CN214421776U - 一种分步式无人装车系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分步式无人装车系统，包括设于物料装载区入口识别将车辆信息并发送至数据处理模块的车辆信息识别模块，对驶入物料装载区车辆进行装料的料斗装车系统，对驶入的车辆进行距离测量的测距模块，用于提示车辆行进的指定位置的距离引导模块，用于提示所述车辆行进或停止的LED红绿指示灯模块，以及用于对装车系统进行控制的数据处理模块。该系统具有结构简单，并可以实现自动识别车辆信息，并通过车辆信息获得装车规划信息，引导车辆按照装车规划信息分步的运行至指定位置以进行装车，实现了自动引导控制装车，提高了装车效率，并减小了人工成本，且装车精度高等优点。

Description

一种分步式无人装车系统

技术领域

本实用新型涉及自动装车系统，具体涉及一种分步式无人装车系统。

背景技术

在使用货车运输货物的业务中，大多使用铲车或者料斗机进行装车装货。这两种场景，都是需要操作人员通过对讲方式指挥地面人员，地面人员再指挥货车司机前后移动车辆，最终将货车停到料斗下方进行装货。由于装车现场工作环境恶劣，通过现场指挥增加了地面人员的工作强度，同时造成装车效率低下。

实用新型内容

本实用新型提出了一种分步式无人装车系统，解决了现有装车需要地面人员进行指挥而造成的装车效率低的问题。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种分步式无人装车系统，包括，

设置在物料装载区的入口用于对驶入的车辆进行识别并将识别的车辆识别信息发送至数据处理模块的车辆信息识别模块；

设置在物料装载区的顶部用于向行驶至其下方的车辆进行装料的料斗装车系统；

设置在物料装载区前端和/或后端的侧面的旋转激光测距仪；

间隔设置在物料装载区一侧的多个LED指示灯；

设于车辆行进方向前端用于提示车辆行进或停止的LED红绿指示灯模块；

用于接收所述车辆识别信息并根据所述车辆识别信息获得装车规划信息；根据所述装车规划信息控制所述LED指示灯以提示所述车辆行进的指定位置；控制所述LED红绿指示灯模块发出提示车辆行进或停止信息；控制所述料斗装车系统向位于其下方的车辆进行装料的数据处理模块。

进一步地，所述料斗装车系统包括，

存放由皮带机传送至装车楼上的物料的缓冲仓；

设于所述缓冲仓的侧壁上用于在缓冲仓内壁上黏有物料或缓冲仓出口堵有物料时对所述缓冲仓进行震动的空气炮；

设于所述缓冲仓出口控制所述缓冲仓出口打开和闭合的喂料闸门；

与所述喂料闸门连接的第一液压推杆；

设置在缓冲仓下方用于承载由缓冲仓排出的物料的称量斗；

安装在称量斗上用于对进入称量斗内的物料进行称重获取物料重量信息的称重传感器；

设置在所述称量斗的侧壁上用于在称量斗内壁上黏有物料或称量斗出口堵有物料时对所述称量斗进行震动的震动器；

设置在称量斗出口控制称量斗出口打开和闭合的排料闸门；

与所述排料闸门连接的第二液压推杆；

设置在称量斗下侧用于将由所述排料闸门排出的物料均匀的排入至车厢内的布料器。

进一步地，还包括用于显示所述车辆识别信息、装车规划信息以及指定位置信息的LED显示设备。

进一步地，还包括四个分别安装在所述布料器四周的激光测距仪。

进一步地，还包括，

用于播放所述车辆信息、装车规划信息以及指定位置信息的语音播报模块；

设于物料装载区上方用于实时监控所述物料装载区内现场作业动态的摄像机模块；

用于车辆内驾驶人员与控制室内工作人员进行远程通信的语音求助系统。

进一步地，还包括用于将所述装车规划信息发送至无线移动端的无线终端模块。

进一步地，还包括用于存储装车规划信息和装车规划信息的实景装车演示视频的存储器。

进一步地，还包括备份数据处理模块。

与现有技术比较，本实用新型所述的分步式无人装车系统具有以下优点，通过该系统可以实现自动识别车辆信息，并通过车辆信息获得装车规划信息，引导车辆按照装车规划信息分步的运行至指定位置以进行装车，实现了自动引导控制装车，提高了装车效率，并减小了人工成本。

附图说明

图1为本实用新型公开的分步式无人装车系统的结构图；

图2为本实用新型公开的分步式无人装车系统实现分布装车的过程示意图。

图中：1、缓冲仓，2、空气炮，3、喂料闸门，4、第一液压推杆，5、震动器，6、称量斗，7、称重传感器，8、车辆信息识别模块，9、语音求助系统，10、LED显示屏，11、语音播报模块，12、旋转激光测距仪，13、道闸栏杆机，14、摄像机模块，15、布料器，16、LED指示灯，17、LED红绿指示灯模块，18、枪机摄像机，19、RFID射频卡，20、排料闸门，21、第二液压推杆。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型公开的一种分步式无人装车系统，包括设置在物料装载区的入口用于对驶入的车辆进行识别并将识别的车辆识别信息发送至数据处理模块的车辆信息识别模块8；

设置在物料装载区的顶部用于向行驶至其下方的车辆进行装料的料斗装车系统；

设置在物料装载区前端和/或后端的侧面的旋转激光测距仪12；

间隔设置在物料装载区一侧的多个LED指示灯16；

设于车辆行进方向前端用于提示车辆行进或停止的LED红绿指示灯模块17；

用于接收所述车辆识别信息并根据所述车辆识别信息获得装车规划信息；根据所述装车规划信息控制所述LED指示灯16以提示所述车辆行进的指定位置；控制所述LED红绿指示灯模块17发出提示车辆行进或停止信息；控制所述料斗装车系统向位于其下方的车辆进行装料的数据处理模块。

具体地，在物料装载区(装车楼)的入口和出口分别设置一个用于控制车辆进出物料装载区的道闸栏杆机13，物料装载区的入口还设置有车辆信息识别模块8，本实施例中，车辆信息识别模块8为RFID射频卡读卡器，在车辆上设置RFID射频卡，RFID射频卡中存储有车牌号和全球唯一识别码，RFID射频卡读卡器读取RFID射频卡中的车辆信息并将该信息发送至数据处理模块，优选地，RFID射频卡粘结在驾驶室司机侧玻璃内侧并于RFID射频卡读卡器安装的高度对应，使得司机不用下车，当车辆行驶至入口处时，RFID射频卡读卡器自动读取RFID射频卡上的信息。数据处理模块对车辆信息进行处理并验证当前车辆是否为有资格(授权)进入物料装载区进行装车，当验证该车辆为授权车辆后，控制入口处的道闸栏杆机打开以允许该车辆进入物料装载区。同时，数据处理模块接收到所述车辆识别信息并根据所述车辆识别信息获取存储器中的车辆信息和对应的车辆的装车规划信息，车辆信息包括载荷信息、车厢长度、标准载重、排放标准，司机身份信息等信息，生成的装车规划信息包括装车步数、装车步进量以及步载物料量，装车规划信息具体获得过程为根据车辆的车厢长度和布料器宽度计算出需要的装车步数，根据车辆的车厢长度和计算的装车步数计算出每步的长度(装车步进量)，根据计算的装车步数和车辆的标准载重量计算出每步装载的载重量(步载物料量)，装车规划信息在车辆登记制卡时，服务器同步生成车辆的装车规划并存储在存储器中。数据处理模块根据所述装车规划信息中装车步进量控制所述多个LED指示灯中对应位置的LED指示灯亮以提示所述车辆需要行进的指定位置，装车规划信息包括根据车辆的车厢长度和每步装车的长度计算出需要装车的步数、根据车辆的标准载重量和计算的装车的步数计算出每步装载的载重量，车辆在驾驶员的控制下向指定位置行进，在物料装载区前端和/或后端的侧面的设置旋转激光测距仪12，旋转激光测距仪用于对所述物料装载区进行扫描以获得车头或车尾与所述旋转激光测距仪的距离信息并将所述距离信息发送至数据处理模块，数据处理模块接收所述距离信息获得车辆的当前位置信息和车辆长度信息，具体地，激光测距仪发出激光遇物体遮挡后激光被反射回激光测距仪，测得激光测距仪与物体间的距离。激光被车厢后厢板遮挡可测得测距仪与车厢后厢板距离(称尾距)，同理可测得车头挡风玻璃与测距仪距离(称头距)。位于通道出、入口的两个测距仪之间的距离不变，两个测距仪距离-头距-尾距可得车长，同理通道长度不变，通道出、入口与各自设备之间的距离不变，根据头距、尾距可得车辆在通道中的位置。同时数据处理模块控制所述LED红绿指示灯模块17发出提示车辆行进或停止信息；例如，车辆未到达指定位置时，数据处理模块控制所述LED红绿指示灯模块中的绿灯亮以提示司机向前行进，当车辆到达指定位置时，数据处理模块控制所述LED红绿指示灯模块中的红灯亮以提示司机停止，并在车辆运行至物料装载区下方时控制所述料斗装车系统向位于其下方的车辆进行装料。

进一步地，所述料斗装车系统包括，

存放由皮带机传送至装车楼上的物料的缓冲仓1；

设于所述缓冲仓1的侧壁上用于在缓冲仓内壁上黏有物料或缓冲仓出口堵有物料时对所述缓冲仓进行震动的空气炮2；

设于所述缓冲仓1出口控制所述缓冲仓出口打开和闭合的喂料闸门3；

与所述喂料闸门3连接的第一液压推杆4；

设置在缓冲仓1下方用于承载由缓冲仓排出的物料的称量斗6；

安装在称量斗6上用于对进入称量斗6内的物料进行称重获取物料重量信息的称重传感器7；

设置在所述称量斗6的侧壁上用于在称量斗内壁上黏有物料或称量斗出口堵有物料时对所述称量斗进行震动的震动器5；

设置在称量斗6出口控制称量斗出口打开和闭合的排料闸门20；

与所述排料闸门20连接的第二液压推杆21；

设置在称量斗6下侧用于将由所述排料闸门20排出的物料均匀的排入至车厢内的布料器15。

具体地，数据处理模块根据车辆识别信息获得的装车规划信息包括装车次数和车辆的每次行进距离，在本实施例中，规划的装车次数为4次，数据处理模块根据装车规划信息获得每次车辆需要行进至的指定位置并控制相应的LED指示灯工作用以提示司机将车辆行驶至相应的指定位置，例如，在第一次装车时，车头需要行进的位置应该为通道入口与布料器距离+布料器宽度+车头长度+车头与车厢之间的距离(要确保车厢前沿越过布料器)，第二次需要行进的指定位置为第一次的指定位置+车厢长度/4，第三次和第四次同第二次，数据处理单元控制第一次的指定位置处的LED指示灯工作以提示司机需要行进的位置，并在司机驾驶车辆向指定位置行进时，旋转激光测距仪对所述物料装载区进行扫描以获得车头或车尾与所述旋转激光测距仪的距离信息并将所述距离信息发送至数据处理模块，数据处理模块接收所述距离信息并根据所述距离信息获得车辆的当前位置信息以是否运行至指定位置，在车辆未运行至指定位置时数据处理模块控制所述LED红绿指示灯模块中绿灯亮以提示车辆向前行进，在车辆运行至指定位置时数据处理模块控制所述LED红绿指示灯模块中红灯亮以提示车辆停止，并控制所述料斗装车系统向位于布料器下的车辆进行装料。当第一次装料完成后，数据处理模块接收所述装料完成信号并根据所述装车规划信息控制距离引导模块以提示车辆行进至下一个指定位置，在车辆向下一个指定位置行进过程中，旋转激光测距仪12对车辆进行位置检测并将其距离信息发送给数据处理模块，数据处理模块计算车辆的当前位置信息和指定位置信息计算车辆是否运行至指定位置，若否，控制所述LED红绿指示灯模块发出提示所述车辆行进信号，若是，控制所述LED红绿指示灯模块发出提示所述车辆停止信号并控制料斗装车系统向位于布料器下的车辆进行装料，完成当前车厢的位置的装车，并重复上述过程，分多步完成整节车厢的装车。当整节车厢装车完毕后，位于进出物料装载区出口的道闸栏杆机13打开，装有货物的车辆驶离物料装载区。

由皮带机传送至装车楼上的物料存放在缓冲仓1中，缓冲仓1的出口处设有喂料闸门3和用于控制喂料闸门3打开和闭合的第一液压推杆4，喂料闸门3打开，缓冲仓中的物料进入称量斗内，并由称重传感器7获得进入称量斗中物料的重量发送至数据处理模块，在称量斗6内物料重量达到步载物料量，数据处理模块控制所述第一液压推杆4闭合所述喂料闸门3；

在车辆运行至指定位置且物料重量达到步载物料量时，数据处理模块控制第二液压推杆21打开排料闸门20以向车辆进行装料，当数据处理模块通过称重传感器获得称量斗内的物料为0时，控制第二液压推杆21关闭排料闸门20并控制所述第一液压推杆4打开所述喂料闸门3。同时，当数据处理模块通过称重传感器获得称量斗内物料增加的速度或者排料的速度小于一定值时，启动所述空气炮2或震动器5，具体地，在称量斗向车厢排料时，称重传感器的数值变化缓慢(减小)，说明有物料黏在称量斗内壁或堵在称量斗出口处，启动震动器可以将物料震散以使其下落；在缓冲仓向称量斗喂料时，称重传感器的数值变化缓慢(增加)，说明缓冲仓内壁粘结有物料或缓冲仓出口被堵塞，此时启动空气炮有助于将物料震散以便于下落进入称量斗。

进一步地，还包括用于显示所述车辆识别信息、装车规划信息以及指定位置信息的LED显示设备10。LED显示设备10具有两个分别设置在物料装载区的入口和出口的一侧的上方，所述数据处理模块将车辆识别信息、装车规划信息以及指定位置距离信息发送至所述LED显示设备，通过LED显示设备可以方便的向司机显示各种信息，引导司机进行装车。

进一步地，还具有车辆校准系统，所述车辆校准系统包括四个分别安装在所述布料器四周的激光测距仪。布料器四周各安装一台单点激光测距仪垂直测距，判断车辆是否偏离布料器，防止洒落料。具体地，单点激光测距仪垂直测距，测距仪与地面之间的距离不变。车辆在通道内时，若四台测距仪测量到的长度相差不大，均小于测距仪与地面之间的距离且在有效范围内，判断车辆没有偏转。若四台测距仪测量到的长度相差不大，但不在有效范围，判断没有车或测量到车顶。若其中一至两台与其他测距仪测量距离差距过大，判断车辆偏转。通过车辆校准系统可以保证车辆不偏离布料器，防止洒落料。

进一步地，还包括，

用于播放所述车辆信息、装车规划信息以及指定位置信息的语音播报模块11；本申请中语音播报模块采用网络音柱并具有两组分别设置在在物料装载区的入口和出口的一侧的上方。

设于物料装载区上方用于实时监控所述物料装载区内现场作业动态的摄像机模块18；本实施例中，摄像机模块包括位于物料装载区上方前后两端的两个球型摄像机和位于物料装载区出口一侧上方的枪机摄像机。

用于车辆内驾驶人员与控制室内工作人员进行远程通信的语音求助系统9，本实施例中，语音求助系统为对讲机。

进一步地，还包括用于将所述装车规划信息发送至无线移动端的无线终端模块。无线终端模块与数据处理模块连接用于将所述装车规划信息发送至无线移动端(例如手机)，并通过所述无线移动端向驾驶员显示所述车辆信息、装车规划信息以及距离指定位置距离信息，无线终端模块可以是蓝牙模块或WiFi模块。

进一步地，还包括用于存储装车规划信息和装车规划信息的实景装车演示视频的存储器。所述数据处理模块还用于根据生成的所述装车规划信息从所述存储器中获取与所述装车规划信息对应的实景装车演示视频并通过所述无线终端模块发送至所述无线移动端。存储器中还存储了车辆信息，用于对应不同车型的装车规划；物料信息，用于对应不同车辆的应装物料。准入信息，用于校验车辆是否有准入资格。

进一步地，还包括备份数据处理模块，即数据处理模块具有两组。具体地，两个相同的数据处理模块同时运行在两台服务器上实现一主一备，平时使用主服务器，当主服务器出现问题(如：断网、宕机、断电等)时，程序会自动切换到备用服务器继续运行。

本实用新型中数据处理模块可以采用PLC、单片机或服务器，其控制过程为本领域的常规技术手段，此处不再详细描述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分步式无人装车系统，其特征在于：包括，

设置在物料装载区的入口用于对驶入的车辆进行识别并将识别的车辆识别信息发送至数据处理模块的车辆信息识别模块；

设置在物料装载区的顶部用于向行驶至其下方的车辆进行装料的料斗装车系统，所述料斗装车系统包括，存放由皮带机传送至装车楼上的物料的缓冲仓；设于所述缓冲仓的侧壁上用于在缓冲仓内壁上黏有物料或缓冲仓出口堵有物料时对所述缓冲仓进行震动的空气炮；设于所述缓冲仓出口控制所述缓冲仓出口打开和闭合的喂料闸门；与所述喂料闸门连接的第一液压推杆；设置在缓冲仓下方用于承载由缓冲仓排出的物料的称量斗；安装在称量斗上用于对进入称量斗内的物料进行称重获取物料重量信息的称重传感器；设置在所述称量斗的侧壁上用于在称量斗内壁上黏有物料或称量斗出口堵有物料时对所述称量斗进行震动的震动器；设置在称量斗出口控制称量斗出口打开和闭合的排料闸门；与所述排料闸门连接的第二液压推杆；设置在称量斗下侧用于将由所述排料闸门排出的物料均匀的排入至车厢内的布料器；

设置在物料装载区前端和/或后端的侧面的旋转激光测距仪；

间隔设置在物料装载区一侧的多个LED指示灯；

设于车辆行进方向前端用于提示车辆行进或停止的LED红绿指示灯模块；

用于接收所述车辆识别信息并根据所述车辆识别信息获得装车规划信息；根据所述装车规划信息控制所述LED指示灯以提示所述车辆行进的指定位置；控制所述LED红绿指示灯模块发出提示车辆行进或停止信息；控制所述料斗装车系统向位于其下方的车辆进行装料的数据处理模块。

2.根据权利要求1所述的分步式无人装车系统，其特征在于：还包括用于显示所述车辆识别信息、装车规划信息以及指定位置信息的LED显示设备。

3.根据权利要求2所述的分步式无人装车系统，其特征在于：还包括四个分别安装在所述布料器四周的激光测距仪。

4.根据权利要求3所述的分步式无人装车系统，其特征在于：还包括，

用于播放所述车辆信息、装车规划信息以及指定位置信息的语音播报模块；

设于物料装载区上方用于实时监控所述物料装载区内现场作业动态的摄像机模块；

用于车辆内驾驶人员与控制室内工作人员进行远程通信的语音求助系统。

5.根据权利要求4所述的分步式无人装车系统，其特征在于：还包括用于将所述装车规划信息发送至无线移动端的无线终端模块。

6.根据权利要求1所述的分步式无人装车系统，其特征在于：还包括存储装车规划信息和装车规划信息的实景装车演示视频的存储器。

7.根据权利要求1所述的分步式无人装车系统，其特征在于：还包括备份数据处理模块。

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