一种基于极坐标的智能集装箱装卸方法及装置与流程

本发明涉及码头运输领域以及货物装卸领域，尤其涉及一种基于极坐标的智能集装箱装卸方法及装置。

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极坐标的智能集装箱装卸方法及装置。

技术方案：

一种基于极坐标的智能集装箱装卸方法及装置，所述装置为起重机，所述起重机包括处理装置、控制装置、台面、导轨机构、吊具、驱动电机，所述吊具包括电磁吸盘，所述驱动电机包括缠绕辊，所述起重机目标为集装箱，所述集装箱顶部中心设置有第一位置追踪芯片，所述方法包括以下步骤：

s010：所述处理装置根据架台面生成极坐标系；

s020：所述处理装置根据所述第一位置追踪芯片发送的第一追踪位置生成第一极坐标；

s030：所述处理装置根据所述第一极坐标、向所述控制装置发送控制指令，所述控制装置根据所述控制指令控制所述吊具滑动至所述第一极坐标；

s040：所述处理装置实时判断所述吊具是否滑动至所述第一极坐标；

s050：若是，则所述处理装置向所述控制装置发送停止指令，所述控制装置根据所述停止指令停止所述吊具的滑动；

s060：所述处理装置向所述吊具连接的驱动电机分别发送驱动指令，所述吊具连接的驱动电机旋转缠绕辊，所述缠绕辊释放钢缆绳，所述电磁吸盘下降；

s070：所述电磁吸盘吸附所述集装箱；

s080：所述处理装置向所述吊具连接的驱动电机分别发送驱动指令，所述吊具连接的驱动电机根据所述驱动指令按照相反方向控制对应的缠绕辊旋转以回收所述钢缆绳，所述钢缆绳拉动所述电磁吸盘上升以带动所述集装箱上升。

作为本发明的一种优选方式，还包括货柜车，所述货柜车设置有第二位置追踪芯片。

作为本发明的一种优选方式，所述方法还包括以下步骤：

s090：所述处理装置根据所述第二位置追踪芯片发送的第二追踪位置生成极坐标，并根据具有相同编号的第二位置追踪芯片发送的第二追踪位置的第二极坐标；

s100：所述处理装置根据所述第一位置追踪芯片发送的实时追踪位置生成极坐标，所述处理装置根据所述第一位置追踪芯片发送的实时追踪位置生成实时极坐标；

s110：所述处理装置判断所述实时极坐标是否与所述第二极坐标一致；

s120：若是，则所述处理装置向所述驱动电机发送驱动指令，所述驱动电机根据所述驱动指令释放所述钢缆绳，所述电磁吸盘以及所述电磁吸盘吸附的集装箱下降。

作为本发明的一种优选方式，所述货柜车的第二位置追踪芯片相对于所述货柜车位置与所述集装箱的第一位置追踪芯片相对于所述集装箱位置一致。

作为本发明的一种优选方式，还包括以下步骤：

s130：所述处理装置控制所述电磁吸盘停止集装箱吸附，所述处理装置向所述驱动电机发送驱动指令，所述驱动电机根据所述驱动指令旋转所述缠绕辊以回收所述钢缆绳从而将所述电磁吸盘拉起；

s140：重复s010～s130的步骤。

作为本发明的一种优选方式，所述步骤s030包括：

s031：所述处理装置根据所述第一极坐标的ρ的控制所述控制装置调整所述吊具对应的极坐标的ρ；

s032：所述处理装置根据所述第一极坐标的角度控制所述控制装置调整所述吊具对应的极坐标的角度；

作为本发明的一种优选方式，所述起重机包括架台脚、台面、梁桥架，所述架台脚与所述梁桥架连接，所述梁桥架与所述台面连接，所述导轨机构设置于所述台面底端。

作为本发明的一种优选方式，所述起重机架台脚设置于台面一端以及台面二分之一处。

本发明实现以下有益效果：

1.利用极坐标对吊具以及集装箱进行标注，并根据集装箱对应的极坐标进行吊具的控制，从而达到自动化的集装箱卸船过程。

2.利用极坐标对货柜车进行标注，并同吊具以及集装箱的极坐标进行对比，通过对比情况进行吊具的控制，从而达到自动化的集装箱装车过程。

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为本发明工作步骤图；

图2为处理装置控制吊具滑动的步骤图；

图3为本发明起重机示意图。

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。一种基于极坐标的智能集装箱装卸方法及装置，所述装置为起重机，所述起重机包括处理装置、控制装置、台面1、导轨机构、吊具2、驱动电机，所述吊具2包括电磁吸盘，所述驱动电机包括缠绕辊，所述起重机目标为集装箱，所述集装箱顶部中心设置有第一位置追踪芯片，所述方法包括以下步骤：

s010：所述处理装置根据架台面1生成极坐标系；

s020：所述处理装置根据所述第一位置追踪芯片发送的第一追踪位置生成第一极坐标；

s030：所述处理装置根据所述第一极坐标、向所述控制装置发送控制指令，所述控制装置根据所述控制指令控制所述吊具2滑动至所述第一极坐标；

s040：所述处理装置实时判断所述吊具2是否滑动至所述第一极坐标；

s050：若是，则所述处理装置向所述控制装置发送停止指令，所述控制装置根据所述停止指令停止所述吊具2的滑动；

s060：所述处理装置向所述吊具2连接的驱动电机分别发送驱动指令，所述吊具2连接的驱动电机旋转缠绕辊，所述缠绕辊释放钢缆绳，所述电磁吸盘下降；

s070：所述电磁吸盘吸附所述集装箱；

s080：所述处理装置向所述吊具2连接的驱动电机分别发送驱动指令，所述吊具2连接的驱动电机根据所述驱动指令按照相反方向控制对应的缠绕辊旋转以回收所述钢缆绳，所述钢缆绳拉动所述电磁吸盘上升以带动所述集装箱上升。

作为本发明的一种优选方式，还包括货柜车，所述货柜车设置有第二位置追踪芯片。

作为本发明的一种优选方式，所述方法还包括以下步骤：

s090：所述处理装置根据所述第二位置追踪芯片发送的第二追踪位置生成极坐标，并根据具有相同编号的第二位置追踪芯片发送的第二追踪位置的第二极坐标；

s100：所述处理装置根据所述第一位置追踪芯片发送的实时追踪位置生成极坐标，所述处理装置根据所述第一位置追踪芯片发送的实时追踪位置生成实时极坐标；

s110：所述处理装置判断所述实时极坐标是否与所述第二极坐标一致；

s120：若是，则所述处理装置向所述驱动电机发送驱动指令，所述驱动电机根据所述驱动指令释放所述钢缆绳，所述电磁吸盘以及所述电磁吸盘吸附的集装箱下降。

作为本发明的一种优选方式，所述货柜车的第二位置追踪芯片相对于所述货柜车位置与所述集装箱的第一位置追踪芯片相对于所述集装箱位置一致。

作为本发明的一种优选方式，还包括以下步骤：

s130：所述处理装置控制所述电磁吸盘停止集装箱吸附，所述处理装置向所述驱动电机发送驱动指令，所述驱动电机根据所述驱动指令旋转所述缠绕辊以回收所述钢缆绳从而将所述电磁吸盘拉起；

s140：重复s010～s130的步骤。

在具体实施过程中，基于一体式的台面1，所述处理装置基于台面1的一个角以及与该角相连的长边生成极坐标系。当货运轮船驶入港口并且到达所述起重机台面1的下方时，所述第一位置追踪芯片向所述处理装置发送第一追踪位置，所述处理装置生成第一极坐标，所述第一极坐标即为所述吊具2应该滑动至的位置。根据所述第一极坐标，所述处理装置向所述控制装置发送控制指令，所述控制装置根据所述控制指令控制所述吊具2在所述导轨机构上滑动，所述处理装置实时判断所述吊具2的极坐标是否与所述第一极坐标一致，若一致，则所述处理装置判断所述吊具2以及到达相应的位置，此时，所述处理装置向所述驱动电机发送驱动指令，所述驱动电机控制与其相连的缠绕辊旋转，所述缠绕辊旋转释放钢缆绳，所述电磁吸盘下降。当所述电磁吸盘下降至接触所述集装箱时，所述处理装置控制所述电磁吸盘吸附所述集装箱，并向所述驱动电机再次发送驱动指令，所述驱动电机反向旋转回收钢缆绳以带动所述电磁吸盘回收集装箱。

在进行上述步骤的同时，货柜车行驶至所述起重机的台面1下方，并通过所述第二位置追踪芯片发送第二位置，所述处理装置根据所述第二位置生成第二极坐标，所述第二极坐标为集装箱目标位置，当所述电磁吸盘回收集装箱时，所述第一位置追踪芯片发送实时追踪位置，所述处理装置根据所述实时追踪位置生成实时极坐标，所述处理装置根据所述实时极坐标以及第二极坐标向所述控制装置发送控制指令，所述控制装置根据所述控制指令控制所述吊具2滑动，当所述处理装置判断所述实时极坐标与所述第二极坐标一致时，则判断所述吊具2已经滑动至集装箱下方的位置，此时，所述处理装置向所述驱动电机发送驱动指令，所述驱动指令旋转所述缠绕辊释放所述钢缆绳，当所述集装箱放置至所述货柜车，所述处理装置控制所述电磁吸盘停止吸附，并控制所述驱动电机反向旋转以回收钢缆绳以及吸盘。

当起重机完成一个集装箱的装卸时，所述处理装置重复上述步骤。

实施例二：

参考图为图2。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，所述步骤s030包括：

s031：所述处理装置根据所述第一极坐标的ρ的控制所述控制装置调整所述吊具2对应的极坐标的ρ；

s032：所述处理装置根据所述第一极坐标的角度控制所述控制装置调整所述吊具2对应的极坐标的角度；

作为本发明的一种优选方式，所述起重机包括架台脚3、台面1、梁桥架4，所述架台脚3与所述梁桥架4连接，所述梁桥架4与所述台面1连接，所述导轨机构设置于所述台面1底端。

作为本发明的一种优选方式，所述起重机架台脚3设置于台面1一端以及台面1二分之一处。

在具体实施过程中，所述第一极坐标的ρ记为ρ1，所述吊具2的ρ记为ρ2，若所述处理装置判断所述ρ2大于所述ρ1，则所述处理装置向所述控制装置发送控制指令，所述控制装置控制所述吊具2在所述导轨机构上滑动，所述处理装置实时判断所述ρ2的大小，若所述ρ2不大于所述ρ1，则所述处理装置向所述控制装置发送指令，所述控制装置停止所述吊具2的滑动。

所述第一极坐标的角度记为α1，所述吊具2的角度记为α2，若所述处理装置判断所述α2大于所述α1，则所述处理装置向所述控制装置发送控制指令，所述控制装置控制所述吊具2在所述导轨机构上滑动，所述处理装置实时判断所述α2的大小，若所述α2不大于所述α1，则所述处理装置向所述控制装置发送指令，所述控制装置停止所述吊具2的滑动。

当上述步骤完成时，所述处理装置判断所述吊具2已经到达对应的集装箱上方的对应位置。

实施例三：

参考图为图3。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，所述起重机包括架台脚3、台面1、梁桥架4，所述架台脚3与所述梁桥架4连接，所述梁桥架4与所述台面1连接，所述导轨机构设置于所述台面1底端。

作为本发明的一种优选方式，所述起重机架台脚3设置于台面1一端以及台面1二分之一处。

在具体实施过程中，所述梁桥架4包括两个长梁以及两个短梁，所述长梁横向连接，所述短梁纵向连接，所述架台脚3连接于所述短梁，所述架台脚3利用所述长梁以及短梁固定，所述架台脚3与所述长梁以及短梁通过斜梁固定。所述梁架桥内侧有凸边，所述凸边用于承接所述台面1，所述台面1与所述梁架桥焊接，所述导轨机构嵌于所述台面1的底面。

所述起重机靠架台脚3固定于港口，未设置架台脚3的一端伸出在水面上方，为设置架台脚3的一端台面1的面积可以覆盖货运轮船上装载的集装箱，所述集装箱通过安置的位置追踪芯片向所述处理装置发送位置信息，所述处理装置根据所述位置信息，基于所述台面1进行极坐标处理。

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。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之内。