CN213141311U - 一种叉具、叉装车及其自动对准集装箱系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了叉具、叉装车及其自动对准集装箱系统，涉及叉装车设备技术领域。其中叉具，它包括固定架、回转架、侧移架及托叉组件，侧移伸缩杆带动回转架和侧移架之间沿侧移轴进行侧移运动；其中叉装车，包括叉具、车架、行走装置及抬升机构，抬升机构包括动臂，叉具本体设置在动臂的头部；其中自动对准集装箱系统，包括叉装车、动臂空间状态传感器、叉具空间状态传感器、图像处理传感器、测距传感器及处理单元，处理单元，用于接收动臂空间状态信号、接收叉具空间状态信号、接收集装箱外形信号、接收集装箱位置信号及与主机控制器之间通讯连接。本申请的叉具、叉装车及其自动对准集装箱系统，可提高集装箱对箱的精确度和效率。

Description

一种叉具、叉装车及其自动对准集装箱系统

技术领域

本实用新型涉及叉装车设备技术领域，尤其涉及一种叉具、叉装车及其自动对准集装箱系统。

背景技术

传统的渣土装运模式带来撒漏、扬尘、随意倾倒、污染环境、超载等严重的社会问题。以国家绿色环保政策为导向，不断加大研发力度，成功探索出采用专用集装箱装运渣土新模式，实现了集装箱装运渣土绿色、环保、安全、高效的颠覆性变革。

除了渣土用集装箱来装运，一些散料例如煤炭、砂石、矿石类、农作物包括玉米、小麦或者化工产品等等。可以利用集装箱来运输的除了公路还有铁路。2019年北京市住建委等八部门联合发布《北京市建筑砂石绿色供应链建设指导意见(2019-2025)》首次推出“公转铁”方式将河北多个地区的机制砂石运输到北京市。相对于公路运输，铁路运输因其运量大、运输成本低、安全稳定性高等因素，是促进砂石骨料“绿色生产、绿色运输”的有效措施。

在“一带一路”的大背景下，中欧班列的开通、中国和“一带一路”沿线国家的高度紧密合作下，“绿色、环保、安全、高效”是未来散料集装箱搬运设备必须具备的工作方式。而在目前叉装车领域中，安全性、高效性一直是影响客户的最大痛点。因操作不当造成集装箱箱体损坏；因作业效率低影响客户应得利益。如图10所示，其为现有技术的叉装车对箱操作的控制示意图，可以看出动臂和叉具的操作需要操作手的多次手动参与，致使操作效率慢，无法实现精确且高效对箱的操作。

现有技术还提供一些自动对箱的操作系统，叉车以及AGV小车在智能堆垛方面已经利用机器视觉技术在智能化方面已经达到了一定的技术积累。在其智能化领域，机器自动化操作已经逐步取代人工操作，大大地降低了人的劳动强度提升了作业效率。而大型的工程机械例如本案中所述的叉装机或叉装车，却在智能化方面的应用很少，专利检索到的关于自动对准集装箱的专利为零。检索到的专利例如CN201920834152在其专利内容中提到了视觉系统，但是仅仅利用视觉摄像头、超声波传感器以及激光雷达用来规避障碍物，来做安全制动。该专利未用机器视觉来解决叉装车面对的痛点问题：因为操作手视野不好对箱困难，反复操作设备行走对箱工作效率极其低下。检索发现CN202010069521在其专利内容中和本案例采用的方法有类似，但不完全一致，都是在机器视觉识别技术中利用先进技术取代人工来解决工作效率低下且易造成损失，其专利涉及物资智能管理领域。检索发现CN201910337791 是机器视觉在现代仓储叉车上的典型应用，通过视觉成像及处理模块将仓储内曾经人工操作的所有工作内容改进为叉车智能化的具体案例。不但提升工作效率还减少人工失误造成事故，安全性也得以提升。检索发现 CN201811343793在其专利内容中描述的权利要求一和本案有类似的工况，叉车臂抬高到需要达到的高度，然后插入所述圆筒物料的圆筒中心位置，随后根据逻辑执行每一步操作，其专利中所述第一传感器(一个或多个色标传感器或颜色传感器)、第二传感器(一个或多个超声波传感器用于测量插入深度)、第三传感器(一个或多个红外传感器)以及第四传感器(一个或多个超声波传感器)。通常，为便于对准集装箱作业，在驾驶室机舱内会安装有显示屏，在叉具上装有视频摄像头。操作人员通过视频信息来观察叉刀的位置和集装箱底部插孔的相对位置情况，操作叉装车行走和动臂举升/下降，使叉具对准集装箱箱体，叉刀的叉尖对准集装箱底部插孔。如果操作不熟练或者受制于场地限制无法很好对准插孔的话，叉装车叉一个集装箱所耗费的时间很长，大大降低工作效率。

因此，如何提高集装箱对箱精确度和效率，减少对箱工作对操作手的依赖、降低操作手的劳动强度成为集装箱叉装车操作中急需解决的问题。本方案的关键技术点通过激光摄像机实时检测叉刀姿态自动控制叉装车起升/下降、伸出/缩回、左侧移/右侧移动作来实现精准对箱的目的。检索发现，本领域工程机械该技术还未公开。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种叉具、叉装车及其自动对准集装箱系统，以解决现有技术中叉装车操作手人工叉集装箱的低效率且容易叉坏集装箱的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种叉具，包括叉具本体，

所述的叉具本体包括固定架、回转架、侧移架及托叉组件；

所述的固定架上设置有回转减速机，所述的回转减速机的输出端设置有输出齿轮；

所述的回转架上设置有回转支承，所述的回转支承与所述的输出齿轮啮合；

所述的侧移架上设置有侧移轴、侧移伸缩杆；

所述的侧移轴的两端与所述的回转架、所述的侧移架相连，所述的侧移伸缩杆带动所述的回转架和所述的侧移架之间沿所述的侧移轴进行侧移运动；

所述的托叉组件与所述的回转架相连。

上述所述的叉具中，所述的托叉组件包括第一叉刀和第二叉刀，所述的第一叉刀、所述的第二叉刀分别通过摆动连接轴与所述的侧移架铰接。

上述所述的叉具中，还包括连接座、第一阻尼油缸及第二阻尼油缸；

所述的连接座设置在所述的侧移架的底部；

所述的第一叉刀的一端通过所述的第一阻尼油缸与所述的连接座相连，

所述的第二叉刀的一端通过所述的第二阻尼油缸与所述的连接座相连。

上述所述的叉具中，还包括侧移支耳和回转支耳，所述的侧移支耳与所述的回转支耳均套接在所述的侧移轴上；

其中所述的侧移支耳设置在所述的侧移架上；

其中所述的回转支耳设置在所述的回转架上；

所述的侧移轴与所述的侧移架固定连接；

所述的回转支耳相对所述的侧移轴滑动。

上述所述的叉具中，还包括第一铰耳和第二铰耳，所述的第一铰耳设置在所述的侧移架上，所述的第二铰耳设置在所述的回转架上；

所述的侧移伸缩杆的两端分别与所述的第一铰耳、所述的第二铰耳相连。

一种叉装车，包括叉装车本体，

包括如上述所述的叉具、车架、行走装置及抬升机构；

所述的叉具与所述的抬升机构相连；

所述的抬升机构设置在所述的车架的前部；

所述的行走装置与所述的车架相连。

一种自动对准集装箱系统，包括主机控制器，

包括如上述所述的叉装车；

所述的抬升机构包括动臂，所述的叉具本体设置在所述的动臂的头部，所述的主机控制器控制所述的叉具本体相对所述的动臂的头部进行侧移或旋转运动；

所述的自动对准集装箱系统还包括动臂空间状态传感器、叉具空间状态传感器、图像处理传感器、测距传感器及处理单元；

所述的动臂空间状态传感器，用于检测所述的动臂的空间状态、获得动臂空间状态信号并输出所述的动臂空间状态信号至所述的主机控制器；

所述的叉具空间状态传感器，用于检测所述的叉具本体的空间状态、获得叉具本体空间状态信号并输出所述的叉具空间状态信号至所述的主机控制器；

所述的图像处理传感器设置在所述的叉具本体的前部，其用于检测集装箱外形、获得集装箱外形信号并输出所述的集装箱外形信号；

所述的测距传感器设置在所述的叉具本体的前部，用于检测集装箱的位置、获取集装箱位置信号并输出所述的集装箱位置信号；

所述的处理单元，用于接收所述的动臂空间状态信号、接收所述的叉具空间状态信号、接收所述的集装箱外形信号、接收所述的集装箱位置信号及与所述的主机控制器之间通讯连接。

上述所述的自动对准集装箱系统中，

所述的动臂空间状态传感器包括动臂角度传感器和动臂动作控制阀；

所述的动臂角度传感器设置在所述的动臂的尾部，所述的动臂角度传感器用于检测所述的动臂的俯仰角度；

所述的动臂动作控制阀与所述的动臂相连，所述的动臂动作控制阀包括起升控制比例阀、下降控制比例阀及伸缩控制比例阀，所述的起升控制比例阀用于控制所述的动臂的上升，所述的下降控制比例阀用于控制所述的动臂的下降，所述的伸缩控制比例阀用于控制所述的动臂的伸缩。

上述所述的自动对准集装箱系统中，

所述的叉具空间状态传感器包括位移传感器和叉具角度传感器；

所述的位移传感器设置在所述的叉具本体的侧移伸缩杆上，所述的位移传感器用于检测所述的叉具本体的侧移量；

所述的叉具角度传感器设置在所述的叉具本体的托叉组件上，所述的叉具角度传感器用于检测所述的叉具本体的旋转角度。

上述所述的自动对准集装箱系统中，

所述的图像处理传感器包括图像采集识别传感器，所述的图像采集识别传感器用于实时对集装箱进行图像采集和识别；

所述的测距传感器包括激光扫描测距仪，所述的激光扫描测距仪用于检测集装箱的插孔位置；

还包括叉具动作控制阀包括侧移控制阀和旋转比例控制阀，所述的侧移控制阀用于控制所述的叉具本体相对于所述的动臂的侧移或旋转运动。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本申请的叉具可以实现侧移的功能，具体来说，侧移架、侧移轴及侧移伸缩杆等的协同配合，实现所述的侧移伸缩杆带动所述的回转架和所述的侧移架之间沿所述的侧移轴进行侧移运动，进而完成叉具的侧移；

本申请的叉装车具有叉具旋转的功能，具体的来说，抬升机构与叉具相连并可驱动叉具竖向运动，同时翻转伸缩件可驱动叉具本体沿其余抬升连杆的铰点转动实现叉具本体的翻转；

本申请的自动对准集装箱系统，包括叉装车、动臂空间状态传感器、叉具空间状态传感器、图像处理传感器、测距传感器及处理单元；其中动臂空间状态传感器可获得动臂空间状态信号，其中叉具空间状态传感器可获得叉具本体空间状态信号，其中图像处理传感器可获得集装箱外形信号，其中测距传感器可获取集装箱位置信号，处理单元用于接收所述的动臂空间状态信号、接收所述的叉具空间状态信号、接收所述的集装箱外形信号、接收所述的集装箱位置信号及与所述的主机控制器之间通讯连接；根据上述信号数据，计算出叉具的最佳运动轨迹，并通过主机控制器与处理单元来获取最佳运动路径，最后通过最佳运动控制算法来控制动臂和叉具本体的动作。

附图说明

图1为本实用新型中叉具的立体图；

图2为本实用新型中叉具的侧视图；

图3为本实用新型中叉具的底部视图；

图4为本实用新型中叉具的背部视图；

图5为本实用新型中叉装车的结构示意图；

图6为本实用新型中叉装车的自动对箱的结构示意图；

图7为本实用新型中自动对准集装箱系统的架构示意图；

图8为本实用新型中自动对准集装箱系统的对箱操作的控制示意图；

图9为本实用新型中自动对准集装箱系统的工作流程图；

图10为背景技术中现有技术的叉装车对箱操作的控制示意图。

附图标记：

100、叉具本体；101、固定架；102、回转架；103、侧移架；104、回转减速机；105、侧移轴；106、侧移伸缩杆；107、第一叉刀；108、第二叉刀； 109、摆动连接轴；110、连接座；111、第一阻尼油缸；112、第二阻尼油缸； 113、侧移支耳；114、回转支耳；115、第一铰耳；116、第二铰耳；

200、叉装车本体；201、车架；202、行走装置；203、抬升机构；204、动臂；

300、主机控制器；301、处理单元；302、动臂角度传感器；303、动臂动作控制阀；304、位移传感器；305、叉具角度传感器；306、图像采集识别传感器；307、激光扫描测距仪；308、叉具动作控制阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一机构实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例的叉具，如图1和图2所示，包括叉具本体100，所述的叉具本体100包括固定架101、回转架102、侧移架103及托叉组件；所述的固定架 101上设置有回转减速机104，所述的回转减速机104的输出端设置有输出齿轮；所述的回转架102上设置有回转支承，所述的回转支承与所述的输出齿轮啮合，回转架102绕着固定架101进行回转；所述的侧移架103上设置有侧移轴105、侧移伸缩杆106；所述的侧移轴105的两端与所述的回转架102、所述的侧移架103相连，所述的侧移伸缩杆106带动所述的回转架102和所述的侧移架103之间沿所述的侧移轴105进行侧移运动，如此设置，叉具具备侧移功能，方便将托叉组件与集装箱叉槽进行对箱。需要提醒的是，回转减速机104的输出轴垂直于固定架101，回转减速机104可驱动所述回转架 102转动。此设置，通过回转减速机104可驱动所述回转架102在竖向平面内转动，这样可使得托叉组件倾斜，使得集装箱倾斜，便于卸货。

所述的托叉组件与所述的回转架102相连。需要注意的是，如图3所示，所述的托叉组件包括第一叉刀107和第二叉刀108，所述的第一叉刀107、所述的第二叉刀108分别通过摆动连接轴109与所述的侧移架103铰接。

作为进一步的改进，如图4所示，还包括连接座110、第一阻尼油缸111 及第二阻尼油缸112；所述的连接座110设置在所述的侧移架103的底部；所述的第一叉刀107的一端通过所述的第一阻尼油缸111与所述的连接座110 相连，所述的第二叉刀108的一端通过所述的第二阻尼油缸112与所述的连接座110相连。需要提醒的是，当集装箱的叉槽中心距存在一定偏差时，即叉具倾斜翻转，叉刀侧面不能同时与集装箱叉槽的侧面同时接触和承力时，货物重量超过单个叉刀承载，这样会推动阻尼油缸收缩，即叉刀之间的中心距变小，从而保证两个叉刀同时受力。

作为进一步的改进，还包括侧移支耳113和回转支耳114，所述的侧移支耳113与所述的回转支耳114均套接在所述的侧移轴105上；其中所述的侧移支耳113设置在所述的侧移架103上；其中所述的回转支耳114设置在所述的回转架102上；所述的侧移轴105与所述的侧移架103固定连接；所述的回转支耳114相对所述的侧移轴105滑动。

作为进一步的改进，还包括第一铰耳115和第二铰耳116，所述的第一铰耳115设置在所述的侧移架103上，所述的第二铰耳116设置在所述的回转架102上；所述的侧移伸缩杆106的两端分别与所述的第一铰耳115、所述的第二铰耳116相连。

本申请的叉具可以实现侧移的功能，具体来说，侧移架103、侧移轴105 及侧移伸缩杆106等的协同配合，实现所述的侧移伸缩杆106带动所述的回转架102和所述的侧移架103之间沿所述的侧移轴105进行侧移运动，进而完成叉具的侧移。

本实施例的叉装车，包括叉装车本体200，包括上述所述的叉具、车架 201、行走装置202及抬升机构203；所述的叉具与所述的抬升机构203相连；所述的抬升机构203设置在所述的车架201的前部；所述的行走装置202与所述的车架201相连。其中所述的行走装置202可采用前轮驱动、后轮转向的形式，翻转时稳定性高，转弯半径小。此外，抬升机构203包括抬升连杆、抬升伸缩件和翻转伸缩件，其中抬升连杆的一端与车架201铰接，抬升连杆的另一端与叉具本体100铰接，其中抬升伸缩件的一端与车架201相连，抬升伸缩件的另一端与抬升连杆铰接，抬升伸缩件可驱动抬升连杆沿其与车架 201的铰点转动，其中翻转伸缩件的一端余抬升连杆相连，其中翻转伸缩件的另一端与叉具本体100铰接，翻转伸缩件可驱动叉具本体100沿其与抬升连杆的铰点转动。

本申请的叉装车具有叉具旋转的功能，具体的来说，抬升机构203与叉具相连并可驱动叉具竖向运动，同时翻转伸缩件可驱动叉具本体100沿其余抬升连杆的铰点转动实现叉具本体100的翻转。

本实施例的自动对准集装箱系统，如图5所示，包括主机控制器300，包括如上述所述的叉装车；所述的抬升机构203包括动臂204，所述的叉具本体 100设置在所述的动臂204的头部，所述的主机控制器300控制所述的叉具本体100相对所述的动臂204的头部进行侧移或旋转运动；所述的自动对准集装箱系统还包括动臂空间状态传感器、叉具空间状态传感器、图像处理传感器、测距传感器及处理单元301；所述的动臂空间状态传感器，用于检测所述的动臂204的空间状态、获得动臂空间状态信号并输出所述的动臂空间状态信号至所述的主机控制器300；所述的叉具空间状态传感器，用于检测所述的叉具本体100的空间状态、获得叉具本体空间状态信号并输出所述的叉具空间状态信号至所述的主机控制器300；所述的图像处理传感器设置在所述的叉具本体100的前部，其用于检测集装箱外形、获得集装箱外形信号并输出所述的集装箱外形信号；所述的测距传感器设置在所述的叉具本体100的前部，用于检测集装箱的位置、获取集装箱位置信号并输出所述的集装箱位置信号；所述的处理单元301，用于接收所述的动臂空间状态信号、接收所述的叉具空间状态信号、接收所述的集装箱外形信号、接收所述的集装箱位置信号及与所述的主机控制器300之间通讯连接。需要注意的是，根据上述各种信号计算所述的叉具本体100上叉刀头部与集装箱底部插孔之间的相对位置，进而计算所述的叉具本体100的最佳运动路劲轨迹；其中，所述的主机控制器300 通过与所述的处理单元301通讯连接获取计算所得到的所述最佳路径轨迹，并根据所述最佳运动路径轨迹控制所述的动臂204和所述的叉具本体100的动作。

作为进一步的改进，所述的动臂空间状态传感器包括动臂角度传感器302 和动臂动作控制阀303，其中动臂角度传感器302的数量为多个；所述的动臂角度传感器302设置在所述的动臂204的尾部，所述的动臂角度传感器302 用于检测所述的动臂204的俯仰角度，进而用于计算叉尖的相对位置；所述的动臂动作控制阀303与所述的动臂204相连，所述的动臂动作控制阀303 包括起升控制比例阀、下降控制比例阀及伸缩控制比例阀，所述的起升控制比例阀用于控制所述的动臂204的上升，所述的下降控制比例阀用于控制所述的动臂204的下降，所述的伸缩控制比例阀用于控制所述的动臂204的伸缩。需要提醒的是，动臂动作控制阀303的数量和种类可以根据集装箱叉装车的具体情况和工作而定。

作为进一步的改进，所述的叉具空间状态传感器包括位移传感器304和叉具角度传感器305，用于计算叉刀尖与集装箱插孔之间的相对位置；所述的位移传感器304设置在所述的叉具本体100的侧移伸缩杆106上，所述的位移传感器304用于检测所述的叉具本体100的侧移量；所述的叉具角度传感器305设置在所述的叉具本体100的托叉组件上，所述的叉具角度传感器305 用于检测所述的叉具本体100的旋转角度。

作为进一步的改进，所述的图像处理传感器包括图像采集识别传感器 306，所述的图像采集识别传感器306用于实时对集装箱进行图像采集和识别；所述的测距传感器包括激光扫描测距仪307，所述的激光扫描测距仪307用于检测集装箱的插孔位置，上述激光扫描测距仪307检测时受外界干扰很小，从而能够实现精确的距离检测；还包括叉具动作控制阀308包括侧移控制阀和旋转比例控制阀，所述的侧移控制阀用于控制所述的叉具本体100相对于所述的动臂204的侧移或旋转运动。需要提醒的是，叉具动作控制阀308的数量和种类可根据集装箱叉装车的具体情况和工作而定。

上述的自动对准集装箱系统的实际使用时，如图7和图8所示，主机控制器300设置在车架201的电控柜内(还设置有与主机控制器相连的拇指开关组)，主机控制器301用于接收所述的动臂空间状态传感器输出的动臂空间状态信号、所述的叉具空间状态传感器输出的叉具空间状态信号，并控制动臂204与叉具本体100的动作；处理单元301设置在车架201的驾驶室内，用于接收所述的动臂空间状态信号、接收所述的叉具空间状态信号、接收所述的集装箱外形信号、接收所述的集装箱位置信号(即叉刀叉尖到集装箱插孔之间的位置信号)及与所述的主机控制器300之间通讯连接，处理单元301 根据上述各种信号计算叉具本体100的叉刀尖与集装箱插孔之间的相对位置，从而规划叉具本体100的最佳运动路径轨迹，进而通过与主机控制器300之间的通讯连接将该最佳运动路径轨迹输出至主机控制器300；主机控制器300 根据该最佳运动路径轨迹控制动臂204和叉具本体100的动作，而使叉具本体100沿最佳运动轨迹实现精确而高效的自动对准集装箱插孔，如图6所示，可以看到该最佳运动轨迹B(图6中的轨迹A对应常规人工操作叉具运动走的路径，先向下先低于集装箱插孔，再慢慢提升基本与插孔平行，需要提醒的是，因为人的操作是靠视野判断，叉具高于集装箱插孔的时候，操作手无论怎么操作都是不可能插进插孔的，所以有个向下之后再向上逐步对准的过程。)。需要注意的是，处理单元301为工控机或嵌入式系统，在本实施例中工控机或嵌入式系统与主机控制器300之间可采用CANBUS连接，上述通讯方式可实现数据的高可靠性传递。需要注意的是，主机控制器300根据来自工控机或嵌入式系统的最佳运动路径轨迹算法，获取动臂204的俯仰伸缩、叉具本体100的侧移旋转等运动控制算法，进而根据各运动控制算法控制相应的控制阀(如比例阀、电磁阀)的动作或开度，实现叉具本体100按照最佳路径自动对箱的目的。

如图9所示，本实施例的自动对准集装箱系统的工作控制过程如下：

(1)当叉装车靠近目标集装箱时，通过动臂角度传感器302检测叉装车动臂204的俯仰角度，通过位移传感器304检测叉具本体100的侧移量，通过叉具角度传感器检测叉具本体100的旋转角度，综合以上检测数据并计算出叉具本体100的两个叉刀叉尖的相对位置；

(2)通过图像采集识别传感器306检测集装箱外形轮廓并在此基础上进而通过激光扫描测距仪307检测集装箱的相对位置，综合以上检测数据并计算出集装箱的两个插孔的相对位置；

(3)综合步骤(1)和步骤(2)的检测数据并计算出集装箱的两个插孔到叉具本体100的两个叉刀叉尖的相对位置，确定叉装车对箱的最佳运行路径；

(4)以步骤(3)中的最佳运行路径为依据，由主机控制器300获取动臂204的俯仰伸缩、叉具本体100的侧移旋转等运动控制算法，进而根据各运动控制算法控制相应的控制阀(如比例阀、电磁阀)的动作或开度，使叉具本体100的运动轨迹按所得的最佳运行路径进行运行，实现叉具本体100 按照最佳运行路径自动对箱的目的。

需要注意的是，在计算出集装箱的两个插孔到叉具本体100的两个叉刀叉尖的相对位置时，若不需要自动对箱，则采用手动控制方式进行对箱，若需要自动对箱，则自动对准集装箱系统通过判断叉刀叉尖与集装箱插孔的位置关系是否存在最佳路径，若判断出距离无法实现自动对箱的最佳路径，则系统提示操作手无法自动对箱，操作手返回手动控制方式，手动操作动臂204 和叉具本体100的动作，调整之后，上述系统再次检测动臂204的俯仰角度、叉具本体100的侧移量和旋转量等参数，并进行叉刀叉尖与集装箱插孔之间的距离计算，并重复上述判断过程直至判断存在最佳路径。

此外，本实施例还提供叉装车，叉装车安装上述系统，从而能实现精确而高效的自动对箱，减少对箱工作对操作手的依赖，降低操作手的劳动强度。

本申请的自动对准集装箱系统，包括叉装车、动臂空间状态传感器、叉具空间状态传感器、图像处理传感器、测距传感器及处理单元301；其中动臂空间状态传感器可获得动臂空间状态信号，其中叉具空间状态传感器可获得叉具本体空间状态信号，其中图像处理传感器可获得集装箱外形信号，其中测距传感器可获取集装箱位置信号，处理单元301用于接收所述的动臂空间状态信号、接收所述的叉具空间状态信号、接收所述的集装箱外形信号、接收所述的集装箱位置信号及与所述的主机控制器300之间通讯连接；根据上述信号数据，计算出叉具的最佳运动轨迹，并通过主机控制器300与处理单元301来获取最佳运动路径，最后通过最佳运动控制算法来控制动臂204和叉具本体100的动作。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种叉具，包括叉具本体(100)，其特征在于：

所述的叉具本体(100)包括固定架(101)、回转架(102)、侧移架(103)及托叉组件；

所述的固定架(101)上设置有回转减速机(104)，所述的回转减速机(104)的输出端设置有输出齿轮；

所述的回转架(102)上设置有回转支承，所述的回转支承与所述的输出齿轮啮合；

所述的侧移架(103)上设置有侧移轴(105)、侧移伸缩杆(106)；

所述的侧移轴(105)的两端与所述的回转架(102)、所述的侧移架(103)相连，所述的侧移伸缩杆(106)带动所述的回转架(102)和所述的侧移架(103)之间沿所述的侧移轴(105)进行侧移运动；

所述的托叉组件与所述的回转架(102)相连。

2.根据权利要求1所述的叉具，其特征在于：

所述的托叉组件包括第一叉刀(107)和第二叉刀(108)，所述的第一叉刀(107)、所述的第二叉刀(108)分别通过摆动连接轴(109)与所述的侧移架(103)铰接。

3.根据权利要求2所述的叉具，其特征在于：

还包括连接座(110)、第一阻尼油缸(111)及第二阻尼油缸(112)；

所述的连接座(110)设置在所述的侧移架(103)的底部；

所述的第一叉刀(107)的一端通过所述的第一阻尼油缸(111)与所述的连接座(110)相连，

所述的第二叉刀(108)的一端通过所述的第二阻尼油缸(112)与所述的连接座(110)相连。

4.根据权利要求1所述的叉具，其特征在于：

还包括侧移支耳(113)和回转支耳(114)，所述的侧移支耳(113)与所述的回转支耳(114)均套接在所述的侧移轴(105)上；

其中所述的侧移支耳(113)设置在所述的侧移架(103)上；

其中所述的回转支耳(114)设置在所述的回转架(102)上；

所述的侧移轴(105)与所述的侧移架(103)固定连接；

所述的回转支耳(114)相对所述的侧移轴(105)滑动。

5.根据权利要求1所述的叉具，其特征在于：

还包括第一铰耳(115)和第二铰耳(116)，所述的第一铰耳(115)设置在所述的侧移架(103)上，所述的第二铰耳(116)设置在所述的回转架(102)上；

所述的侧移伸缩杆(106)的两端分别与所述的第一铰耳(115)、所述的第二铰耳(116)相连。

6.一种叉装车，包括叉装车本体(200)，其特征在于：

包括如权利要求1-5任一项所述的叉具、车架(201)、行走装置(202)及抬升机构(203)；

所述的叉具与所述的抬升机构(203)相连；

所述的抬升机构(203)设置在所述的车架(201)的前部；

所述的行走装置(202)与所述的车架(201)相连。

7.一种自动对准集装箱系统，包括主机控制器(300)，其特征在于：

包括如权利要求6所述的叉装车；

所述的抬升机构(203)包括动臂(204)，所述的叉具本体(100)设置在所述的动臂(204)的头部，所述的主机控制器(300)控制所述的叉具本体(100)相对所述的动臂(204)的头部进行侧移或旋转运动；

所述的自动对准集装箱系统还包括动臂空间状态传感器、叉具空间状态传感器、图像处理传感器、测距传感器及处理单元(301)；

所述的动臂空间状态传感器，用于检测所述的动臂(204)的空间状态、获得动臂空间状态信号并输出所述的动臂空间状态信号至所述的主机控制器(300)；

所述的叉具空间状态传感器，用于检测所述的叉具本体(100)的空间状态、获得叉具本体空间状态信号并输出所述的叉具空间状态信号至所述的主机控制器(300)；

所述的图像处理传感器设置在所述的叉具本体(100)的前部，其用于检测集装箱外形、获得集装箱外形信号并输出所述的集装箱外形信号；

所述的测距传感器设置在所述的叉具本体(100)的前部，用于检测集装箱的位置、获取集装箱位置信号并输出所述的集装箱位置信号；

所述的处理单元(301)，用于接收所述的动臂空间状态信号、接收所述的叉具空间状态信号、接收所述的集装箱外形信号、接收所述的集装箱位置信号及与所述的主机控制器(300)之间通讯连接。

8.根据权利要求7所述的自动对准集装箱系统，其特征在于：

所述的动臂空间状态传感器包括动臂角度传感器(302)和动臂动作控制阀(303)；

所述的动臂角度传感器(302)设置在所述的动臂(204)的尾部，所述的动臂角度传感器(302)用于检测所述的动臂(204)的俯仰角度；

所述的动臂动作控制阀(303)与所述的动臂(204)相连，所述的动臂动作控制阀(303)包括起升控制比例阀、下降控制比例阀及伸缩控制比例阀，所述的起升控制比例阀用于控制所述的动臂(204)的上升，所述的下降控制比例阀用于控制所述的动臂(204)的下降，所述的伸缩控制比例阀用于控制所述的动臂(204)的伸缩。

9.根据权利要求7所述的自动对准集装箱系统，其特征在于：

所述的叉具空间状态传感器包括位移传感器(304)和叉具角度传感器(305)；

所述的位移传感器(304)设置在所述的叉具本体(100)的侧移伸缩杆(106)上，所述的位移传感器(304)用于检测所述的叉具本体(100)的侧移量；

所述的叉具角度传感器(305)设置在所述的叉具本体(100)的托叉组件上，所述的叉具角度传感器(305)用于检测所述的叉具本体(100)的旋转角度。

10.根据权利要求7所述的自动对准集装箱系统，其特征在于：

所述的图像处理传感器包括图像采集识别传感器(306)，所述的图像采集识别传感器(306)用于实时对集装箱进行图像采集和识别；

所述的测距传感器包括激光扫描测距仪(307)，所述的激光扫描测距仪(307)用于检测集装箱的插孔位置；

还包括叉具动作控制阀(308)包括侧移控制阀和旋转比例控制阀，所述的侧移控制阀用于控制所述的叉具本体(100)相对于所述的动臂(204)的侧移或旋转运动。

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