CN207275775U - 一种柔性化自动装车系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性化自动装车系统，目的在于解决现有袋装物料装车设备缺乏相应自动扫描和定位系统，自动化程度较低的问题。本实用新型对装车系统的机构进行了全新的优化设计，其通过激光扫描定位单元对车厢进行自动扫描定位，通过送料单元实现对物料的输送，通过码垛装车单元将物料有效放置在车厢指定位置上，实现物料的自动装车。本实用新型能适应不同种类运料车的大小尺寸和高矮变化需求，其能根据目标车辆车厢尺寸信息及装车任务自动规划装车路径，根据激光扫描定位单元提供的数据实现自动装车，整个装车过程仅需要人工下发装车任务。本实用新型能有效降低工人劳动强度，避免恶劣的装车环境，提高企业生产效率，降低企业用工成本，具有较高的应用价值。

Description

一种柔性化自动装车系统

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是物料装车领域，具体为一种柔性化自动装车系统。采用本申请，能将生产线皮带输送机上的袋装物料直接装入车厢内，满足汽车、火车的袋装物料装车需求，极大提高装车效率，降低工人劳动强度和运输成本，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

背景技术

中国专利CN201420470511.5公开了一种袋装货物自动装车机，该装车机由机械部分、电控部分和安全装置组成，其特征是所述的机械部分包括主支撑梁、转运皮带、升降平台、装车皮带；在其下方沿主支撑梁方向安装有一条转运皮带，转运皮带一头与生产线皮带衔结，另一头与装车皮带衔接，装车皮带垂直主支撑梁方向布置；装车皮带安装在升降平台上；在转运皮带上装有防叠加计数器，在转运皮带和生产线皮带、装车皮带之间安装有溜槽。该提案可以将生产线上包装好的袋装货物直接码放到火车或汽车车厢内，实现码垛和装车一步到位，并能码放整齐，实现准确计数功能。该装置中未设置相应的车厢自动扫描和定位系统，系统自动化程度不高。

中国专利CN201420484214.6公开了一种全自动袋装水泥装车机，其采用动力设备进行袋装水泥的装车作业，通过分配装置将倾斜输送装置上的袋装水泥至少分2条运输线输送至对应数量的卸包装置上，再通过每个卸包装置将袋装水泥输送至对应的码垛装置上，最后通过所有码垛装置将袋装水泥横向直线排列，完成码垛。然而，申请人研究后发现，该装置机械结构复杂，动力部件多，在运转过程中容易出现问题。

中国专利CN201420277314.1公开了一种袋装水泥自动装车机。袋装水泥通过皮带输送机进入到袋装水泥旋转推料机构，同时袋装水泥旋转机构运转，使袋装水泥旋转至预设的方位，将之进行整形，整形完毕后袋装水泥旋转机构复位；袋装水泥整形完毕的同时，袋装水泥旋转推料机构运转，将袋装水泥推送至袋装水泥码垛机构，同时袋装水泥旋转推料机头复位；袋装水泥码垛机构将袋装水泥落入车中，同时袋装水泥码垛机构复位，至此为一个整套的流程，继续循环上述步骤即可重复、连续装车。该结构中，动力部件采用气动机构，冲击载荷大，容易出现故障，影响工作的进行。同时，该装置依然需要依赖皮带传输机，及工人对装车机的位置调整，才能实现水泥的装车，无法实现对车厢的扫描和自动定位，自动化程度较低。

为此，迫切需要一种新的装置和/或方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有袋装物料装车设备缺乏相应自动扫描和定位系统，自动化程度较低的问题，提供一种柔性化自动装车系统。本发明对装车系统的机构进行了全新的优化设计，其通过激光扫描定位单元对车厢进行自动扫描定位，通过送料单元实现对物料的输送，通过码垛装车单元将物料有效放置在车厢指定位置上，实现物料的自动装车。本发明能适应不同种类运料车的大小尺寸和高矮变化需求，其能根据目标车辆车厢尺寸信息及装车任务自动规划装车路径，根据激光扫描定位单元提供的数据实现自动装车，整个装车过程仅需要人工下发装车任务。本发明构思巧妙，设计合理，维护、安装方便，可靠性高，且能有效降低工人劳动强度，避免恶劣的装车环境，提高企业生产效率，降低企业用工成本，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种柔性化自动装车系统，包括：

控制系统；

激光扫描定位单元，所述激光扫描定位单元与控制系统相连且激光扫描定位单元能对待装车车厢进行扫描和定位，并将测定信息反馈给控制系统；

送料单元，所述送料单元与控制系统相连且送料单元能将物料输送至码垛装车单元；

码垛装车单元，所述码垛装车单元与控制系统相连且码垛装车单元能将物料装在车厢内，实现对物料的码垛；

其中，所述送料单元包括导轨、设置在导轨上的提升机构、传输机构，所述提升机构与码垛装车单元相连且提升机构能带动码垛装车单元相对导轨移动，所述传输机构与码垛装车单元相连且传输机构能将物料输送至码垛装车单元，所述提升机构、传输机构分别与控制系统相连。

所述传输机构包括设置在导轨的来料输送皮带、第三电机、与来料输送皮带相配合的倾斜输送皮带、第四电机，所述第三电机与来料输送皮带相连且第三电机能带动来料输送皮带运动，所述第四电机与倾斜输送皮带相连且第四电机能带动倾斜输送皮带运动，所述第三电机、第四电机分别与控制系统相连。

所述激光扫描定位单元设置在导轨上。

还包括与码垛装车单元相配合的平行连杆机构。

所述平行连杆机构呈平行四边形。

所述倾斜输送皮带相对水平面倾斜设置。

所述码垛装车单元上设置有与控制系统相连的绝对值编码器。

前述柔性化自动装车系统的应用，包括如下步骤：

（1）待装车车辆停放在激光扫描定位单元下方，激光扫描定位单元对车辆的车厢进行扫描，并将车厢信息反馈给控制系统；

（2）送料单元将物料输送至码垛装车单元，同时控制系统通过提升机构控制码垛装车单元的位置；当码垛装车单元到达指定位置时，码垛装车单元将物料码放在指定位置上；当指定位置物料码放完毕后，控制系统通过提升机构将码垛装车单元移动至下一指定位置，码垛装车单元开始码垛；如此重复，直到码垛完成。

所述步骤2中，所述传输机构包括设置在导轨的来料输送皮带、第三电机、与来料输送皮带相配合的倾斜输送皮带、第四电机，所述第三电机与来料输送皮带相连且第三电机能带动来料输送皮带运动，所述第四电机与倾斜输送皮带相连且第四电机能带动倾斜输送皮带运动，所述第三电机、第四电机分别与控制系统相连；

物料经送料单元的来料输送皮带输送至倾斜输送皮带，倾斜输送皮带再将物料输送至码垛装车单元。

所述激光扫描定位单元包括用于对车厢进行测定的激光测距传感器、用于设置在车厢上方的旋转单元，所述旋转单元包括底座、第一旋转机构、第二旋转机构，所述第一旋转机构设置在底座上且第一旋转机构能相对底座转动，所述第二旋转机构设置在第一旋转机构上且第二旋转机构能相对第一旋转机构转动，所述激光测距传感器设置在第二旋转机构上且旋转单元能带动激光测距传感器相对转动；

所述激光测距传感器、第一旋转机构、第二旋转机构分别与控制系统相连。

所述第一旋转机构包括与控制系统相连的第一电机、与第一电机相配合的第一传动机构，所述第一电机通过第一传动机构与第二旋转机构相连且第一电机能通过第一传动机构带动第二旋转机构相对转动。

所述第二旋转机构包括与控制系统相连的第二电机、与第二电机相配合的第二传动机构，所述第二电机通过第二传动机构与第二旋转机构相连且第二电机能通过第二传动机构带动第二旋转机构相对转动。

还包括与控制系统相连的显示器、与控制系统相连的触控屏中的一种或多种。

还包括与车厢配合的挡板且挡板能够对车厢位置进行限定。

所述底座与第一旋转机构之间、第二旋转机构与激光测距传感器之间分别采用活动连接或固定连接。

所述底座与第一旋转机构之间采用可拆卸连接。

还包括与旋转单元相连的支撑架且支撑架能够为旋转单元提供支撑。

所述支撑架采用若干个连杆连接而成且连杆之间采用活动连接。

所述码垛装车单元包括机架、设置在机架上的传送装置、与传送装置相配合的摆动机构、缓存机构、装箱机构，缓存机构位于摆动机构下方，装箱机构位于缓存机构下方；

所述摆动机构包括能相对机架转动的摆动支撑件、能对料包进行定位的入料到位挡板、入料挡板推动装置，所述入料挡板推动装置与摆动支撑件相连且入料挡板推动装置能带动摆动支撑件相对机架转动；

所述缓存机构包括设置在机架上的缓存到料挡板、仓门开关机构；

所述仓门开关机构包括与控制系统相连的仓门驱动机构、仓门、与仓门驱动机构相连的仓门连杆件，所述仓门连杆件、仓门分别为两个，所述仓门连杆件平行设置且仓门连杆件能带动仓门相对机架转动，两个仓门构成仓门单元且两个仓门相互平行时的仓门单元处于关闭状态，所述仓门单元、缓存到料挡板之间形成缓存仓；

所述装箱机构包括能将物料沿水平方向推送至指定位置的装箱推动机构、能打开并从而将料包放入车厢内的装箱开关机构，所述装箱开关机构上方形成码垛仓；

所述入料挡板推动装置、仓门驱动机构、装箱推动机构、装箱开关机构分别与控制系统相连。

还包括与控制系统相连的若干个定位传感器且定位传感器能对料包的位置进行检测。

所述定位传感器包括摆动机构中能对料包是否到位进行检测的入料到位检测传感器、缓存机构中的缓存到料传感器、装箱机构中的装箱传感器，所述入料到位检测传感器、缓存到料传感器、装箱传感器分别与控制系统相连。

所述缓存机构中仓门开关机构的仓门单元与水平面之间呈5~85°夹角。

所述缓存机构中仓门开关机构的仓门单元与水平面之间呈30~60°夹角。

所述仓门驱动机构为气缸。

还包括设置在机架上的防碰撞感应装置，所述防碰撞感应装置与控制系统相连。

所述防碰撞感应装置包括右防碰撞传感器、前防碰撞传感器、左防碰撞传感器、后防碰撞传感器，所述右防碰撞传感器、前防碰撞传感器、左防碰撞传感器、后防碰撞传感器分别与控制系统相连。

所述传送装置为皮带传送装置或入料滚筒。

还包括与机架相配合的分料码垛机构外壳。

还包括与控制系统相连的状态指示灯。

所述装箱推动机构包括与控制系统相连的伺服电机、与伺服电机相配合的推料板、同步带，所述伺服电机设置在机架上，所述伺服电机通过同步带与推料板相连且伺服电机通过同步带能带动推料板到指定位置。

所述装箱开关机构包括与控制系统相连的装箱驱动机构、与装箱驱动机构相连的装箱连杆件、与装箱连杆件相连的仓门，所述装箱连杆件、仓门分别为两个，装箱连杆件平行设置且装箱连杆件能带动仓门相对机架转动，两个仓门构成仓门单元。

所述装箱连杆件包括与装箱驱动机构相连的平衡板、码垛舱门连杆、码垛舱门摇杆、码垛舱门竖杆、码垛舱门横杆，码垛舱门连杆、码垛舱门摇杆、码垛舱门竖杆分别为两个，码垛舱门竖杆分别与码垛舱门横杆的两端相连呈凵字型，码垛舱门竖杆的下端通过码垛舱门摇杆与舱门相连，平衡板的两端分别通过码垛舱门连杆与码垛舱门竖杆相连。

所述装箱传感器、装箱开关机构分别为两组。

所述缓存机构为两个，所述缓存机构对称设置在摆动机构两侧，所述装箱机构位于缓存机构下方。

还包括与控制系统相连的计数装置且计数装置能对料包的数量进行测定。

所述计数装置为光电检测计数器。

还包括与控制系统相连的质量测定装置且质量测定装置能对料包的质量进行测定，或与控制系统相连的颜色测定装置且颜色测定装置能对料包的颜色进行测定。

针对前述问题，本发明提供一种柔性化自动装车系统。该装置包括激光扫描定位单元、送料单元、码垛装车单元、控制系统，激光扫描定位单元与控制系统相连且激光扫描定位单元能对待装车车厢进行扫描和定位，并将测定信息反馈给控制系统；送料单元与控制系统相连且送料单元能将物料输送至码垛装车单元；码垛装车单元与控制系统相连且码垛装车单元能将物料装在车厢内，实现对物料的码垛。

该装置工作时，先将运料车停放到停车区域，即将待装车车辆停放在激光扫描定位单元下方，激光扫描定位单元对车辆的车厢进行扫描，并将车厢信息反馈给控制系统，计算出车厢的长、宽、离地高度、栏板高度和车身停斜角度，实现对运料车车厢的准确定位；控制系统通过提升机构控制码垛装车单元的位置，同时，送料单元将物料输送至码垛装车单元；当码垛装车单元到达指定位置时，码垛装车单元将物料码放在指定位置上；当指定位置物料码放完毕后，控制系统通过提升机构将码垛装车单元移动至下一指定位置，码垛装车单元开始码垛；如此重复，直到码垛完成。

进一步，送料单元包括导轨、设置在导轨上的提升机构、传输机构，提升机构与码垛装车单元相连且提升机构能带动码垛装车单元相对导轨移动，传输机构与码垛装车单元相连且传输机构能将物料输送至码垛装车单元，提升机构、传输机构分别与控制系统相连。该结构中，导轨能够为提升机构提供支撑，提升机构能相对导轨移动，并进而带动与提升机构相连的码垛装车单元移动，从而到达指定位置。进一步，激光扫描定位单元设置在导轨上。基于结构的改进，本发明的激光扫描定位单元不需要设置相应的移动导轨，因而可直接借用导轨提供相应的支撑。

进一步，还包括与码垛装车单元相配合的平行连杆机构，且平行连杆机构能有效减少码垛装车单元的水平晃动，保证码垛装车单元位置的准确性。本发明中，护栏设置在第二输送皮带两侧，其能防止物料从第二输送皮带上脱落。

进一步，第二输送皮带相对水平面倾斜设置，其有利于物料进入码垛装车单元内。进一步，第二输送皮带与水平面之间呈一定的夹角，夹角为5~35°。

本发明工作时，物料依次经来料输送皮带、倾斜输送皮带输送至码垛装车单元且码垛装车单元能将物料装在车厢内，提升机构控制码垛装车单元的高度和位置，以配合码垛装车单元的工作，从而实现物料的自动装车需求。

进一步，来料输送皮带实现将上游设备包装完成的料包输送至倾斜输送皮带，倾斜输送皮带的位置反馈采用绝对值编码器。

本发明中，运料车为物料运输平台，完成物料转移工作，而车厢则是本申请需要进行定位和测定的目标；激光测距传感器用于实现传感器到车厢的距离测量；第一旋转机构能自由旋转，其可由第一电机及第一传动机构组成；第二旋转机构能自由旋转，由第二电机及第二传动机构组成；第一旋转机构与第二旋转机构相连；第一旋转机构和第二旋转机构带动激光测距传感器完成对运料车的车厢三维点云数据测量；控制系统分别与激光测距传感器、第一旋转机构、第二旋转机构相连，用于实现对激光测距传感器位置的调节和对测定数量的收集，依据激光测距传感器测定的数据，计算出车厢的长、宽、离地高度、栏板高度和车身停斜角度，从而实现对运料车车厢的准确定位。

激光扫描定位单元工作时，运料车驾驶员将运料车开到停车位，操作员启动控制系统实现对目标车辆车厢进行扫描和定位。车厢扫描定位程序启动后，控制系统建立XYZ坐标系，激光测距传感器在第一旋转机构和第二旋转机构的带动下完成目标车辆车厢的三维点云数据获取，具体过程为：首先，第二旋转机构转动到扫描起始位置后锁定，第一旋转机构带动激光测距传感器完成第一次车厢三维点云数据测量并记录；第二旋转机构转动到第二个扫描点，第一旋转机构带动激光测距传感器完成车厢三维点云数据测量并记录；重复以上过程，直至完成整个车厢三维点云数据测量并记录。

本发明中，基于结构的改进，使得本发明无需采用相应的导轨、以与导轨相配合的移动机构，结构得到极大简化，现场施工量极大减少。同时，本发明不依赖于导轨及相应的移动机构，这使得本发明能够更好地满足不同大小尺寸、高矮的运料车车厢的定位需求，具有较好的适应性和灵活性。

进一步，码垛装车单元包括机架、设置在机架上的传送装置、与传送装置相配合的摆动机构、缓存机构、装箱机构，缓存机构位于摆动机构下方，装箱机构位于缓存机构下方。摆动机构包括能相对机架转动的摆动支撑件、能对料包进行定位的入料到位挡板、入料挡板推动装置，入料挡板推动装置与摆动支撑件相连且入料挡板推动装置能带动摆动支撑件相对机架转动。

本发明中，对码垛装车单元的结构进行了全新的设计，其包括分料、缓存、码垛、传感器、控制系统等部分。该装置工作时，检测到料包到位后，摆动机构将待装车料包自动分流到缓存仓内；缓存仓内的料包到位后，仓门开关机构打开，料包掉落到码垛仓内，此时，缓存仓的仓门关闭；然后，装箱推动机构将料包推送到指定位置，码垛仓的仓门打开，料包掉落到目标车厢中，码垛仓的仓门关闭，单次码垛流程结束。重复执行以上流程，则完成物料自动装车码垛。

本发明中，通过对推包机构的设计，以伺服电机作为推包机构动力来源，能够适应不同目标车辆车厢尺寸自动装车的需求；采用缓存仓、码垛仓设计，能有效提高系统运行效率。

综上所述，本发明提供一种柔性化自动装车系统及装车方法，其能适应不同种类运料车的大小尺寸和高矮变化需求，具有极强的适应性。本发明中，系统根据目标车辆车厢尺寸信息及装车任务自动规划装车路径（本发明中，采用激光测距传感器从车身上方对运料车车厢进行扫描，根据激光传感器反馈的距离值确定运料车车厢的长、宽、离地高度、栏板高度以及运料车停斜角度，可以自动适应不同运料车车厢定位），根据激光扫描测量定位系统提供的数据实现自动装车；整个装车过程仅需要人工下发装车任务即可。同时，本发明安装、维护方便，可靠性高（本发明中，选用伺服电机作为分包机构的驱动装置，减小冲击载荷，提高设备运行寿命；采用轴销传感器检测料包是否到位；采用平行四边形连杆机构减小斜皮带线末端晃动；同时，基于位置反馈的结构实际，大大提升了本发明的系统精度），并能有效降低运料车驾驶员操作难度，提高企业生产效率，降低企业用工成本，具有较高的应用价值和经济价值。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为实施例1的立体结构示意图。

图2为实施例1中激光扫描定位单元的结构示意图。

图3为特征点提取示意图。图3中，黑色点为激光测距传感器，x1~x12分别为相应的特征点（即测量点）。

图4为实施例1中码垛装车单元的立体结构示意图。

图5为实施例1中码垛装车单元的内部结构示意图。

图6为实施例1中码垛装车单元的侧视图。

图7为图6的局部结构示意图。

图中标记：1、分料码垛机构外壳，2、右防碰撞传感器，3、前防碰撞传感器，4、左防碰撞传感器，5、后防碰撞传感器，6、状态指示灯，7、左码垛仓，8、右码垛仓，9、右缓存仓，10、右缓存到料挡板，11、摆动支撑件，12、入料到位挡板，13、入料挡板推动装置，14、下碰撞检测传感器，15、升降悬挂点，16、连接轴，18、机架，19、控制系统，20、左缓存仓，21、左缓存到料挡板，22、左缓存到料传感器，23、装箱推动机构，24、左推料板，25、右推料伺服电机，27、入料滚筒，28、入料到位检测传感器，29、左推料伺服电机，30、右缓存到料传感器，31、右推料板，32、码垛舱门摇杆，34、码垛舱门连杆，35、平衡板，37、码垛舱门竖杆，38、码垛舱门横杆，41、激光测距传感器，42、第一旋转机构，43、第二旋转机构，51、运料车，52、导轨，53、激光扫描定位单元，54、提升机构，55、倾斜输送皮带，56、平行连杆机构，57、控制系统，58、来料输送皮带，59、应用现场，60、停车区域，61、码垛装车单元。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图所示，本实施例提供一种柔性化自动装车系统，其包括控制系统、激光扫描定位单元、送料单元、码垛装车单元，激光扫描定位单元、送料单元、码垛装车单元分别与控制系统相连。其中，激光扫描定位单元主要用于对运料车的车厢进行扫描和定位，并将测定信息反馈给控制系统；送料单元主要用于将物料输送至码垛装车单元；码垛装车单元则用于将物料码放在装在运料车的车厢内，实现对物料的码垛。

本实施例中，送料单元包括导轨、设置在导轨上的提升机构、传输机构、与码垛装车单元相配合的平行连杆机构，提升机构、传输机构分别与控制系统相连。本实施例中，传输机构包括设置在导轨的来料输送皮带、第三电机、与来料输送皮带相配合的倾斜输送皮带、第四电机，第三电机与来料输送皮带相连且第三电机能带动来料输送皮带运动，第四电机与倾斜输送皮带相连且第四电机能带动倾斜输送皮带运动，第三电机、第四电机分别与控制系统相连。本实施例中，提升机构与码垛装车单元相连，提升机构能带动码垛装车单元相对导轨移动；传输机构中的来料输送皮带、倾斜输送皮带分别与码垛装车单元相配合，传输机构能将物料输送至码垛装车单元。平行连杆机构呈平行四边形结构，其能有效减少码垛装车单元在运行过程中的抖动，保证码垛的准确进行。

进一步，本实施例中，倾斜输送皮带相对水平面倾斜设置，这有利于物料从倾斜输送皮带上落下时，更好地进入码垛装车单元内。同时，码垛装车单元上还设置有与控制系统相连的绝对值编码器。

如图所示，激光扫描定位单元设置在导轨上。本实施例中，激光扫描定位单元包括用于对车厢进行测定的激光测距传感器、用于设置在车厢上方的旋转单元，旋转单元包括底座、第一旋转机构、第二旋转机构，第一旋转机构设置在底座上且第一旋转机构能相对底座转动，第二旋转机构设置在第一旋转机构上且第二旋转机构能相对第一旋转机构转动，激光测距传感器设置在第二旋转机构上且旋转单元能带动激光测距传感器相对转动。其中，激光测距传感器、第一旋转机构、第二旋转机构分别与控制系统相连。

本实施例中，还包括显示器、触控屏，显示器、触控屏分别与控制系统相连；底座与第一旋转机构之间、第二旋转机构与激光测距传感器之间分别采用可拆卸连接。

如图所示，运料车驾驶员将运料车开到停车位，操作员启动控制系统实现对目标车辆车厢进行扫描和定位。车厢扫描定位程序启动后，控制系统建立XYZ坐标系，激光测距传感器在第一旋转机构和第二旋转机构的带动下完成目标车辆车厢的三维点云数据获取，具体过程如下：首先，第二旋转机构转动到扫描起始位置后锁定，第一旋转机构带动激光测距传感器完成第一次车厢三维点云数据测量并记录；第二旋转机构转动到第二个扫描点，第一旋转机构带动激光测距传感器完成车厢三维点云数据测量并记录；重复以上过程，直至完成整个车厢三维点云数据测量并记录。

控制系统分析车厢三维点云数据，分别以X方向和Y方向点云数据中Z方向距离突变的第一个测量点作为车厢特征点，电气控制系统根据车厢三维点云数据，首先分析出x1~x12点Z方向的高度信息，然后将x1~x12相邻点Z方向信息做差，差值形成一个新的数列，根据数列中元素符号的变化判断，如果相邻两个差值的符号发生变化，则导致差值符号发生变化的点必然为车厢特征的“拐点”；采用以上方法即可提取出车厢信息的特征点。如图所示，根据提取的特征点5、7信息可以计算出目标车厢的长度信息；根据提取的特征点8、9信息可以计算出目标车厢的宽度信息；根据提取的特征点6、11信息可以计算出目标车厢的离地高度信息；根据提取的特征点5、7、8、9、10、12信息以及车厢离地高度信息可以计算出目标车厢的栏板高度信息；根据提取的特征点9、10以及8、12可以计算出车辆停斜信息；根据以上步骤，即可计算出目标车厢的长、宽、离地高度、栏板高度和停斜角度。以上，车厢扫描定位完成。

该装置中，通过对结构的改进，采用激光测距传感器从车身上方对运料车车厢进行扫描，根据激光传感器反馈的距离值确定运料车车厢的长、宽、离地高度、栏板高度以及运料车停斜角度，以适应不同运料车车厢定位。

如图所示，该码垛装车单元包括机架、设置在机架上的防碰撞感应装置、设置在机架外侧的分料码垛机构外壳、设置在机架上的传送装置、与传送装置相配合的摆动机构、设置在摆动机构下方的缓存机构、装箱机构、与控制系统相连的状态指示灯，防碰撞感应装置与控制系统相连。其中，装箱机构位于缓存机构下方。

本实施例中，防碰撞感应装置包括右防碰撞传感器、前防碰撞传感器、左防碰撞传感器、后防碰撞传感器，右防碰撞传感器、前防碰撞传感器、左防碰撞传感器、后防碰撞传感器分别与控制系统相连。同时，传送装置采用入料滚筒。

本实施例中，摆动机构包括装箱机构、入料到位挡板、与控制系统相连的入料挡板推动装置、入料到位检测传感器，入料到位检测传感器与控制系统相连。其中，装箱机构、入料到位挡板分别设置在机架上，装箱机构能相对机架转动，入料到位挡板能对料包进行定位，入料挡板推动装置能带动装箱机构相对机架转动，入料到位检测传感器则能对料包是否到位进行检测。

本实施例中，缓存机构包括左缓存机构、右缓存机构。其中，左缓存机构包括设置在机架上的左缓存到料挡板、与控制系统相连的左缓存到料传感器、左仓门开关机构；右缓存机构包括设置在机架上的右缓存到料挡板、与控制系统相连的右缓存到料传感器、右仓门开关机构。

其中，仓门开关机构包括与控制系统相连的仓门驱动机构、与仓门驱动机构相连的仓门连杆件、与仓门连杆件的仓门；其中，仓门连杆件、仓门分别为两个，仓门连杆件平行设置且仓门连杆件能带动仓门相对机架转动，两个仓门构成仓门单元。两个仓门相互平行时，仓门单元处于关闭状态；当两个仓门之间不平行时，仓门之间形成缝隙，仓门单元处于打开状态，料包通过打开的仓门单元进入下一阶段。

仓门单元与缓存到料挡板之间形成缓存仓；其中，左缓存机构、右缓存机构中的仓门单元与入料到位挡板之间分别形成左缓存仓、右缓存仓。缓存机构中仓门开关机构的仓门单元与水平面之间呈5~85°夹角；进一步，本实施例中，左缓存机构、右缓存机构的仓门单元与水平面之间的夹角呈30~60°（即仓门单元处于关闭状态时，仓门单元与水平面之间的夹角为5~85°。进一步，仓门单元与水平面之间的夹角为30~60°）。同时，由于缓存机构位于摆动机构下方，这使得摆动机构上掉落的料包能沿着仓门单元下落至仓门单元最下端。本实施例中，仓门驱动机构采用气缸。

装箱机构包括装箱传感器、装箱推动机构、装箱开关机构，装箱传感器、装箱推动机构、装箱开关机构分别与控制系统相连，装箱传感器、装箱开关机构分别为两组，装箱开关机构上方构成码垛仓；本实施例中，装箱开关机构上方分别形成左码垛仓、右码垛仓。其中，装箱推动机构能将物料沿水平方向推送至指定位置，装箱开关机构能够打开，从而将料包放入车厢内。本实施例中，装箱开关机构包括左装箱开关机构、右装箱开关机构；左装箱开关机构、右装箱开关机构上方分别形成左码垛仓、右码垛仓。

本实施例中，装箱推动机构包括与控制系统相连的伺服电机、与伺服电机相配合的推料板、同步带，伺服电机设置在机架上，伺服电机通过同步带与推料板相连且伺服电机通过同步带能带动推料板到指定位置。本实施例中，装箱推动机构为两组；即分别设置两个伺服电机、推料板、同步带，伺服电机分为右推料伺服电机、左推料伺服电机，推料板分为左推料板、右推料板。

装箱开关机构包括与控制系统相连的装箱驱动机构、与装箱驱动机构相连的装箱连杆件、与装箱连杆件相连的仓门。其中，装箱连杆件、仓门分别为两个，装箱连杆件平行设置且装箱连杆件能带动仓门相对机架转动，两个仓门构成仓门单元。两个仓门相互平行时，仓门单元处于关闭状态；当两个仓门之间不平行时，仓门之间形成缝隙，仓门单元处于打开状态，料包通过打开的仓门单元进入下一阶段。

本实施例中，装箱驱动机构采用气缸；装箱连杆件包括与装箱驱动机构相连的平衡板、码垛舱门连杆、码垛舱门摇杆、码垛舱门竖杆、码垛舱门横杆，码垛舱门连杆、码垛舱门摇杆、码垛舱门竖杆分别为两个，码垛舱门竖杆分别与码垛舱门横杆的两端相连呈凵字型，码垛舱门竖杆的下端通过码垛舱门摇杆与舱门相连，平衡板的两端分别通过码垛舱门连杆与码垛舱门竖杆相连。该结构工作时，装箱驱动机构依次通过平衡板、码垛舱门连杆与码垛舱门竖杆相连，当码垛舱门竖杆到达最高位置时，带动仓门关闭；反之，装箱驱动机构反向运动时，仓门打开。

该装置工作时，料包经倾斜输送皮带后通过入料滚筒入料，进入装箱机构上，入料到位挡板能够对料包起到限位作用。当入料到位检测传感器检测到料包到位后，入料挡板推动装置带动装箱机构相对机架摆动，使得料包进入缓存机构。在一个具体实例中，装箱机构逆时针摆动，料包转动90°掉落在左缓存仓上；本实施例中，左缓存机构下方的仓门单元与水平面之间呈一定的夹角，这使得料包能沿着仓门单元下落至入料到位挡板，入料到位挡板对料包起到定位的作用；同时，左缓存仓内的左缓存到料传感器检测到料包到位，仓门驱动机构动作，并通过仓门连杆件转动仓门，进而打开左缓存仓，料包则进入到左码垛仓内；装箱传感器检测到左码垛仓内的料包后，装箱推动机构将料包推到指定位置，装箱开关机构动作，将料包放入车厢内。在等待料包到缓存仓时，摆动机构的装箱机构返回到平衡位置，下一料包开始进行，从而进行下一次码垛工作。如此反复，知道完成码垛。

进一步，还包括与机架相连的连接轴，或与机架相连的升降悬挂点。本实施例中，还包括下碰撞检测传感器。

以上，分料码垛流程完成。

该装置的工作过程如下。

1、司机将运料车停放到装车停车区域（即将待装车车辆停放在激光扫描定位单元下方）；

2、系统管理员录入自动装车任务信息并启动控制系统；

3、控制系统启动激光扫描定位单元完成对车厢长、宽、车厢离地高度、栏板高度、车辆停斜角度、车厢坐标等信息的测量计算；激光扫描定位单元将计算结果传给控制系统；

4、控制系统根据车厢信息及装车任务信息自动规划装车路径；

5、控制系统控制码垛装车单元运行到装车起始位置；

6、倾斜输送皮带和来料输送皮带启动，料包进入码垛装车单元（该结构中，物料经送料单元的来料输送皮带输送至倾斜输送皮带，倾斜输送皮带再将物料输送至码垛装车单元）；

7、料包进入码垛装车单元后，会自动被分配到分料码垛系统的左装车位和右装车位进行装车码垛，当完成一行装车码垛后，倾斜输送皮带和来料输送皮带停止，控制系统判断当前装车任务是否完成；如果装车任务完成，则跳转至步骤8；如果装车任务未完成，则跳转至步骤9；

8、装车流程结束；

9、控制系统控制来料输送皮带后退一包物料的距离，控制系统判断装车路径是否执行完成，如果装车路径执行完成，则重复步骤6、7工作；如果装车路径未执行完成，则重复步骤5、6、7工作。

以上，自动装车过程完成。

本实施例中，运料车、导轨、激光扫描定位单元、提升机构、倾斜输送皮带、平行连杆机构、控制系统、来料输送皮带、应用现场、停车区域、码垛装车单元构成装车完成的装车系统。其中，运料车为物料运输平台，完成物料转移工作；导轨为设备沿运料车长度X方向移动提供运行轨道；激光扫描定位单元实现运料车车厢扫描定位；提升机构控制码垛装车单元完成Z方向码垛，位置反馈采用绝对值编码器；倾斜输送皮带将物料从来料输送皮带输送至码垛装车单元；平行连杆机构减小码垛装车单元的水平晃动；控制系统实现自动装车码垛过程控制；来料输送皮带实现将上游设备包装完成的料包输送至倾斜输送皮带，倾斜输送皮带的位置反馈采用绝对值编码器；应用现场是设备安装及运行场地；停车区域是自动装车区域，司机必须把运料车停放到指定区域内；码垛装车单元由分包、推料和码垛等部分组成，分包、推料部分由伺服电机驱动，用轴销传感器检测料包是否到位，码垛部分由气缸驱动，磁性传感器检测位置；在控制系统的控制下，实现料包的分包、推料和码垛工作。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种柔性化自动装车系统，其特征在于，包括：

控制系统；

激光扫描定位单元，所述激光扫描定位单元与控制系统相连且激光扫描定位单元能对待装车车厢进行扫描和定位，并将测定信息反馈给控制系统；

送料单元，所述送料单元与控制系统相连且送料单元能将物料输送至码垛装车单元；

码垛装车单元，所述码垛装车单元与控制系统相连且码垛装车单元能将物料装在车厢内，实现对物料的码垛。

2.根据权利要求1所述柔性化自动装车系统，其特征在于，所述送料单元包括导轨、设置在导轨上的提升机构、传输机构，所述提升机构与码垛装车单元相连且提升机构能带动码垛装车单元相对导轨移动，所述传输机构与码垛装车单元相连且传输机构能将物料输送至码垛装车单元，所述提升机构、传输机构分别与控制系统相连。

3.根据权利要求2所述柔性化自动装车系统，其特征在于，所述传输机构包括设置在导轨的来料输送皮带、第三电机、与来料输送皮带相配合的倾斜输送皮带、第四电机，所述第三电机与来料输送皮带相连且第三电机能带动来料输送皮带运动，所述第四电机与倾斜输送皮带相连且第四电机能带动倾斜输送皮带运动，所述第三电机、第四电机分别与控制系统相连。

4.根据权利要求3所述柔性化自动装车系统，其特征在于，所述倾斜输送皮带相对水平面倾斜设置。

5.根据权利要求2所述柔性化自动装车系统，其特征在于，所述激光扫描定位单元设置在导轨上。

6.根据权利要求1所述柔性化自动装车系统，其特征在于，还包括与码垛装车单元相配合的平行连杆机构。

7.根据权利要求6所述柔性化自动装车系统，其特征在于，所述平行连杆机构呈平行四边形。

8.根据权利要求1所述柔性化自动装车系统，其特征在于，所述码垛装车单元上设置有与控制系统相连的绝对值编码器。

9.根据权利要求1-8任一项所述柔性化自动装车系统，其特征在于，所述激光扫描定位单元包括用于对车厢进行测定的激光测距传感器、用于设置在车厢上方的旋转单元，所述旋转单元包括底座、第一旋转机构、第二旋转机构，所述第一旋转机构设置在底座上且第一旋转机构能相对底座转动，所述第二旋转机构设置在第一旋转机构上且第二旋转机构能相对第一旋转机构转动，所述激光测距传感器设置在第二旋转机构上且旋转单元能带动激光测距传感器相对转动；

所述激光测距传感器、第一旋转机构、第二旋转机构分别与控制系统相连。

10.根据权利要求1-8任一项所述柔性化自动装车系统，其特征在于，所述码垛装车单元包括机架、设置在机架上的传送装置、与传送装置相配合的摆动机构、缓存机构、装箱机构，缓存机构位于摆动机构下方，装箱机构位于缓存机构下方；

所述摆动机构包括能相对机架转动的摆动支撑件、能对料包进行定位的入料到位挡板、入料挡板推动装置，所述入料挡板推动装置与摆动支撑件相连且入料挡板推动装置能带动摆动支撑件相对机架转动；

所述缓存机构包括设置在机架上的缓存到料挡板、仓门开关机构；

所述仓门开关机构包括与控制系统相连的仓门驱动机构、仓门、与仓门驱动机构相连的仓门连杆件，所述仓门连杆件、仓门分别为两个，所述仓门连杆件平行设置且仓门连杆件能带动仓门相对机架转动，两个仓门构成仓门单元且两个仓门相互平行时的仓门单元处于关闭状态，所述仓门单元、缓存到料挡板之间形成缓存仓；

所述装箱机构包括能将物料沿水平方向推送至指定位置的装箱推动机构、能打开并从而将料包放入车厢内的装箱开关机构，所述装箱开关机构上方形成码垛仓；

所述入料挡板推动装置、仓门驱动机构、装箱推动机构、装箱开关机构分别与控制系统相连。