CN206638176U - 一种集装箱锁孔定位的机械探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集装箱锁孔定位的机械探测装置，包括夹具、前端探测装置、侧边探测装置；前端探测装置安装于夹具的前端；侧边探测装置为两个，分别安装于夹具的两侧边。本实用新型探测装置通过直接接触的方式对集装箱锁孔进行检测定位，更加稳定可靠。

Description

一种集装箱锁孔定位的机械探测装置

技术领域

本实用新型创造涉及一种用于集装箱锁孔定位的机械探测装置，具体涉及一种搭载于工业机器人末端用于卸装集装箱旋锁的专用夹具上可任意移动的，用于寻找定位集装箱锁孔的装置。

背景技术

随着自动化设备在港口码头的越来越普及，其中集装箱旋锁的卸装也逐步也开始由自动化设备替代人工，而在实现自动化的过程中，集装箱锁孔的自动定位成为目前需要攻克的难题，现有技术中多为依靠检测类传感器实现定位，如视觉系统、激光测距系统、声波测距系统等等，由于这类方式时通过传感器直接进行集装箱的定位检测，容易受到外界环境的干扰，尤其当遇到刮风、下雨、下雪等极端天气的情况，即便是昼夜之分也会干扰传感器的检测，很容易出现误判。而对于集装箱的卸装锁作业都是在港口户外进行，采用检测类传感器进行直接定位具有一定的局限性。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种检测更加稳定可靠的集装箱锁孔定位探测装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种集装箱锁孔定位的机械探测装置，包括夹具、前端探测装置、侧边探测装置；前端探测装置安装于夹具的前端；侧边探测装置为两个，分别安装于夹具的两侧边。

其中，前端探测装置包括可伸缩探测头和探测棒检测装置，该可伸缩探测头包括套筒、探测棒和弹性装置；探测棒检测装置固定在夹具上；可伸缩探测头通过套筒固定于夹具上；探测棒通过弹性装置设于套筒内，且探测棒的两端均伸出套筒；当弹性装置处于自然状态时，探测棒的尾端处于探测棒检测装置上方的前端；当前端探测装置抵触集装箱端面时，探测棒的尾端处于探测棒检测装置的正上方。由探测棒检测装置检测到探测棒尾端，进行集装箱端面位置的探测。

进一步的，探测棒检测装置包括两个光电传感器；两个光电传感器之间的连线与探测棒共平面。通过二级传感设置，由前端进行第一级检测的光电传感器以非常快的速度找到接触点，后端进行第二级检测的光电传感器再以相对缓慢的速度来准确的找到端面探测点的位置，提高效率的同时也保障了检测的准确性。

探测棒检测装置还包括可调节支架；两个光电传感器通过可调节支架固定在夹具上。光电传感器可通过可调节支架调节在夹具上的高度，从而适应探测棒的高度。

更进一步的，可调节支架包括安装座、传感器固定座；可调节支架通过安装座固定于夹具上；安装座上端面平行设有滑动槽和安装槽；传感器固定座为两个，分别固定对应的光电传感器；传感器固定座下端设有滑动杆，通过滑动杆插在安装座的滑动槽内；传感器固定座对应安装槽的位置处设有安装孔。可根据实际运行速度来调整两个传感器固定座在滑动槽内的位置，从而调整两个光电传感器之间的距离。

上述侧边探测装置采用可伸缩式接触开关。

弹性装置采用压缩弹簧；套筒两端面分别设有通孔；探测棒的头端伸出套筒的头部，探测棒的尾端依次穿过套筒两端面的通孔伸出套筒的尾部；探测棒中部设有柱形凸台；压缩弹簧位于套筒内，套于探测棒上，且两端分别抵触柱形凸台和套筒的尾端。

探测棒的头端设有可拆换接触头。

进一步的，探测棒包括前部和后部，后部的直径小于前部直径，套筒两端面的通孔分别与探测棒前部直径和探测棒后部直径相适配，可通过探测棒前部进行压缩限位；柱形凸台位于探测棒的前部后端处。

套筒的前端面为法兰结构；套筒通过前端面的法兰结构固定在夹具上。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

1、由于集装箱的卸装锁作业都在在户外进行，不光会遇到刮风、下雨、下雪等极端天气，还有昼夜之分，这就使得很多传感器类的检测手段收到很大的干扰，会出现误判的情况。而本实用新型选用的检测方法没有通过其他任何介质去检测定位集装箱锁孔，而是采用直接接触的方式，机械探测不受外界环境的干扰，故而更加稳定可靠。

2、由于集装箱吊具及承载平台的机构形式决定了集装箱在长度方向的偏差会很大，目前现有的检测方式如果需要兼顾这么大范围的偏差需要通过相对较长的时间才能完成，本发明创造中由于采用两级检测的方法，在第一级检测中可以以非常快的速度找到一个点，再以相对缓慢的速度来准确的找到探测点的位置，提高了效率，保证节拍。

3、相对价格昂贵且需精心防护的高端传感器类检测手段，本实用新型机械探测装置具有很强的经济性及可耐用性。

附图说明

图1为本实用新型机械探测装置的结构示意图；

图2为图1机械探测装置的俯视图；

图3为图1中可伸缩探测头的结构示意图；

图4为图1中两级探测棒检测装置的结构示意图；

图5为本实用新型机械探测装置对集装箱正面（宽度方向）探测的方式；

图6为本实用新型机械探测装置对集装箱侧面（长度方向）探测的方式。

图中，1-可伸缩性探测头，2-两级探测棒检测装置，3-侧边探测装置，4-机械探测装置夹具，5-集装箱，1.1-探测棒，1.2-防转套筒，1.3-压缩弹簧，1.4-可拆换接触头，2.1-光电传感器，2.2-可调节支架，2.2.1-底座，2.2.2-高度调节座，2.2.3-传感器固定座，2.2.4-滑动槽，2.2.5-安装槽，2.2.6-安装孔，2.2.7-滑动杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型集装箱锁孔定位的机械探测装置包括机械探测装置夹具4，及固定安装于机械探测装置夹具4上的可伸缩性探测头1、两级探测棒检测装置 2、侧边探测装置3。本实用新型机械探测装置通过机械探测装置夹具4固定连接在机械手，通过机械手操作实现探测功能。结合图2，本装置的可伸缩性探测头1与两级探测棒检测装置 2构成前端可伸缩性探测装置，可用于对集装箱端面（宽度方向）的探测，如图5所示；侧边探测装置3包含两个可伸缩式接触开关（如：欧姆龙D4MC-5000），两个可伸缩式接触开关分别装置于机械探测装置夹具的两侧边，可用于对集装箱侧边（长度方向）的探测，如图6所示。

如图3所示，本装置所包括的可伸缩性探测头1包括探测棒1.1、防转套筒1.2、压缩弹簧1.3、可拆换接触头1.4，其中，探测棒1.1包括大直径的前部杆和小直径的后部杆，前部杆的后部设有柱形凸台（位于探测棒1.1的中段部位），探测棒1.1的前部杆、柱形凸台、后部杆均可在防转套筒1.2内滑动。压缩弹簧1.3套在探测棒1.1上一并装置于防转套筒内，压缩弹簧1.3两端分别与探测棒1.1的中段凸台和防转套筒1.2的尾端端面相抵触。可拆换接触头1.4装置在探测棒1.1的最前端。在防转套筒1.2的前端还设有带安装孔的法兰结构，用于固定在机械探测装置夹具4上。

本装置所包括的两级探测棒检测装置如图4所示，其包括光电传感器2.1、可调节支架2.2。可调节支架2.2包括安装座、传感器固定座2.2.3。安装座包括底座2.2.1和高度调节座2.2.2，底座2.2.1固定机械探测装置夹具4上。高度调节座2.2.2呈L型，下端可调节地固定于底座2.2.1上（可通过其中一个在垂直方向上设有若干平行设置的安装槽，另一个对应位置处设有若干安装孔，通过调节安装孔在安装槽上的相对位置来进行高度调节座2.2.2相对底座2.2.1的位置调节，然后通过螺栓固定）。高度调节座2.2.2的上端面平行设有滑动槽2.2.4和平行设于滑动槽2.2.4两侧的安装槽2.2.5。传感器固定座2.2.3为两个，分别固定对应的光电传感器2.1；传感器固定座2.2.3下端设有滑动杆2.2.7，通过滑动杆2.2.7插在安装座的滑动槽内，滑动杆2.2.7下端尺寸大于滑动槽2.2.4的宽度。传感器固定座2.2.3对应安装槽2.2.5的位置处设有安装孔2.2.6。可根据实际运行速度来调整两个传感器固定座2.2.3在滑动槽2.2.4内的位置，从而调整两个光电传感器2.1之间的距离。由此二个光电传感器2.1一前一后安装于可调节支架上，且位于可伸缩性探测头1尾部。

使用时，机械手根据需要可设置在集装箱周边的不同位置，图5、图6是以机械手正对于集装箱宽度方向实例，如图5所示探测装置对集装箱正面（宽度方向）进行探测时，机械手带动机械探测装置夹具4向前快速移动，当探测棒1.1上的可拆换接触头1.4与集装箱端面接触时压缩弹簧1.3开始压缩，探测棒1.1尾端位移时首先被第一级光电传感器2.1检测到，此时机械手开始减速缓慢地向前推进，直至二级光电传感器2.1检测到探测棒1.1的尾端，机械手记录下当前的坐标，即可精确测量到集装箱端面相对位置；然后再通过机械手带动机械探测装置夹具4从集装箱的侧面向着底部端面靠拢，如图6所示提供探测装置对集装箱侧面（长度方向）探测的方式，它可以是左侧面也可以是右侧面。由于集装箱的侧面误差相对端部误差会小很多，因此侧面推进的距离很短，当侧边探测装置3（即可伸缩式接触开关）接触到集装箱侧面产生探测信号后，机械手记录当前坐标，即可精确测量到集装箱侧面相对位置。由于集装箱每次着落于平台（承载平台）的高度一致且集装箱本身的尺寸标准化，根据到集装箱端面相对位置以及集装箱侧面相对位置，即可准确判断集装箱的整体坐标位置，再根据锁孔位于集装箱上的相对标准的位置，就可以准确地完成各锁孔的定位。

Claims (10)

1.一种集装箱锁孔定位的机械探测装置，其特征在于：所述机械探测装置包括夹具、前端探测装置、侧边探测装置；所述前端探测装置安装于所述夹具的前端；所述侧边探测装置为两个，分别安装于所述夹具的两侧边。

2.根据权利要求1所述的机械探测装置，其特征在于：所述前端探测装置包括可伸缩探测头和探测棒检测装置；所述可伸缩探测头包括套筒、探测棒和弹性装置；所述探测棒检测装置固定在所述夹具上；所述可伸缩探测头通过所述套筒固定于所述夹具上；所述探测棒通过弹性装置设于套筒内，且探测棒的两端均伸出所述套筒；当所述前端探测装置抵触集装箱端面时，所述探测棒的尾端处于所述探测棒检测装置的正上方。

3.根据权利要求2所述的机械探测装置，其特征在于：所述探测棒检测装置包括两个光电传感器；所述两个光电传感器之间的连线与所述探测棒共平面。

4.根据权利要求3所述的机械探测装置，其特征在于：所述探测棒检测装置还包括可调节支架；所述两个光电传感器通过所述可调节支架固定在所述夹具上。

5.根据权利要求4所述的机械探测装置，其特征在于：所述可调节支架包括安装座、传感器固定座；所述可调节支架通过安装座固定于所述夹具上；所述安装座上端面平行设有滑动槽和安装槽；所述传感器固定座为两个，分别固定对应的光电传感器；所述传感器固定座下端设有滑动杆，通过所述滑动杆插在安装座的滑动槽内；所述传感器固定座对应所述安装槽的位置处设有安装孔。

6.根据权利要求2至5任一所述的机械探测装置，其特征在于：所述侧边探测装置采用可伸缩式接触开关。

7.根据权利要求6所述的机械探测装置，其特征在于：所述弹性装置采用压缩弹簧；所述套筒两端面分别设有通孔；所述探测棒的头端伸出所述套筒的头部，探测棒的尾端依次穿过套筒两端面的通孔伸出所述套筒的尾部；所述探测棒中部设有柱形凸台；所述压缩弹簧位于套筒内，套于所述探测棒上，且两端分别抵触柱形凸台和套筒的尾端。

8.根据权利要求7所述的机械探测装置，其特征在于：所述探测棒的头端设有可拆换接触头。

9.根据权利要求8所述的机械探测装置，其特征在于：所述探测棒包括前部和后部，后部的直径小于前部直径，所述套筒两端面的通孔分别与探测棒前部直径和探测棒后部直径相适配；所述柱形凸台位于探测棒的前部后端处。

10.根据权利要求9所述的机械探测装置，其特征在于：所述套筒的前端面为法兰结构；所述套筒通过前端面的法兰结构固定在所述夹具上。