自卸车自动吊箱控制系统的制作方法
【专利摘要】一种自卸车自动吊箱控制系统，用于自卸车，包括位于自卸车上的吊架和由自卸车装卸的集装箱，吊架包括吊架上油缸和吊架下油缸；还包括：采集模块，用于采集自卸车的动态参数；计算模块，在计算模块中包括存储有参数模型的存储单元，参数模型包括自卸车参数模型和集装箱参数模型，计算模块用于根据参数模型及采集到的动态参数计算挂箱铰点的实时位置、起始位置和终点位置，再根据起始位置和终点位置计算出优化的吊箱路径；执行模块，用于控制吊架根据吊箱路径动作，实现自动吊箱。本发明通过实时采集的自卸车动态参数计算出优化的吊箱路径，根据优化的吊箱路径控制吊架自动动作，实现自卸车自动作业，降低操作手劳动强度，提高作业效率，降低能耗。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集装箱运输车领域，更具体而言，涉及一种自卸车自动吊箱控制系统。 自卸车自动吊箱控制系统
【背景技术】
[0002] 自卸车吊箱主要有2种工况：1、从自卸车到地面放箱；2、从地面到自卸车装箱。以 上各种工况中，吊箱的过程全部是通过手动操作遥控器控制吊架油缸实现。而吊架油缸包 括吊架上油缸和吊架下油缸，两个吊架油缸的运动方向与目标作业位置之间一般是非线性 的，其控制难度大，对箱时间长，作业效率低；且吊箱的路径根据操作手的习惯形成，一般不 是最优路径，存在能耗浪费。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种自卸车自动吊箱控制系统，能够实时 采集自卸车动态参数，计算出优化的吊箱路径，并根据优化的吊箱路径控制吊架自动动作， 实现自卸车自动吊箱作业，降低操作手劳动强度，提高作业效率，优化吊箱路径，降低能耗。
[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种自卸车自动吊箱控制系统，用于自卸车，包括位于自 卸车上的吊架和由自卸车装卸的集装箱，所述吊架包括吊架上油缸和吊架下油缸；还包括： 采集模块，用于采集所述自卸车的动态参数；计算模块，在所述计算模块中包括存储有参数 模型的存储单元，所述参数模型包括自卸车参数模型和集装箱参数模型，所述计算模块用 于根据所述动态参数及所述参数模型计算挂箱铰点的实时位置、起始位置和终点位置，再 根据所述起始位置和所述终点位置计算出优化的吊箱路径；执行模块，用于控制所述吊架 根据所述优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱。
[0005] 优选地，所述采集模块还包括压力传感器，用于采集所述吊架上油缸或所述吊架 下油缸的压力P，在所述存储单元还存储有压力阈值匕；所述计算模块还包括：第一判断单 元，用于判断所述压力P是否不小于所述压力阈值P。。
[0006] 优选地，还包括与所述计算模块连接的工况按钮，用于选择自卸车作业工况，所述 自卸车作业工况包括装箱工况和卸箱工况，所述计算模块还包括第二判断单元，用于判断 所述自卸车是进行装箱工况还是卸箱工况作业。
[0007] 优选地，还包括安装在所述自卸车侧面的测距传感器，用于检测所述自卸车侧面 的集装箱或集卡与所述自卸车的距离S ;所述参数模型还包括集卡参数模型。
[0008] 优选地，还包括选择按钮，用于选择所述自卸车是对地作业还是对集卡作业，所述 计算模块还包括第三判断单元，用于根据所述选择按钮的输入判断所述自卸车是对地作业 还是对集卡作业。
[0009] 优选地，所述测距传感器为两个，沿所述自卸车长度方向安装在所述自卸车侧面。
[0010] 优选地，所述挂箱铰点终点位置包括第一终点位置和第二终点位置，所述第二终 点位置为所述第一终点位置沿Y轴方向下降ΔΗ。 toon] 优选地，所述采集模块包括第一行程传感器和第二行程传感器，分别用于采集所 述吊架下油缸的行程Xi和所述吊架上油缸的行程X2 ;所述计算模块用于根据所述行程Xi、 所述行程χ2及所述参数模型计算出所述挂箱铰点的实时位置、起始位置和终点位置，再根 据所述起始位置和所述终点位置计算出优化的吊箱路径；所述执行模块用于控制所述吊架 下油缸和所述吊架上油缸动作，使所述吊架根据所述优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱； 其中，所述第一行程传感器安装在所述吊架下油缸上，所述第二行程传感器安装在所述吊 架上油缸上。
[0012] 优选地，所述采集模块包括第一角度传感器和第二角度传感器，分别用于采集所 述吊架下油缸相对于水平面的夹角α、所述吊架上油缸相对于水平面的夹角β ;所述计算 模块用于根据所述夹角α、所述夹角β及所述参数模型计算出所述挂箱铰点的实时位置、 起始位置和终点位置，再根据所述起始位置和所述终点位置计算出优化的吊箱路径；所述 执行模块用于控制所述吊架上油缸和所述吊架下油缸动作，使所述吊架根据所述优化的吊 箱路径动作，实现自动吊箱；其中，所述第一角度传感器安装在所述吊架下油缸上，所述第 二角度传感器安装在所述吊架上油缸上。
[0013] 优选地，所述吊架还包括吊架第一连杆和吊架第二连杆，所述吊架第二连杆包括 吊架第二连杆第一段和吊架第二连杆第二段，所述采集模块包括第三角度传感器和第四角 度传感器，分别用于采集所述吊架第一连杆相对于水平面的夹角Θ、所述吊架第二连杆第 二段相对于水平面的夹角@ ;所述计算模块用于根据所述夹角Θ、所述夹角ST及所述参 数模型计算出所述挂箱铰点的实时位置、起始位置和终点位置，再根据所述起始位置和所 述终点位置计算出优化的吊箱路径；所述执行模块用于控制所述吊架上油缸和所述吊架下 油缸动作，使所述吊架根据所述优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱；其中，所述第三角度 传感器安装在所述吊架第一连杆上，所述第四角度传感器安装在所述吊架第二连杆第二段 上。
[0014] 优选地，所述计算模块还包括校正单元，所述校正单元用于实时比较所述挂箱铰 点实时位置与所述优化的吊箱路径是否匹配，并在不匹配时发送校正命令给执行单元，使 挂箱铰点按所述优化的吊箱路径动作。
[0015] 本发明所提供的自卸车自动吊箱控制系统，能够实时采集自卸车动态参数，计算 出优化的吊箱路径，并根据优化的吊箱路径控制吊架自动动作，实现自卸车自动吊箱作业， 降低操作手劳动强度，提高作业效率，优化吊箱路径，降低能耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是据本发明的实施例的自卸车自动吊箱控制系统的结构示意图；
[0017] 图2是根据本发明的实施例的第一种自卸车自动吊箱控制系统的工作流程示意 图；
[0018] 图3是根据本发明的实施例的第二种自卸车自动吊箱控制系统的工作流程示意 图；
[0019] 图4是根据本发明的实施例的第三种自卸车自动吊箱控制系统的工作流程示意 图；
[0020] 图5是根据本发明的实施例的第四种自卸车自动吊箱控制系统的工作流程示意 图；
[0021] 图6是根据本发明的实施例的第五种自卸车自动吊箱控制系统的工作流程示意 图；
[0022] 图7是根据本发明的实施例的第六种自卸车自动吊箱控制系统的工作流程示意 图；
[0023] 图8是根据本发明的一实施例的自卸车自动吊箱控制系统的坐标轴建立基准结 构示意图；
[0024] 图9是根据图8所示的自卸车自动吊箱控制系统的几何示意图；
[0025] 图l〇a是根据图8所示的自卸车自动吊箱控制系统对地装箱工况的作业示意图；
[0026] 图10b是根据图8所示的自卸车自动吊箱控制系统对地卸箱工况的作业示意图；
[0027] 图11是根据本发明又一实施例的自卸车自动吊箱控制系统的坐标轴建立基准结 构示意图；
[0028] 图12a是根据图11所示的自卸车自动吊箱控制系统对集卡装箱工况的作业示意 图；
[0029] 图12b是根据图11所示的自卸车自动吊箱控制系统对集卡卸箱工况的作业示意 图。
[0030] 其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
[0031] 1集装箱，2链条，3测距传感器，4车体，5吊架下油缸，6第一行程传感器，7吊架第 一连杆，8吊架上油缸，9第二行程传感器，10吊架第二连杆，101吊架第二连杆第一段，102 吊架第二连杆第二段。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况 下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具 体实施例的限制。
[0034] 图1、图2示出了本发明所提供的自卸车自动吊箱控制系统一实施例。如图1、图2 中所示，本发明提供了一种自卸车自动吊箱控制系统，用于自卸车，包括位于自卸车上的吊 架和由自卸车装卸的集装箱，所述吊架包括吊架上油缸和吊架下油缸；还包括：采集模块， 用于采集所述自卸车的动态参数；计算模块，在所述计算模块中包括存储有参数模型的存 储单元，所述参数模型包括自卸车参数模型和集装箱参数模型，所述计算模块用于根据所 述动态参数及所述参数模型计算挂箱铰点的实时位置、起始位置和终点位置，再根据所述 起始位置和所述终点位置计算出优化的吊箱路径；执行模块，用于控制所述吊架根据所述 优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱。
[0035] 该实施例所提供的自卸车自动吊箱控制系统的工作流程为：
[0036] 第一步：采集自卸车动态参数；
[0037] 第二步：根据自卸车动态参数及存储单元存储的参数模型计算挂箱铰点的实时位 置；
[0038] 第三步：确定挂箱铰点的实时位置为挂箱铰点的起始位置；
[0039] 第四步：根据自卸车动态参数及存储单元存储的参数模型计算挂箱铰点的终点位 置；
[0040] 第五步：根据挂箱铰点的起始位置和终点位置计算优化的吊箱路径；
[0041] 第六步：根据优化的吊箱路径控制吊架动作。
[0042] 本发明提供的自卸车自动吊箱控制系统，通过实时采集自卸车动态参数计算出优 化的吊箱路径，根据优化的吊箱路径控制吊架自动动作，实现自卸车自动吊箱作业，降低操 作手劳动强度，提高作业效率，优化吊箱路径，降低能耗。
[0043] 如图3所示，在上述实施例中，作为一种可选的实施方式，所述采集模块还包括压 力传感器，用于采集所述吊架上油缸或所述吊架下油缸的压力P ;在所述存储单元还存储 有压力阈值P〇;所述计算模块还包括：第一判断单元，用于判断所述压力p是否不小于所述 压力阈值P。。
[0044] 该实施例所提供的自卸车自动吊箱控制系统的工作流程为：
[0045] 第一步：采集自卸车动态参数；
[0046] 第二步：根据自卸车动态参数及存储单元存储的参数模型计算挂箱铰点的实时位 置；
[0047] 第三步：确定挂箱铰点的实时位置为挂箱铰点的起始位置；
[0048] 第四步：确定挂箱铰点的终点位置--根据吊架油缸的压力P是否不小于压力阈 值P〇判断吊架是否挂箱：若p > P〇,说明吊架已挂箱，吊架将进行放箱动作，则挂箱铰点的 终点位置为放箱位置；若P < P〇,说明吊架上未挂箱，吊架将进行挂箱动作，则挂箱铰点的 终点位置为挂箱位置；
[0049] 第五步：根据挂箱铰点的起始位置和终点位置计算优化的吊箱路径；
[0050] 第六步：根据优化的吊箱路径控制吊架动作。
[0051] 需要说明的是：所谓放箱动作是指将已经挂在吊架上的集装箱吊运至目标位置， 包括装箱放箱和卸箱放箱两种工况；所谓挂箱动作是指将吊架动作至挂箱位置，以便插上 链条挂上集装箱，包括装箱挂箱和卸箱挂箱两种工况。所谓放箱位置是指吊架挂箱铰点将 集装箱放至的目标位置，所谓挂箱位置是指吊架挂箱铰点需要去挂取集装箱的位置。
[0052] 该实施例中，采集模块还采集吊架油缸的压力P，吊架油缸是指吊架上油缸或吊架 下油缸；计算模块包括第一判断单元，根据采集模块采集的吊架油缸的压力P，判断压力P 是否不小于压力阈值匕，据此来判断吊架上是否挂箱：若P彡匕，则说明吊架上已经挂上集 装箱（简称挂箱），自卸车将进行放箱动作，挂箱铰点的终点位置为放箱位置；若P <匕，则 说明吊架上未挂上集装箱，此时吊架需先自动动作至挂箱位置以便挂上集装箱，即进行挂 箱动作，该段动作中挂箱铰点的终点位置为挂箱位置。
[0053] 计算模块已经根据挂箱铰点的初始实时位置计算出挂箱铰点的起始位置，再根据 第一判断单元的判断结果，在吊架上已挂箱时将放箱位置确定为挂箱铰点的终点位置，在 吊架上未挂箱时将挂箱位置确定为挂箱铰点的终点位置，并根据挂箱铰点的起始位置和终 点位置计算出优化的吊箱路径来控制吊架动作，从而实现放箱动作和挂箱动作时的自卸车 自动作业。
[0054] 如图4所示，在上述实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括与所述计算模块 连接的工况按钮，用于选择自卸车作业工况，所述自卸车作业工况包括装箱工况和卸箱工 况，所述计算模块还包括第二判断单元，用于判断所述自卸车是进行装箱工况作业还是卸 箱工况作业。
[0055] 该实施例所提供的自卸车自动吊箱控制系统的工作流程为：
[0056] 第一步：采集自卸车动态参数；
[0057] 第二步：根据自卸车动态参数及存储单元存储的参数模型计算挂箱铰点的实时位 置；
[0058] 第三步：确定挂箱铰点的实时位置为挂箱铰点的起始位置；
[0059] 第四步：确定挂箱铰点的终点位置，包括步骤401、步骤402 :
[0060] 步骤401--根据吊架油缸的压力P是否不小于压力阈值PQ判断吊架是否挂箱： 若P >匕，说明吊架已挂箱，吊架将进行放箱动作，则挂箱铰点的终点位置为放箱位置；若P < h，说明吊架上未挂箱，吊架将进行挂箱动作，则挂箱铰点的终点位置为挂箱位置；
[0061] 步骤402--根据工况按钮所处的档位判断是装箱工况还是卸箱工况：若为装箱 工况，则根据步骤401的判断结果确定挂箱铰点的终点位置为装箱放箱位置或装箱挂箱位 置；若为卸箱工况，则根据步骤401的判断结果确定挂箱铰点的终点位置为卸箱放箱位置 或卸箱挂箱位置；
[0062] 第五步：根据挂箱铰点的起始位置和终点位置计算优化的吊箱路径；
[0063] 第六步：根据优化的吊箱路径控制吊架动作。
[0064] 需要说明的是：所谓装箱工况是指，将集装箱装运至自卸车上；所谓卸箱工况是 指，将集装箱从自卸车上卸下来；所谓装箱放箱位置是指，自卸车进行装箱工况时吊架挂箱 铰点将集装箱放至的目标位置；所谓装箱挂箱位置是指，自卸车进行装箱工况时吊架挂箱 铰点需要去挂取集装箱的位置；所谓卸箱放箱位置是指，自卸车进行卸箱工况时吊架挂箱 铰点将集装箱放至的目标位置；所谓卸箱挂箱位置是指，进行卸箱工况时吊架挂箱铰点需 要去挂取集装箱的位置。
[0065] 该实施例中，还设置了选择自卸车作业工况的工况按钮，所述计算模块还包括第 二判断单元，根据工况按钮被拨至装箱工况档位或卸箱工况档位来判断自卸车的作业工 况。
[0066] 装箱工况--将集装箱装运至自卸车上：当吊架上已挂箱时，挂箱铰点的终点位 置是装箱放箱位置，该点坐标位置已根据自卸车参数模型存储在存储单元中；当吊架上未 挂箱时，挂箱铰点的终点位置为装箱挂箱位置--自卸车进行装箱工况时吊架挂箱铰点需 要去挂取集装箱的位置。
[0067] 卸箱工况--将集装箱从自卸车上卸下来：当吊架上已挂箱时，挂箱铰点的终点 位置是卸箱放箱位置--自卸车进行卸箱工况时吊架挂箱铰点将集装箱放至的目标位置； 当吊架上未挂箱时，挂箱铰点的终点位置是卸箱挂箱位置，该点坐标位置已根据自卸车参 数模型存储在存储单元中。
[0068] 在确定了挂箱铰点的终点位置后，结合根据挂箱铰点的初始实时位置确定的起始 位置，计算模块计算出优化的吊箱路径，执行模块再根据优化的吊箱路径控制吊架油缸的 伸缩量从而控制吊架按照优化的吊箱路径自动动作，实现自卸车自动吊箱作业，降低操作 手劳动强度，提高作业效率，降低能耗。
[0069] 上述实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括安装在所述自卸车侧面的测距 传感器，用于检测所述自卸车侧面的集装箱或集卡与所述自卸车的距离s ;所述参数模型 还包括集卡参数模型。
[0070] 该实施例中，采集模块还采集安装在自卸车车体侧面的测距传感器检测出的数值 S，计算模块根据检测的距离S计算出部分工况下的挂箱铰点的终点位置：例如当从地面挂 取集装箱时，挂箱铰点的终点位置即对地装箱挂箱位置，可根据自卸车参数模型和测距传 感器检测出的数值S计算。获得挂箱铰点的终点位置后的流程与上述实施例相同，在此不 再赘述。
[0071] 如图5所示，上述实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括选择按钮，用于选 择所述自卸车是对地作业还是对集卡作业，所述计算模块还包括第三判断单元，用于根据 所述选择按钮的输入判断所述自卸车是对地作业还是对集卡作业。
[0072] 该实施例所提供的自卸车自动吊箱控制系统，其工作流程为：
[0073] 第一步：采集自卸车动态参数；
[0074] 第二步：根据自卸车动态参数及存储单元存储的参数模型计算挂箱铰点的实时位 置；
[0075] 第三步：确定挂箱铰点的实时位置为挂箱铰点的起始位置；
[0076] 第四步：确定挂箱铰点的终点位置，包括步骤401、步骤402及步骤403 :
[0077] 步骤401--根据吊架油缸的压力P是否不小于压力阈值PQ判断吊架是否挂箱： 若P >匕，说明吊架已挂箱，吊架将进行放箱动作，则挂箱铰点的终点位置为放箱位置；若P <匕，说明吊架上未挂箱，吊架将进行挂箱动作，则挂箱铰点的终点位置为挂箱位置；
[0078] 步骤402--根据工况按钮所处的档位判断是装箱工况还是卸箱工况，若为装箱 工况，则根据步骤401的判断结果确定挂箱铰点的终点位置为装箱放箱位置或装箱挂箱位 置，若为卸箱工况，则根据步骤401的判断结果确定挂箱铰点的终点位置为卸箱放箱位置 或卸箱挂箱位置；
[0079] 步骤403--判断自卸车是对地作业还是对集卡作业：结合步骤401与步骤402的 判断结果，当自卸车是对地作业时，挂箱铰点的终点位置分装箱工况和卸箱工况有对地装 箱挂箱位置、装箱放箱位置、卸箱挂箱位置、对地卸箱放箱位置；当自卸车是对集卡作业时， 挂箱铰点的终点位置分装箱工况和卸箱工况有对集卡装箱挂箱位置、装箱放箱位置、卸箱 挂箱位置、对集卡卸箱放箱位置。
[0080] 第五步：根据挂箱铰点的起始位置和终点位置计算优化的吊箱路径；
[0081] 第六步：根据优化的吊箱路径控制吊架动作。
[0082] 需要补充说明的是：所谓对地装箱挂箱位置是指，自卸车对地进行装箱工况作业 时，挂箱铰点需要去地面挂取集装箱的位置；所谓对地卸箱放箱位置是指，自卸车对地进行 卸箱工况作业时，挂箱铰点需要将集装箱放至的目标位置；所谓对集卡装箱挂箱位置是指， 自卸车对集卡进行装箱工况作业时，挂箱铰点需去集卡上挂取集装箱的位置；所谓对集卡 卸箱放箱位置是指，自卸车对集卡进行卸箱工况作业时，挂箱铰点需要将集装箱放至的目 标位置。
[0083] 该实施例所提供的自卸车自动吊箱控制系统，不仅可以实现自卸车对地作业的自 动作业，还能实现自卸车对集卡作业的自动作业。具体地，可人工根据选择按钮手动选择自 卸车是对地面作业还是对集卡作业，此时存储单元还存储有集卡参数模型：
[0084] 当对集卡作业时，计算模块根据采集模块采集的集卡与自卸车侧面的距离S及存 储单元存储的自卸车参数模型与集卡参数模型计算出对对集卡装箱挂箱位置、集卡卸箱放 箱位置；对地面作业时，计算模块根据采集模块采集的集装箱与自卸车侧面的距离S及存 储单元存储的自卸车参数模型计算出对地装箱挂箱位置。
[0085] 对集卡作业时，挂箱铰点的终点位置有四种情况：1)对集卡装箱挂箱位置--根 据S及存储在存储单元中的参数模型计算；2)装箱放箱位置--坐标存储在存储单元中； 3)卸箱挂箱位置--坐标存储在存储单元中；4)对集卡卸箱放箱位置--根据S及存储在 存储单元中的参数模型计算。
[0086] 对地面作业时，挂箱铰点的终点位置也有四种情况：1)对地装箱挂箱位置--根 据S及存储在存储单元中的参数模型计算；2)装箱放箱位置--坐标存储在存储单元中； 3)卸箱挂箱位置--坐标存储在存储单元中；4)对地卸箱放箱位置--坐标存储在存储 单元中。
[0087] 该实施例所提供的技术方案进一步提高了本发明所提供的自卸车自动吊箱控制 系统的自动化应用范围，使本发明提供的自卸车自动吊箱控制系统不仅可以实现普通的对 地作业的自动化吊箱作业，还能实现对集卡作业时的自动吊箱作业，进一步解放劳动力。 [0088] 上述实施例中，作为一种可选的实施方式，所述测距传感器为两个，沿所述自卸车 长度方向安装在所述自卸车侧面。
[0089] 该实施例中，为了降低误判断的可能性，在自卸车侧面沿自卸车长度方向安装了 两个测距传感器以进行互检，避免因为仅有一个传感器而将与其它障碍物的距离误判断为 自卸车与目标检测物（集装箱和/或自卸车）的距离。
[0090] 上述实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括报警提示系统，当所述两个测距 传感器检测的距离不一致时，提示调整集卡位置与自卸车平行。
[0091] 在实际作业情况中，自卸车很有可能与集卡的位置并不是平行的，在装卸集装箱 时就会存在角度偏差而不便于装卸，该实施例中，还设置了报警提示系统，当两个测距传感 器检测的距离差值达到设定值时时，提示调整集卡位置与自卸车平行，进一步提高自卸车 的可靠性。
[0092] 如图7、图8中所示，上述实施例中，作为一种可选的实施方式，所述挂箱铰点终点 位置包括第一终点位置和第二终点位置，所述第二终点位置为所述第一终点位置沿Y轴方 向下降ΔΗ。
[0093] 该实施例中，为了便于集装箱插销孔中链条的插入与取出，挂箱铰点的终点位置 包括第一终点位置和第二终点位置，在各工况计算获得第一终点位置后，将第一终点位置 沿Y轴方向下降ΛΗ以获得第二终点位置，并将第二终点位置标定为挂箱铰点的终点位置， 以便于链条的插入与取出。该实施例所提供的技术方案，进一步提高了自卸车自动作业系 统的实用性。
[0094] 上述实施例中，进一步地，所述采集模块包括第一行程传感器和第二行程传感器， 分别用于采集所述吊架下油缸的行程Xi和所述吊架上油缸的行程χ2;所述计算模块用于 根据所述行程Xi、所述行程χ 2及所述参数模型计算出所述挂箱铰点的实时位置、起始位置 和终点位置，再根据所述起始位置和所述终点位置计算出优化的吊箱路径；所述执行模块 用于控制所述吊架下油缸和所述吊架上油缸动作，使所述吊架根据所述优化的吊箱路径动 作，实现自动吊箱；其中，所述第一行程传感器安装在所述吊架下油缸上，所述第二行程传 感器安装在所述吊架上油缸上。
[0095] 另一种优选地实施例是，所述采集模块包括第一角度传感器和第二角度传感器， 分别用于采集所述吊架下油缸相对于水平面的夹角α、所述吊架上油缸相对于水平面的夹 角β ;所述计算模块用于根据所述夹角α、所述夹角β及所述参数模型计算出所述挂箱铰 点的实时位置、起始位置和终点位置，再根据所述起始位置和所述终点位置计算出优化的 吊箱路径；所述执行模块用于控制所述吊架上油缸和所述吊架下油缸动作，使所述吊架根 据所述优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱；其中，所述第一角度传感器安装在所述吊架下 油缸上，所述第二角度传感器安装在所述吊架上油缸上。
[0096] 第三种优选地实施例是，所述吊架还包括吊架第一连杆和吊架第二连杆，所述吊 架第二连杆包括吊架第二连杆第一段和吊架第二连杆第二段，所述采集模块包括第三角度 传感器和第四角度传感器，分别用于采集所述吊架第一连杆相对于水平面的夹角Θ、所述 吊架第二连杆第二段相对于水平面的夹角G7 ;所述计算模块用于根据所述夹角Θ、所述夹 角@及所述参数模型计算出所述挂箱铰点的实时位置、起始位置和终点位置，再根据所述 起始位置和所述终点位置计算出优化的吊箱路径；所述执行模块用于控制所述吊架上油缸 和所述吊架下油缸动作，使所述吊架根据所述优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱；其中， 所述第三角度传感器安装在所述吊架第一连杆上，所述第四角度传感器安装在所述吊架第 二连杆第二段上。
[0097] 上述实施例中，作为一种可选的实施方式，所述计算模块还包括校正单元，所述校 正单元用于实时比较所述挂箱铰点实时位置与所述优化的吊箱路径是否匹配，并在不匹配 时发送校正命令给执行单元，使挂箱铰点按所述优化的吊箱路径动作。
[0098] 该实施例中，计算模块还包括校正单元，校正单元将挂箱铰点的实时位置与优化 的吊箱路径进行比较，实施判断吊架是否按优化的吊箱路径动作，当吊架动作出现偏差时， 校正单元给执行模型发送校正命令，确保吊架按优化的吊箱路径动作。该实施例所提供的 技术方案，进一步提高了自卸车自动作业的可靠性。
[0099] 实施例一：
[0100] 首先，如图1中所示，在吊架下油缸上设置第一行程传感器，采集吊架下油缸的动 态行程Xi，在吊架上油缸上设置第二行程传感器，采集吊架下油缸的动态行程χ 2。
[0101] 第二步：根据第一行程传感器和第二行程传感器的检测结果，计算模块计算挂箱 铰点的实时位置：
[0102] 如图6、图8、图9、图10a及图10b中所示，以自卸车和集装箱为研究对象，Μ点为 吊架下油缸缸筒端与吊架的铰点，Ν点为吊架下油缸活塞杆端与吊架的铰点，W点为吊架上 油缸缸筒端与吊架的铰点，U点为吊架上油缸活塞杆端与吊架的铰点，V点为吊架的第二连 杆上挂链条的吊点，Q点为链条挂上集装箱且链条被拉直后链条上插进集装箱孔的插销点； 坐标原点〇点为自卸车上锁定集装箱的一侧边锁头的位置（远离W点的一侧），Χ轴为水平 方向，Υ轴为坚直方向。该实施例中选取Q点为挂箱铰点，在自动作业过程中控制吊架动作 以控制挂箱铰点Q点按优化的吊箱路径动作。
[0103] 也可以选取吊架上的其他铰点作为挂箱铰点进行自动作业控制，挂箱铰点的具体 选取并不受本实施例公开的具体情况的限制。
[0104] Μ点在X轴上，Μ点的坐标为M(L，0)，L为Μ点与0点的水平距离，为常数；即Μ点 的坐标值为固定值；
[0105] W点的坐标为Wd+Lfosa, Qsina),其中Q为Μ点与W点的距离，为常数；a为 Z WMX的角度值即丽与X轴的夹角，为常数；故W点的坐标值为固定值。
[0106] N点的坐标为N (Xn，Yn)，其中：
[0107]
【权利要求】
1. 一种自卸车自动吊箱控制系统，用于自卸车，包括位于自卸车上的吊架和由自卸车 装卸的集装箱，所述吊架包括吊架上油缸和吊架下油缸；其特征在于，还包括： 采集模块，用于采集所述自卸车的动态参数； 计算模块，在所述计算模块中包括存储有参数模型的存储单元，所述参数模型包括自 卸车参数模型和集装箱参数模型，所述计算模块用于根据所述动态参数及所述参数模型计 算挂箱铰点的实时位置、起始位置和终点位置，再根据所述起始位置和所述终点位置计算 出优化的吊箱路径； 执行模块，用于控制所述吊架根据所述优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱。
2. 根据权利要求1所述的自卸车自动吊箱控制系统，其特征在于，所述采集模块还包 括压力传感器，用于采集所述吊架上油缸或所述吊架下油缸的压力P，在所述存储单元还存 储有压力阈值P〇;所述计算模块还包括：第一判断单元，用于判断所述压力p是否不小于所 述压力阈值P。。
3. 根据权利要求2所述的自卸车自动吊箱控制系统，其特征在于，还包括与所述计算 模块连接的工况按钮，用于选择自卸车作业工况，所述自卸车作业工况包括装箱工况和卸 箱工况，所述计算模块还包括第二判断单元，用于判断所述自卸车是进行装箱工况还是卸 箱工况作业。
4. 根据权利要求3所述的自卸车自动吊箱控制系统，其特征在于，还包括安装在所述 自卸车侧面的测距传感器，用于检测所述自卸车侧面的集装箱或集卡与所述自卸车的距离 S ;所述参数模型还包括集卡参数模型。
5. 根据权利要求4所述的自卸车自动吊箱控制系统，其特征在于，还包括选择按钮，用 于选择所述自卸车是对地作业还是对集卡作业，所述计算模块还包括第三判断单元，用于 根据所述选择按钮的输入判断所述自卸车是对地作业还是对集卡作业。
6. 根据权利要求1所述的自卸车自动吊箱控制系统，其特征在于，所述挂箱铰点终点 位置包括第一终点位置和第二终点位置，所述第二终点位置为所述第一终点位置沿Y轴方 向下降ΔΗ。
7. 根据权利要求1至6中任意一项所述的自卸车自动吊箱控制系统，其特征在于： 所述采集模块包括第一行程传感器和第二行程传感器，分别用于采集所述吊架下油缸 的行程\和所述吊架上油缸的行程X2 ; 所述计算模块用于根据所述行程&、所述行程X2及所述参数模型计算出所述挂箱铰点 的实时位置、起始位置和终点位置，再根据所述起始位置和所述终点位置计算出优化的吊 箱路径； 所述执行模块用于控制所述吊架下油缸和所述吊架上油缸动作，使所述吊架根据所述 优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱； 其中，所述第一行程传感器安装在所述吊架下油缸上，所述第二行程传感器安装在所 述吊架上油缸上。
8. 根据权利要求1至6中任意一项所述的自卸车自动吊箱控制系统，其特征在于： 所述采集模块包括第一角度传感器和第二角度传感器，分别用于采集所述吊架下油缸 相对于水平面的夹角α、所述吊架上油缸相对于水平面的夹角β ; 所述计算模块用于根据所述夹角α、所述夹角β及所述参数模型计算出所述挂箱铰 点的实时位置、起始位置和终点位置，再根据所述起始位置和所述终点位置计算出优化的 吊箱路径； 所述执行模块用于控制所述吊架上油缸和所述吊架下油缸动作，使所述吊架根据所述 优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱； 其中，所述第一角度传感器安装在所述吊架下油缸上，所述第二角度传感器安装在所 述吊架上油缸上。
9. 根据权利要求1至6中任意一项所述的自卸车自动吊箱控制系统，其特征在于： 所述吊架还包括吊架第一连杆和吊架第二连杆，所述吊架第二连杆包括吊架第二连杆 第一段和吊架第二连杆第二段，所述采集模块包括第三角度传感器和第四角度传感器，分 别用于采集所述吊架第一连杆相对于水平面的夹角Θ、所述吊架第二连杆第二段相对于水 平面的夹角&; 所述计算模块用于根据所述夹角Θ、所述夹角sr及所述参数模型计算出所述挂箱铰 点的实时位置、起始位置和终点位置，再根据所述起始位置和所述终点位置计算出优化的 吊箱路径； 所述执行模块用于控制所述吊架上油缸和所述吊架下油缸动作，使所述吊架根据所述 优化的吊箱路径动作，实现自动吊箱； 其中，所述第三角度传感器安装在所述吊架第一连杆上，所述第四角度传感器安装在 所述吊架第二连杆第二段上。
10. 根据权利要求1所述的自卸车自动吊箱控制系统，其特征在于，所述计算模块还包 括校正单元，所述校正单元用于实时比较所述挂箱铰点实时位置与所述优化的吊箱路径是 否匹配，并在不匹配时发送校正命令给执行单元，使挂箱铰点按所述优化的吊箱路径动作。
【文档编号】B66C13/16GK104098030SQ201410341337
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】唐军, 焦自强, 何忠亮 申请人:三一集团有限公司