一种集装箱智能码垛机器人的制作方法

本发明属于集装箱使用设备技术领域，特别涉及一种集装箱智能码垛机器人。

背景技术：

人工智能是引领未来的战略性技术，是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，已经成为国际竞争的新焦点和经济发展的新引擎，在支撑供给侧结构性改革、打造高质量的现代经济体系、促进社会进步等方面发挥着越来越重要的作用。未来，从集装箱货运场站的接箱、发箱、集箱拆装、场站内打包、场站仓储待运等场站内的水平运输，从堆场收发箱到场站闸口过闸验箱验货，依靠人工操作的环节将越来越少，一切都将通过基于人工智能(ai)、云计算、大数据等技术的“智慧大脑”系统来完成调度和流程再造，这种趋势将成为现代集装箱场站运营的新特征。集装箱货运场站拆装生产线智能化改造也必将在运输产品品质管控、资源综合利用、航运供应链信息安全保障，以及场站工人职业健康、安全和环境保护等方面的作用受到业界高度期待，在国家大力支持和市场积极响应之下，航运供应链行业的重心向着智能化柔性化运输转移，目前，集装箱进出集装箱货运场站基本都是通过肉眼识别集装箱箱号，通过人手抄录集装箱箱号来记录集装箱进出堆场，而且每个进出闸口都要安排专人识别和记录箱号。该方式识别错误率高，效率低下，人工成本高，工作人员存在安全隐患。另外，数据通过纸张单据交接传递，存在数据录入的延误、丢失和二次信息录入错误，为此，本发明提出一种集装箱智能码垛机器人。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种集装箱智能码垛机器人，该集装箱智能码垛机器人设计合理，能够在集装箱内部工作，末端执行器可采用手抓式或吸盘式抓取物体，避免被抓物体损坏，实用性强。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种集装箱智能码垛机器人，包括车体和末端执行器，所述车体底部的一侧固定安装有支撑伸缩底杆，所述支撑伸缩底杆的数量为2个，两个所述支撑伸缩底杆之间固定安装有放置板，所述支撑伸缩底杆包括外杆和内杆，所述外杆的一端开设有伸缩槽，所述伸缩槽远离开口端的内侧壁上固定安装有液压杆三，所述内杆的一端穿过伸缩槽的开口端并与液压杆三的输出轴固定连接，所述放置板的顶部固定安装有支撑臂，所述支撑臂的顶部通过转动轴安装有连接座，所述连接座的一侧固定安装有方管，所述支撑臂的一侧固定安装有液压杆二，所述液压杆二的输出轴通过转动轴与方管的底部连接，伸缩臂的一端安装在方管内，所述方管的顶部固定安装有液压杆一，所述伸缩臂另一端的底部固定安装有电机箱，所述电机箱内固定安装有伺服电机，所述电机箱的一侧固定安装有激光传感器和rfid电子标签阅读器，所述伺服电机的输出轴上固定安装有转动座，所述转动座的一侧固定安装有连接杆，所述末端执行器安装在连接杆一端的底部，所述末端执行器包括但不限于手抓式末端执行器和吸盘式末端执行器，所述车体的前侧安装有操作按键。

作为本发明的一种优选实施方式，所述内杆另一端的底部固定安装有滚轮。

作为本发明的一种优选实施方式，所述车体内安装有处理器和蓄电池，所述处理器分别与操作按键、液压杆一、激光传感器、末端执行器、液压杆二、伺服电机、液压杆三和rfid电子标签阅读器电性连接，所述处理器与车体的控制系统电性连接，所述蓄电池通过供电电路分别与车体、处理器、操作按键、液压杆一、激光传感器、末端执行器、液压杆二、伺服电机、液压杆三和rfid电子标签阅读器电性连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述伸缩臂的顶部固定安装有支撑座，所述液压杆一的输出轴与支撑座固定连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑臂与车体固定连接。

本发明的有益效果：本发明的一种集装箱智能码垛机器人，包括车体、支撑臂、连接座、方管、液压杆一、伸缩臂、支撑座、电机箱、激光传感器、转动座、连接杆、末端执行器、液压杆二、支撑伸缩底杆、放置板、伺服电机、内杆、伸缩槽、液压杆三、滚轮、处理器、外杆、rfid电子标签阅读器和操作按键。

1、此集装箱智能码垛机器人能够实现集装箱内部工作空间可达性，末端执行器可采用手抓式或吸盘式抓取物体，避免被抓物体损坏，激光传感器用于实现精确物体抓取和避障功能，不仅保证了的安全性，而且不会损害集装箱，采用这种结构，可实现货物智能化搬运。

2、此集装箱智能码垛机器人设置了rfid电子标签阅读器，通过frid技术对集装箱上配置的frid电子标签进行识别，记录集装箱时间与空间上的时空信息，并将这些实时数据远程传输到控制室或后台管理系统，从而避免了手工抄写录入的延时性，同时实现了集装箱的实时跟踪查询，实现集装箱箱号的自动识别与集装箱的监管，为集装箱货运站物联网系统实现奠定基础。

3、此集装箱智能码垛机器人的支撑伸缩底杆具有伸缩功能，当抓取重量较大的物体时，支撑伸缩底杆的延长能够有效的提高整体的稳定性，避免操作失误，安全性高，配合rfid电子标签阅读器识别物体基本信息，能够根据物体重量进行支撑伸缩底杆的自动调节，实用性强。

附图说明

图1为一种集装箱智能码垛机器人的结构示意图；

图2为一种集装箱智能码垛机器人的电机箱剖面示意图；

图3为一种集装箱智能码垛机器人的支撑伸缩底杆剖面示意图；

图4为一种集装箱智能码垛机器人的处理器电路连接示意图；

图中：1-车体、2-支撑臂、3-连接座、4-方管、5-液压杆一、6-伸缩臂、7-支撑座、8-电机箱、9-激光传感器、10-转动座、11-连接杆、12-末端执行器、13-液压杆二、14-支撑伸缩底杆、15-放置板、16-伺服电机、17-内杆、18-伸缩槽、19-液压杆三、20-滚轮、21-处理器、22-外杆、23-rfid电子标签阅读器、24-操作按键。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种集装箱智能码垛机器人，包括车体1和末端执行器12，所述车体1底部的一侧固定安装有支撑伸缩底杆14，所述支撑伸缩底杆14的数量为2个，两个所述支撑伸缩底杆14之间固定安装有放置板15，所述支撑伸缩底杆14包括外杆22和内杆17，所述外杆22的一端开设有伸缩槽18，所述伸缩槽18远离开口端的内侧壁上固定安装有液压杆三19，所述内杆17的一端穿过伸缩槽18的开口端并与液压杆三19的输出轴固定连接，所述放置板15的顶部固定安装有支撑臂2，所述支撑臂2的顶部通过转动轴安装有连接座3，所述连接座3的一侧固定安装有方管4，所述支撑臂2的一侧固定安装有液压杆二13，所述液压杆二13的输出轴通过转动轴与方管4的底部连接，伸缩臂6的一端安装在方管4内，所述方管4的顶部固定安装有液压杆一5，所述伸缩臂6另一端的底部固定安装有电机箱8，所述电机箱8内固定安装有伺服电机16，所述电机箱8的一侧固定安装有激光传感器9和rfid电子标签阅读器23，所述伺服电机16的输出轴上固定安装有转动座10，所述转动座10的一侧固定安装有连接杆11，所述末端执行器12安装在连接杆11一端的底部，所述末端执行器12包括但不限于手抓式末端执行器和吸盘式末端执行器，所述车体1的前侧安装有操作按键24。

作为本发明的一种优选实施方式，所述内杆17另一端的底部固定安装有滚轮20。

作为本发明的一种优选实施方式，所述车体1内安装有处理器21和蓄电池，所述处理器21分别与操作按键24、液压杆一5、激光传感器9、末端执行器12、液压杆二13、伺服电机16、液压杆三19和rfid电子标签阅读器23电性连接，所述处理器21与车体1的控制系统电性连接，所述蓄电池通过供电电路分别与车体1、处理器21、操作按键24、液压杆一5、激光传感器9、末端执行器12、液压杆二13、伺服电机16、液压杆三19和rfid电子标签阅读器23电性连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述伸缩臂6的顶部固定安装有支撑座7，所述液压杆一5的输出轴与支撑座7固定连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑臂2与车体1固定连接。

作为本发明的一种优选方式，所述激光传感器9监测集装箱的内侧壁和物体的位置，实现精确物体抓取和避障功能，不仅保证了安全性，而且不会损害集装箱。

作为本发明的一种优选方式，所述rfid电子标签阅读器23识别物体上的rfid电子标签，获取物体信息，处理器21根据物体的重量控制液压杆三19工作，使支撑伸缩底杆14的长度改变，当抓取重量较大的物体时，支撑伸缩底杆14的延长能够有效的提高整体的稳定性，避免操作失误，安全性高。

作为本发明的一种优选方式，所述rfid电子标签阅读器23能够对集装箱上配置的frid电子标签进行识别，记录集装箱时间与空间上的时空信息，并将这些实时数据远程传输到控制室或后台管理系统，从而避免了手工抄写录入的延时性，同时实现了集装箱的实时跟踪查询，实现集装箱箱号的自动识别与集装箱的监管，为集装箱货运站物联网系统实现奠定基础。

工作原理：在使用该集装箱智能码垛机器人时，通过操作按键24输入码垛指令，处理器21通过车体1控制系统控制车体1行驶进入集装箱，激光传感器9监测集装箱的内侧壁和物体的位置，实现精确物体抓取和避障功能，不仅保证了安全性，而且不会损害集装箱，处理器21控制液压杆一5、液压杆二13和伺服电机16配合工作，液压杆一5控制支撑臂2的伸出长度，液压杆二13控制支撑臂2末端高度，伺服电机16通过转动座10和连接杆11带动末端执行器12小范围转动，实现末端执行器12的精确移动对物体进行抓取，然后处理器21控制进行码垛操作，rfid电子标签阅读器23识别物体上的rfid电子标签，获取物体信息，处理器21根据物体的重量控制液压杆三19工作，使支撑伸缩底杆14的长度改变，当抓取重量较大的物体时，支撑伸缩底杆14的延长能够有效的提高整体的稳定性，避免操作失误，安全性高，通过rfid电子标签阅读器23对集装箱上配置的frid电子标签进行识别，记录集装箱时间与空间上的时空信息，并将这些实时数据远程传输到控制室或后台管理系统，从而避免了手工抄写录入的延时性，同时实现了集装箱的实时跟踪查询，实现集装箱箱号的自动识别与集装箱的监管，为集装箱货运站物联网系统实现奠定基础，此集装箱智能码垛机器人能够实现集装箱内部工作空间可达性，末端执行器12可采用手抓式或吸盘式抓取物体，避免被抓物体损坏，激光传感器9用于实现精确物体抓取和避障功能，不仅保证了安全性，而且不会损害集装箱，采用这种结构，可实现货物智能化搬运。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。