CN215793396U - 一种车载平衡吊装设备及车载智能交换箱系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车载装卸货技术领域，公开了一种车载平衡吊装设备及车载智能交换箱系统，包括至少两个相对设置的吊装臂，吊装臂包括平衡臂和带动平衡臂位移的驱动臂，平衡臂与驱动臂转动连接且该转动连接的位置为转动连接部，平衡臂与驱动臂之间设有驱动平衡臂在整个吊装过程中一直保持水平状态的第一驱动装置；本实用新型提供的一种车载平衡吊装设备及车载智能交换箱系统，能够实现对货箱的平稳吊装，提高了作业的安全性，转运过程中无需等待装卸货时间，提高车辆利用率，能够为车辆移动到符合要求的位置做出引导，进而为吊装臂与箱体的有效对接提供保障，能够自动调节平衡臂在整个吊装过程中处于水平状态，自动化程度高，提高工作了效率。

Description

一种车载平衡吊装设备及车载智能交换箱系统

技术领域

本实用新型涉及车载装卸货技术领域，具体涉及一种车载平衡吊装设备及车载智能交换箱系统。

背景技术

货箱装载转运过程中，传统的物流车辆需要配合操作场地的吊装辅助设备实现对货箱的装运，为了摆脱这种对操作现场吊装设备的依赖性，提高物流车辆自身的装卸货效率，实现物流转运车辆快速转运货物，转运过程中无需等待装卸货时间，提高车辆利用率，因此，目前已经有在物流车上设置相应的用于吊装货箱的专用设备的技术，比如通过在物流车辆上安装吊装臂，通过吊装臂实现对货箱的装卸。

通过在物流车辆上设置吊装臂虽然能够实现对货物的吊装，但是由于目前的吊装方式均是通过吊绳实现吊装臂与箱体的连接，在起吊的过程中，箱体内装载的货物存在偏载的情况，从而会导致箱体的重心偏移，采用传统的吊绳起吊的方式会导致箱体在吊装的过程中发生倾斜，无法控制箱体吊装过程中的平稳性，由于箱体本身体积较大、重量较重，若吊装过程中出现不稳定的情况则会存在较大的安全隐患，因此，如何解决目前针对大型货箱的平稳吊装成为目前急需解决的问题。

此外，物流车辆在吊装箱体之前需要位于箱体一侧合适的位置，从而才能够通过对吊装臂的控制实现与箱体的对接，因此，如何为车辆移动到距离箱体一侧合适的位置做出引导，进而实现吊装臂与箱体的有效对接，以及如何能够自动调节平衡臂在整个吊装过程中处于水平状态也成为目前急需解决的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种车载平衡吊装设备及车载智能交换箱系统，能够实现对货箱的平稳吊装，提高了作业的安全性，实现物流转运车辆快速转运货物，转运过程中无需等待装卸货时间，提高车辆利用率，能够为车辆移动到符合要求的位置做出引导，进而为吊装臂与箱体的有效对接提供保障，能够自动调节平衡臂在整个吊装过程中处于水平状态，自动化程度高，提高工作了效率。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种车载平衡吊装设备，包括至少两个相对设置的吊装臂，所述吊装臂包括平衡臂和带动平衡臂位移的驱动臂，所述平衡臂与驱动臂转动连接且该转动连接的位置为转动连接部，所述平衡臂与驱动臂之间设有驱动平衡臂在整个吊装过程中一直保持水平状态的第一驱动装置，所述平衡臂上设有与箱体对接的第一连接装置和第二连接装置，所述转动连接部位于第一连接装置和第二连接装置之间。

本技术方案，通过相对设置的吊装臂，实现对箱体的平稳吊装，具体的，吊装过程中，两个吊装臂分别位于箱体的前后端，之后通过对两个吊装臂的同时启动，实现对箱体的吊装，通过驱动臂能够带动平衡臂位移，由于平衡臂与驱动臂之间转动连接，在驱动臂摆动过程中能够通过第一驱动装置驱动平衡臂作相应的摆动从而使得平衡臂在整个起吊过程中一直处于水平状态，之后方便平衡臂与箱体之间的水平对接，也即是，驱动臂带动平衡臂朝向箱体移动到位之后，由于平衡臂一直处于水平状态，因此平衡臂上的第一连接装置和第二连接装置能够实现与箱体的水平对接，第一连接装置、第二连接装置与箱体对接之后整个平衡吊装设备与箱体之间形成四个挂接点，四个挂接点在平面上处于同一水平面，因此，能够保证箱体在吊装过程中一直处于水平状态，即便是箱体内装载的货物存在偏载的情况，也不会因此出现箱体倾斜，从而能够实现对货箱的平稳吊装，提高了作业的安全性。

进一步的，为了更好的实现驱动臂的摆动，所述驱动臂包括架体和用于调节架体伸缩长度和控制架体摆动角度的驱动装置，所述架体包括至少两个支臂，相邻的支臂之间依次转动连接，所述架体包括活动支臂和主支臂，所述驱动装置包括用于驱动活动支臂摆动的第二驱动装置和用于驱动主支臂摆动的第三驱动装置。

进一步的，为了实现对执行动作的检测，所述第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置上设有位移传感器。

进一步的，为了检测吊装臂与箱体之间的对接状态，所述第一连接装置和第二连接装置上均设有接触传感器。

进一步的，为了方便实现对驱动臂的整体安装，还包括安装在车辆上的底架，所述驱动臂均安装在底架上。

所述底架的四个边角位置均设有液压支撑腿，当货物较重时，通过控制液压支撑腿伸出并抵触至地面上，提高了装卸货箱的安全性。

进一步的，为了通过对车辆位置状态进行检测，从而方便根据检测结果对车辆行驶过程进行引导，提高车辆操作的便捷性以及车辆停车到位的准确性，所述底架靠近箱体的一侧设有第一测距模块和摄像头，所述底架的四个边角位置均设有第二测距模块。

需要说明的是，摄像头为具有放大功能的摄像头。

进一步的，为了方便实现第一连接装置和第二连接装置与箱体之间的水平对接，所述第一连接装置和第二连接装置均包括伸缩对接装置和设置在伸缩对接装置端部的第一挂接部，所述第一挂接部与箱体上相应位置设置的第二挂接部连接。

需要说明的是，伸缩对接装置可以是伸缩气缸、电动伸缩杆或伸缩对接油缸等，本技术方案中采用伸缩对接油缸。

进一步的，为了使得吊装过程中，整个吊装设备与箱体之间形成稳定的框架结构，所述平衡臂与箱体之间设有防止平衡臂在吊装过程中产生内倾的抵接装置，所述抵接装置包括设置在平衡臂上的抵接台和设置在箱体上与抵接台抵接的抵接部。

所述第一挂接部包括抵接台和挂接端，所述抵接台和挂接端之间形成挂接细部，所述第二挂接部包括抵接部和挂接槽，所述抵接部和挂接槽之间形成挂接环，所述挂接环靠近抵接台的一侧为抵接部，所述挂接细部与挂接环挂接，所述挂接端位于挂接槽内部，所述抵接台与抵接部抵接。

本技术方案中，由于在伸缩对接油缸的驱动下，能够实现吊装臂与箱体的挂接，同时能够实现抵接台与抵接部的抵紧效果，因此，在吊装过程中，箱体能够实现对吊装臂的反向支撑，结合平衡臂能够保证箱体的水平状态，从而使得吊装臂和箱体之间形成一个稳定的框架结构，解决了吊装过程中，由于箱体的内倾会影响吊装臂的结构强度的问题。

本实用新型还提供一种车载智能交换箱系统，包括控制吊装系统和所述的车载平衡吊装设备，所述控制吊装系统包括执行机构、控制模块、车辆位置状态反馈模块、执行机构状态反馈模块和人机交互终端；

所述执行机构包括第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和伸缩对接装置，该执行机构用于控制吊装臂执行相应动作；

所述控制模块控制执行机构执行相应的动作；

所述车辆位置状态反馈模块包括距离反馈模块和图像反馈模块，所述距离反馈模块包括设置在底架靠近箱体一侧的第一测距模块，所述距离反馈模块用于检测车辆与箱体之间的距离，并将采集到的距离数据传输给控制模块；所述图像反馈模块包括设置在底架靠近箱体一侧的摄像头，所述图像反馈模块用于拍摄车辆与箱体之间的相对位置关系图像，并将采集到的图像信息传输给人机交互终端；

所述执行机构状态反馈模块包括位移传感器，所述执行机构状态反馈模块用于检测执行机构动作状态并将采集到的执行机构动作状态数据传输给控制模块；

所述人机交互终端分别与摄像头和控制模块之间信号连接。

人机交互终端包括终端通信模块、操作显示界面和终端控制模块，所述终端通信模块与控制模块双向通信，操作显示界面显示摄像头拍摄的图像并供用户操作，终端控制模块处理终端通信模块传来的数据并根据用户操作生成指令信息，所述终端通信模块与终端控制模块双向连接，所述终端控制模块与操作显示界面双向连接。

第一驱动装置主要是通过接收控制模块的控制信号驱动平衡臂在吊装过程中保持水平状态。

第二驱动装置和第三驱动装置主要是通过接收控制模块的控制信号控制驱动臂的摆动。

距离反馈模块和执行机构状态反馈模块主要为了检测车辆位置状态和执行机构动作状态并将车辆位置状态数据和执行机构动作状态数据反馈给控制模块。

控制模块主要是为了接收距离反馈模块检测的距离数据和执行机构状态反馈模块反馈的执行机构动作状态数据并控制执行机构作相应的执行动作。

在驾驶员驾驶车辆使平衡吊装设备与箱体进行位置对应时，需要同时满足左右距离和平行度要求，驾驶难度很高，通过降低左右距离误差要求，放大左右距离，能够大范围降低操作难度。

车辆位置状态反馈模块能够采集车辆与箱体之间的实时位置关系数据，具体包括通过摄像头拍摄的车辆移动过程中与箱体之间的相对位置关系的图像数据，以及通过第一测距模块采集的车辆与箱体之间的实时距离数据，图像数据传输到人机交互终端并经操作显示界面显示，方便指引驾驶员操作车辆使得车辆与箱体之间满足X方向的对齐效果。

而第一测距模块采集的车辆与箱体之间的实时距离数据传输给控制模块，并经控制模块判断车辆与箱体之间的距离是否符合要求，并通过人机交互终端对实时距离数据进行显示，从而引导驾驶员操作车辆使得车辆与箱体之间在Y方向的距离符合要求。

综上，本技术方案，通过车辆位置状态反馈模块将拍摄的图像和实时距离数据均在人机交互终端上显示，通过对车辆与箱体之间在X方向的对齐效果以及在Y方向的距离的显示，从而能够全方位的引导驾驶员操作车辆，为驾驶员将车辆移动到符合要求的位置提供了方便。

此外，车辆停靠过程中，车辆相对于箱体之间的位置会存在一定的误差，因此，如何弥补车辆与箱体之间存在的误差问题也很是关键，由于车辆与箱体之间的位置不可能每次都很固定，因此吊装臂的运动轨迹需要进行适应性的调整，才能实现吊装臂与箱体的有效对接。本技术方案中，控制模块会对车辆位置状态反馈模块采集到的车辆与箱体之间的实时距离数据进行分析处理，为吊装臂匹配合适的运动轨迹，并结合执行机构状态反馈模块采集的执行机构动作状态数据得出第一驱动装置的运动方向和速度，从而使得平衡臂在整个运动过程中保持水平。

综上，本技术方案中，不仅能够通过人机交互终端实时显示车辆与箱体之间的距离数据以及车辆与箱体之间相对位置关系的图像数据，为驾驶员驾驶车辆提供引导，同时还能够通过控制模块对车辆与箱体之间的实时距离数据进行分析并匹配相应的吊装臂的运动轨迹，之后再结合执行机构状态反馈模块采集的执行机构动作状态数据得出第一驱动装置的运动方向和速度，从而使得平衡臂在整个运动过程中保持水平。最终通过调节吊装臂的运动轨迹弥补了车辆与箱体之间的距离误差，从而达到对接要求，实现了吊装臂与箱体的有效对接。

此外，人机交互终端具有操作显示界面，人机交互终端的终端控制模块根据操作显示界面端的用户操作生成指令信息，并将其发送至人机交互终端的终端通信模块经终端通信模块将指令信息传输给控制模块，从而实现对执行机构的控制。

车辆与箱体之间的实时距离数据可通过控制模块与人机交互终端之间的局域网通信将测得实时距离数据传输到驾驶员的视频监控界面，也即是人机交互终端的操作显示界面。

需要说明的是，本技术方案中，箱体上设有识别部，识别部可以是设置在箱体上的两条箱体引导线，该两条箱体引导线沿着X方向并排设置在箱体靠近车辆的一侧壁上，车辆停靠过程中，摄像头一直拍摄停靠图像，并将图像实时传输至人机交互终端在人机交互终端的操作显示界面显示，人机交互终端采用两个十字光标进行车辆与箱体在X方向的定位，两个十字光标沿着操作显示界面显示的图像的水平方向并排显示，直至两条箱体引导线显示在人机交互终端上的位置对准两个十字光标，则该车辆X方向的停靠位置符合要求，也即是车辆与箱体之间在X方向的对齐效果在设定范围之内。

需要说明的是，摄像头为具有放大功能的摄像头，本实施例中，摄像头采用电子放大镜，电子放大镜有着高放大倍率、高解析度等优点，应用于本实用新型中，可以极大地提高所拍摄到的箱体引导线的清晰度，从而为精确校准提供可靠的保障。

两个第一测距模块能够检测出车辆与箱体在Y方向的间距，车辆与箱体之间在Y方向的间距符合要求时，则表示车辆与箱体之间在Y方向的位置符合要求。

需要说明的是，由于底架上可以设置两个以上吊装臂，相邻的吊装臂之间形成用于装载箱体的装载空间，因此为了实现对多个箱体装载，在吊装箱体之前，车辆移动则需要保证装载空间与待吊装箱体在X方向的对齐效果和Y方向上的距离均符合要求。也即是，当底架上具有多个装载空间时，底架上需要设置多组分别与多个装载空间匹配的第一测距模块和摄像头，其中两个第一测距模块和位于两个第一测距模块中间的摄像头为一组。

此外，由于执行机构状态反馈模块能够实时反馈执行状态，控制模块根据吊装臂的运动轨迹信息和位移传感器检测结果得出第一驱动装置的驱动方向和速度，实现对平衡臂的控制，从而使得平衡臂在整个吊装臂过程中能够保持水平状态，实现了平衡臂的自动控制。

需要说明的是，第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置均可以是伸缩气缸、电动伸缩杆或伸缩油缸等，本技术方案中第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置均采用伸缩油缸，第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置分别为第一伸缩油缸、第二伸缩油缸和第三伸缩油缸，本技术方案中的位移传感器为油缸位移传感器。

综上，本技术方案能够为车辆移动到符合要求的位置做出引导，进而为吊装臂与箱体的有效对接提供保障，且能够自动调节平衡臂在整个吊装过程中处于水平状态，自动化程度高，提高工作了效率。

进一步的，还包括对接状态反馈模块，所述对接状态反馈模块包括设置在第一连接装置和第二连接装置上的接触传感器，所述对接状态反馈模块用于检测吊装臂与箱体之间对接状态并将采集到的对接状态数据传输给控制模块；

所述车辆位置状态反馈模块还包括车辆水平状态检测模块，所述车辆水平状态检测模块包括设置在底架四个边角处的第二测距模块，所述车辆水平状态检测模块用于检测车辆的水平状态，并将采集到的水平状态距离数据传输给控制模块。

在实际运作环境中，存在地面不平整、车辆自身的不水平，导致设备与待抓取的箱体之间存在水平上的差异，差异会导致驾驶员无法准确的判断出车身与箱体之间的相对位置导致抓取失败。因此，本技术方案中车辆位置状态反馈模块还包括设置在底架四个边角处的第二测距模块，第二测距模块将检测数据反馈给控制模块得出离地距离并经分析处理，从而可以得出车身相对于水平面的倾角和俯仰角度，则之后以标准十字光标为参考，两条十字光标根据车辆实际的倾斜角度进行位置的改变，在屏幕上做出补偿光标，驾驶员驾驶车辆移动时，屏幕上的补偿光标和箱体上的对应的箱体引导线重合时则表示X方向的停靠位置符合要求。

此外，在实际应用场景中，会有路面不平的情况，会存在设备动作误差导致对接时不能够准确的到达预定位置的问题，对接状态反馈模块能够实时反馈车箱对接状态，控制模块根据反馈数据得出对应伸缩油缸的驱动方向和速度，可以控制驱动臂和平衡臂的状态，直至对接状态反馈模块反馈对接到位信号为止。

本技术方案中通过对接状态反馈模块的设置能够针对对接状态进行检测，从而保证在各种应用环境下，都能实现吊装臂与箱体的有效对接。

需要说明的是，本技术方案中，第一测距模块和第二测距模块可以选择激光测距模块，本实施例均采用激光测距模块，检测精度高。

具体的，为了提升设备控制操作的便捷性，所述控制模块包括控制器和服务器，所述控制器与服务器之间通信连接，所述人机交互终端与控制器与之间通信连接，所述第一测距模块、第二测距模块、油缸位移传感器和接触传感器均与控制器连接，所述控制器与第一伸缩油缸、第二伸缩油缸、第三伸缩油缸和伸缩对接油缸连接。

车辆在缓慢移动使平衡吊装设备与箱体进行位置对应时，通过第一测距模块读取车身与箱体之间的实时距离，设备局域网通信将测得的距离数据传输到驾驶员的视频监控界面，也即是人机交互终端的操作显示界面。此时将车身与箱体之间的实时距离数据上报到服务器匹配合理的吊装臂运动轨迹，匹配结束后下发吊装臂运动轨迹信息到可编程控制器，根据该吊装臂运动轨迹信息并结合执行机构状态反馈模块采集的执行机构动作状态数据得出第一驱动装置3的运动方向和速度，从而使得平衡臂2在整个运动过程中保持水平。

人机交互终端通过操作显示界面接收操作指令，并把指令发送到控制器，分析处理后把控制信号发送给执行机构，从而控制执行机构执行相应的动作，人机交互终端可以平板电脑，一键控制操作设备，操作方便快捷。

本实用新型的有益效果为：本技术方案，通过相对设置的吊装臂，实现对箱体的平稳吊装，具体的，吊装过程中，两个吊装臂分别位于箱体的前后端，之后通过对两个吊装臂的同时启动，实现对箱体的吊装，通过驱动臂能够带动平衡臂位移，由于平衡臂与驱动臂之间转动连接，在驱动臂摆动过程中能够通过第一驱动装置驱动平衡臂作相应的摆动从而使得平衡臂在整个起吊过程中一直处于水平状态，之后方便平衡臂与箱体之间的水平对接，也即是，驱动臂带动平衡臂朝向箱体移动到位之后，由于平衡臂一直处于水平状态，因此平衡臂上的第一连接装置和第二连接装置能够实现与箱体的水平对接，第一连接装置、第二连接装置与箱体对接之后整个平衡吊装设备与箱体之间形成四个挂接点，四个挂接点在平面上处于同一水平面，因此，能够保证箱体在吊装过程中一直处于水平状态，即便是箱体内装载的货物存在偏载的情况，也不会因此出现箱体倾斜，从而能够实现对货箱的平稳吊装，提高了作业的安全性。

此外，本技术方案能够为车辆移动到符合要求的位置做出引导，进而为吊装臂与箱体的有效对接提供保障，且能够自动调节平衡臂在整个吊装过程中处于水平状态，自动化程度高，提高工作了效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是本实用新型工作状态的结构示意图；

图5是图4中B处的放大图；

图6是图4中C处的放大图；

图7是本实用新型工作状态的侧视结构示意图；

图8是本实用新型工作状态的仰视结构示意图；

图9是本实用新型中人机交互终端显示定位界面的结构示意图；

图10是本实用新型的工作原理图。

图中：吊装臂1；平衡臂2；第一驱动装置3；第一连接装置4；第二连接装置5；转动连接部6；大支臂7；小支臂8；第二驱动装置9；第三驱动装置10；底架11；底座12；支臂铰接位13；油缸铰接位14；液压支撑腿15；第一测距模块16；摄像头17；箱体18；伸缩对接油缸19；抵接台20；挂接端21；挂接细部22；抵接部23；挂接槽24；挂接环25；定位环26；定位销27；定位座28；箱体引导线29；左锁箱勾30；右锁箱勾31；装载空间32；第二测距模块33；人机交互终端34。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

实施例1：

如图1-图10所示，本实施例提供一种车载平衡吊装设备，包括至少两个相对设置的吊装臂1，本技术方案实施例中沿着车辆的长度方向并排设有三个吊装臂1，吊装臂1包括平衡臂2和带动平衡臂2位移的驱动臂，平衡臂2与驱动臂转动连接且该转动连接的位置为转动连接部6，平衡臂2与驱动臂之间设有驱动平衡臂2在整个吊装过程中一直保持水平状态的第一驱动装置3，平衡臂2上设有与箱体18对接的第一连接装置4和第二连接装置5，转动连接部6位于第一连接装置4和第二连接装置5之间。

本技术方案，通过相对设置的吊装臂1，实现对箱体18的平稳吊装，具体的，吊装过程中，两个吊装臂1分别位于箱体18的前后端，之后通过对两个吊装臂1的同时启动，实现对箱体18的吊装，通过驱动臂能够带动平衡臂2位移，由于平衡臂2与驱动臂之间转动连接，在驱动臂摆动过程中能够通过第一驱动装置3驱动平衡臂2作相应的摆动从而使得平衡臂2在整个起吊过程中一直处于水平状态，之后方便平衡臂2与箱体18之间的水平对接，也即是，驱动臂带动平衡臂2朝向箱体18移动到位之后，由于平衡臂2一直处于水平状态，因此平衡臂2上的第一连接装置4和第二连接装置5能够实现与箱体18的水平对接，第一连接装置4、第二连接装置5与箱体18对接之后整个平衡吊装设备与箱体18之间形成四个挂接点，四个挂接点在平面上处于同一水平面，因此，能够保证箱体18在吊装过程中一直处于水平状态，即便是箱体18内装载的货物存在偏载的情况，也不会因此出现箱体18倾斜，从而能够实现对货箱的平稳吊装，提高了作业的安全性。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。

为了更好的实现驱动臂的摆动，驱动臂包括架体和用于调节架体伸缩长度和控制架体摆动角度的驱动装置，架体包括至少两个支臂，本实施例具有两个支臂，分别为大支臂7和小支臂8，两个支臂转动连接，架体包括活动支臂和主支臂，小支臂8为活动支臂，大支臂7为主支臂，驱动装置包括用于驱动小支臂8摆动的第二驱动装置9和用于驱动大支臂7摆动的第三驱动装置10。

需要说明的是，第一驱动装置3、第二驱动装置9和第三驱动装置10均可以是伸缩气缸、电动伸缩杆或伸缩油缸等，本技术方案中第一驱动装置3、第二驱动装置9和第三驱动装置10均采用伸缩油缸，第一驱动装置3、第二驱动装置9和第三驱动装置10分别为第一伸缩油缸、第二伸缩油缸和第三伸缩油缸。

实施例3：

本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化。

为了实现对执行动作的检测，第一驱动装置3、第二驱动装置9和第三驱动装置10上设有位移传感器。也即是伸缩油缸上均设有油缸位移传感器。

实施例4：

本实施例是在上述实施例3的基础上进行优化。

为了检测吊装臂1与箱体18之间的对接状态，第一连接装置4和第二连接装置5上均设有接触传感器。

实施例5：

本实施例是在上述实施例4的基础上进行优化。

为了方便实现对驱动臂的整体安装，还包括安装在车辆上的底架11，驱动臂均沿着底架11的长度方向并排安装在底架11上。

为了增加底架11的横向强度，底架11上安装有底座12，底座12沿着底架11的长度方向并排设有多个，底座12的数量与驱动臂的数量一致，底座12上设有支臂铰接位13和油缸铰接位14，支臂铰接位13的高度低于油缸铰接位14的高度，大支臂7的下端与支臂铰接位13铰接，第三伸缩油缸的一端与油缸铰接位14铰接，通过将大支臂7和第三伸缩油缸同时铰接在底座12上，也即是大支臂7和第三油缸采用同一底座12，形成整体，整体结构强度增加，同时也增加了底架11的横向强度。

底架11的四个边角位置均设有液压支撑腿15，当货物较重时，通过控制液压支撑腿15伸出并抵触至地面上，提高了装卸货箱的安全性。

实施例6：

本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化。

为了通过对车辆位置状态进行检测，从而方便根据检测结果对车辆行驶过程进行引导，提高车辆操作的便捷性以及车辆停车到位的准确性，底架11靠近箱体18的一侧设有第一测距模块16和摄像头17，底架11的四个边角位置均设有第二测距模块33。

本技术方案中，第一测距模块16和第二测距模块33可以选择激光测距模块，本实施例均采用激光测距模块，检测精度高。

实施例7：

本实施例是在上述实施例6的基础上进行优化。

为了方便实现第一连接装置4和第二连接装置5与箱体18之间的水平对接，第一连接装置4和第二连接装置5均包括伸缩对接装置和设置在伸缩对接装置端部的第一挂接部，第一挂接部与箱体18上相应位置设置的第二挂接部连接。

需要说明的是，伸缩对接装置可以是伸缩气缸、电动伸缩杆或伸缩对接油缸19等，本技术方案中采用伸缩对接油缸19，伸缩对接油缸19上设有油缸位移传感器。

需要说明的是，由于本技术方案中，当车辆上安装有三个或三个以上吊装臂2时，为了实现中间吊装臂2能够配合两侧吊装臂2共同使用，伸缩对接油缸19能够用于在分别吊装两个箱体18时均能实现对两个箱体18的对接，因此，伸缩对接油缸19采用双向油缸。

实施例8：

本实施例是在上述实施例7的基础上进行优化。

为了使得吊装过程中，整个吊装设备与箱体18之间形成稳定的框架结构，平衡臂2与箱体18之间设有防止平衡臂2在吊装过程中产生内倾的抵接装置，抵接装置包括设置在平衡臂2上的抵接台20和设置在箱体18上与抵接台20抵接的抵接部23。

第一挂接部包括抵接台20和挂接端21，抵接台20和挂接端21之间形成挂接细部22，第二挂接部包括抵接部23和挂接槽24，抵接部23和挂接槽24之间形成挂接环25，挂接环25靠近抵接台20的一侧为抵接部23，平衡臂1与箱体18对接成功状态下，挂接细部22与挂接环25挂接，挂接端21位于挂接槽24内部，抵接台20与抵接部23抵接。

本技术方案中，由于在伸缩对接油缸19的驱动下，能够实现吊装臂1与箱体18的挂接，同时能够实现抵接台20与抵接部23的抵紧效果，使得吊装臂1与箱体18配合度更高，因此，在吊装过程中，箱体18能够实现对吊装臂1的反向支撑，结合平衡臂2能够保证箱体18的水平状态，从而使得吊装臂1和箱体18之间形成一个稳定的框架结构，解决了吊装过程中，由于箱体18的内倾会影响吊装臂1的结构强度的问题。

实施例9：

本实用新型还提供一种车载智能交换箱系统，包括控制吊装系统和如实施例7或8中的车载平衡吊装设备，控制吊装系统包括执行机构、控制模块、车辆位置状态反馈模块、执行机构状态反馈模块和人机交互终端34；

执行机构包括第一驱动装置3、第二驱动装置9、第三驱动装置10和伸缩对接装置，该执行机构用于控制吊装臂1执行相应动作；

控制模块控制执行机构执行相应的动作；

车辆位置状态反馈模块包括距离反馈模块和图像反馈模块，距离反馈模块包括设置在底架11靠近箱体18一侧的第一测距模块16，距离反馈模块用于检测车辆与箱体之间的距离，并将采集到的距离数据传输给控制模块；图像反馈模块包括设置在底架11靠近箱体18一侧的摄像头17，图像反馈模块用于拍摄车辆与箱体18之间的相对位置关系图像，并将采集到的图像信息传输给人机交互终端34；

需要说明的是，第一测距模块16沿着底架11的长度方向设置有两个，摄像头17位于两个第一测距模块16的中间。

执行机构状态反馈模块包括位移传感器，执行机构状态反馈模块用于检测执行机构动作状态并将采集到的执行机构动作状态数据传输给控制模块；

人机交互终端34分别与摄像头17和控制模块之间信号连接。

人机交互终端34包括终端通信模块、操作显示界面和终端控制模块，终端通信模块与控制模块双向通信，操作显示界面显示摄像头17拍摄的图像并供用户操作，终端控制模块处理终端通信模块传来的数据并根据用户操作生成指令信息，终端通信模块与终端控制模块双向连接，终端控制模块与操作显示界面双向连接。

第一驱动装置3主要是通过接收控制模块的控制信号驱动平衡臂2在吊装过程中保持水平状态。

第二驱动装置9和第三驱动装置10主要是通过接收控制模块的控制信号控制驱动臂的摆动。

距离反馈模块和执行机构状态反馈模块主要为了检测车辆位置状态和执行机构动作状态并将车辆位置状态数据和执行机构动作状态数据反馈给控制模块。

控制模块主要是为了接收距离反馈模块检测的距离数据和执行机构状态反馈模块反馈的执行机构动作状态数据并控制执行机构作相应的执行动作。

在驾驶员驾驶车辆使平衡吊装设备与箱体进行位置对应时，需要同时满足左右距离和平行度要求，驾驶难度很高，通过降低左右距离误差要求，放大左右距离，能够大范围降低操作难度。

车辆位置状态反馈模块能够采集车辆与箱体18之间的实时位置关系数据，具体包括通过摄像头17拍摄的车辆移动过程中与箱体18之间的相对位置关系的图像数据，以及通过第一测距模块16采集的车辆与箱体18之间的实时距离数据，图像数据传输到人机交互终端34并经操作显示界面显示，方便指引驾驶员操作车辆使得车辆与箱体18之间满足X方向的对齐效果。

而第一测距模块16采集的车辆与箱体18之间的实时距离数据传输给控制模块，并经控制模块判断车辆与箱体18之间的距离是否符合要求，并通过人机交互终端34对实时距离数据进行显示，从而引导驾驶员操作车辆使得车辆与箱体18之间在Y方向的距离符合要求。

综上，本技术方案，通过车辆位置状态反馈模块将拍摄的图像和实时距离数据均在人机交互终端34上显示，通过对车辆与箱体18之间在X方向的对齐效果以及在Y方向的距离的显示，从而能够全方位的引导驾驶员操作车辆，为驾驶员将车辆移动到符合要求的位置提供了方便。

此外，车辆停靠过程中，车辆相对于箱体18之间的位置会存在一定的误差，因此，如何弥补车辆与箱体18之间存在的误差问题也很是关键，由于车辆与箱体18之间的位置不可能每次都很固定，因此吊装臂1的运动轨迹需要进行适应性的调整，才能实现吊装臂1与箱体18的有效对接。本技术方案中，控制模块会对车辆位置状态反馈模块采集到的车辆与箱体18之间的实时距离数据进行分析处理，为吊装臂1匹配合适的运动轨迹，并结合执行机构状态反馈模块采集的执行机构动作状态数据得出第一驱动装置3的运动方向和速度，从而使得平衡臂2在整个运动过程中保持水平。

综上，本技术方案中，不仅能够通过人机交互终端34实时显示车辆与箱体18之间的距离数据以及车辆与箱体18之间相对位置关系的图像数据，为驾驶员驾驶车辆提供引导，同时还能够通过控制模块对车辆与箱体18之间的实时距离数据进行分析并匹配相应的吊装臂1的运动轨迹，之后再结合执行机构状态反馈模块采集的执行机构动作状态数据得出第一驱动装置3的运动方向和速度，从而使得平衡臂2在整个运动过程中保持水平。最终通过调节吊装臂1的运动轨迹弥补了车辆与箱体18之间的距离误差，从而达到对接要求，实现了吊装臂与箱体18的有效对接。

此外，人机交互终端34具有操作显示界面，人机交互终端34的终端控制模块根据操作显示界面端的用户操作生成指令信息，并将其发送至人机交互终端34的终端通信模块经终端通信模块将指令信息传输给控制模块，从而实现对执行机构的控制，人机交互终端34能够实现一键控制操作设备，操作方便快捷。

车辆与箱体18之间的实时距离数据可通过控制模块与人机交互终端34之间的局域网通信将测得实时距离数据传输到驾驶员的视频监控界面，也即是人机交互终端34的操作显示界面。

需要说明的是，本技术方案中，箱体18上设有识别部，识别部可以是设置在箱体上的两条箱体引导线29，该两条箱体引导线29沿着X方向并排设置在箱体18靠近车辆的一侧壁上，车辆停靠过程中，摄像头17一直拍摄停靠图像，并将图像实时传输至人机交互终端34在人机交互终端34的操作显示界面显示，人机交互终端34采用两个用十字光标进行车辆与箱体在X方向的定位，两个十字光标沿着操作显示界面显示的图像的水平方向并排显示，直至两条箱体引导线29显示在人机交互终端34上的位置对准两个十字光标，则该车辆X方向的停靠位置符合要求，也即是车辆与箱体18之间在X方向的对齐效果在设定范围之内。

需要说明的是，摄像头17为具有放大功能的摄像头17，本实施例中，摄像头17采用电子放大镜，电子放大镜有着高放大倍率、高解析度等优点，应用于本实用新型中，可以极大地提高所拍摄到的箱体引导线29的清晰度，从而为精确校准提供可靠的保障。

两个第一测距模块16能够检测出车辆与箱体18在Y方向的间距，车辆与箱体18之间在Y方向的间距符合要求时，则表示车辆与箱体18之间在Y方向的位置符合要求。

需要说明的是，由于底架11上可以设置两个以上吊装臂1，相邻的吊装臂1之间形成用于装载箱体的装载空间32，因此为了实现对多个箱体18装载，在吊装箱体18之前，车辆移动则需要保证装载空间32与待吊装箱体18在X方向的对齐效果和Y方向上的距离均符合要求。也即是，当底架11上具有多个装载空间32时，底架11上需要设置多组分别与多个装载空间32匹配的第一测距模块16和摄像头17，其中两个第一测距模块16和位于两个第一测距模块16中间的摄像头17为一组。

需要说明的是，为了方便实现对箱体的锁定，底架11上还设有锁箱装置，锁箱装置包括对称设置在摄像头17两侧的左锁箱勾30和右锁箱勾31，锁箱装置的高度高于摄像头17的上端。

此外，由于执行机构状态反馈模块能够实时反馈执行状态，控制模块根据吊装臂运动轨迹信息和油缸位移传感器检测结果得出第一伸缩油缸的驱动方向和速度，实现对平衡臂2的控制，从而使得平衡臂2在整个吊装臂1过程中能够保持水平状态，实现了平衡臂2的自动控制。

综上，本技术方案能够为车辆移动到符合要求的位置做出引导，进而为吊装臂1与箱体18的有效对接提供保障，且能够自动调节平衡臂2在整个吊装过程中处于水平状态，自动化程度高，提高工作了效率。

实施例10：

本实施例是在上述实施例9的基础上进行优化。

还包括对接状态反馈模块，对接状态反馈模块包括设置在第一连接装置4和第二连接装置5上的接触传感器，对接状态反馈模块用于检测吊装臂1与箱体18之间对接状态并将采集到的对接状态数据传输给控制模块；

车辆位置状态反馈模块还包括车辆水平状态检测模块，车辆水平状态检测模块包括设置在底架11四个边角处的第二测距模块33，车辆水平状态检测模块用于检测车辆的水平状态，并将采集到的水平状态距离数据传输给控制模块。

在实际运作环境中，存在地面不平整、车辆自身的不水平，导致设备与待抓取的箱体18之间存在水平上的差异，差异会导致驾驶员无法准确的判断出车身与箱体18之间的相对位置导致抓取失败。因此，本技术方案中车辆位置状态反馈模块还包括设置在底架11四个边角处的第二测距模块33，第二测距模块33将检测数据反馈给控制模块得出离地距离并经分析处理，从而可以得出车身相对于水平面的倾角和俯仰角度，如图9所示，之后以标准十字光标为参考，两条十字光标根据车辆实际的倾斜角度进行位置的改变，在屏幕上做出补偿光标，驾驶员驾驶车辆移动时，屏幕上的补偿光标和箱体18上的对应的箱体引导线29重合时则表示X方向的停靠位置符合要求。

此外，在实际应用场景中，会有路面不平的情况，会存在设备动作误差导致对接时不能够准确的到达预定位置的问题，对接状态反馈模块能够实时反馈车箱对接状态，控制模块根据反馈数据得出对应伸缩油缸的驱动方向和速度，可以控制大支臂7和平衡臂2的状态，直至对接状态反馈模块反馈对接到位信号为止。

具体的，为了提升设备控制操作的便捷性，控制模块包括控制器和服务器，控制器与服务器之间通信连接，人机交互终端34与控制器与之间通信连接，第一测距模块16、第二测距模块33、油缸位移传感器和接触传感器均与控制器连接，控制器与第一伸缩油缸、第二伸缩油缸、第三伸缩油缸和伸缩对接油缸19连接。

车辆在缓慢移动使平衡吊装设备与箱体18进行位置对应时，通过第一测距模块16读取车身与箱体18之间的实时距离，设备局域网通信将测得的数据传输到驾驶员的视频监控界面，也即是人机交互终端34的操作显示界面。此时将车身与箱体18之间的实时距离数据上报到服务器匹配合理的吊装臂1运动轨迹，匹配结束后下发吊装臂1运动轨迹信息到可编程控制器，根据该吊装臂1运动轨迹信息并结合执行机构状态反馈模块采集的执行机构动作状态数据得出第一驱动装置3的运动方向和速度，从而使得平衡臂2在整个运动过程中保持水平。

人机交互终端34通过操作显示界面接收操作指令，并把指令发送到控制器，经控制器分析处理后把控制信号发送给执行机构，从而控制执行机构执行相应的动作，人机交互终端34可以平板电脑，一键控制操作设备，操作方便快捷。

需要说明的是，在吊装臂1靠近箱体18进行对接的时，四路接触传感器没有同时发出接触信号，此时伸缩对接油缸19会存在对接失败的现象。通过接触传感器可以反馈给控制器数据，控制器调整大支臂7和平衡臂2状态，确保四路传感器都能同时发出接触信号。

需要说明的是，为了方便实现对接触传感器的安装，同时为了实现辅助定位效果，第一连接装置4和第二连接装置5均包括第一定位件，箱体18上对应位置设有与第一定位件对接的第二定位件，接触传感器设置在第一定位件上，平衡臂1与箱体18对接时，第二定位件触发第一定位件上的接触传感器。

具体的，第一定位件为定位环26，第二定位件包括定位销27和固定在箱体上的定位座28，定位销27固定在定位座28上，所述接触传感器设置在定位环26上朝向定位座28的位置，平衡臂1与箱体18对接成功状态下，定位销27位于定位环26内，定位座28则触发定位环26上的接触传感器。

需要说明的是，由于本技术方案中，当车辆上安装有三个或三个以上吊装臂2时，为了实现中间吊装臂2能够配合两侧吊装臂2共同使用，因此，平衡臂2的两侧分别设有两个定位环26，四个定位环26两两对称设置。

需要说明的是，接触传感器也可以采用其他方式设置在平衡臂2上，并不局限于上述设计，也即是在对接状态下，箱体18上的定位座28会同时触发四个位置的接触传感器，从而给出接触信号。

综上，本技术方案中通过对接状态反馈模块的设置能够针对对接状态进行检测，从而保证在各种应用环境下，都能实现吊装臂1与箱体18的有效对接。

需要说明的是，本技术方案中，第一测距模块16和第二测距模块33可以选择激光测距模块，本实施例均采用激光测距模块，检测精度高。

采用本技术方案中的车载智能交换箱系统，自动化、智能化程度高，车辆停车到位后能够实现对箱体18的自动装卸，且由于平衡臂2及相应控制系统的设计，在吊装过程中，能够保证箱体18的平稳性。此外，具有防止平衡臂2在吊装过程中产生内倾设计，使得吊装臂1与箱体18配合度更高，整个吊装臂1与箱体18之间形成稳定的框架结构，解决了吊装过程中，由于箱体18的内倾会影响吊装臂1的结构强度的问题。

此外，操作设备的驾驶员对软件学习能力会存在一些差距，在降低设备学习成本的同时也要达到精准的控制，驾驶员交互系统采用高集成度，实现"傻瓜式操作"的效果。人机交互终端34可通过人机交互终端34的可视化操作显示界面控制操作吊装臂1的运动，一键控制操作设备，同时操作显示界面进行设备实时数据显示，通过操作显示界面进行设备参数调试。

本技术方案中，控制器包括无线通信模块和处理模块，控制器通过无线通信模块与无线AP通信连接，人机交互终端34的终端通信模块与无线AP通信连接，控制器与人机交互终端34连接在一个局域网内，控制器与人机交互终端34之间进行数据通信。驾驶员操作人机交互终端34的操作显示界面，人机交互终端34可以是设置在驾驶舱的平板电脑或者是其他车载联网终端，人机交互终端34包括人机交互软件，在车辆到达站点后，根据人机交互终端34的人机交互软件的提示，每一步达到标准后进行下一步操作，操作过程中人机交互软件通过控制模块反馈的信息进行判断操作是否符合标准。

本技术方案还可加入技术人员调试功能，通过加密通信通道，技术员在获取权限后接入车载无线AP，操作显示界面显示车辆的所有数据，实现参数调节，校准所有车载传感器。

需要说明的是，上述实施例中，第一测距模块16、摄像头17以及第二测距模块33还可以安装在车辆上其他相应的位置，不仅限于设置在底架11上。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载平衡吊装设备，其特征在于：包括至少两个相对设置的吊装臂，所述吊装臂包括平衡臂和带动平衡臂位移的驱动臂，所述平衡臂与驱动臂转动连接且该转动连接的位置为转动连接部，所述平衡臂与驱动臂之间设有驱动平衡臂在整个吊装过程中一直保持水平状态的第一驱动装置，所述平衡臂上设有与箱体对接的第一连接装置和第二连接装置，所述转动连接部位于第一连接装置和第二连接装置之间。

2.根据权利要求1所述的一种车载平衡吊装设备，其特征在于：所述驱动臂包括架体和用于调节架体伸缩长度和控制架体摆动角度的驱动装置，所述架体包括至少两个支臂，相邻的支臂之间依次转动连接，所述架体包括活动支臂和主支臂，所述驱动装置包括用于驱动活动支臂摆动的第二驱动装置和用于驱动主支臂摆动的第三驱动装置。

3.根据权利要求2所述的一种车载平衡吊装设备，其特征在于：所述第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置上设有位移传感器。

4.根据权利要求3所述的一种车载平衡吊装设备，其特征在于：所述第一连接装置和第二连接装置上均设有接触传感器。

5.根据权利要求4所述的一种车载平衡吊装设备，其特征在于：还包括安装在车辆上的底架，所述驱动臂均安装在底架上。

6.根据权利要求5所述的一种车载平衡吊装设备，其特征在于：所述底架靠近箱体的一侧设有第一测距模块和摄像头，所述底架的四个边角位置均设有第二测距模块。

7.根据权利要求6所述的一种车载平衡吊装设备，其特征在于：所述第一连接装置和第二连接装置均包括伸缩对接装置和设置在伸缩对接装置端部的第一挂接部，所述第一挂接部与箱体上相应位置设置的第二挂接部连接。

8.根据权利要求7所述的一种车载平衡吊装设备，其特征在于：所述平衡臂与箱体之间设有防止平衡臂在吊装过程中产生内倾的抵接装置，所述抵接装置包括设置在平衡臂上的抵接台和设置在箱体上与抵接台抵接的抵接部。

9.一种车载智能交换箱系统，其特征在于：包括控制吊装系统和如权利要求7或8所述的车载平衡吊装设备，所述控制吊装系统包括执行机构、控制模块、车辆位置状态反馈模块、执行机构状态反馈模块和人机交互终端；

所述执行机构包括第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和伸缩对接装置，该执行机构用于控制吊装臂执行相应动作；

所述控制模块控制执行机构执行相应的动作；

所述车辆位置状态反馈模块包括距离反馈模块和图像反馈模块，所述距离反馈模块包括设置在底架靠近箱体一侧的第一测距模块，所述距离反馈模块用于检测车辆与箱体之间的距离，并将采集到的距离数据传输给控制模块；所述图像反馈模块包括设置在底架靠近箱体一侧的摄像头，所述图像反馈模块用于拍摄车辆与箱体之间的相对位置关系图像，并将采集到的图像信息传输给人机交互终端；

所述执行机构状态反馈模块包括位移传感器，所述执行机构状态反馈模块用于检测执行机构动作状态并将采集到的执行机构动作状态数据传输给控制模块；

所述人机交互终端分别与摄像头和控制模块之间信号连接。

10.根据权利要求9所述的一种车载智能交换箱系统，其特征在于：还包括对接状态反馈模块，所述对接状态反馈模块包括设置在第一连接装置和第二连接装置上的接触传感器，所述对接状态反馈模块用于检测吊装臂与箱体之间对接状态并将采集到的对接状态数据传输给控制模块；

所述车辆位置状态反馈模块还包括车辆水平状态检测模块，所述车辆水平状态检测模块包括设置在底架四个边角处的第二测距模块，所述车辆水平状态检测模块用于检测车辆的水平状态，并将采集到的水平状态距离数据传输给控制模块。

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