一种保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置的制作方法

1.本实用新型属于集装箱锁销拆装领域，涉及一种保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置。


背景技术：

2.集装箱锁销拆装平台在对集装箱进行拆装锁环节中主要使用机械臂配合视觉相机的识别与定位来完成的。在实际运用中，相机有多种选型，有双目相机、有激光相机，它们有的需要充裕的光强，有的光强越低越好；传统思路是把平台包裹严实，内部处于低光强状态，需要光强的，采用补光灯来解决；但在某些项目中集装箱锁销拆装平台的结构比较紧凑，同时在侧边放置锁销存储筐，还需要经常被吊具抓取移动，平台周围有护栏等设施；因此不能将平台完全包裹住，同时若全天采用补灯光也不利于节能，而另外一个问题是平台作业环境是户外复杂环境，相机的扫描方式是垂直对着集装箱底部锁头扫描，也就意味着镜头是朝上的，在雨天尤其是大雨天气，相机镜头也会因为雨水的黏附和遮挡对镜头接受光信号过程产生影响，导致识别和定位错误，这时候就需要能够去除镜头前雨水对相机影响的装置。由此可见，在集装箱锁销拆装平台应用于双小车自动化岸桥进行拆装锁作业中，由于其自身结构无法做到全封闭情况下，因此集装箱锁销拆装平台在户外复杂环境下，视觉相机在识别时会受到外界环境中光线、雨水等影响，从而导致识别与定位上出现错误，进而影响设备的正常运行。
3.鉴于上述情况，亟需一套能够保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，在不影响集装箱锁销拆装平台结构布局下，充分减少甚至消除外界环境对视觉相机的影响，保障集装箱锁销拆装平台在户外复杂环境下进行全天候作业。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，能够在不影响集装箱锁销拆装平台结构布局下，充分减少甚至消除外界环境对视觉相机的影响，保障视觉相机的镜头不受遮挡或污染，确保视觉相机在识别和定位上准确性，从而保障集装箱锁销拆装平台在户外复杂环境下进行全天候作业。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.本实用新型的提供了一种保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，包括：机器人系统、视觉相机、遮光系统、镜头气动冲洗系统、光感雨量传感器和plc控制器；
7.所述视觉相机设于所述机器人系统的末端轴上；
8.所述遮光系统包括设于集装箱锁销拆装平台上的海侧遮光装置和陆侧遮光装置；
9.所述镜头气动冲洗系统对所述视觉相机的镜头进行吹气清洗，该镜头气动冲洗系统包括气动机构以及与所述气动机构连接的吹气口；所述吹气口设于所述视觉相机的镜头旁边；
10.所述光感雨量传感器设于所述集装箱锁销拆装平台上；
11.所述plc控制器分别与所述机器人系统、视觉相机、遮光系统、镜头气动冲洗系统、光感雨量传感器连接。
12.优选地，所述海侧遮光装置包括海侧遮光帘、与所述海侧遮光帘连接的第一升降机构、与所述升降机构连接的第一电机以及与所述控制第一电机的海侧遮光控制器；所述海侧遮光控制器与所述plc控制器连接。
13.优选地，所述陆侧遮光装置包括陆侧遮光帘、与所述陆侧遮光帘连接的第二升降机构、与所述第二升降机构连接的第二电机以及与所述控制第二电机的陆侧遮光控制器；所述陆侧遮光控制器与所述plc控制器连接。
14.优选地，所述气动机构包括与气源装置连接的气动回路、设于气动回路上的气体压力传感器、设于所述气动回路上的单向阀以及与所述plc控制器连接的气动执行元件；所述气动回路的出气端与所述吹气口连通；所述气体压力传感器与所述plc 控制器连接。
15.优选地，所述保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置还包括与所述plc 控制器连接的补光系统。
16.优选地，所述保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置还包括与所述plc 控制器连接的hmi触控屏。
17.本实用新型所提供的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置的有益效果：
18.1、本实用新型所提供的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，能够在不影响集装箱锁销拆装平台结构布局下，充分减少甚至消除外界环境对视觉相机的影响，保障视觉相机的镜头不受遮挡或污染，确保视觉相机在识别和定位上准确性，保障集装箱锁销拆装平台在户外复杂环境下进行全天候作业；
19.2、本实用新型所提供的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，通过在集装箱锁销拆装平台上设置光感雨量合成传感器，实时判断外界环境变化以及变化量大小；
20.3、本实用新型所提供的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，通过配置镜头气动冲洗系统对视觉相机镜头进行吹气清洗，保障视觉相机的镜头不受遮挡或污染，确保视觉相机在识别和定位上准确性；
21.4、本实用新型所提供的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，在集装箱锁销拆装平台上配置遮光系统，通过调节遮光帘的升降幅度来减少光线对视觉相机的干扰；
22.5、本实用新型所提供的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，配置hmi 触控屏可以显示各系统数据变化，也可以作为本地操作站对各系统单独控制；
23.6、本实用新型所提供的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，通过plc 控制器与各系统进行功能交互，充分将视觉相机所受外界环境的影响进行消除，并实时进行调整和补偿，保障集装箱锁销拆装平台在户外复杂环境下进行全天候作业，提升了集装箱锁销拆装平台的自动化率。
附图说明
24.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
25.图1为本实用新型的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置的原理控制图；
26.图2为本实用新型的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置机械布置图，其中(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为俯视图；
27.其中，1为机器人系统；2为视觉相机；3为海侧遮光装置；4为陆侧遮光装置； 5为镜头气动冲洗系统；6为光感雨量传感器；7为plc控制器；8为hmi触控屏； 9为运输装置；10为电控柜；11为集装箱；31为海侧遮光帘；32为海侧遮光控制器；41为陆侧遮光帘；42为陆侧遮光控制器；51为气动压力传感器；52吹气口。
具体实施方式
28.为了能更好地理解本实用新型的上述技术方案，下面结合实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
29.结合图1、图2中(a)、(b)、(c)所示，本实用新型提供一种保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，包括：机器人系统1、视觉相机2、遮光系统、镜头气动冲洗系统5、光感雨量传感器6和plc控制器7；视觉相机2设于机器人系统1的末端轴上，在机器人系统1对集装箱锁销进行拆装时，该视觉相机2获取集装箱锁销的图片信息，进行拍照识别等；遮光系统包括设于集装箱锁销拆装平台上的海侧遮光装置3和陆侧遮光装置4，该遮光系统根据海侧遮光装置3和陆侧遮光装置4来调整视觉相机2镜头前的光线；镜头气动冲洗系统5对视觉相机2的镜头进行吹气清洗，以避免视觉相机2的镜头被雨水遮挡，该镜头气动冲洗系统5包括气动机构以及与气动机构连接的吹气口52，吹气口52设于视觉相机2的镜头旁边；光感雨量传感器6设于集装箱锁销拆装平台上，用于实时检测集装箱锁销拆装平台的外部环境信息，比如光线强度、光线角度、是否下雨以及雨量大小等信息； plc控制器7分别与机器人系统1、视觉相机2、遮光系统、镜头气动冲洗系统5、光感雨量传感器6连接。本实用新型中，在保障集装箱锁销拆装平台气动后，plc 控制器7实时接收光感雨量传感器6反馈的外部环境信息，并根据外部环境信息触发机器人系统1、视觉相机2、遮光系统、镜头气动冲洗系统5动作，充分减少甚至消除外界环境对视觉相机2的影响，保障视觉相机2的镜头不受遮挡或污染，确保视觉相机2在识别和定位上准确性，从而保障集装箱锁销拆装平台在户外复杂环境下进行全天候作业。
30.结合图2中(b)所示，海侧遮光装置3包括海侧遮光帘31、与海侧遮光帘31 连接的第一降机构、与第一升降机构连接的第一电机以及与控制第一电机的海侧遮光控制器32；海侧遮光控制器32与plc控制器7连接。其中海侧遮光控制器32 接收plc控制器7的指令，通过遮阳帘信号输出模块控制第一电机工作，通过遮阳帘信号输入模块反馈第一电机运行情况给plc控制器7进行闭环控制；当plc控制器7接收到光感雨量传感器6反馈的外部环境信息后，根据plc控制器7预先设定的条件进行判断分析，触发海侧遮光装置3动作，海侧遮光控制器32控制第一电机工作，通过第一升降机构控制海侧遮光帘31收起或下降，从而调整视觉相机2 的海侧的光照环境。
31.结合图2中(b)所示，陆侧遮光装置4包括陆侧遮光帘41、与陆侧遮光帘41 连接的第二升降机构、与第二升降机构连接的第二电机以及与控制第二电机的陆侧遮光控制器42；陆侧遮光控制器42与plc控制器7连接。其中陆侧遮光控制器42 接收plc控制器7的指令，通过遮阳帘信号输出模块控制第二电机工作，通过遮阳帘信号输入模块反馈第二电机运行情况给plc控制器7进行闭环控制；当plc控制器7接收到光感雨量传感器6反馈的外部
环境信息后，根据plc控制器7预先设定的条件进行判断分析，触发陆侧遮光装置4动作，陆侧遮光控制器42控制第二电机工作，通过第二升降机构控制陆侧遮光帘41收起或下降，从而调整视觉相机2 的陆侧的光照环境。
32.在具体的实施例中，气动机构包括与气源装置连接的气动回路、设于气动回路上的气体压力传感器、设于气动回路上的单向阀以及与plc控制器7连接的气动执行元件；气动回路的出气端与吹气口52连通。气动执行元件可为气泵等。其中plc 控制器7通过控制气体质量模块、控制喷气量模块来调节镜头气动冲洗系统5喷出气体的参数，从而控制镜头气动冲洗系统5对视觉相机2进行吹气清洗。结合图1 和图2(a)所示，本实用新型中机器人系统1通过气动系统控制夹具作业，因此在实际应用中气源装置和气动执行元件安装在集装箱锁销拆卸平台上，当plc控制器 7触发镜头气动冲洗系统5动作后，气动执行元件工作，气体压力传感器实时监测气动回路中气体的压力并反馈至plc控制器7，当气动回路内的气体压力、温度、湿度均达到设定要求后，单向阀打开，气动回路内的气体经吹气口52对视觉相机2 的镜头进行吹气清洗，以保证视觉相机2的镜头干净。当机器人系统1通过电力系统控制夹具作业时，气动机构则需要配备单独的气源装置。
33.在具体的实施例中，为了使视觉相机2采集集装箱锁销图像的质量满足识别要求，保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置还包括与plc控制器7连接的补光系统；当外部环境的处于阴天或雨天等光线较暗情况下，可通过补光系统对视觉相机2进行补光；其中补光系统可采用补光灯。
34.结合图1所示，在具体的实施例中，保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置还包括与plc控制器7连接的hmi触控屏8，该hmi触控屏8既可作为本地操作站对各个系统单独控制，也可用于显示各个系统的数据变化等。
35.结合图2中(a)、(c)所示，光感雨量传感器6共有两个，在集装箱锁销拆卸装置平台的陆侧和海侧各设置1个，便于plc控制器7将两个光感雨量传感器6 采集的外部环境信息进行对比，更好的调节遮光系统、镜头气动冲洗系统5动作；比如当天气晴朗时，随着太阳的东升西落，海侧、陆侧的光线变化也不一样，尤其是当太阳的光线倾角比较大时，容易照射到视觉相机2的镜头上，镜头受光线干扰而导致识别和定位出错，此时，哪一侧的光感雨量传感器6接收倾角大且光线强的信号，plc控制器7就会触发哪一侧的遮阳帘下降到能遮挡镜头照射的位置。
36.结合图1所示，plc控制器7与机器人系统1、视觉相机2、遮光系统、镜头气动冲洗系统5、光感雨量传感器6、补光系统以及hmi触控屏8之间的通讯采用总线形式连接，主要的通讯种类包括canbus和profinet，结合图2中(a)、(b) 所示，保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置上的开关、保护电器以及其他辅助设备可安装在电控柜10中。
37.结合图1、图2中(a)、(b)、(c)所示，本实用新型还提供一种保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的方法，采用上述保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，具体包括以下步骤：
38.s1，集装箱锁销拆装平台启动后，plc控制器7控制海侧遮光装置3的海侧遮光帘31、陆侧遮光装置4的陆侧遮光帘41收起，并控制镜头气动冲洗系统5对视觉相机2的镜头进行吹气清洗；
39.具体过程为：集装箱锁销拆装平台启动后，保障集装箱锁销拆装平台全天候作业
的装置进入初始化状态，plc控制器7控制海侧遮光装置3的海侧遮光帘31、陆侧遮光装置4的陆侧遮光帘41收起，此时光线可以从侧面角度照射进来，plc控制器7控制镜头气动冲洗系统5启动，当气动机构内的气体压力、温度、湿度达到设定数后，气体通过吹气口52对视觉相机2的镜头进行一定角度的吹气清洗，以保证作业前视觉相机2的镜头干净
40.s2，光感雨量传感器6实时检测集装箱锁销拆装平台的外部环境信息并传递给 plc控制器7，plc控制器7根据环境信息触发遮光系统和/或镜头气动冲洗系统5 动作，保障集装箱锁销拆装平台全天候作业。
41.具体过程为：当机器人系统1开始动作前往待机位置时，海侧、陆侧的光感雨量传感器6会从环境中实时采集外部环境信息，并将其传递该plc控制器7进行处理，plc控制器7根据环境信息触发遮光系统、镜头气动冲洗系统5动作，确保视觉相机2的镜头不受外界环境中光线、雨水等影响而导致锁销识别和定位出现错误，从而保障集装箱锁销拆装平台全天候作业；
42.当plc控制器7根据外部环境信息判断天气为晴天时，plc控制器7根据外部环境的光线强度和光线角度等实时触发海侧遮光装置3和陆侧遮光装置4动作，将海侧遮光帘31、陆侧遮光帘41调整至外部光线不影响视觉相机2镜头的位置；结合具体情况来看，在晴天时，随着太阳的东升西落，光线强度和光线角度在海侧、陆侧的变化也是不一样的，尤其是当太阳光线倾角比较大的时候，容易照射到视觉相机2的镜头上，视觉相机2的镜头因为光线的干扰而导致识别和定位出错，此时哪一侧光感雨量传感器6接受到倾角大且光线强的信号，plc控制器7就会引导哪一侧的遮阳帘下降到能遮挡住照射到视觉相机2镜头的位置；当光线适宜且不会有大倾角的光线照射到视觉相机2的镜头时，海侧遮阳帘、陆侧遮光帘41会收起到满足光线进入集装箱锁销拆装平台的位置上，若此时视觉相机2采集的锁销图像质量满足识别要求，没有反馈错误，可以无需补充系统补光，可关闭补光灯(适用于需要一定光强的相机)。晴天时，由于没有雨量触发信号，镜头气动冲洗系统5只会在作业开始和结束时候进行一次动作。
43.当plc控制器7根据外部环境信息判断天气为雨天时，plc控制器7根据外部环境信息和视觉相机2反馈的锁销图像信息触发遮光系统和镜头气动冲洗系统5 动作，将海侧遮光帘31、陆侧遮光帘41调整至外部光线不影响视觉相机2镜头的位置，同时保证视觉相机2镜头前的区域不被雨水遮挡；除此之外plc控制器7还根据外部光线强度实时触发补光系统动作，确保所述视觉相机2拍摄的锁销图像质量。结合具体情况来看，当雨天出现时，光感雨量传感器6会根据雨量大小和视觉相机2反馈的锁销图像质量的好坏来控制镜头气动冲洗系统5进行多挡调节，始终保证视觉相机2镜头前一段区域不会被雨水遮挡。此时海侧遮阳帘、陆侧遮光帘41 也会根据当前光强情况进行升降，以及plc控制器7判断是否需要开启补光灯。
44.当锁销拆装平台作业结束后，plc控制器7控制海侧遮光帘31、陆侧遮光帘 41收起，机器人系统1控制视觉相机2的镜头垂直朝下，plc控制器7控制镜头气动冲洗系统5对视觉相机2的镜头进行吹起清洗。
45.综上所示，本实用新型的保障集装箱锁销拆装平台全天候作业的装置，在不影响结构布局的情况下，通过plc控制器与各系统进行功能交互，充分将视觉相机所受外界环境的影响进行消除，并实时进行调整和补偿，保障集装箱锁销拆装平台在户外复杂环境下进
行全天候作业，提升了集装箱锁销拆装平台的自动化率。
46.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。