一种自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置、方法及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置、方法及存储介质，装置中：X向水平纵向移动机构安装在Y向水平横向移动机构上；Y向水平横向移动机构和电动伸缩托辊机构安装在电动行走平台车上；回转机构安装在Y向水平横向移动机构上；Z向垂直升降机构安装在回转机构，Z向垂直辅助升降机构安装在Z向垂直升降机构上；垂直抓取吸盘机构安装在Z向垂直辅助升降机构上，水平抓取组合吸盘机构安装在垂直抓取吸盘机构上；视觉检测系统安装在垂直抓取吸盘机构中，对集装箱内纸箱货物扫描识别，判断货物位置发出运动控制指令。本发明专利技术解决了集装箱冷链纸箱货物自动化卸货问题。本发明专利技术装置尺寸结构紧凑，满足小型月台和集装箱内空间尺寸。空间尺寸。空间尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置、方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及卸货及搬运设备
，具体而言，尤其涉及一种自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置、方法及存储介质。

技术介绍

[0002]在全球物流运输行业，冷链集装箱作为各类需低温储藏食品转移运输的主要载体，承载了大量的铁路和远洋物流任务，而在物流运输过程中，卸货及转运的效率是限制物流速度的重要原因。目前货物的装卸多采用人工搬运方式，劳动强度大且效率低，不仅如此，近年来受新冠病毒的影响，进口冷链货物存在导致新冠疫情扩散的风险，而冷链卸货人员作为接触冷链货物的第一线人员，具有非常大的染疫风险。因此，为提升集装箱冷链货物卸货效率及自动化水平，保障冷链从业人员生命健康安全，降低由冷链货物导致的疫情扩散风险，亟待开发集装箱冷链货物的自动化卸货设备。
[0003]在集装箱冷链货物卸货过程中，由于受集装箱空间尺寸(例如标准40尺集装箱：高2.72m，宽2.13m，长11.8m)和冷链物流企业卸货月台尺寸(多数企业的月台宽度：4
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6m)的限制，大型卸货设备行动不便。卸货过程中需要设备两侧留出人员进出通道，方便故障时技术人员进入调试，这对卸货设备的尺寸进行了进一步的限制。此外，针对冷链货物存在的品种不一、规格多样、摆放不整齐等问题，给卸货设备的智能化和自动化提出了更高的要求。
[0004]在现有文献资料及专利检索中，尚未发现可以满足集装箱和窄尺寸月台限制的卸货设备，更是缺乏对规格尺寸不一的冷链货物的高效自动化卸货设备的研究。青岛创科未来机器人科技有限公司提出的冷链集装箱纸箱货物装卸设备及方法(CN 113697491 A)，采用子母车设计，母车和子车分别在集装箱外面和内部工作。母车升降机构通过液压驱动，需要额外增加一套液压系统。子车采用的大臂伸缩机构悬臂太长，导致结构稳定性和刚性差。山东德晟机器人股份有限公司提出的一种集装箱智能装卸装置(CN 114180363A)，采用连杆机构进行抬升，且抓取机构采用横向托辊+纵向托辊+过渡托辊的方式进行货物过渡运输，空间结构冗余，紧凑程度不高。同时上述专利中装置的行走机构的车轮半径小，轮宽窄，难以满足冷链集装箱底部沟槽或冷冻环境导致的凹凸不平等路况。
[0005]针对存在的问题和已有专利的不足，如何在物流运输过程中减少集装箱冷链货物的卸货时间和人力成本，减轻工人的劳动强度，同时降低货物表面可能存在的新冠病毒对人员生命健康和疫情扩散的风险。开发高效、低成本和空间尺寸紧凑的满足集装箱冷链纸箱货物卸货需求的自动化设备，对提高集装箱物流高质量发展具有重要意义。

技术实现思路

[0006]根据上述提出的集装箱冷链纸箱货物自动化卸货技术问题，而提供一种自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置、方法及存储介质。本专利技术提供的自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置尺寸结构紧凑，满足小型月台和集装箱内空间尺寸。
[0007]本专利技术采用的技术手段如下：
[0008]一种自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置，包括：运动系统、抓取系统和视觉识别系统和电动伸缩托辊机构；所述视觉检测系统对货物进行扫描识别，判断货物的位置并给出运动控制指令，驱动所述运动系统使所述抓取系统到达指定位置，所述抓取系统将货物抓取并放在所述电动伸缩托辊机构上，所述电动伸缩托辊机构的尾部与可接续电动伸缩托辊组的头端连接。
[0009]进一步地，所述运动系统包括在水平方向上沿X向纵向移动的电动行走平台车、X向水平纵向移动机构、Y向水平横向移动机构、回转机构、Z向垂直升降机构、Z向垂直辅助升降机构、电动伸缩托辊机构；所述抓取系统包括垂直抓取吸盘机构和水平抓取组合吸盘机构；其中：
[0010]所述X向水平纵向移动机构的安装端安装在所述电动行走平台车上，其输出端在水平方向上X方向运动；
[0011]所述Y向水平横向移动机构的安装端安装在所述X向水平纵向移动机构的输出端上，所述Y向水平横向移动机构的输出端在水平方向上沿Y方向运动；
[0012]所述回转机构的安装端安装在所述Y向水平横向移动机构的输出端上，且其输出端围绕其Z向中心轴线转动；
[0013]所述Z向垂直升降机构的安装端安装在所述回转机构的输出端上，其输出端沿Z向方向竖直运动；
[0014]所述Z向垂直辅助升降机构的安装端安装在所述Z向垂直升降机构的输出端上，其输出端沿Z向方向竖直运动；
[0015]所述垂直抓取吸盘机构安装在所述Z向垂直辅助升降机构的输出端上，实现对中下部货物的抓取；所述水平抓取组合吸盘机构位于所述垂直抓取吸盘机构的上方，并安装在所述Z向辅助升降机构的输出端上，实现对上部货物的抓取；
[0016]所述电动伸缩托辊机构的固定端安装在所述电动行走平台车的尾端，与所述可接续电动伸缩托辊组的头端相对，且其伸缩端在水平方向上沿X向伸缩。
[0017]进一步地，所述电动行走平台车包括作业平台、电驱动车轮组，内嵌抽屉式电控柜系统、测距传感器组、操控台；内嵌抽屉式电控柜系统包括整个装置的控制系统；其中：
[0018]作业平台实现X向水平纵向移动机构，电动伸缩托辊机构和操控台的安装；电驱动车轮组实现电动行走平台车的自行式运动；内嵌抽屉式电控柜系统包括控制系统，实现整个装置的控制系统安装和处理；测距传感器组共设置8个传感器，分布在电动行走平台车四周，每个侧面上分布2个；操控台实现控制系统的可视化和外部操作，电动行走平台车在视觉系统和两侧的测距传感器引导下，根据卸货位置需要，数控驱动，实现卸货过程的自主行进。
[0019]进一步地，所述Z向垂直辅助升降机构包括第一级辅助升降机构和第二级辅助升降机构，所述第一级辅助升降机构、第二级辅助升降机构和Z向垂直升降机构构成紧凑型三轴平行叠加联动垂直位移装置；其中：
[0020]所述第一辅助升降机构的安装端安装在所述Z向垂直升降机构的输出端，其输出端沿Z向方向竖直运动；
[0021]所述第二辅助升降机构的安装端安装在所述第一辅助升降机构的输出端，其输出
端沿Z向方向竖直运动；
[0022]所述水平抓取组合吸盘机构和所述垂直抓取吸盘机构均安装在所述第二辅助机构的输出端上。
[0023]进一步地，所述电动伸缩托辊机构的前支腿采用弧形过渡和单点支撑的方式，以满足伸缩过程中对Y轴底板的躲避需要；伸缩托辊有两种工作状态，伸出时用于抓取货物后的转运，收缩时用于增加视觉识别时的视场距离，两种工作状态的切换由程序控制交替进行。
[0024]进一步地，所述水平抓取组合吸盘机构包括与所述第二辅助机构的输出端固定连接的支架座，且所述支架座上固定有水平设置的底部托盘，所述底部托盘上方设置有立式吸盘组和驱动所述立式吸盘组沿所述立式吸盘组朝向方向伸缩运动的水平推拉气缸组；所述立式吸盘组的上方设置有可控翻转水平吸盘组，且所述可控翻转水平吸盘组与所述立式吸盘组之间通过旋转气缸机构连接，所述旋转气缸机构用于驱动所述可控翻转水平吸盘组翻转；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置，其特征在于，包括：运动系统、抓取系统和视觉识别系统和电动伸缩托辊机构(7)；所述视觉检测系统对货物进行扫描识别，判断货物的位置并给出运动控制指令，驱动所述运动系统使所述抓取系统到达指定位置，所述抓取系统将货物抓取并放在所述电动伸缩托辊机构上，所述电动伸缩托辊机构(7)的尾部与可接续电动伸缩托辊组(11)的头端连接。2.根据权利要求1所述的自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置，其特征在于，所述运动系统包括在水平方向上沿X向纵向移动的电动行走平台车(1)、X向水平纵向移动机构(2)、Y向水平横向移动机构(3)、回转机构(4)、Z向垂直升降机构(5)、Z向垂直辅助升降机构(6)、电动伸缩托辊机构(7)；所述抓取系统包括垂直抓取吸盘机构(8)和水平抓取组合吸盘机构(9)；其中：所述X向水平纵向移动机构(2)的安装端安装在所述电动行走平台车(1)上，其输出端在水平方向上X方向运动；所述Y向水平横向移动机构(3)的安装端安装在所述X向水平纵向移动机构(2)的输出端上，所述Y向水平横向移动机构(3)的输出端在水平方向上沿Y方向运动；所述回转机构(4)的安装端安装在所述Y向水平横向移动机构(3)的输出端上，且其输出端围绕其Z向中心轴线转动；所述Z向垂直升降机构(5)的安装端安装在所述回转机构(4)的输出端上，其输出端沿Z向方向竖直运动；所述Z向垂直辅助升降机构(6)的安装端安装在所述Z向垂直升降机构(5)的输出端上，其输出端沿Z向方向竖直运动；所述垂直抓取吸盘机构(8)安装在所述Z向垂直辅助升降机构(6)的输出端上，实现对中下部货物的抓取；所述水平抓取组合吸盘机构(9)位于所述垂直抓取吸盘机构(8)的上方，并安装在所述Z向辅助升降机构(6)的输出端上，实现对上部货物的抓取；所述电动伸缩托辊机构(7)的固定端安装在所述电动行走平台车(1)的尾端，与所述可接续电动伸缩托辊组(11)的头端相对，且其伸缩端在水平方向上沿X向伸缩。3.根据权利要求1所述的自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置，其特征在于，所述电动行走平台车(1)包括作业平台(101)、电驱动车轮组(102)，内嵌抽屉式电控柜系统(103)、测距传感器组(104)、操控台(105)；内嵌抽屉式电控柜系统(103)包括整个装置的控制系统；其中：作业平台(101)实现X向水平纵向移动机构(2)、电动伸缩托辊机构(7)和操控台(105)的安装；电驱动车轮组(102)实现电动行走平台车(1)的自行式运动；内嵌抽屉式电控柜系统(103)包括控制系统，实现整个装置的控制系统安装和处理；测距传感器组(104)共设置8个传感器，分布在电动行走平台车(1)四周，每个侧面上分布2个；操控台(105)实现控制系统的可视化和外部操作，电动行走平台车(1)在视觉系统和两侧的测距传感器引导下，根据卸货位置需要，数控驱动，实现卸货过程的自主行进。4.根据权利要求1所述的自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置，其特征在于，所述Z向垂直辅助升降机构(6)包括第一级辅助升降机构(601)和第二级辅助升降机构(602)，所述第一级辅助升降机构(601)、第二级辅助升降机构(602)和Z向垂直升降机构(5)构成紧凑型三轴平行叠加联动垂直位移装置；其中：
所述第一辅助升降机构(601)的安装端安装在所述Z向垂直升降机构(6)的输出端，其输出端沿Z向方向竖直运动；所述第二辅助升降机构(602)的安装端安装在所述第一辅助升降机构(601)的输出端，其输出端沿Z向方向竖直运动；所述水平抓取组合吸盘机构(9)和所述垂直抓取吸盘机构(8)均安装在所述第二辅助机构(602)的输出端上。5.根据权利要求1所述的自主行进式集装箱盒装货物自动抓取卸货装置，其特征在于，所述电动伸缩托辊机构(7)的前支腿采用弧形过渡和单点支撑的方式，以满足伸缩过程中对Y轴底板的躲避需要；伸缩托辊有两种工作状态，伸出时用于抓取货物后的转运，收缩时用于增加视觉识别时的视场距离，两种工作状态的切换由程序控制交替进行。6.根据权利要求1所述的自主行进式集装箱盒装货物自动抓取...

【专利技术属性】
技术研发人员：高航，丁览，王宣平，徐志祥，苏铁明，高东，孙文博，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：