一种自适应高度的侧方自动装车方法及系统与流程-j9九游会真人

1.本发明涉及自动装车系统技术领域，尤其是涉及的是一种自适应高度的侧方自动装车方法及系统。


背景技术：

2.结合目前国内外市场需求的发展情况，装车作业过程的无人化、自动化、智能化成为必然趋势，但在国内市场的装车作业中主要还是以人力配合叉车作业模式为主，这其中较为先进的方式为，采用搭建作业平台、配置自动化升降机构以及配置专属属具的rgv或agv车作业，虽然可以降低劳动强度但作业效率低、检测与造价成本高。
3.因此行业内侧位自动装卸还处于初始发展阶段状态，面对转运车辆为社会车辆，不同车型、不同车厢高度、不同车厢宽度以及不同停靠偏移的情况，现有技术常采用摄像机拍照识别的方式对车型进行检测识别，然而在实际应用中，半露天环境或拍照的分辨率的影响，造成的故障率高、计算数据量大，且通过摄像计算识别的造价与维护成本较高。


技术实现要素：

4.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。
5.本发明的目的在于克服上述不足，提供一种自适应高度的侧方自动装车方法及系统，通过采用多组传感器检测，计算目标车厢厢面位置，控制设备升降及并进行反馈调节，以达到装车设备高度自适应的目的，解决装车过程中不同车型货车所导致的，不同车厢高度、不同车厢宽度、不同货车停靠偏移变化等复杂情况下造成的自动装车设备运行稳定性问题，避免了现有装货系统仅适应一种或几种车型的缺陷，同时降低成本，降低对车辆限制高要求，提高自动装车的适应性。
6.本发明提供一种自适应高度的侧方自动装车方法，包括
7.s1、控制系统初始化，控制自动装车设备上的各机构进行原点复位，检测装置重置数据；
8.s2、自动装车设备驶至车厢侧方，经检测后将货物抬升至合适位置；
9.s3、检测货车偏斜角度，预留无法装货的区域，避免叉车重复行驶装货；
10.s4、自动装车设备将货物推至厢面上并检测其是否正常卸货，正常卸货后与该车厢分离；
11.s5、重复s2-s4步骤，重复装卸货物过程直至满载。
12.其中，定义方向坐标，自动装车设备面向车厢方向为x，沿车辆平行方向为y，沿车厢高度方向为z；
13.该自动装车设备上设置有升降机构，该升降机构左右两侧均设置有距离检测装置，在该s2步骤中，通过该距离检测装置的差值变化，判断该货物是否抬升至合适位置。
14.在一些实施例中，该s2的具体操作步骤为：
15.s21、控制系统控制该升降机构持续上升，该距离检测装置发射光束，不断检测与车厢侧边距离。
16.s22、距离检测装置出现第一次巨大差值变化，即车厢侧边与厢面之间存在差值，发射光束突然变长，检测到可能存在放置货物空间，此时保存设备内数据；
17.s23、控制系统控制该升降机构持续下移，向下精确寻找s22步骤中出现第一次巨大差值变化的位置，该距离检测装置发射光束，直至出现第二次巨大差值变化时，可确定该厢面位置，此时再次保存设备内数据；
18.s24、预留安全放货的高度差δz1，确定该升降机构的放货高度z3，预备放货。
19.在一些实施例中，在该s22步骤中，保存该距离检测装置内检测值，分别记为x
1-1
与x
1-2
，保存该升降机构高度，记为z1，在该s23步骤中，保存该距离检测装置内检测值，分别记为x
2-1
与x
2-2
，保存该升降机构高度，记为z2。
20.在一些实施例中，在该s3步骤中，涉及检测货车的偏斜角度，具体偏斜角度计算方式如下：
21.δx1＝|x
1-1-x
1-2
|
22.δx2＝|x
2-1-x
2-2
|
23.tan(θ)＝δx2/y124.计算第一次检测差值δx1及检测第二次差值δx2，取绝对值，并引入两该距离检测装置之间的距离差值y1，可以计算货车偏斜角度。
25.在一些实施例中，该升降机构上还设置有推出机构与称重机构，该s4的具体操作步骤为：
26.s41、确定该升降机构放货高度z3后，该升降机构上的该推出机构将货物推出，货物底部设置有该称重机构，用于感应货物重量，原始重量记为g1；
27.s42、计算升降机构下降值δz2，δz2＝z
2-z1；
28.s43、对比升降机构下降值δz2与称重机构数值g1，判断其是否正常卸货。
29.在一些实施例中，该升降机构还包括有用于载物的货叉，在该s43步骤中对比该升降机构下降值δz2与该称重机构数值g1时：
30.当货物未放置在厢面，称重数值g1＝货物重量 货叉重量；
31.当货物放置在厢面，称重数值g1＝货叉重量；
32.当下降过冲，称重数值g1小于货叉重量，在已下降δz2时未满足称重数值g1＝货叉重量，位置锁定并报异常。
33.在一些实施例中，在该s24步骤中，安全高度差值δz1是为保证货物推出时，放货高度z3要高于厢面高度加货叉因货物重量下弯的值，具体计算公式如下：
34.z3＝z2 δz135.其中，z3为升降机构的放货高度，δz1为安全高度差，z2为出现第二次巨大差值变化时升降机构的高度。
36.本发明还提供一种自适应高度的侧方自动装车系统，包括对货车进行侧方装车的自动装车设备以及用于接收该自动装车设备中各部件的数据并对其进行处理的控制系统，该自动装车设备包括：
37.运输机构本体，其用于带动货物驶至车厢侧方；
38.升降机构，其设置于该运输机构本体上并用于沿z轴纵向抬升货物；
39.距离检测装置，其设置于该升降机构左右两侧；
40.推出机构，其设置于该升降机构底部，用于沿x轴推出货物；
41.称重机构，其设置于该升降机构与该推出机构之间，对升降机构上的货物进行称重。
42.在一些实施例中，该升降机构内设置有z轴升降检测装置，用于记录该升降机构的纵向移动距离，该z轴升降检测装置内数据传输至该控制系统，该推出机构内设置有推出距离检测装置，用于记录该推出机构推出货物距离，该推出距离检测装置内数据传输至该控制系统。
43.在一些实施例中，该升降机构上还设置有货叉，该货叉用于铲起位于平面上的货物，该称重机构对该货叉与位于该货叉上的货物进行共同称重。
44.通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：
45.本发明通过采用多组传感器检测，计算目标车厢厢面位置，控制设备升降及并进行反馈调节，以达到装车设备高度自适应的目的，相对于通过摄像头捕捉车厢形态容易受光照环境或分辨率的缺陷，通过传感器感应车厢形态的方式更为稳定且成本更低，解决了装车过程中不同车型货车所导致的，不同车厢高度与不同车厢宽度情况下自动装车设备运行的稳定性问题，也避免了现有装货系统仅适应一种或几种车型的缺陷，降低对车辆形态的要求，提高自动装车的适应性。
46.本发明还对货车偏斜角度进行检测，由于每辆货车停车时的角度不定，自动装车设备无法完全贴合其侧边，因此产生夹角，在不断放货过程中，位于最侧边的货物可能部分超出车厢，货物容易倾倒的同时，影响最后车厢两侧的护栏关闭，因此设置偏斜角度计算，预留出车厢内无法放置货物的区域以及关闭两侧护栏所需的空间，避免自动装车设备行驶至车厢侧边后发现该货物无法装下的情况。
47.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
48.无疑的，本发明的此类目的与其他目的在下文以多种附图与绘图来描述的较佳实施例细节说明后将变为更加显见。
49.为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一个或数个较佳实施例，并配合所示附图，作详细说明如下。
附图说明
50.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
51.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，并且附图是示意性的，并不一定按照实际的比例绘制。
52.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个或数个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据此类附图获得其他的附图。
53.图1为本发明一些实施例中的侧方装车整体流程示意图；
54.图2为本发明一些实施例中的货车与坐标轴方向示意图；
55.图3为本发明一些实施例中的升降机构动作示意图；
56.图4为本发明一些实施例中的自动装车设备与控制系统配合整体流程示意图；
57.图5为本发明一些实施例中的自动装车设备结构示意图。
58.主要附图标记说明：1、运输机构本体；2、升降机构；3、距离检测装置；4、推出机构；5、称重机构；6、货叉。
具体实施方式
59.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。
60.另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
61.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过渡结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
63.参照图1-5，图1为本发明一些实施例中的侧方装车整体流程示意图；图2为本发明一些实施例中的货车与坐标轴方向示意图；图3为本发明一些实施例中的升降机构动作示意图；图4为本发明一些实施例中的自动装车设备与控制系统配合整体流程示意图；图5为本发明一些实施例中的自动装车设备结构示意图。
64.根据本发明的一些实施例，本发明提供了一种自适应高度的侧方自动装车方法，包括
65.s1、控制系统初始化，控制自动装车设备上的各机构进行原点复位，检测装置重置数据；
66.s2、自动装车设备驶至车厢侧方，经检测后将货物抬升至合适位置；
67.其中，参照图2，定义方向坐标，自动装车设备面向车厢方向为x，沿车辆平行方向为y，沿车厢高度方向为z；
68.参照图5，该自动装车设备上设置有升降机构2，该升降机构2左右两侧均设置有距离检测装置3，在该s2步骤中，通过该距离检测装置3的差值变化，判断该货物是否抬升至合适位置。
69.该s2的具体操作步骤为：
70.s21、控制系统控制该升降机构2持续上升，该距离检测装置3发射光束，不断检测与车厢侧边距离。
71.s22、距离检测装置3出现第一次巨大差值变化，即车厢侧边与厢面之间存在差值，发射光束突然变长，检测到可能存在放置货物空间，此时保存该距离检测装置3内检测值，分别记为x
1-1
与x
1-2
，保存该升降机构2高度，记为z1；
72.其中，出现第一次巨大差值变化的具体过程为，距离检测装置3内的检测元件通过光束反射测定与车厢侧边距离，车厢厢面由于车型不同而导致高度不同，但相同的是，空车时厢面以上为空，因此随着z轴高度逐步升高的过程中，检测数值从实体转换至空车部分，检测光电数值由实体值到贯穿值，此时检测距离值产生巨大差值变化。
73.s23、控制系统控制该升降机构2持续下移，向下精确寻找s22步骤中出现第一次巨大差值变化的位置，该距离检测装置3发射光束，直至出现第二次巨大差值变化时，可确定该厢面位置，此时再次保存该距离检测装置3内检测值，分别记为x
2-1
与x
2-2
，保存该升降机构2高度，记为z2；
74.s22步骤中，在升降机构2的移动速度与检测设备反应时间的影响下，检测到差值变化时，该升降机构2可能已超过卸货时的所需高度，因此控制升降机构2缓慢向下精确寻找厢面位置，当检测到厢面时，检测数值从空车部分转换至实体，检测光电数值由贯穿值到实体值，此时检测距离值产生二次巨大差值变化。
75.s24、预留安全放货的高度差δz1，确定该升降机构2的放货高度z3，预备放货；
76.在该s24步骤中，安全高度差值δz1是为保证货物推出时，放货高度z3要高于厢面高度加货叉6因货物重量下弯的值，具体计算公式如下：
77.z3＝z2 δz178.其中，z3为升降机构2的放货高度，δz1为安全高度差，z2为出现第二次巨大差值变化时升降机构2的高度。
79.s3、检测货车偏斜角度，预留无法装货的区域，避免叉车重复行驶装货；
80.在该s3步骤中，涉及检测货车的偏斜角度，具体偏斜角度计算方式如下：
81.δx1＝|x
1-1-x
1-2
|
82.δx2＝|x
2-1-x
2-2
|
83.tan(θ)＝δx2/y184.计算第一次检测差值δx1及检测第二次差值δx2，取绝对值，并引入两该距离检测装置3之间的距离差值y1，可以计算货车偏斜角度；
85.由于每辆货车停车时的角度不定，自动装车设备无法完全贴合其侧边，因此产生夹角，在不断放货过程中，位于最侧边的货物可能部分超出车厢，货物容易倾倒的同时，影
响最后车厢两侧的护栏关闭，因此设置偏斜角度计算，预留出车厢内无法放置货物的区域以及关闭两侧护栏所需的空间，避免自动装车设备行驶至车厢侧边后发现该货物无法装下的情况，优选的，该货物放置边沿距离该车厢边沿距离大于1cm，保证车厢两边护栏可顺利关上。
86.s4、自动装车设备将货物推至厢面上并检测其是否正常卸货，正常卸货后与该车厢分离；
87.该升降机构2上还设置有推出机构4与称重机构5，该s4的具体操作步骤为：
88.s41、确定该升降机构2放货高度z3后，该升降机构2上的该推出机构4将货物推出，货物底部设置有该称重机构5，用于感应货物重量，原始重量记为g1；
89.s42、计算升降机构2下降值δz2，δz2＝z
2-z1；
90.s43、对比升降机构2下降值δz2与称重机构5数值g1，判断其是否正常卸货。
91.该升降机构2还包括有用于载物的货叉6，在该s43步骤中对比该升降机构2下降值δz2与该称重机构5数值g1时：
92.当货物未放置在厢面，称重数值g1＝货物重量 货叉6重量；
93.当货物放置在厢面，称重数值g1＝货叉6重量；
94.当下降过冲，称重数值g1小于货叉6重量，在已下降δz2时未满足称重数值g1＝货叉6重量，位置锁定并报异常，避免下放货物过冲或货物虚放。
95.s5、重复s2-s4步骤，重复装卸货物过程直至满载。
96.应当理解的是，在实际装卸货的过程中，车厢内常为多层货物堆放，此时距离检测装置3检测出的，产生巨大差值变化的平面，实际为最顶层的货物表面，同样适用于本发明自适应高度的侧方自动装车方法，因此本技术中描述的厢面仅为方便理解，并不代表整个装车过程中均以厢面为参考装载货物。
97.本发明还提供一种自适应高度的侧方自动装车系统，包括对货车进行侧方装车的自动装车设备以及用于接收该自动装车设备中各部件的数据并对其进行处理的控制系统，参照图5，该自动装车设备包括：
98.运输机构本体1，其用于带动货物驶至车厢侧方；
99.升降机构2，其设置于该运输机构本体1上并用于沿z轴纵向抬升货物；
100.距离检测装置3，其设置于该升降机构2左右两侧；
101.推出机构4，其设置于该升降机构2底部，用于沿x轴推出货物；
102.称重机构5，其设置于该升降机构2与该推出机构4之间，对升降机构2上的货物进行称重。
103.该升降机构2内设置有z轴升降检测装置，用于记录该升降机构2的纵向移动距离，该z轴升降检测装置内数据传输至该控制系统，该推出机构4内设置有推出距离检测装置3，用于记录该推出机构4推出货物距离，该推出距离检测装置3内数据传输至该控制系统。
104.该升降机构2上还设置有货叉6，该货叉6用于铲起位于平面上的货物，该称重机构5对该货叉6与位于该货叉6上的货物进行共同称重。
105.该控制系统可一体设置于该自动装车设备上或独立于该自动装车设备，独立于该自动装车设备的控制系统可为移动端或pc端，通过蓝牙等传输方式将数据传输至移动端或pc端，可远程对其进行操控，适应实际装卸货过程中长距离移动的需要。
106.应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于此处所公开的特定处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的此类特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
107.说明书中提到的“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
108.此外，所描述的特征或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。在上面的描述中，提供一些具体的细节，例如厚度、数量等，以提供对本发明的实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将明白，本发明无需上述一个或多个具体的细节便可实现或者也可采用其他方法、组件、材料等实现。