TWI572547B - 自動裝卸鋼捲的天車裝置及裝卸方法 - Google Patents

Description

自動裝卸鋼捲的天車裝置及裝卸方法

本發明係關於一種天車裝置及其裝卸方法，特別是關於一種自動裝卸鋼捲的天車裝置及其裝卸方法。

一般天車結構通常裝設在廠房內上方，並距地面有一預定之高度，利用吊車懸吊工作物的方式，並透過吊車滑移作動進行重物之搬運移動，使工作物件由一處移至另一處，進而提供較大物料進行施工，由於可節省人力，適合在較大面積廠房或物件較龐大的場所作業。

習用懸吊式天車構造主要包含有二呈平行並相距有預定間距之端樑、二利用鞍座跨接於該二端樑下方之橫樑及一利用車輪行走於該二橫樑上之台車，藉由控制該鞍座帶動該橫樑於該端樑上之縱向移動及控制該台車於該橫樑上之橫向移動，來達到全平面式之移動搬運作業。

然而，人工操作懸吊式天車的方式，由於每個操作人員的操作技術不一致，容易造成作業疏失；再者，該天車的驅動裝置(馬達)也較容易因操作人員逆運轉的操作下而降低運轉壽命；另外，操作人員在廠房操作天車也容易被移動的物件(鋼捲)割傷。

本發明之主要目的在於提供一種自動裝卸鋼捲的天車裝 置，利用偵測單元掃描鋼捲的位置，再透過控制單元驅動天車移動，可避免人為操作所產生的失誤。

本發明之另一目的在於提供一種自動裝卸鋼捲的裝卸方法，利用偵測單元掃描鋼捲的位置，再透過控制單元驅動天車移動，可提高作業效率。。

為達上述之目的，本發明提供一種自動裝卸鋼捲的天車裝置，包含一橫向滑軌、一天車、一偵測單元及一控制單元；該天車包括一車體及一吊爪，該車體設置在該橫向滑軌上，該吊爪連接該車體且用以夾取一待測區內之一鋼捲；該偵測單元設置在該待測區上方，用以偵測該鋼捲並產生一位置辨識信號；該控制單元用以接收該位置辨識信號，並基於該位置辨識信號控制該車體於該橫向滑軌上移動至該鋼捲上方，以藉由該吊爪夾取該鋼捲。

在本發明之一較佳實施例中，該偵測單元包含一個三維雷射測距儀、一個三維座標辨識模組及一無線發射模組；該三維雷射測距儀用以掃描該鋼捲，並產生一掃描信號；該三維座標辨識模組電性連接該三維雷射測距儀，且用以對該掃描信號進行三維座標辨識，以轉換成該位置辨識信號；該無線發射模組用以傳送該位置辨識信號。

在本發明之一較佳實施例中，該控制單元包含一無線接收模組、一處理模組及一驅動模組；該無線接收模組用以接收該位置辨識信號；該處理模組電性連接該無線接收模組且用以處理該位置辨識信號；該驅動模組電性連接該處理模組，且用以驅動該車體之移動及該吊爪之升降。

在本發明之一較佳實施例中，該天車裝置還包含一縱向滑 軌，該橫向滑軌跨設在該縱向滑軌上，該控制單元控制該橫向滑軌於該縱向滑軌上移動。

在本發明之一較佳實施例中，該天車還包含一距離感測器，用以感測該吊爪下方的一高度。

為達上述之目的，本發明提供一種自動裝卸鋼捲的裝卸方法，該方法包含：一偵測步驟，利用一偵測單元偵測一待測區內的一鋼捲，並產生一位置辨識信號；一信號傳送步驟，將該位置辨識信號傳送至一控制單元；一第一移動步驟，該控制單元基於該位置辨識信號控制一車體於一橫向滑軌上移動至該鋼捲上方；一夾取步驟，該控制單元基於該位置辨識信號控制該吊爪夾取該鋼捲；一第二移動步驟，該控制單元控制該車體於該橫向滑軌上移動至一擺放區上方；及一放置步驟，該控制單元控制該吊爪卸下該鋼捲，使該鋼捲放置於該擺放區中。

在本發明之一較佳實施例中，在該偵測步驟中，利用該偵測單元的一個三維雷射測距儀掃描該鋼捲(或是運載該鋼捲之一載具)，進而辨識該鋼捲的一幾何中心(或是該載具的一幾何中心)。

在本發明之一較佳實施例中，在該第一及第二移動步驟之前，該控制單元係將該吊爪調整至一工作高度。

在本發明之一較佳實施例中，在該夾取步驟之前，該控制單元控制該天車的吊爪調整至一夾取高度。

在本發明之一較佳實施例中，在該放置步驟之前，該控制單元控制該天車的吊爪調整至一擺放高度。

如上所述，本發明係藉由該三維雷射測距儀掃描該鋼捲位 置，利用三維雷射掃描辨識技術取得該鋼捲或載具的三維坐標，再透過該控制單元驅動該天車移動，進而自動將鋼捲由該待測區移動至該擺放區，使該鋼捲在無需人工操作的情況下完成裝載與卸載的作業，進而避免人為操作所產生的疏失，並提高作業效率。

101‧‧‧鋼捲

102‧‧‧待測區

2‧‧‧橫向滑軌

3‧‧‧縱向滑軌

4‧‧‧天車

41‧‧‧車體

42‧‧‧吊爪

43‧‧‧距離感測器

5‧‧‧偵測單元

51‧‧‧三維雷射測距儀

52‧‧‧三維座標辨識模組

53‧‧‧無線發射模組

6‧‧‧控制單元

61‧‧‧無線接收模組

62‧‧‧處理模組

63‧‧‧驅動模組

201‧‧‧偵測步驟

202‧‧‧信號傳送步驟

203‧‧‧第一移動步驟

204‧‧‧夾取步驟

205‧‧‧第二移動步驟

206‧‧‧放置步驟

第1圖是根據本發明一較佳實施例之自動裝卸鋼捲的天車裝置的示意圖；第2圖是根據本發明一較佳實施例之自動裝卸鋼捲的天車裝置的吊爪在工作高度的示意圖；第3圖是根據本發明一較佳實施例之自動裝卸鋼捲的天車裝置的吊爪在夾取高度的示意圖；第4圖是根據本發明一較佳實施例之自動裝卸鋼捲的天車裝置的吊爪在擺放高度的示意圖；及第5圖是根據本發明一較佳實施例之自動裝卸鋼捲的裝卸方法的流程圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用 以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1圖所示，本發明一較佳實施例之自動裝卸鋼捲的天車裝置，包含一橫向滑軌2、一縱向滑軌3、一天車4、一偵測單元5及一控制單元6。本發明將於下文詳細說明各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

續參照第1圖所示，該縱向滑軌3係以二支撐架縱向設置在一廠房的天花板處，該橫向滑軌2則利用二支撐架橫向跨設在該縱向滑軌3上，其中該橫向滑軌2透過滾輪在該縱向滑軌3上滑動而進行縱向位移(第1圖箭頭所示)。

續參照第1圖所示，該天車4包括一車體41、一吊爪42及一距離感測器43；該車體41設置在該橫向滑軌2上，並可透過滾輪在該橫向滑軌2上滑動而進行橫向位移(第1圖箭頭所示)；該吊爪42利用一纜繩連接該車體41，透過捲收該纜繩而驅動該吊爪42升降移動，而用以夾取一待測區102內之一鋼捲101；該距離感測器43，例如紅外線感測器，設置在該吊爪42上而用以感測該吊爪42下方的一高度；另外，該天車4還可包括一荷重感測器(圖未示)，用以感測該吊爪42是否夾取該鋼捲101。

續參照第1圖所示，該偵測單元5設置在該待測區102上方，用以偵測該鋼捲101並產生一位置辨識信號，其中該偵測單元5包含一個三維雷射測距儀51、一個三維座標辨識模組52及一無線發射模組53；該三維雷射測距儀51位於該待測區102上方，用以掃描該鋼捲101，並產生一掃描信號；該三維座標辨識模組52電性連接該三維雷射測距儀51，且用以對該掃描信號進行三維座標辨識，以轉換成該位置辨識信號；該無線發射模組 53電性連接該三維座標辨識模組52，用以將該位置辨識信號以無線信號傳送出去。

續參照第1圖所示，該控制單元6用以接收該位置辨識信號，並基於該位置辨識信號控制該橫向滑軌2於該縱向滑軌3上移動，同時控制該車體41於該橫向滑軌2上移動至該鋼捲101上方，而能夠藉由該吊爪42夾取該鋼捲101。其中，該控制單元6包含一無線接收模組61、一處理模組62及一驅動模組63；該無線接收模組61設置在該橫向滑軌2上，且用以接收該位置辨識信號；該處理模組62電性連接該無線接收模組61，且用以處理該位置辨識信號；該驅動模組63電性連接該處理模組62，且用以驅動該車體41之移動及該吊爪42之升降。

依據上述的結構，當承載有鋼捲101的貨車移動至該待測區102時(如第1、2圖所示)，該三維雷射測距儀51會掃描該鋼捲101，進而獲得一掃描信號；接著，利用該三維座標辨識模組52對該掃描信號進行辨識，並產生一位置辨識信號；隨後，再透過該偵測單元5的一個無線發射模組53將該位置辨識信號以無線信號傳送出去；接著，該無線接收模組61接收該位置辨識信號，將該位置辨識信號傳送至該處理模組62進行處理；藉此，該驅動模組63基於該位置辨識信號會驅動一橫向滑軌2於一縱向滑軌3上移動，以及控制一天車4的一車體41於該橫向滑軌2上移動(如第1、2圖箭頭方向)，使該車體41於該橫向滑軌2上移動至該鋼捲101的上方；接著，該驅動模組63基於該位置辨識信號驅動該吊爪42夾取該鋼捲101(如第3圖所示)，再驅動該車體41於該橫向滑軌2上移動至一擺放區上方，最後驅動該吊爪42卸下該鋼捲101，使該鋼捲101放置於該擺放區中(如第4圖所示)。

如上所述，本發明係藉由該三維雷射測距儀51掃描該鋼捲101位置，利用三維雷射掃描辨識技術取得該鋼捲101或載具的三維坐標，再透過該控制單元6驅動該天車4移動，進而自動將該鋼捲101由該待測區移動至該擺放區，使該鋼捲101在無需人工操作的情況下完成裝載與卸載的作業，進而避免人為操作所產生的疏失，並提高作業效率。

請參照第5圖並配合第1圖所示，本發明一較佳實施例之自動裝卸鋼捲的裝卸方法，係藉由上述較佳實施例的自動裝卸鋼捲的天車裝置進行作業，該方法包含一偵測步驟201、一信號傳送步驟202、一第一移動步驟203、一夾取步驟204、一第二移動步驟205及一放置步驟206。

續參照第5圖並配合第1圖所示，該偵測步驟201是利用一偵測單元5的一個三維雷射測距儀51掃描一待測區102內的一鋼捲101，進而獲得一掃描信號，接著利用該偵測單元5的一個三維座標辨識模組52對該掃描信號進行辨識，並產生一位置辨識信號，最後再透過該偵測單元5的一個無線發射模組53將該位置辨識信號以無線信號傳送出去。要說明的是，在該偵測步驟201中，在卸載該鋼捲101時，利用該三維雷射測距儀51掃描該鋼捲101，或者承載該鋼捲101時，利用該三維雷射測距儀51掃描該鋼捲101之一載具(例如貨車)，進而辨識該鋼捲的一幾何中心，或是辨識該載具的一幾何中心。

續參照第5圖並配合第1圖所示，該信號傳送步驟202是將該位置辨識信號由該無線發射模組53將該位置辨識信號以無線信號傳送出去，接著再透過一控制單元6的一無線接收模組61接收該位置辨識信號，最後再將該位置辨識信號傳送至該處理模組62進行處理，以判斷該鋼捲101的 位置而控制該驅動模組63動作。

續參照第5圖並配合第1圖所示，在該第一移動步驟203之前，該控制單元6的驅動模組63會先將該吊爪42調整至一工作高度；接著在在該第一移動步驟203中，該驅動模組63基於該位置辨識信號會驅動一橫向滑軌2於一縱向滑軌3上移動，以及控制一天車4的一車體41於該橫向滑軌2上移動，使該車體41於該橫向滑軌2上移動至該鋼捲101的上方。

續參照第5圖並配合第1圖所示，在該夾取步驟204之前，該驅動模組63會先驅動該吊爪42調整至一夾取高度，接著在該夾取步驟204中，該驅動模組63基於該位置辨識信號而控制該吊爪42夾取該鋼捲101。

續參照第5圖並配合第1圖所示，在該第二移動步驟205之前，該驅動模組63先將該吊爪42調整至該工作高度；接著在第二移動步驟205中，該驅動模組63驅動該車體41於該橫向滑軌2上移動至一擺放區上方(未繪示)。

續參照第5圖並配合第1圖所示，在該放置步驟206之前，該該驅動模組63先驅動該吊爪42調整至一擺放高度；接著在該放置步驟206中，該驅動模組63驅動該吊爪42卸下該鋼捲101，使該鋼捲101放置於該擺放區中。

如上所述，本發明係藉由該三維雷射測距儀51掃描該鋼捲101位置，利用三維雷射掃描辨識技術取得該鋼捲101或載具的三維坐標，再透過該控制單元6驅動該天車4移動，進而自動將該鋼捲101由該待測區移動至該擺放區，使該鋼捲101在無需人工操作的情況下完成裝載與卸載的作業，進而避免人為操作所產生的疏失，並提高作業效率。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101‧‧‧鋼捲

102‧‧‧待測區

2‧‧‧橫向滑軌

3‧‧‧縱向滑軌

4‧‧‧天車

41‧‧‧車體

42‧‧‧吊爪

43‧‧‧距離感測器

5‧‧‧偵測單元

51‧‧‧三維雷射測距儀

52‧‧‧三維座標辨識模組

53‧‧‧無線發射模組

6‧‧‧控制單元

61‧‧‧無線接收模組

62‧‧‧處理模組

63‧‧‧驅動模組

Claims (6)

1. 一種自動裝卸鋼捲的天車裝置，其包含：一橫向滑軌；一天車，包括：一車體，設置在該橫向滑軌上；一吊爪，連接該車體且用以夾取一待測區內之一鋼捲；及一紅外線感測器，設置在該吊爪上且用以感測該吊爪下方的一高度；一偵測單元，設置在該待測區上方，用以偵測該鋼捲並產生一位置辨識信號，該偵測單元包含：一個三維雷射測距儀，位於該待測區上方，用以掃描該鋼捲，並產生具有三維坐標的一掃描信號；一個三維座標辨識模組，電性連接該三維雷射測距儀且用以對該掃描信號進行三維座標辨識，以轉換成具有辨識該鋼捲的一幾何中心的該位置辨識信號；及一無線發射模組，用以傳送該位置辨識信號；及一控制單元，用以接收該位置辨識信號，並基於該位置辨識信號控制該車體於該橫向滑軌上移動至該鋼捲上方，以藉由該吊爪夾取該鋼捲，該控制單元包含：一無線接收模組，用以接收該位置辨識信號；一處理模組，電性連接該無線接收模組且用以處理該位置辨識信號；及一驅動模組，電性連接該處理模組且用以驅動該車體之移動及該吊爪之升降。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動裝卸鋼捲的天車裝置，還包含一縱向滑軌，該橫向滑軌跨設在該縱向滑軌上，該控制單元控制該橫向滑軌於該縱向滑軌上移動。
3. 一種自動裝卸鋼捲的裝卸方法，其包含步驟：一偵測步驟，利用一偵測單元的一個三維雷射測距儀掃描一待測區內的一鋼捲或運載該鋼捲之一載具而產生具有三維坐標的一掃描信號，再利用一個三維座標辨識模組對該掃描信號進行三維座標辨識，以轉換成具有辨識該鋼捲的一幾何中心的一位置辨識信號；一信號傳送步驟，利用一無線發射模組及一無線接收模組將該位置辨識信號傳送至一控制單元的一處理模組；一第一移動步驟，該處理模組基於該位置辨識信號，利用一驅動模組控制一車體於一橫向滑軌上移動至該鋼捲上方；一夾取步驟，該處理模組基於該位置辨識信號，利用該驅動模組控制該吊爪夾取該鋼捲；一第二移動步驟，該驅動模組控制該車體於該橫向滑軌上移動至一擺放區上方；及一放置步驟，該驅動模組控制該吊爪卸下該鋼捲，使該鋼捲放置於該擺放區中。
4. 如申請專利範圍第3項所述之自動裝卸鋼捲的裝卸方法，其中在該第一及第二移動步驟之前，該控制單元係將該吊爪調整至一工作高度。
5. 如申請專利範圍第3項所述之自動裝卸鋼捲的裝卸方法，其中在該夾取步驟之前，該控制單元控制該天車的吊爪調整至一夾取高度。
6. 如申請專利範圍第3項所述之自動裝卸鋼捲的裝卸方法，其中在該放置步驟之前，該控制單元控制該天車的吊爪調整至一擺放高度。