CN202096495U - 一种货物自动扫描定轨消毒系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种货物自动扫描定轨消毒系统，包括算机控制单元、自动配药单元、恒压药液输出单元，由传感器组成的检测单元，机械手，机械手包括机械臂、由纵向伺服电机带动其移动的纵向移动滑车、由横向伺服电机带动其移动的横向移动滑车，其特征是纵向移动滑车底部连接横梁，横梁两端固接左右竖杆，两竖杆上端之间固接横向导轨，横向导轨的前侧设通过垂直升降机构连接的带喷头的横向顶杆，机械臂为一旋转喷淋立柱，柱体表面设若干水平喷头，其顶端通过旋转驱动机构固连在横向移动滑车底部；传感器包括设在左右竖杆上的多对高度检测传感器及设在旋转立柱底端的距离检测传感器。本实用新型的优点是：消毒均匀，安全，提高消毒质量和效率。

Description

一种货物自动扫描定轨消毒系统

技术领域

本实用新型涉及一种对海关、港口集装箱内货物进行消毒的设施，尤其涉及一种货物自动扫描定轨消毒系统。

背景技术

为防止细菌、病毒传播达到卫生免疫效果，对于进出海关、港口的集装箱内货物尤其是来自瘟疫地区的货物需进行消毒。目前的消毒方法就是由人手持消毒器具近距离接触带细菌或病毒的货物，进行喷淋消毒，直接对人体健康和安全造成威胁。此外，由于手工操作，喷液量不好掌握，喷淋不均匀，不能保证消毒质量，消毒工作效率低。

当前对集装箱箱体的消毒采用室内通道式自动消毒系统，主要包括设有主控台的计算机控制单元、自动配药单元和恒压药液输出单元，由多个传感器组成的检测单元及设于消毒通道工作区域内的机械手，检测单元的各传感器与计算机控制单元连接，自动配药单元通过输药管经恒压药液输出单元与机械手的喷头连接，计算机控制单元通过控制执行器件电气连接自动配药单元、恒压药液输出单元及机械手。工作时，在计算机控制单元的控制下，完成药液配置及恒压药液的输出、并控制机械手对集装箱内部及外部进行喷淋消毒。机械手包括垂直设置的机械臂，带动机械臂纵向移动的纵向移动滑车，带动机械臂横向移动的横向移动滑车，但现有集装箱箱体消毒系统无法完成对放置在工作区域地面上的散放小件货物进行顶面及环周侧面的喷淋消毒，如何在现有集装箱箱体自动消毒系统基础上进行改进，提供一种货物自动扫描定轨消毒系统，成为业界关注问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对上述问题，在现有集装箱箱体自动消毒系统基础上进行改进，提供一种货物自动扫描定轨消毒系统，实现在计算机控制单元控制下自动完成对货物的均匀消毒，达到安全、提高消毒质量，提高工作效率的效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种货物自动扫描定轨消毒系统，包括设有主控台的计算机控制单元、自动配药单元、恒压药液输出单元、由多个传感器组成的检测单元、设于消毒工作区域内的机械手，检测单元的各传感器与计算机控制单元连接，自动配药单元通过输药管经恒压药液输出单元与机械手的喷头连接，计算机控制单元通过控制执行器件电气连接自动配药单元、恒压药液输出单元及机械手，所述机械手包括垂直设置的机械臂、由纵向驱动伺服电机带动机械臂沿纵向导轨移动的纵向移动滑车、由横向驱动伺服电机带动机械臂沿横向导轨移动的横向移动滑车，其特征在于在所述纵向移动滑车底部固定连接沿横向设置的横梁，在横梁左右两端分别固定连接一底端与地面保有距离的左竖杆及右竖杆，在左竖杆及右竖杆上端之间固定连接与所述横梁平行的承载所述横向移动滑车的横向导轨，在横向导轨的前侧固定设置通过垂直升降机构连接的其上设有若干喷液口朝下的喷头的横向顶杆，所述机械臂为一能环轴正反向旋转且底端与地面保有距离的旋转喷淋立柱，柱体表面沿纵向设置若干喷液口朝水平方向的喷头；所述旋转喷淋立柱顶端通过立柱旋转驱动机构固定连接在横向移动滑车底部；所述检测单元的传感器包括分别对应设置在左竖杆及右竖杆上的多对高度检测传感器及设置在旋转立柱底端的距离检测传感器。

所述垂直升降机构包括垂直升降伺服电机及其通过丝杠螺母传动机构带动的由交叉铰接杆体上缩或下伸完成横向顶杆垂直升降操作的四连杆机构。

所述旋转驱动机构主要包括支撑与横向移动滑车底端固定连接的芯轴的芯轴轴承，固定套装在芯轴轴承壳体上的轴承体从动齿轮及轴端设有主动齿轮的旋转伺服电机，所述旋转伺服电机通过主动齿轮与轴承体从动齿轮啮合驱动与芯轴轴承壳体固接的旋转喷淋立柱。

所述高度检测传感器采用红外对射传感器，距离检测传感器采用激光测距传感器。

所述左竖杆、右竖杆及旋转立柱的底端与地面保有的距离为50-150mm。

本实用新型的有益效果是：提供出一种货物自动扫描定轨消毒系统，实现在计算机控制单元控制下自动完成对货物的均匀消毒，代替了现有技术中由人手持消毒器具近距离接触带细菌或病毒货物的消毒模式，达到减轻人体劳动强度，提高防护病毒细菌感染的安全性、实现喷淋药液均匀，提高消毒质量，提高工作效率的效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的机械手部分的主视结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2中的旋转驱动机构的放大图；

图5是本实用新型的机械手部分的俯视应用示意图。

图中：1立柱，21纵向驱动伺服电机，22垂直升降伺服电机，23旋转伺服电机，24横向驱动伺服电机，3纵向滑块，4纵向导轨，5纵向移动滑车，6电磁阀，60电磁阀组件，7垂直升降的四连杆机构，71丝杠螺母传动机构，72横向顶杆，81左竖杆，82右竖杆，91、92红外对射传感器，93激光测距传感器，10喷头，11旋转喷淋立柱，12旋转驱动机构，13横向移动滑车，14横梁，15横向导轨，16纵向齿条，17纵梁，18纵向传动齿轮，19横向齿条，20横向传动齿轮，25主动齿轮，26轴承体从动齿轮，27立柱轴承，28芯轴，1a检测单元，2a计算机控制单元，3a自动配药单元，4a恒压药液输出单元，5a机械手，31-34货物，E工作区域，A、B、C、D极限位置。

以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。

具体实施方式

图1示出一种货物自动扫描定轨消毒系统，其中单线表示电气连接，双线表示输药管连接。该系统包括设有主控台的计算机控制单元2a、自动配药单元3a、恒压药液输出单元4a、由多个传感器组成的检测单元1a、设于消毒工作区域内的机械手5a，检测单元的各传感器与计算机控制单元2a连接，自动配药单元3a通过输药管经恒压药液输出单元4a与机械手5a的喷头10连接，计算机控制单元通过控制执行器件电气连接自动配药单元、恒压药液输出单元及机械手，本例中，计算机控制单元通过泵、电磁阀电气连接自动配药单元及恒压药液输出单元，并通过电磁阀电气连接机械手。

图2～图4示出了机械手部分的结构组成，如图所示，所述机械手5a包括垂直设置的机械臂、由纵向驱动伺服电机21带动机械臂沿纵向导轨移动的纵向移动滑车5、由横向驱动伺服电机24带动机械臂沿横向导轨移动的横向移动滑车13。纵向移动滑车5通过纵向滑块3滑动配合设置在采用直线轴承的纵向导轨4上，纵向导轨4固定设置在由两个L形截面的纵梁17相对设置形成的条形梁体上，纵梁17通过立柱1吊装在消毒工作间的屋顶上。纵向移动滑车5通过与其固定连接的纵向齿条16和纵向驱动伺服电机21带动的纵向传动齿轮18的啮合，沿纵向导轨4移动。

本实用新型的特征在于在上述纵向移动滑车5底部固定连接沿横向设置的横梁14，在横梁14左右两端分别固定连接一底端与地面保有距离的左竖杆81及右竖杆82，在左竖杆81及右竖杆82上端之间固定连接与横梁14平行的承载上述横向移动滑车13的横向导轨15，横向移动滑车13滑动配合设置在采用直线轴承的横向导轨15上，横向移动滑车13通过与其固定连接的横向齿条19和横向驱动伺服电机24带动的横向传动齿轮20的啮合，沿横向导轨15移动。

如图2-图3所示，在横向导轨15的前侧固定设置通过垂直升降机构连接的其上设有若干喷液口朝下的喷头10的横向顶杆72。上述垂直升降机构包括垂直升降伺服电机22及其通过丝杠螺母传动机构71带动的由交叉铰接杆体上缩或下伸完成横向顶杆72垂直升降操作的四连杆机构7。垂直升降伺服电机22通过驱动包括丝杠、螺母的常规丝杠螺母传动机构带动连接于横向导轨15与横向顶杆72之间的交叉铰接杆体向上收缩或向下伸长，从而完成横向顶杆72的垂直升降操作。上述左竖杆及右竖杆的底端与地面保有的距离为50-150mm。

上述机械臂为一能环轴正反向旋转且底端与地面保有距离的旋转喷淋立柱11，柱体表面沿纵向设置若干喷液口朝水平方向的喷头10；旋转喷淋立柱11顶端通过立柱旋转驱动机构固定连接在横向移动滑车13底部。如图4所示，上述旋转驱动机构12主要包括支撑与横向移动滑车13底端固定连接的芯轴28的芯轴轴承27，固定套装在芯轴轴承壳体上的轴承体从动齿轮26及轴端设有主动齿轮25的旋转伺服电机23，旋转伺服电机23通过主动齿轮25与轴承体从动齿轮26啮合驱动与芯轴轴承壳体固接的旋转喷淋立柱11。

上述旋转喷淋立柱的底端与地面保有的距离为50-150mm。控制上述喷头10的多个电磁阀6均集中安装于电磁阀组件61中。

上述检测单元的传感器包括分别对应设置在左竖杆81及右竖杆82上的多对高度检测传感器及设置在旋转喷淋立柱底端的距离检测传感器。

本实施例中，上述高度检测传感器采用了市售型号分别为0GE503、OS500的红外对射传感器91、92，每对应的一对红外对射传感器91、92通过发射红外线的通断，确定货物高度；上述距离检测传感器采用了激光测距传感器93，是市售型号为O1D100的自反式激光测距传感器，随时检测旋转喷淋立柱与被消毒货物的距离。

本实用新型的应用方法及原理如下：

如图5所示，本例中，首先确定横向4000mm×纵向8000mm方框E为机械手工作区域，被消毒货物31、32、33、34放置在工作区域E内，图中，工作区域四角分别设极限位置A，B，C，D，A为初始位置，即原点。操作步骤如下：

第一步，预启动

如图1空心箭头所示，在计算机控制单元2控制下，由纵向移动滑车5通过横梁14带动横向移动滑车13绕整个工作区域E一周，通过左竖杆81及右竖杆82上对应设置的若干对红外对射传感器91、92测出货物31、32、33、34的最高高度，通过旋转喷淋立柱11上的激光测距传感器93测出每件货物所在位置。具体操作步骤为：(1)复位，纵向移动滑车5，横向移动滑车13、旋转喷淋立柱11，左竖杆81均位于原点位置A，红外对射传感器91、92，激光测距传感器93及喷头10均朝向右侧货物方向，(2)纵向移动滑车5带动横向移动滑车13由原点位置A向前运动8000mm至工作区域E的左前方极限位置B，此间，红外对射传感器检测出货物的最高点，激光测距传感器由左向右检测货物距旋转喷淋立柱11的距离，并将上述检测到的位置数据存储到计算机控制单元中。在实际操作中，距离值可采取每行走单位长度如100mm记录存储一次。

(3)到达极限位置B后，高度测量结束，红外对射传感器91、92关闭。旋转喷淋立柱11逆时针旋转90°，保持激光测距传感器93朝向货物方向，纵向移动滑车5不动，横向移动滑车13由左至右横向移动4000mm至工作区域的右前方极限位置C，此间，激光测距传感器由前向后检测货物距旋转喷淋立柱11的距离，定位货物的位置，并将上述检测到的位置数据存储到计算机控制单元中。(4)到达极限位置C后旋转喷淋立柱11向逆时针旋转90°，保持激光测距传感器朝向货物方向，纵向移动滑车5带动横向移动滑车13由极限位置C向后运行8000mm至工作区域的右后方极限位置D，此间，激光测距传感器由右向左检测货物距旋转喷淋立柱11的距离，定位货物的位置，并存储数据。(5)到达极限位置D后旋转喷淋立柱11逆时针旋转90°，保持激光测距传感器朝向货物方向；纵向移动滑车5不动，横向移动滑车13向左运动；激光测距传感器开始由后到前定位货物的位置。此时纵向移动滑车5，横向移动滑车13、旋转喷淋立柱11，左竖杆81又回到原点位置A，同时，垂直升降的四连杆机构7在垂直升降伺服电机22带动下，下降到货物最高点以上的安全距离，可设为300mm；此时，旋转喷淋立柱11顺时针旋转270°，复位到原始位置，此时，喷头10朝向货物，计算机对存储数据计算。

第二步，进行消毒操作。

按照预启动时检测出来并存储在计算机控制单元2a中的货物的各个位置数据值，计算机控制单元进行计算，算出货物在工作区域内的具体位置，确定了对货物进行喷淋消毒轨迹的轮廓。在本系统中，还确定了喷药条件即：在纵向和横向上，两件货物之间间隙小于300mm不喷药。喷药时，喷头10与货物的距离为300mm。计算机控制单元通过纵向驱动伺服电机21及横向驱动伺服电机24分别控制纵向移动滑车5和横向移动滑车13的运行，通过垂直升降伺服电机22由垂直升降的四连杆机构7的两交叉铰接杆的上缩和下伸控制横向顶杆72的升降，通过旋转伺服电机23由旋转驱动机构12控制旋转喷淋立柱11的正、反旋转，通过电磁阀6控制旋转喷淋立柱11及横向顶杆72的喷头10的开闭。如图5所示，计算机控制单元按照预启动时检测出来的货物的各个位置值，分别控制纵向移动滑车5、横向移动滑车13、旋转喷淋立柱11按照预定的位置轨迹环绕货物行走、旋转并对货物31、32、33、34进行喷药消毒，直至纵向移动滑车、横向移动滑车返回原点，一次喷药完成。

图5中，环绕货物的实心箭头示出了整个喷药运行路线。计算机控制单元自动调整喷头10的喷药方向，并根据货物31、32、33、34相互间的间隙大小，自动确定是否进入货物之间进行喷药，如图5中货物31、34间距离d4＝400mm，货物34、33间距离d3＝500mm，则喷头进入喷药；而货物31、32间距离d1＝280mm，货物32、33间距离d2＝180mm，小于300mm，则不进入喷药。

垂直升降伺服电机22通过垂直升降的四连杆机构7控制横向顶杆72喷头的上升下降以及上升下降的位置；如前述，在预启动时，货物31、32、33、34的高度都由对应设置在左竖杆81及右竖杆82上的若干对红外对射传感器来检测，在向货物表面喷药时，垂直升降伺服电机22可以根据计算机存储的高度数据，控制上升、下降以及上升下降的距离。由于在喷淋消毒时，同处一排的货物的高度有可能不相同，所以选择最高点进行喷药，确保不发生碰撞。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型的形状材料和结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种货物自动扫描定轨消毒系统，包括设有主控台的计算机控制单元、自动配药单元、恒压药液输出单元、由多个传感器组成的检测单元、设于消毒工作区域内的机械手，检测单元的各传感器与计算机控制单元连接，自动配药单元通过输药管经恒压药液输出单元与机械手的喷头连接，计算机控制单元通过控制执行器件电气连接自动配药单元、恒压药液输出单元及机械手，所述机械手包括垂直设置的机械臂、由纵向驱动伺服电机带动机械臂沿纵向导轨移动的纵向移动滑车、由横向驱动伺服电机带动机械臂沿横向导轨移动的横向移动滑车，其特征在于在所述纵向移动滑车底部固定连接沿横向设置的横梁，在横梁左右两端分别固定连接一底端与地面保有距离的左竖杆及右竖杆，在左竖杆及右竖杆上端之间固定连接与所述横梁平行的承载所述横向移动滑车的横向导轨，在横向导轨的前侧固定设置通过垂直升降机构连接的其上设有若干喷液口朝下的喷头的横向顶杆，所述机械臂为一能环轴正反向旋转且底端与地面保有距离的旋转喷淋立柱，柱体表面沿纵向设置若干喷液口朝水平方向的喷头；所述旋转喷淋立柱顶端通过立柱旋转驱动机构固定连接在横向移动滑车底部；所述检测单元的传感器包括分别对应设置在左竖杆及右竖杆上的多对高度检测传感器及设置在旋转立柱底端的距离检测传感器。

2.根据权利要求1所述的一种货物自动扫描定轨消毒系统，其特征在于所述垂直升降机构包括垂直升降伺服电机及其通过丝杠螺母传动机构带动的由交叉铰接杆体上缩或下伸完成横向顶杆垂直升降操作的四连杆机构。

3.根据权利要求1或2所述的一种货物自动扫描定轨消毒系统，其特征在于所述旋转驱动机构主要包括支撑与横向移动滑车底端固定连接的芯轴的芯轴轴承，固定套装在芯轴轴承壳体上的轴承体从动齿轮及轴端设有主动齿轮的旋转伺服电机，所述旋转伺服电机通过主动齿轮与轴承体从动齿轮啮合驱动与芯轴轴承壳体固接的旋转喷淋立柱。

4.根据权利要求3所述的一种货物自动扫描定轨消毒系统，其特征在于所述高度检测传感器采用红外对射传感器，距离检测传感器采用激光测距传感器。

5.根据权利要求4所述的一种货物自动扫描定轨消毒系统，其特征在于所述左竖杆、右竖杆及旋转立柱的底端与地面保有的距离为50-150mm。

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