一种集装箱称重方法及系统与流程

1.本发明涉及集装箱技术领域，特别是涉及一种集装箱称重方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.集装箱作为进口棉花的专供周转使用的大型装货容器，在海关棉花入库查验过程中，一直是人工掏箱，人工称重；其装卸效率直接影响港口的运行效率及吞吐量；影响到客户的报关出关的工作效率；同时无人参与的称重过程又可以有效的消除查验人员的廉政风险。集装箱的称重是运输体系中的重点，对于集装箱的称重，现有方法中采用，一是在地面安装地秤，使用吊车将集装箱起吊后放置于地秤上称重，称重完成后再将集装箱从地秤上起吊卸下；二是直接掏箱称重，需要叉车掏箱后，一个一个的棉包累计称重，称重完成后再次装箱入库。而发明人认为现有方法中存在诸多缺陷：
4.(1)多次起吊效率过低，而且增加工作量；
5.(2)若存在集装箱超重的情况，集装箱超重预警只能在将集装箱卸下称重完成后才可获知，即无法有效快速的获知集装箱重量是否满足要求，同时也增加了集装箱称重的次数；
6.(3)现有方法还存在集装箱重量造假、数据不真实的问题，因为首先需要将集装箱先卸下称重，称重完成后在起吊至运输车上，则在卸下后会出现将集装箱内物品移出，对实际物品重量造假的现象；
7.(4)工作效率低下，整个称重过程需要4小时才能完成一箱的重量合计。


技术实现要素：

8.为了解决上述问题，本发明提出了一种集装箱称重方法及系统，根据车辆总重、车辆净重和集装箱自重得到集装箱内物品重量，无需将集装箱先卸下再称重，保证称重数据的真实性；在起吊集装箱时自动获取集装箱的吊装孔位置，实现全自动无人值守称重。
9.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
10.第一方面，本发明提供一种集装箱称重方法，包括：
11.对装有集装箱的车辆总重称重后，根据吊装装置与集装箱箱顶的距离，驱动吊装装置的z轴移动机构移动至设定高度，并通过控制吊装装置的xy轴移动机构以获取集装箱吊装孔位置；
12.通过驱动xy轴移动机构和z轴移动机构以带动吊具下降至吊装孔位置并锁紧集装箱后，驱动吊具起升以完成对集装箱的垂直起吊；
13.对集装箱起吊后的车辆净重称重后，根据车辆总重、车辆净重和集装箱自重得到集装箱内物品重量。
14.第二方面，本发明提供一种集装箱称重系统，包括：称重装置、吊装装置和控制装
置；
15.所述称重装置测量装有集装箱的车辆总重以及集装箱起吊后的车辆净重；
16.所述吊装装置用于对集装箱的垂直起吊，包括xy轴移动机构、z轴移动机构和吊具；
17.所述控制装置检测吊装装置与集装箱箱顶的距离，驱动z轴移动机构移动至设定高度，并通过控制xy轴移动机构以获取集装箱吊装孔位置；
18.所述控制装置通过驱动xy轴移动机构和z轴移动机构以带动吊具下降至吊装孔位置并锁紧集装箱后，驱动吊具起升以完成对集装箱的垂直起吊；
19.所述控制装置根据车辆总重、车辆净重和集装箱自重得到集装箱内物品重量。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
21.本发明实现全自动无人值守称重，自动获取集装箱的吊装孔位置，通过plc控制装置与吊装装置的通讯，实现集装箱装卸的自动化，加快操作速度和安全程度；且在称重任一环节出现异常时，均可启动声光报警机制，保证称重过程的安全性，以及称重数据的准确性；工作效率高，整个称重过程只需要15分钟就能完成一次箱内货物的静重重量。
22.本发明在起吊集装箱时，采用起升分段控制，即通过对集装箱两侧高度偏差的检测，保证集装箱垂直起吊的平稳、平衡；若出现两侧高度不一致，则判断高度差是否在合理范围内，在合理范围内则通过前后升降控制调整，若不在合理范围内，则启动报警。
23.本发明在对车辆总重称重时，通过设定重量极限值，若车辆总重超过重量极限值，则视为集装箱超重，避免现有方法中只能在集装箱完成称重后才可获知集装箱是否超重的弊端。
24.本发明根据车辆总重、车辆净重和集装箱自重得到集装箱内物品重量，无需将集装箱先卸下再称重，保证称重数据的真实性。
25.本发明吊装装置采用油缸的液压机构提升，使起吊提升过程稳定可靠，即使吊装过程中存在一个油缸泄露，吊装装置也会是缓慢下降，不会急剧下降从而造成事故，实现集装箱的安全起升吊装，避免集装箱的倾斜，避免传统钢丝绳断落急速下降的问题，解决传统方法中采用钢丝绳软连接，造成的容易倾斜、不利于角度调整的问题。
26.本发明吊装装置的z轴上下行程是采用自身重量在滑套内自由落体滑动，实现集装箱前后高度不同时的吊装和使用，不需要传统的液压机构和电动机构即可实现吊装功能，操作简单，成本小。
27.本发明吊装装置的xy轴精确定位根据确定集装箱拍照位置后，伺服电机通过滚轴丝杠驱动，两侧在滑轨上支撑自由滑动，实现精确定位；且驱动电机全部采用带有抱闸系统的伺服电机，即使在设备突然失电状态下，也能保持系统的稳定性。
28.本发明吊装装置的xy轴移动机构和z轴移动机构运行导轨均采用齿轮齿条结构，保证运行过程的稳定和精确。
附图说明
29.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
30.图1为本发明实施例1提供的集装箱称重方法流程图；
31.图2为本发明实施例1提供的吊装装置的xy轴移动机构的x轴驱动部分示意图；
32.图3为本发明实施例1提供的吊装装置的xy轴移动机构的y轴驱动部分示意图；
33.图4为本发明实施例1提供的吊装装置的z轴移动机构示意图。
具体实施方式：
34.下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
35.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
36.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
37.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.实施例1
39.如图1所示，本实施例提供一种集装箱称重方法，包括：
40.s1：对装有集装箱的车辆总重称重后，根据吊装装置与集装箱箱顶的距离，驱动吊装装置的z轴移动机构移动至设定高度，并通过控制吊装装置的xy轴移动机构以获取集装箱吊装孔位置；
41.s2：通过驱动xy轴移动机构和z轴移动机构以带动吊具下降至吊装孔位置并锁紧集装箱后，驱动吊具起升以完成对集装箱的垂直起吊；
42.s3：对集装箱起吊后的车辆净重称重后，根据车辆总重、车辆净重和集装箱自重得到集装箱内物品重量。
43.在本实施例中，将装有集装箱的车辆行驶至称重装置处对车辆总重进行称重；
44.优选地，所述称重装置包括车辆进入门禁、车辆放行门禁、读卡系统、交通指示灯和称重地磅；
45.检验称重车辆通过视频自动扫描验证后，将装有集装箱的车辆通过车辆门禁到达称重装置处，吊装装置起升至最高点，车辆进入称重地磅上进行称重，驾驶员解锁集装箱固定锁，离开称重装置后，启动称重按钮，由控制装置获取车辆总重数据；
46.优选地，本实施例设定车辆总重极限值，若车辆总重超过极限值，停止该次作业并启动报警，以保护系统不受损坏。
47.在本实施例中，所述吊装装置包括xy轴移动机构、z轴移动机构和吊具，获取车辆总重后，通过控制吊装装置起吊集装箱，以获取车辆净重；具体起吊过程包括：
48.(1)在z轴移动机构上设有测距传感器，通过测距传感器测量吊装装置与集装箱箱顶的距离，将该距离值发送至控制装置，控制装置通过驱动z轴移动机构将吊装装置下降至指定高度；
49.(2)通过摄像装置拍摄集装箱，识别集装箱吊装孔位置，若未识别到吊装孔位置，
则控制xy轴移动机构按照一定方向移动测距距离，该距离略小于视觉的视野长度，即移动距离不可超过视野范围，直至集装箱识别到吊装孔位置；
50.(3)由控制装置接收吊装孔位置，通过两组吊装孔的间距判断吊装孔是否属于同一个集装箱；
51.(3
‑
1)若不属于同一个集装箱，则继续控制xy轴移动机构移动，以再次获取吊装孔位置；
52.(3
‑
2)若属于同一个集装箱，根据吊装孔位置控制xy轴移动机构和z轴移动机构的移动，以驱动吊具下降至吊装孔位置处；
53.(4)控制吊具旋转90度，以锁紧集装箱；
54.(5)通过xy轴移动机构和z轴移动机构驱动吊具上升，集装箱被起吊，同时检测车辆净重；
55.(6)获取车辆净重数据后，再次驱动吊具下降，将集装箱放置回车辆中，吊具回转、上升，完成称重，车辆通过车辆出行门禁行驶出称重装置。
56.优选地，所述步骤(1)中，初始化状态时，吊装装置处于远点，当发出自动称量指令后，启动对集装箱的检测，首先在高度方向上检测集装箱，将吊装装置移动到指定高度。
57.优选地，所述步骤(2)中，启动摄像装置，将拍摄得到的集装箱吊装孔与系统信息进行对比，判断吊装孔是否正确，生成吊装孔坐标传回控制装置，控制装置驱动吊装装置的吊具向吊装孔移动，在吊装孔位置处下降吊具；
58.优选地，摄像装置可安装在吊装装置上；本实施例使用三维驱动技术，保证起吊的准确性及合理性。
59.优选地，所述步骤(5)中，在起吊集装箱时，本实施例判断集装箱长度方向的平衡度，以保证集装箱平稳上升，当出现不平衡时，高点停止上升、低点继续上升，直到与高点相同高度；
60.优选地，当集装箱高度不一致时，判断高度差是否在合理范围内，如超出合理范围，则报警；若在允许范围内，调整到适当高度后进行吊装作业；本实施例采用起升分段，即高度检测偏差控制技术，以保证起吊的平衡。
61.优选地，所述步骤(6)中，车辆净重称重完成后，下降集装箱，检测集装箱到达起始位后，吊具开放锁紧装置，判断吊具已解除锁紧装置后，吊装装置上升到达最高点，发出测量完成信号；
62.优选地，吊具下降、吊具锁紧、吊具上升、吊具回转时，若出现异常，则启动报警。
63.优选地，所述控制装置包括plc控制器、人机操作界面、检测装置；检测装置包括各电机负荷检测、油缸平衡度检测、油压检测等；本实施例通过plc控制技术，使承重、吊装、信息处理及数据输出为统一控制方式。
64.优选地，本实施例吊具装置的z轴上下行程是采用自身重量在滑套内自由落体滑动，实现集装箱前后高度不同时的吊装和使用，不需要传统的液压机构和电动机构即可实现吊装功能，操作简单，成本小。
65.优选地，如图2所示，本实施例吊装装置的xy轴精确定位根据确定集装箱拍照位置后，伺服电机通过滚轴丝杠驱动两侧在滑轨上自由滑动，实现精确定位；
66.且伺服电机全部采用带有抱闸系统的伺服电机，即使在设备突然失电状态下，也
能保持系统的稳定性。
67.优选地，如图3
‑
4所示，本实施例吊装装置的xy轴移动机构和z轴移动机构运行导轨均采用齿轮齿条结构，保证运行过程的稳定和精确。
68.优选地，本实施例吊装装置采用油缸的液压机构提升，使起吊提升过程稳定可靠，即使吊装过程中存在一个油缸泄露，吊装装置也会是缓慢下降，不会急剧下降从而造成事故，实现集装箱的安全起升吊装，避免集装箱的倾斜，避免传统钢丝绳断落急速下降的问题，解决传统方法中采用钢丝绳软连接，造成的容易倾斜、不利于角度调整的问题。
69.实施例2
70.本实施例提供一种集装箱称重系统，实现实施例1中所述的集装箱称重方法，具体包括：称重装置、吊装装置和控制装置；
71.所述称重装置测量装有集装箱的车辆总重以及集装箱起吊后的车辆净重；
72.所述吊装装置用于对集装箱的垂直起吊，包括xy轴移动机构、z轴移动机构和吊具；
73.所述控制装置检测吊装装置与集装箱箱顶的距离，驱动z轴移动机构移动至设定高度，并通过控制xy轴移动机构以获取集装箱吊装孔位置；
74.所述控制装置通过驱动xy轴移动机构和z轴移动机构以带动吊具下降至吊装孔位置并锁紧集装箱后，驱动吊具起升以完成对集装箱的垂直起吊；
75.所述控制装置根据车辆总重、车辆净重和集装箱自重得到集装箱内物品重量。
76.本实施例充分运用机、电、光、控一体技术，通过plc控制技术，使承重、吊装、信息处理及数据输出为统一控制方式，多种新型机械结构形式，保证各功能的实现，实现全自动无人值守称重。
77.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
78.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。