码头集装箱锁钮自动拆装系统及方法与流程

本发明属于码头集装箱专用设备技术领域，尤其是一种码头集装箱锁钮自动拆装系统及方法。

背景技术：

随着国际贸易的发展，集装箱运输已遍及世界上所有的海运国家，世界海运货物的集装箱化已成为最重要的装载和运输方式。集装箱在货轮上通过锁钮来连接固定。装船时，将锁钮安装在集卡上带起吊的集装箱底部角件内，桥吊将集装箱吊装上船。卸船时，从货轮吊运集装箱至集卡上，拆除集装箱锁钮，运送集装箱至堆场。

目前大部分港口采用人工拆、装锁的形式，每一个集装箱需要2-4个工人固定的进行拆装锁作业。安全性低，人工成本高，阻碍了全自动化港口建设的推进。对自动化拆装设备的需求日益强烈。

专利201620190588.6提出了一种基于中转平台的自动拆装锁系统，该系统需要先将箱体从货轮或集卡起吊至中转平台，拆装锁之后再进行下一步操作，效率较低，且并未提到锁钮物流的管理。

专利201821424067.8将拆装系统布置于桥吊上，占用桥吊的起吊空间，单个集装箱起吊效率较低，且未提及锁钮物流的管理。

专利201821599448.x提出了一种对集装箱定位后拆装锁的自动化系统，但锁钮以锁箱运输和存储，换库装锁时长期需要人工辅助上锁，锁钮储存容量不足，不能实现完全自动化。且机器人固定安装使用，对不同尺寸集装箱作业时，需要频繁更换拆装夹具头，影响拆装效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种码头集装箱锁钮自动拆装系统及方法，可节约劳动力，提高拆装效率，有利于于无人化港口的实现。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种码头集装箱锁钮自动拆装系统，其特征在于：

包括平台10，所述平台10的中间为行车通道，用于卡车60通过；所述行车通道两侧各设有两套角锁拆装单元20和一套中锁拆装单元30，所述角锁拆装单元20和中锁拆装单元30分别用于拆装集装箱70角部和中部的锁钮80；

还包括定位感知系统，所述定位感知系统包括：设置在行车通道入口端的第一监控相机11，设置在行车通道出口端的第二监控相机12和显示屏13，和设置在行车通道两侧的激光传感器14；其中激光传感器14用于扫描定位集装箱70，在显示屏13显示并提示卡车60司机在拆装位置停车；其中第一监控相机11和第二监控相机12通过拍摄集装箱70照片识别集装箱号确定锁扭80类型。

进一步地，所述角锁拆装单元20包括机械手23，所述机械手23上设有用于夹取锁钮80的夹手24，所述机械手23安装在一地轨22上，用于平行于行车通道前后移动。

进一步地，还包括锁库40，所述锁库40包括两排并列的锁库支架42，所述锁库支架42内安装有多层锁屉43，所述锁屉43上安放有锁盒44，锁钮80放置在锁盒44内；两排锁库支架42之间设有锁盒叉车41，所述地轨22与锁盒叉车41之间设有锁盒输送线21，所述锁盒叉车41用于将锁盒44从锁库支架42上运送至锁盒输送线21。

进一步地，所述中锁拆装单元30包括机械手23，所述机械手23上设有用于夹取锁钮80的夹手24，所述夹手24上安装3d相机，用于对集装箱70的角件71和锁钮80定位。

进一步地，所述中锁拆装单元30的前后两侧设有中锁锁箱31，用于存放锁钮80。

进一步地，所述中锁拆装单元30的背侧设有中央锁架32，用于存放锁钮80。

一种码头集装箱锁钮自动拆装系统的方法，其特征在于：在卡车60驶入平台10中间的行车通道后，通过定位感知系统确定集装箱位置，中央控制系统通过显示屏13输出向司机发出停车指令，进而由四套角锁拆装单元20及两套中锁拆装单元30完成锁钮80的自动化拆装。

进一步地，在出现两个20尺的集装箱70同时起吊时，利用两套中锁拆装单元30拆装两个所述集装箱70相邻端的角部锁钮80，利用四套角锁拆装单元20拆装两个所述集装箱70背向端的角部锁钮80。

进一步地，所述中央控制系统设置独立的工控机，安装在中央控制柜50内，配置定位感知系统并为各拆装单元分配拆装任务，同时用于和港口信息系统通信，获取集装箱70拆装信息，并反馈拆装锁结果；每个拆装单元都配备独立的工控机及控制柜，工控机接收中央控制系统的拆装任务，处理锁钮80的3d视觉定位；控制柜安装plc控制拆装单元所有动作；各节点均以tcp/ip通信。

进一步地，装锁时，中央控制系统控制锁盒叉车41和锁盒输送线21将带锁锁盒44出库，并运送至装锁位；定位感知系统检测集装箱70位置，并通过显示屏13提示司机调整位置，并停车；各拆装单元机械手23运动到拍照位，通过3d相机定位锁孔后，夹手24从锁盒44抓取锁扭80，并安装至集装箱70的角件71中；完成后，机械手23复位，锁盒44运回锁库支架42，卡车60驶离；

拆锁时，中央控制系统控制锁盒叉车41和锁盒输送线21将空锁盒44出库，并运送至装锁位；定位感知系统检测集装箱70位置，并通过显示屏13提示司机调整位置，并停车；各拆装单元机械手23运动到拍照位，通过3d相机定位锁钮80后，夹手24从角件71中拆下锁扭80，并放至空锁盒44中；完成后，机械手23复位，卡车60驶离；下一卡车60完成装锁后，锁盒44又为空，再运送至锁库支架42内。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明提出了一种码头集装箱锁钮自动拆装系统，可实现锁扭自动输送及锁钮复位，拥有大储存量的锁库系统，在集装箱停留在集卡上时完成锁钮的自动拆装，可节约劳动力，提高拆装效率，有利于于无人化港口的实现。

(2)本发明各拆装单元设有独立的锁钮储存输送系统，锁钮存储于锁库上，锁库容量大。可根据需求拆装不同形式锁钮，完成拆装任务，避免频繁换库及装锁时的人为上库。设备锁钮通过锁盒形式输送，锁盒寸入锁屉，不同单元及设备间锁屉可相互替换，柔性化程度高。

(3)拆装单元严格区分中锁拆卸及角锁拆卸专用模块，避免了频繁换头造成的低效率。配有地轨，可根据不同尺寸集装箱调整拆装位置，适应性强，相比于更换夹头以适应不同尺寸的拆装设备，工作效率高。

(4)设备以中央系统处理通信，运行感知算法，各拆装单元独立控制，模块化程度较高，实施周期短，拆装单元间可互相替换。

附图说明

图1为码头集装箱锁钮自动拆装系统的平面结构示意图。

图2为码头集装箱锁钮自动拆装系统的立体结构示意图。

图3为码头集装箱锁钮自动拆装系统的局部结构示意图。

图4为码头集装箱锁钮自动拆装系统的锁库结构示意图。

图5为码头集装箱锁钮自动拆装系统的机械手结构示意图。

图6为码头集装箱锁钮自动拆装系统的控制系统示意图。

图中：10-平台，11-第一监控相机，12-第二监控相机，13-显示屏，14-激光传感器，20-角锁拆装单元，21-锁盒输送线，22-地轨，23-机械手，24-夹手，30-中锁拆装单元，31-中锁锁箱，32-中央锁架，40-锁库，41-锁盒叉车，42-锁库支架，43-锁屉，44-锁盒，50-中央控制柜，60-卡车，70-集装箱，71-角件，80-锁钮。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2、3、4、5所示，一种码头集装箱锁钮自动拆装系统，整体布置在布置在卡车60行驶路线上，

包括平台10，所述平台10的中间为行车通道，用于卡车60通过；所述行车通道两侧各设有两套角锁拆装单元20和一套中锁拆装单元30，所述角锁拆装单元20和中锁拆装单元30分别用于拆装集装箱70角部和中部的锁钮80。

其中，所述角锁拆装单元20包括机械手23，所述机械手23上设有用于夹取锁钮80的夹手24，所述机械手23安装在一地轨22上，用于平行于行车通道前后移动。

其中，所述中锁拆装单元30包括机械手23，所述机械手23上设有用于夹取锁钮80的夹手24，所述夹手24上安装3d相机，用于对集装箱70的角件71和锁钮80定位。所述中锁拆装单元30的前后两侧设有中锁锁箱31，用于存放锁钮80。所述中锁拆装单元30的背侧设有中央锁架32，用于存放锁钮80。

为适应多种锁钮80自适应拆装，夹手24可快速更换拆装头，更换机构采用现有成熟技术，自动连接电、气。还可以备有夹手24存储库，可存储多种夹手24。机械手23安装于地轨22上，可跟随地轨22运动，以适应不同尺寸规格的集装箱锁钮80拆装。

所述平台10上还设有锁库40，每个角锁拆装单元20配备一套锁库40，所述锁库40包括两排并列的锁库支架42，所述锁库支架42内安装有多层锁屉43，所述锁屉43上安放有锁盒44，锁钮80放置在锁盒44内；两排锁库支架42之间设有锁盒叉车41，所述地轨22与锁盒叉车41之间设有锁盒输送线21，所述锁盒叉车41用于将锁盒44从锁库支架42上运送至锁盒输送线21。锁钮80通过锁盒44存储在锁库支架42中，一个锁盒44可容纳2个锁钮80。多个锁盒44组成一个锁屉43，锁屉43可从锁库支架42取出，在不同的拆装单元及不同的拆装设备之间替换，实现锁钮80的倒库。

码头集装箱锁钮自动拆装系统还包括定位感知系统，所述定位感知系统包括：设置在行车通道入口端的第一监控相机11，设置在行车通道出口端的第二监控相机12和显示屏13，和设置在行车通道两侧的激光传感器14；其中激光传感器14用于扫描定位集装箱70，在显示屏13显示并提示卡车60司机在拆装位置停车；其中第一监控相机11和第二监控相机12通过拍摄集装箱70照片识别集装箱号确定锁扭80类型。

码头集装箱锁钮自动拆装系统的方法，包括：

在卡车60驶入平台10中间的行车通道后，通过定位感知系统确定集装箱位置，中央控制系统通过显示屏13输出向司机发出停车指令，进而由四套角锁拆装单元20及两套中锁拆装单元30完成锁钮80的自动化拆装。所述中央控制系统设置独立的工控机，安装在中央控制柜50内，配置定位感知系统并为各拆装单元分配拆装任务，同时用于和港口信息系统通信，获取集装箱70拆装信息，并反馈拆装锁结果；每个拆装单元都配备独立的工控机及控制柜，工控机接收中央控制系统的拆装任务，处理锁钮80的3d视觉定位；控制柜安装plc控制拆装单元所有动作；各节点均以tcp/ip通信。

装锁时，中央控制系统控制锁盒叉车41和锁盒输送线21将带锁锁盒44出库，并运送至装锁位；定位感知系统检测集装箱70位置，并通过显示屏13提示司机调整位置，并停车；各拆装单元机械手23运动到拍照位，通过3d相机定位锁孔后，夹手24从锁盒44抓取锁扭80，并安装至集装箱70的角件71中；完成后，机械手23复位，锁盒44运回锁库支架42，卡车60驶离；

拆锁时，中央控制系统控制锁盒叉车41和锁盒输送线21将空锁盒44出库，并运送至装锁位；定位感知系统检测集装箱70位置，并通过显示屏13提示司机调整位置，并停车；各拆装单元机械手23运动到拍照位，通过3d相机定位锁钮80后，夹手24从角件71中拆下锁扭80，并放至空锁盒44中；完成后，机械手23复位，卡车60驶离；下一卡车60完成装锁后，锁盒44又为空，再运送至锁库支架42内。

当在出现两个20尺的集装箱70同时起吊时，利用两套中锁拆装单元30拆装两个所述集装箱70相邻端的角部锁钮80，利用四套角锁拆装单元20拆装两个所述集装箱70背向端的角部锁钮80。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。