一种基于红外线测距的智能起重机的制作方法

本发明涉及码头运输领域以及货物装卸领域，尤其涉及一种基于红外线测距的智能起重机。

背景技术：

世界集装箱运输的旺盛需求和集装箱港口吞吐量不断增长，对集装箱装卸技术装备和装卸技术工艺提出了更新更高的要求，迫切需要开发设计高效率的集装箱装卸设备，以满足集装箱运输规模化、高速化和自动化对码头装卸生产率的要求。90年代以来，随着全球经济和贸易的增长，集装箱运量激增，在强大的运输要求和良好的技术经济效益的推动下，岸边起重机械高新技术特别是自动化控制技术得到了全面发展，但是，目前使用的集装箱码头的装卸系统中，存在着如下的问题。一般而言，集装箱码头可以分为码头前方(岸边)和码头后方(堆场)两部分，码头前方的岸边起重机用于将集装箱从集装箱船上装卸，码头后方的堆场用于堆放集装箱。对于堆场集装箱的布置，由两种方案，一种是堆场集装箱的方向平行于船上集装箱的方向，此处的集装箱方向指集装箱的长轴方向。另一种近年来时堆场集装箱方向不同于船上集装箱的方向，近年来，为了提高堆场起重机的利用率，同时也提高堆场的工作效率，通常采用如下的第二种方法布置集装箱，即：集装箱船上的集装箱方向垂直于堆场的集装箱方向。对于堆场至岸边起重机之间的运输，目前，所采用的方法是由内燃机驱动的水平运输车进行码头前方和后方之间的运输，即对于卸船而言，岸边起重机将集装箱从船上装到水平运输车上，再由水平运输车将集装箱运送到堆场区域，由堆场起重机将集装箱从车上吊起，排列到堆场上。对于货柜车而言，由堆场起重机将集装箱从堆场上吊起，放到车上，再由水平运输车将集装箱运送到岸边起重机下方，由岸边起重机完成装车。

技术实现要素：

发明目的：

针对上述问题，本发明提供一种基于红外线测距的智能起重机。

技术方案：

一种基于红外线测距的智能起重机，包括：架台、吊具、处理装置、控制装置，所述处理装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述吊具连接，所述吊具设置于所述架台底面，所述起重机用于集装箱的吊装，所述架台底面还设置有第一红外线感测装置群，所述第一红外线感测装置群由若干第一红外线感测装置构成，所述第一红外线感测装置群与所述处理装置连接，所述第一红外线感测装置群测量所述架台底面在对应第一红外线感测装置位置到最近邻面的距离，所述处理装置提取所述第一红外线感测装置群测量的最短距离并提取所述最短距离对应的第一红外线感测装置，所述处理装置根据所述最短距离对应的第一红外线感测装置位置生成最短距离区域，所述最短距离区域为最上层集装箱对应的正上方位置，所述处理装置驱动所述控制装置控制所述吊具滑动至所述最短距离区域并进行集装箱的起吊。

作为本发明的一种优选方式，所述处理装置基于所述架台底面生成平面坐标系。

作为本发明的一种优选方式，所述处理装置根据所述平面坐标系以及所述最短距离区域生成目标坐标区域，所述处理装置根据所述目标坐标区域生成目标坐标点，所述目标坐标点即所述吊具滑动的目标位置。

作为本发明的一种优选方式，所述吊具设置有位置追踪芯片，所述位置追踪芯片向所述处理装置发送吊具中心位置信息，所述处理装置根据所述吊具中心位置信息生成吊具中心位置的平面坐标位置，所述处理装置根据所述吊具中心位置的平面坐标位置以及所述目标位置驱动所述控制装置控制所述吊具滑动。

作为本发明的一种优选方式，所述架台底面设置有导轨机构，所述吊具设置于所述导轨机构，所述吊具包括钢缆绳、缠绕辊、滑动器以及电磁吸盘，所述滑动器用于连接所述导轨机构，所述钢缆绳缠绕于所述缠绕辊，所述缠绕辊用于收放所述钢缆绳，所述钢缆绳用于连接所述电磁吸盘，所述电磁吸盘用于吸附所述集装箱，所述电磁吸盘与所述处理装置连接。

作为本发明的一种优选方式，所述吊具中心设置有第二红外线感测装置，所述第二红外线感测装置与所述处理装置连接，所述第二红外线感测装置用于测量所述吊具至所述集装箱箱顶的实时距离。

作为本发明的一种优选方式，所述处理装置根据所述吊具至集装箱箱顶的实际距离是否大于0m驱动所述控制装置控制所述吊具升降，当所述吊具至集装箱箱顶的实际距离为0m时，所述处理装置判断所述吊具与所述集装箱顶面接触。

作为本发明的一种优选方式，当所述处理装置判断所述吊具与所述集装箱顶面接触时，所述处理装置控制所述电磁吸盘吸附所述集装箱。

作为本发明的一种优选方式，还包括车轮以及滑轨，所述滑轨设置于地面上，所述滑轨的长度是所述架台短边长度的两倍，所述车轮设置于所述滑轨，所述滑轨一端为集装箱堆放区，另一端为集装箱装箱区，所述集装箱装箱区设置有货柜车车位，所述车位为纵向车位。

作为本发明的一种优选方式，所述起重机利用相同的方法进行集装箱装车工作。

本发明实现以下有益效果：

1.通过红外线感测装置进行长度、距离的测量，并根据测量值进行数据处理及分析，并根据分析结果进行自动化的吊具操控；

2.通过红外线感测装置进行吊具操作，大大增加了集装箱操作的精准度，减少了操作员的工作压力，减小误差。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为起重机示意图；

图2为架台仰视图；

图3为吊具示意图；

图4为吊具仰视图；

图5为系统框架图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

实施例一：

参考图为图1、图2、图5。一种基于红外线测距的智能起重机，包括：架台1、吊具2、处理装置3、控制装置4，所述处理装置3与所述控制装置4连接，所述控制装置4与所述吊具2连接，所述吊具2设置于所述架台1底面，所述起重机用于集装箱的吊装，所述架台1底面还设置有第一红外线感测装置群，所述第一红外线感测装置群由若干第一红外线感测装置5构成，所述第一红外线感测装置群与所述处理装置3连接，所述第一红外线感测装置群测量所述架台1底面在对应第一红外线感测装置5位置到最近邻面的距离，所述处理装置3提取所述第一红外线感测装置群测量的最短距离并提取所述最短距离对应的第一红外线感测装置5，所述处理装置3根据所述最短距离对应的第一红外线感测装置5位置生成最短距离区域，所述最短距离区域为最上层集装箱对应的正上方位置，所述处理装置3驱动所述控制装置4控制所述吊具2滑动至所述最短距离区域并进行集装箱的起吊。

作为本发明的一种优选方式，所述处理装置3基于所述架台1底面生成平面坐标系。

作为本发明的一种优选方式，所述处理装置3根据所述平面坐标系以及所述最短距离区域生成目标坐标区域，所述处理装置3根据所述目标坐标区域生成目标坐标点，所述目标坐标点即所述吊具2滑动的目标位置。

作为本发明的一种优选方式，所述吊具2设置有位置追踪芯片6，所述位置追踪芯片6向所述处理装置3发送吊具2中心位置信息，所述处理装置3根据所述吊具2中心位置信息生成吊具2中心位置的平面坐标位置，所述处理装置3根据所述吊具2中心位置的平面坐标位置以及所述目标位置驱动所述控制装置4控制所述吊具2滑动。

在具体实施过程中，处理装置3基于架台1的底面生成平面坐标系，将架台1底面的一个顶角作为原点，与该顶角相连的长边作为X轴，与该顶角相连的短边作为Y轴，处理装置3基于该平面坐标系生成各个位置的红外线感测装置的坐标位置。第一红外线感测装置群根据红外线测距原理利用第一红外线感测装置5测量该红外线感测装置所在的位置距离下方最近邻面的距离，最近邻面为叠放最高的集装箱的顶面，处理装置3获取并比较各个红外线感测装置测量得到的所在的位置距离下方最近邻面的距离，得到最短距离，处理装置3根据长度相等的最短距离提取相应的第一红外线感测装置5，并利用提取的第一红外线感测装置5对应的坐标位置生成最短距离区域的目标坐标区域，处理装置3根据目标坐标区域的顶角坐标生成目标坐标点，目标坐标点为目标坐标区域的中心点，例如，当目标坐标区域的顶角坐标为（4,4）、（4,2）、（2,4）、（2,2），则处理装置3根据取横坐标的中间值，即3，取纵坐标的中间值，即3，生成中心点的极坐标，即（3,3）。吊具2上设置的位置追踪芯片6向处理装置3发送吊具2中心位置信息，处理装置3根据所述吊具2中心位置信息生成吊具2中心位置的实时平面坐标，处理装置3判断实时平面坐标与中心点坐标判断吊具2与中心点的位置关系，并根据位置关系驱动控制装置4控制吊具2向中心点位置滑动，当处理装置3判断实时平面坐标与中心点坐标一致时，处理装置3判断吊具2到达集装箱的正上方，并驱动控制装置4控制吊具2进行集装箱的起吊。

实施例二：

参考图为图3、图4。针对实施例一，本实施例的不同点在于：

作为本发明的一种优选方式，所述架台1底面设置有导轨机构7，所述吊具2设置于所述导轨机构7，所述吊具2包括钢缆绳8、缠绕辊9、滑动器10以及电磁吸盘11，所述滑动器10用于连接所述导轨机构7，所述钢缆绳8缠绕于所述缠绕辊9，所述缠绕辊9用于收放所述钢缆绳8，所述钢缆绳8用于连接所述电磁吸盘11，所述电磁吸盘11用于吸附所述集装箱，所述电磁吸盘11与所述处理装置3连接。

作为本发明的一种优选方式，所述吊具2中心设置有第二红外线感测装置12，所述第二红外线感测装置12与所述处理装置3连接，所述第二红外线感测装置12用于测量所述吊具2至所述集装箱箱顶的实时距离。

作为本发明的一种优选方式，所述处理装置3根据所述吊具2至集装箱箱顶的实际距离是否大于0m驱动所述控制装置4控制所述吊具2升降，当所述吊具2至集装箱箱顶的实际距离为0m时，所述处理装置3判断所述吊具2与所述集装箱顶面接触。

作为本发明的一种优选方式，当所述处理装置3判断所述吊具2与所述集装箱顶面接触时，所述处理装置3控制所述电磁吸盘11吸附所述集装箱。

在具体实施过程中，所述第三红外线感测装置根据红外线测距原理实时测量所述吊具2至所述集装箱顶面的距离，并将所述距离记为第二实际距离，所述处理装置3设定有预设距离，所述预设距离为0m，所述处理装置3判断所述第二实际距离与所述预设距离的大小关系，若所述处理装置3判断所述第二实际距离大于0m，则所述处理装置3继续驱动所述控制装置4控制所述缠绕辊9旋转释放吊具2；若所述处理装置3判断所述第二实际距离等于0m，则所述处理装置3判断所述吊具2与所述集装箱顶面接触。当所述处理装置3判断所述吊具2与所述集装箱顶面接触时没所述处理装置3控制所述电磁吸盘11吸附所述集装箱，所述处理装置3驱动所述控制装置4控制所述缠绕辊9反向旋转回收钢缆绳8以及吊具2。

实施例三：

参考图为图1。针对实施例一，本实施例的不同点在于：

作为本发明的一种优选方式，还包括车轮13以及滑轨14，所述滑轨14设置于地面上，所述滑轨14的长度是所述架台1短边长度的两倍，所述车轮13设置于所述滑轨14，所述滑轨14一端为集装箱堆放区，另一端为集装箱装箱区，所述集装箱装箱区设置有货柜车车位，所述车位为纵向车位。

作为本发明的一种优选方式，所述起重机利用相同的方法进行集装箱装车工作。

在具体实施过程中，当所述处理装置3判断集装箱起吊完成时，所述处理装置3向驱动电机发送驱动指令，驱动电机控制所述车轮13在所述滑轨14上滑动，并滑动至所述滑轨14尾端，所述架台1面滑动至所述车位上方。所述处理装置3控制所述缠绕辊9旋转释放钢缆绳8以及电磁吸盘11，从而进行集装箱装车的工作。

第一红外线感测装置群根据红外线测距原理利用第一红外线感测装置5测量该红外线感测装置所在的位置距离下方最近邻面的距离，最近邻面为货柜车的顶面，处理装置3获取并比较各个红外线感测装置测量得到的所在的位置距离下方最近邻面的距离，得到最短距离，处理装置3根据长度相等的最短距离提取相应的第一红外线感测装置5，并利用提取的第一红外线感测装置5对应的坐标位置生成最短距离区域的目标坐标区域，处理装置3根据目标坐标区域的顶角坐标生成目标坐标点，目标坐标点为目标坐标区域的中心点，例如，当目标坐标区域的顶角坐标为（4,4）、（4,2）、（2,4）、（2,2），则处理装置3根据取横坐标的中间值，即3，取纵坐标的中间值，即3，生成中心点的极坐标，即（3,3）。吊具2上设置的位置追踪芯片6向处理装置3发送吊具2中心位置信息，处理装置3根据所述吊具2中心位置信息生成吊具2中心位置的实时平面坐标，处理装置3判断实时平面坐标与中心点坐标判断吊具2与中心点的位置关系，并根据位置关系驱动控制装置4控制吊具2向中心点位置滑动，当处理装置3判断实时平面坐标与中心点坐标一致时，处理装置3判断吊具2以及集装箱到达货柜车的正上方，并驱动控制装置4控制吊具2进行集装箱的装车。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。