[发明专利]无人装车系统及其装车方法

说明书

本发明涉及一种无人装车系统及其装车方法，所述无人装车系统括智能控制系统，以及分别与智能控制系统进行双向通信的机械执行系统、视觉感知采集系统和人机交互系统；智能控制系统设有视觉感知模块、装箱规划模块、路径规划模块及机械执行模块；机械执行装置包括PLC控制模块、龙门桁架机器人、拆垛机器人、车辆限位装置、可伸缩吸盘及输送单元；PLC控制模块分别与龙门桁架机器人、拆垛机器人、可伸缩吸盘及输送单元通信连接；视觉感知采集系统包括二维激光扫描仪和距离编码器；人机交互系统包括安全监控预警单元、上位机控制单元、用户终端和云服务器。本发明作业现场不需要人工操作机械，从货物的拆垛、传输到码垛装车完全实现无人化。

技术领域

本发明属于交通运输物流技术领域，涉及车辆货物装卸技术，具体地说，涉及一种无人装车系统及其装车方法。

背景技术

随着世界经济的快速发展和全球经济一体化的深度推进，物流运输发挥着越来越重要的作用，同时也迎来了更大的挑战。为了适应经济高速发展的节奏，物流运输需要更高效、更快速且成本低。装车是物流运输系统工程中必不可少的环节，装车的效率直接影响物流运输的效率。目前饮料等大众消费品大多采用箱式包装，市场保持稳定的需求量，箱式物品装车的效率影响其供货速度和销量。传统的箱式货物装车采用人工码垛装车，工作强度大，工作效率低，且存在人工成本高、劳动力短缺等问题。随着自动化技术的发展和应用，自动装车设备也得到一定的发展。但现有的自动化装车系统，多采用自动和手动控制相结合的模式，仍需要人工操作机械设备来完成货物的码垛作业，作业人员的操作熟练程度直接影响码垛装车效率。

公开号为CN106429483A的中国专利申请公开了一种自动码垛装车系统及其装车方法，并具体公开了以下技术特征：货物通过机器人在运输货车上进行装卸，所述机器人为四轴龙门式机器人，在所述四轴龙门式机器人上设置用于提取货物的吸盘装置，在所述四轴龙门式机器人上还设有激光传感器。该专利申请还提供了该装车系统的装车方法。该专利申请基于激光传感器的货物码垛装车技术，实现了运输货车定位检测、货物码垛装车。但该专利不能对作业现场进行监控，无法获知现场装车的实际情况，对于装车过程中出现的故障不能及时有效地处理，且该专利无法分拣破损货物以及实现货物自动拆垛。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提供了一种无人化装车、装车效率高、安全可靠的无人装车系统及其装车方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种无人装车系统，包括智能控制系统、机械执行系统、视觉感知采集系统和人机交互系统，所述智能控制系统分别与机械执行系统、视觉感知采集系统和人机交互系统进行双向通信；

所述智能控制系统设有用于计算视觉感知采集系统采集的三维点云数据得到车辆车厢坐标数据的视觉感知模块、用于生成货物码垛方式和摆放坐标的装箱规划模块、用于规划码垛路径的路径规划模块以及用于生成动作执行命令的机械执行模块；

所述机械执行系统包括PLC控制模块、龙门桁架机器人、拆垛机器人、车辆限位装置以及输送单元；所述龙门桁架机器人和拆垛机器人均设有可伸缩吸盘，所述PLC控制模块分别与龙门桁架机器人、拆垛机器人、可伸缩吸盘及输送单元通信连接；

所述视觉感知采集系统包括二维激光扫描仪和距离编码器；所述二维激光扫描仪安装在龙门桁架机器人的桁架上，所述桁架与车辆的车厢长度方向垂直；所述距离编码器安装在龙门桁架机器人的导轨上，所述导轨与车辆的车厢长度方向平行；所述二维激光扫描仪和所述距离编码器组成三维激光扫描仪；

所述人机交互系统包括安全监控预警单元、上位机控制单元、用户终端和云服务器，所述用户终端与云服务器进行网络通信；所述安全监控预警单元分布在作业施工现场，对作业现场进行监控，并把监控数据反馈给智能控制系统，智能控制系统通过反馈的监控数据对作业过程进行调整；所述上位机控制单元用于提供可视化操作界面，对作业基本信息管理、作业监控以及故障和安全报警；所述用户终端作为上位机控制单元的物理载体；所述云服务器用于存储货物信息、作业报表信息、车辆信息、故障和安全报警信息。