突出于所述旋转升降总成的外侧，四个所述平板车车身测距传感器跟随所述旋转升降总成移动，四个所述平板车车身测距传感器朝下设置；

直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器之间的距离大于待装货的平板车的车身宽度；

直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器之间的距离小于待装货的平板车的车身宽度，所述旋转升降总成在所述平板车的中线前后移动时，所述控制系统根据直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器获取货物在所述平板车内的堆放情况。

3.根据权利要求2所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备，其特征在于：所述旋转升降总成的顶端设置有至少两个货物测距传感器，两个所述货物测距传感器设置于所述旋转升降总成的顶端和四个所述平板车车身测距传感器之间，两个所述货物测距传感器设置于所述旋转升降总成的侧边。

4.根据权利要求3所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备，其特征在于：所述旋转升降总成的顶端设置有货叉高度测距传感器，所述货叉高度测距传感器用于检测货叉总成与所述旋转升降总成的顶端之间的距离，所述货叉总成下放货物的过程中，所述控制系统根据货叉高度测距传感器的数据控制所述货叉总成的下移量。

5.根据权利要求4所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备，其特征在于：所述控制系统根据所述货物测距传感器与平板车底面的距离、所述货叉总成与所述旋转升降总成的顶端之间的距离，计算得到所述货叉总成上的货物底端与平板车底面之间的距离差，所述控制系统根据所述距离差控制所述货叉总成的下移量。

6.根据权利要求5所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备，其特征在于：所述货叉总成设置有重量传感器，所述重量传感器可以获取所述货叉总成上的货物的重量。

7.根据权利要求1所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备，其特征在于：所述货叉总成包括货叉架、货叉，所述货叉架和所述货叉之间设置有俯仰组件，所述俯仰组件用于调节所述货叉的俯仰角；

所述货叉总成包括推出组件，所述推出组件设置于所述货叉，用于将货物从所述货叉上推出。

8.一种托盘垛装货物的自动装车设备的控制方法，其特征在于：基于权利要求6所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备，包括以下步骤：

S1，控制平板车驶入所述平板车停放区；

S2，控制所述横移平台总成和所述旋转升降总成，使所述旋转升降总成移动至所述进料区，当所述进料区存在货物，通过旋转升降总成旋转所述货叉总成至第一方向，控制所述货叉总成叉取货物；

S3，通过所述货叉总成提升货物，通过旋转升降总成旋转所述货叉总成至第二方向；

S4，根据直线上外侧的两个所述平板车车身测距传感器的数据，控制所述旋转升降总成在所述横向槽钢轨道上左右移动至所述平板车的中线，控制所述旋转升降总成在所述平板车的中线前后移动至待放货位置；

S5，通过所述货叉总成下放货物，然后控制所述货叉总成退出货物，完成一次码垛；

S6，循环S2~S5，直至完成所有码垛。

9.根据权利要求8所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备的控制方法，其特征在于：S4中，控制所述旋转升降总成在所述平板车的中线前后移动至待放货位置的过程中，执行：

所述控制系统先控制所述旋转升降总成以第一速度移动，直线上内侧的两个所述平板车车身测距传感器获取的距离变小时，所述控制系统控制所述旋转升降总成以第二速度移动，至少一个所述货物测距传感器获取的距离变小时，所述控制系统控制所述旋转升降总成停止移动，所述第一速度大于所述第二速度。

10.根据权利要求8所述的一种托盘垛装货物的自动装车设备的控制方法，其特征在于：S5中，通过所述货叉总成下放货物的过程中，执行：

当所述货叉总成上的货物底端与平板车底面之间的距离差大于10cm时，控制所述货叉总成以第三速度下移；

当所述货叉总成上的货物底端与平板车底面之间的距离差小于或等于10cm时，控制所述货叉总成以第四速度下移，所述第四速度小于所述第三速度；

控制所述货叉总成以第四速度下移的过程中，通过所述重量传感器检测所述货叉总成上的货物的重量，当所述货叉总成上的货物的重量为0kg时，控制所述货叉总成停止下移。