CN115571537B - 一种长杆件电力物资自装卸机器人及自装卸*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长杆件电力物资自装卸机器人及自装卸***，其中，所述机器人包括：双梁桥式行车结构和控制器，所述双桥梁式行车结构的小车下方连接复合吊具装置；所述复合吊具装置包括旋转平台，所述旋转平台下连接吊装组件，所述吊装组件包括两个对称设置的水平伸缩臂，两个所述伸缩臂伸缩方向相反，且端部均连接夹板，两个夹板上均设有卡爪，用于提取吊篮，所述吊篮用于装载长杆件电力物资；其中，所述旋转平台和伸缩臂的驱动机构均与控制器连接。所述自装卸机器人基于双梁桥式行车结构，通过小车装配复合吊具装置，活动范围大，自由度高，并且，复合吊具装置能够根据长杆件电力物资的吊篮尺寸进行调整，灵活性强，适合长杆件物资的自动装卸。

Description

一种长杆件电力物资自装卸机器人及自装卸***

技术领域

本发明属于电力物资物流技术领域，尤其涉及一种长杆件电力物资自装卸机器人及自装卸***。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

电力物资仓储区别于传统物流仓储，其变压器，配电箱等大型物资，搬运难度较大，人工装卸存在较大安全隐患。但目前的电力物资仓储***主要侧重于管理层面，例如物资出入库信息的管理和调度，而搬运方式自动化程度较低，仍然需要借助推车等方式进行人工运送。目前站内存在许多轻型长杆、管状类物资，如电缆保护管，包括N-HAP直径φ200电缆保护套，N-HAP直径φ175电缆保护套，MPP直径φ100电缆保护套等等，此类长杆件电力物资种类多样、尺寸多样、长短不一，堆放容易出现滑落现象，因此运输时需注意堆放的稳定，必要时还需借助其他固定方式，目前尚未发现专门针对长杆件电力物资的通用搬运设备。而对于长杆件电力物资的装卸，主要仍是采用人工装卸的方式，需一根根的进行装卸，效率低且安全性差。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种长杆件自装卸机器人及自装卸***，所述自装卸机器人基于双梁桥式行车结构，通过其小车装配复合吊具装置，活动范围大，自由度高，并且，复合吊具装置能够根据长杆件电力物资的吊篮尺寸进行调整，灵活性强，适合长杆件物资的自动装卸。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了一种长杆件自装卸机器人，包括：双梁桥式行车结构和控制器，所述双桥梁式行车结构的小车下方连接复合吊具装置；

所述复合吊具装置包括旋转平台，所述旋转平台下连接吊装组件，所述吊装组件包括两个对称设置的水平伸缩臂，两个所述伸缩臂伸缩方向相反，且端部均连接夹板，两个夹板上均设有卡爪，用于提取吊篮，所述吊篮用于装载长杆件电力物资；其中，所述旋转平台和伸缩臂的驱动机构均与控制器连接。

进一步地，所述小车下方通过提升装置连接所述复合吊具装置，所述提升装置包括提升动力机构、多个定滑轮、穿过定滑轮的钢丝绳和卷扬机构，所述多个定滑轮设于旋转平台上方；其中，所述提升动力机构与控制器连接。

进一步地，所述吊装组件包括动力箱，所述动力箱下方设有水平的伸缩臂导向槽；两个所述伸缩臂设于所述伸缩臂导向槽中，且两个所述伸缩臂侧面均设有水平齿条，与动力箱中的驱动机构传动连接，所述驱动机构与控制器连接。

进一步地，所述吊装组件还包括长杆件电力物资吸附拾取组件，所述吸附拾取组件包括两个竖向框架，所述两个竖向框架内设有升降杆，两个升降杆下方连接长条形吸附组件；所述机械臂导向槽下方设有滑台固件，所述两个竖向框架分别连接在滑台固件两侧。

进一步地，所述升降杆侧面设有升降齿条，与升降齿条相对应的竖向框架上设有升降导向槽，所述升降齿条与升降驱动组件连接，所述升降驱动组件与控制器连接。

进一步地，所述两个竖向框架均通过滑台板连接在滑台固件两侧；所述滑台固件上设有水平导向槽，滑台板上相对应的设有导向轮。

进一步地，所述机器人包括控制器，所述两个夹板之间设有测距传感器，与控制器连接。

进一步地，所述卡爪数目为多个，成对设于两个夹板外侧；所述卡爪外端面设有光电传感器，用于感测吊篮提升吊点与卡爪的相对位置；所述卡爪上表面设有接近传感器，用于感测卡爪是否与吊篮提升吊点接触；其中，所述光电传感器和接近传感器均与控制器连接。

进一步地，所述长条形吸附组件包括吸盘、气路输送装置和气路控制装置，所述气路控制装置与控制器连接。

进一步地，所述吊篮包括主体框架和两个端部框架，所述主体框架的多个横向杆件上设有滑块；所述端部框架包括端部挡板和多个横向杆件，所述多个横向杆件通过滑块与主体框架连接。

进一步地，所述复合吊具装置上设有探测***，与控制器连接；所述探测***包括图像采集模块和图像识别模块，用于探测车辆承载状况、吊篮位置和/或长杆件物资类型。

一个或多个实施例提供了一种基于所述长杆件自装卸机器人的自装卸***，包括长杆件自装卸机器人、工作区域监控摄像头和服务器，其中，所述机器人和摄像头均与服务器通信连接；

所述服务器被配置为：获取监控摄像头发送的视频数据；当检测到有装货车辆驶入指定装卸区域时，获取相应入库信息；根据入库信息记录的物资类别，确定仓位区，向机器人控制器发送卸货指令；

所述机器人控制器被配置为：控制探测***工作，获取吊篮位置和吊篮尺寸信息；控制复合吊具装置移动到所述吊篮上方，控制提升机构下降、调整旋转角度，以及控制夹板之间距离调整，以实现吊取吊篮，以及将所述吊篮放到所述仓位区。

进一步地，所述服务器还被配置为：获取监控摄像头发送的视频数据；当检测到无货车辆驶入指定装卸区域时，获取相应出库信息；根据出库信息记录的物资类别，确定物资所存放的仓位区，向机器人控制器发送取货指令；

所述机器人控制器还被配置为：控制探测***工作，获取吊篮位置和吊篮尺寸信息；控制复合吊具装置移动到所述吊篮上方，控制提升机构下降、调整旋转角度，以及控制夹板之间距离调整，以实现吊取吊篮，以及将所述吊篮放到所述车辆上。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

提供了一种长杆件自装卸机器人，基于双梁桥式行车结构，通过其小车装配复合吊具装置，活动范围大，能够实现室内任意位置的取货和存货，自由度高。

提供了一种适用于长杆件电力物资装卸的复合吊具装置，通过提升装置与小车连接，且设有旋转机构，灵活性强；通过设置夹板和卡爪进行吊篮的取放，所述夹板能够根据长杆件电力物资的吊篮尺寸进行调整，且夹爪设于夹板外侧，能够实现从吊篮内侧进行挂接，稳定性更强。

所述复合吊具装置上还设有能够对单件长杆件电力物资进行取放的吸附机构，吸附机构能够在上下、左右调整位置，配合复合吊具装置上的旋转机构，能够实现任意位置和角度摆放的电力物资。

提供了一种多传感器融合和多逻辑层次的定位方式，通过监控摄像头感知货车到位信息，控制行吊平台装置和小车沿水平XY轴方向运动，到达物资卸货区域和存放区域；通过探测***，基于机器视觉识别作业物资吊篮的尺寸、摆放位置、朝向等外观信息，为后续吊篮的精确抓取提供保证。

提供了一种稳定的长杆件电力物资吊装***，提供了一种长度可伸缩的吊篮以适应不同长度的物资，通过在复合吊具装置卡爪上安装第一和第二传感器，分别来感测与吊篮的相对位置以及是否接触情况，保证了物资调取的准确性和稳定性。

长杆件自装卸机器人提高了电缆保护套装卸的整体性，对于传统一根根装卸货时重复性工作，提高了整车装卸效率。同时夹取作业操作简单，其效率又相比其他工具也大为提高。室内机器人融合了人工智能技术，具备自动完成作业的能力。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本实施例的长杆件自装卸机器人的结构总装图；

图2为本实施例的行吊平台装置结构图；

图3为本实施例的行吊平台装置的局部放大图；

图4和图5为本实施例的复合吊具装置结构图；

图6为本实施例的复合吊具装置正视图；

图7为本实施例的集装吊篮结构图；

图8为本实施例的吊装单件物资示意图；

图9为本实施例的吊装整筺物资示意图。

其中，1行吊平台装置、2复合吊具装置、3集装吊篮、1-1竖梁、1-2横梁、1-4X轨道、1-5端梁、1-6主梁、1-7Y轨道、1-8护栏及附件、1-9行吊平台驱动模块、1-10防撞限位装置、1-13小车架、1-14小车驱动模块、1-16钢丝绳、1-17卷扬机构、1-18提升动力机构、2-1平台框架、2-2滑轮组、2-3法兰盘、2-4旋转模组、2-5连接板、2-6动力箱、2-7水平伸缩臂、2-8夹板、2-9卡爪、2-11极限位传感器、2-12开度控制传感器、2-13第一卡爪传感器、2-14第二卡爪传感器、2-15吸附拾取组件、2-16滑台板、2-17滑台固件、2-18滑台导向槽、2-19滑台驱动组件、2-20主体固件、2-21升降齿条、2-22升降导向槽、2-23升降驱动组件、2-24吸盘、3-1侧护栏、3-2吊装挂点、3-3端部挡板、3-4横向杆件、3-5滑块、3-6叉取点位、3-7底部框架、3-8定位螺栓、4-1长杆件电力物资。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例公开了一种长杆件自装卸机器人，包括：双梁桥式行车结构和控制器。所述双桥梁式行车结构的小车下方连接复合吊具装置2，所述复合吊具装置2包括吊篮提取组件和长杆件电力物资吸附组件。

所述双梁桥式行车结构包括包括轨道支架和行吊平台装置1。

所述双梁桥式行车结构采用行吊行业内的双梁桥式行车典型设计，在室内应用。所述行吊平台装置1(或称大车)按常规滑触线组合装配在承载横梁侧面，用于给行吊平台装置、复合吊具装置供电。所述轨道支架包括两组支架组合，左右对称，均沿X轴方向布置。每组支架组合均包括竖梁1-1、横梁1-2和设置在横梁1-2上的X轨道1-4。其中，竖梁1-1固定在地面上，承载横梁1-2搭在竖梁1-1上，利用螺栓紧固；承载横梁1-2上设有X轨道1-4，与承载横梁1-2采用螺栓连接，X轨道1-2采用钢制材料，承载了本行吊平台装置1的自重和载重，为行吊平台装置1行进导向。

所述行吊平台装置1包括主梁组件和小车。

其中，所述主梁组件包括两个端梁1-5、两个主梁1-6、护栏及附件1-8，形成双梁式桥架型式。主梁1-6和端梁1-5采用搭接形式，利用高强度紧固件连接固定，护栏及附件1-8、Y轨道1-7利用螺纹联结装配在主梁上。所述主梁1-6由上下盖板和多块垂直的腹板采用箱式结构组成封闭箱型截面实体板梁连接，主梁横截面腹板的厚度优选6mm,翼缘板的厚度优选10mm，主梁1-6上设有走台，宽度取决于端梁1-5的长度和大车运行机构的平面尺寸，主梁1-6跨度中部高度取H＝L/17，主梁1-6和端梁1-5采用搭接形式，主梁1-6和端梁1-5连接处的高度取H0＝0.4～0.6H，腹板的稳定性由横向加劲板和纵向加劲条或者角钢来维持，纵向加劲条的焊接采用连续点焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝，主梁1-6通常会产生下挠变形，但加工和装配时采用预制上拱。端梁1-5部分同样由上盖板、腹板和下盖板组成，由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成，内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。

所述主梁组件的端梁1-5端部均设有行吊平台驱动模块1-9、防撞限位装置1-10和行吊平台定位模块。行吊平台驱动模块1-9设有常规的驱动及传动机构、制动机构和车轮，车轮由电机提供动力，利用摩擦在X轨道1-4上运动。防撞限位装置1-10设有缓冲结构和应急开关触发装置，在极端情况下具有能缓冲大车对轨道端部限位的冲击，并能及时切断大车电机电源作用。所述行吊平台定位模块，包括采用二维码定位或条码定位设计，在X轨道上装配二维码或条形码，在大车上装配二维码相机或条码激光设备。所述二维码相机或条码激光设备与控制器连接，控制器能够实时获知大车在X轨道上的绝对位置信息，为整体路径规划提供位置信息支持。

所述小车，包括小车架1-13、小车驱动模块1-14和提升装置。

小车驱动模块1-14按常规设有驱动及传动机构、制动机构和车轮，车轮由电机提供动力，利用摩擦力在Y轨道1-7上运动。所述小车设有位置定位***，采用激光反射定位设计，激光仪布置在梁端，激光反射板布置在小车上。定位***实时获知小车在Y轨道1-7上的绝对位置信息，上报控制器，为整体路径规划提供位置信息支持。

所述提升装置，包括提升动力机构1-18、钢丝绳1-16和卷扬机构1-17，装配在小车架1-13上，本实施例中，为了保持物资提升的稳定性，所述提升装置设有四组。提升动力机构按常规设有电机驱动和传功机构，驱动卷扬1-17转动，拖动钢丝绳1-16，所述钢丝绳与下方待提升的复合吊具装置2上设置的定滑轮配合实现升降运动。提升装置的定位设计采用编码器计数方式，计算钢丝绳的卷扬行程，获知钢丝绳末端复合吊具装置的位置，上报控制器，为吊取任务提供高度位置信息支持。

所述复合吊具装置2包括旋转平台和吊装组件。所述旋转平台下方连接吊装组件，可带动吊装组件旋转。

具体地，所述旋转平台包括平台框架2-1，滑轮组2-2和旋转组件。所述平台框架2-1中心开口，用于设置旋转组件；所述滑轮组设于所述平台框架2-1上表面，本实施例中，滑轮组2-2布置在平台框架2-1的四个角，共有四套，与平台框架采用焊接连接；钢丝绳1-16穿过滑轮组2-2，与提升装置连接，提升装置通过钢丝绳拖动旋转平台进行升降。

旋转组件包括法兰盘2-3和旋转模组2-4，所述法兰盘2-3与平台框架2-1利用螺栓紧固连接，与旋转模组焊接连接，用于连接旋转模组2-4和平台框架2-1。所述旋转模组，按常规设有驱动电机和旋转模组，利用编码器计数定位，接收控制器命令实现360度旋转，并将角度位置实时反馈控制器。

连接板2-5上部通过焊接方式连接旋转模组2-4，下方采用螺栓紧固方式连接吊装组件的动力箱2-6壳体。

所述旋转组件下方通过连接板2-5连接吊装组件。所述吊装组件包括用于提取吊篮的吊篮提取组件，和用于拾取长杆件电力物资的吸附拾取组件2-15。

所述吊篮提取组件包括动力箱2-6、两个水平伸缩臂2-7和分别设于两个伸缩臂端部的两个夹板2-8，两个夹板上设有卡爪，用于勾住吊篮围栏的栏杆，通过驱动伸缩臂的伸缩可以适应不同宽度的吊篮。

其中，动力箱2-6中设有齿轮驱动机构，下方设有水平的伸缩臂导向槽，所述伸缩臂导向槽中设有伸缩方向相反的两个水平伸缩臂，所述两个水平伸缩臂侧面设有水平齿条，齿轮驱动机构和两个机械臂上的水平齿条分别通过传动齿轮相连接，利用齿轮驱动水平伸缩臂的左右伸缩，从而实现夹板之间开合宽度的调整。

两个水平伸缩臂2-7的端部相对称的分别焊接一个夹板2-8，为了保证能够稳定的提取和运送吊篮，所述夹板2-8优选为等腰三角形，两个夹板2-8下方的外表面两端均设有向外的卡爪2-9。卡爪2-9上设有第一卡爪传感器和第二卡爪传感器，第一卡爪传感器2-13在卡爪2-9的上表面，采用红外接近传感器，用于感知卡爪2-9上表面与集装吊篮提升吊点的接触情况。第二卡爪传感器2-14在卡爪2-9的外端面，采用光电传感器，用于判断卡爪2-9在竖直位置上是否已经到达集装吊篮的提升吊点。在夹板2-8的内侧，设有开度控制传感器2-12，采用激光测距传感器，测量两套夹板2-8打开的距离，实时上报控制器，控制水平伸缩臂的伸缩行程，适应不同宽度的集装吊篮。并且，卡爪与集装吊篮接触面设有一定的斜度，有利于集装吊篮在运送过程中的稳定性。

所述吸附拾取组件2-15，包括主体固件2-20、主体固件2-20下方末端的长条形吸附组件、滑台固件2-17，和滑台板2-16。其中，所述滑台固件2-17装配在机械臂导向槽下方，所述主体固件2-20包括两个竖向框架，分别通过滑台板2-16连接在所述滑台固件2-17的两侧。具体地，所述滑台固件2-17的侧面设有水平导向槽2-18，滑台板2-16上设有导向轮，通过滑台驱动组件2-19驱动所述滑台板2-16沿水平导向槽滑动，所述主体固件2-20可经由滑台板2-16沿水平导向槽水平运动。所述滑台板两侧均设有极限位传感器，用于探测滑台板左右运动距离，防止左右运动超出界限。优选地，所述滑台固件，设有固定孔，通过螺栓与动力箱的下部固定连接，用作滑台组件的固定。所述滑台板，设有固定孔，背面分别与滑台固件固定连接，正面与滑台导向连接。所述滑台导向，设有导轨，固定在滑台固件上；设有导轨滑套，固定在滑台板上。所述滑台驱动组件，按常规设有驱动机构，由电机驱动；设有齿条，固定在滑台固件上。滑动驱动组件带动滑台板左右运动，滑台板承载升降组件实现左右运动。

所述主体固件2-20的两个竖向框架中均设有升降杆，两个升降杆下方连接长条形吸附组件，共同实现所述吸附组件的升降。所述升降杆侧面设有升降齿条2-21，与升降齿条2-21相对应的竖向框架上设有开口，即升降导向槽2-22，升降驱动组件2-23驱动升降杆在竖向框架中升降运动，驱动电机设于滑台板2-16上。滑台板2-16沿2-17滑台固件的水平运动，以及升降杆的升降运动，实现了吸附拾取组件2-15左右、竖直两个维度的运动。

所述长条形吸附组件跟随主体固件2-20实现上下竖直运动，所述长条形吸附组件，包括吸盘2-24、气路输送装置、气路控制装置。吸附组件的动力采用压缩气体，执行末端设有吸盘2-24，吸盘2-24的外表面形状根据物料形状设计，能保证接合面紧密贴合，吸盘2-24的数量根据物料长度设计。所述气路输送装置，按常规设有气泵和储气罐，布置在吊平台装置的小车上；所述气路控制装置，按常规设有开关电磁阀，布置在电控箱中。所述吸附拾取组件主要用于将单根物料转移至制样工位，所述制样工位用于将长件物料裁切，制取适合实验长度的样品，长件物料的长度一般为6-9米，需要切割成0.5米的样品。

集装吊篮3由主体框架和两个端部框架组合组成。所述集装吊篮，包括主体框架和端部挡板组合，作为盛放长杆物资的容器，在长杆件物资的转运、存储过程中，具有保护物资免收磕碰，分组管理物资合理利用空间作用。所述主体框架包括侧护栏3-1、底部框架3-7、滑块3-5，所述侧护栏包括多个横向杆件和纵向杆件，且横向杆件和纵向杆件相连接的位置设有固定杆，在主体框架的每个直角处形成三角稳定结构。所述主体框架的至少一个横向杆件上设有两个滑块3-5，通过紧固件固定在侧护栏上。所述端部框架包括端部挡板3-3和多个横向杆件3-4，所述多个横向杆件可通过滑块与主体框架连接，且能够在滑块中伸缩。具体地，所述横向杆件3-4穿过滑块，通过定位螺栓3-8或吊环螺钉等方式紧固防止松动，侧护栏上部的四个角部位设有吊装挂点3-2，用于复合吊具装置的卡爪进行吊装，下部中间设有叉取点位3-6，用于其他场合中的叉车搬运作业。

侧护栏和底部框架采用标准型材，包括角钢、槽钢、矩形管等型材，材质宜选焊接性能良好的钢材，利用焊接工艺连接固定在一起。端部框架组合相对主体框架可左右伸缩，实现扩大容器的长度尺寸，以适应多种规格长度的长杆件物资。

所述复合吊具装置上设有探测***，与控制器连接；所述探测***包括图像采集模块、激光扫描仪和图像识别模块，用于探测货车上吊篮的姿态和位置、吊篮位置和/或长杆件物资类型等，为控制***提供空间坐标数据。实现仓位核实、货车载货信息核实、物料识别，为上级***提供信息需求。其中，所述激光扫描仪，布置在复合吊具装置上，与小车一起沿水平Y轴方向运动，实现水平区域的扫描。

以上各结构涉及的驱动机构和传感设备均与控制器连接，所述控制器与服务器连接。本实施例中所述控制器集成到控制箱中，所述服务器，布置在控制器室，用于运行自动装卸***。所述自动装卸***包括任务启动子***、探测子***和装卸执行子***。

具体地，所述任务启动子***，被配置为：接收工作区域监控摄像头的实时视频数据，当监控到装卸区域有装货车时，请求上级***核实装卸货任务，判断装卸货区状况是否符合自动作业条件，若符合，根据装卸区域位置，进行路径规划，控制行吊平台装置进行水平、竖直运动，到达装卸区域上方，向探测子***发送指令；其中，判断是否符合自动作业条件包括：通过视频方式实时拾取区域内的货车车辆位置、人员行为，判断车辆到位和作业区的人员行为是否合规。

所述探测子***，用于对集装吊篮的位置和形状进行定位。

所述装卸执行子***，用于根据集装吊篮的位置和形状，自主规划路径，控制复合吊具装置进行夹持或吸附动作，执行取货出库或卸货入库的任务，最终实现物资的装车和卸车。

所述图像识别分析算法，用于根据激光扫描数据进行分析，获取待装卸电力物资吊篮的空间坐标值、获取货车上的空置坐标值、或核实仓库中仓位的空余状态。

所述控制箱的箱体装配在主梁组件上，具有供电、运动控制、数据交换和传输功能。所述控制箱，设有电源***，采用滑触线取电的供电设计，为大车、小车、提升装置提供动力电源，为PLC控制模块和无线模块提供直流电源。所述控制箱，设有PLC控制模块，用于控制大车、小车、提升装置的往返目的地、取放物资的任务。

所述控制箱，设有通讯***，包括交换机、无线模块等，与大车、小车、提升装置的数据交互采用有线通讯，与控制器的数据交互采用无线通讯。

实施例二

基于实施例一所提供的长杆件自装卸机器人，本实施例提供了一种自装卸***，包括长杆件自装卸机器人、工作区域监控摄像头和服务器，其中，所述机器人和摄像头均与服务器通信连接。

长杆件自装卸机器人工作区域内设有装卸区域、仓位区。其中，装卸区域为车辆装货或卸货前的等候区域，仓位区用于物资存储，长杆件电力物资均采用吊篮装载。

(一)卸货入库流程

货车进入长杆件自装卸机器人工作区指定装卸区域等待卸货入库。

步骤1：服务器实时接收监控摄像头发送的视频数据，检测是否有装货车辆驶入装卸区域，若有，进入步骤2。

步骤2：自动装卸***请求上级***，查取相应的出入库信息，确定物资类别，确定相应物品放置区的空余可存放的仓位区，生成卸货任务发送至自装卸机器人控制器。

步骤3：自动装卸机器人执行卸货任务。首先机器人控制器命令行吊平台装置运动至装卸区域；然后控制探测***模块工作，获取激光雷达对车上物资扫描数据，识别吊篮的位置信息和尺寸信息。

具体地，激光扫描仪在跟随小车沿水平Y轴方向运动，扫描车上长杆件物资，识别其相关物理特性，包括集装吊篮的长宽高及中心坐标值坐标。

步骤4：自动装卸机器人控制器根据探测***模块提供的位置信息，控制复合夹具装置从车上吊取并放置在指定仓位，任务完成后向上级***发送反馈信息，上级***更新库存信息。

(二)取货出库流程

取货车辆进入长杆件自装卸机器人工作区指定装卸区域等待取货出库。

步骤1：服务器实时接收监控摄像头发送的视频数据，检测是否有无货车辆驶入装卸区域，若有，进入步骤2。

步骤2：自动装卸***请求上级***，查取相应的出入库信息，确定物资类别，确定所存放的仓位区，生成取货任务并发送至机器人控制器。

步骤3：自装卸机器人控制器执行卸货任务。首先机器人控制器控制行吊平台装置运动至仓位区；然后控制探测***模块工作，激光雷达对车上空位置进行扫描，识别可放置出库物资的位置信息；

步骤4：自装卸机器人控制器根据探测***模块提供的位置信息，控制复合夹具装置从相应仓位上吊取集装吊篮并放置在货车上。

步骤5：自动装卸***继续执行任务，取货完毕，反馈上级***，更新库存信息，请求结束任务。

具体地，卸货入库和取货出库流程中步骤3-步骤4中涉及的集装吊篮吊取控制方法包括：

步骤S1：根据探测***模块提供的位置信息，大车沿X轴方向、小车沿Y轴方向运动，到达目标位置上方。

具体地，大车定位模块采用二维码定位或条码定位设计，小车位置定位***采用激光反射定位设计，完成在X轴方向和Y轴方向的定位。

步骤S2：提升装置带动复合吊具沿Z轴方向运动。

步骤S3：下降位置符合提升装置定位数据要求，进入步骤S4，不符合，转入步骤S2。

步骤S4：第二卡爪传感器判断是否探测到集装吊篮吊装挂点：是，转入步骤S5；否，继续沿Z轴方向运动。

步骤S5：复合吊具的夹板，向两侧运动，判断卡爪是否到达吊装挂点，转入步骤S6；否，继续向两侧运动。

具体地，在夹板2-4的内侧，设有开度控制传感器2-12，实时探测夹板的运动是否到达目标位。

具体地，在卡爪的上表面设有第一卡爪传感器，判断卡爪是否到达吊装挂点。

S6：执行提升动作，完成集装吊篮的自动取货。

具体地，提升装置带动复合吊具沿Z轴反方向运动，实现提升动作。

步骤6：自动装卸***继续执行任务，卸货完毕，反馈上级***，请求结束任务。

以上一个或多个实施例具有以下技术效果：

所述长杆件自装卸机器人实现物资的密集堆放，充分利用仓库空间。该机器人可以自动完成装卸车工作，也可以通过5G网络进行远程控制操作。并且，所述长杆件自装卸机器人能够吊装不同规格的长杆件物资，具备自主作业能力，即：自动完成卸车、自动完成物资码放、记录物资存放位置、自动取货抽检以及装车。

所述长杆件自装卸机器人能够进行智能规划路径：通过将仓库坐标系和装卸区域坐标系的统一，以及堆场码垛高度进行建模，实现集装箱龙门吊的自动规划路径，同时感知识别作业过程中的环境信息，自动避障绕行_。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (12)

1.一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，包括长杆件自装卸机器人、工作区域监控摄像头和服务器，其中，所述机器人和摄像头均与服务器通信连接；

所述服务器被配置为：获取监控摄像头发送的视频数据；当检测到有装货车辆驶入指定装卸区域时，获取相应入库信息；根据入库信息记录的物资类别，确定仓位区，向机器人控制器发送卸货指令；

所述机器人控制器被配置为：控制探测***工作，获取吊篮位置和吊篮尺寸信息；控制复合吊具装置移动到所述吊篮上方，控制提升机构下降、调整旋转角度，以及控制夹板之间距离调整，以实现吊取吊篮，以及将所述吊篮放到所述仓位区；

所述长杆件自装卸机器人包括：双梁桥式行车结构和控制器，所述双梁桥式行车结构的小车下方连接复合吊具装置；

所述复合吊具装置包括旋转平台，所述旋转平台下连接吊装组件，所述吊装组件包括两个对称设置的水平伸缩臂，两个所述伸缩臂伸缩方向相反，且端部均连接夹板，两个夹板上均设有卡爪，用于提取吊篮，所述吊篮用于装载长杆件电力物资；其中，所述旋转平台和伸缩臂的驱动机构均与控制器连接。

2.如权利要求1所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述小车下方通过提升装置连接所述复合吊具装置，所述提升装置包括提升动力机构、多个定滑轮、穿过定滑轮的钢丝绳和卷扬机构，所述多个定滑轮设于旋转平台上方；其中，所述提升动力机构与控制器连接。

3.如权利要求1所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述吊装组件包括动力箱，所述动力箱下方设有水平的伸缩臂导向槽；两个所述伸缩臂设于所述伸缩臂导向槽中，且两个所述伸缩臂侧面均设有水平齿条，与动力箱中的驱动机构传动连接，所述驱动机构与控制器连接。

4.如权利要求3所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述吊装组件还包括长杆件电力物资吸附拾取组件，所述吸附拾取组件包括两个竖向框架，所述两个竖向框架内设有升降杆，两个升降杆下方连接长条形吸附组件；所述伸缩臂导向槽下方设有滑台固件，所述两个竖向框架分别连接在滑台固件两侧。

5.如权利要求4所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述升降杆侧面设有升降齿条，与升降齿条相对应的竖向框架上设有升降导向槽，所述升降齿条与升降驱动组件连接，所述升降驱动组件与控制器连接。

6.如权利要求4所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述两个竖向框架均通过滑台板连接在滑台固件两侧；所述滑台固件上设有水平导向槽，滑台板上相对应的设有导向轮。

7.如权利要求1所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述机器人包括控制器，所述两个夹板之间设有测距传感器，与控制器连接。

8.如权利要求1或6所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述卡爪数目为多个，成对设于两个夹板外侧；所述卡爪外端面设有光电传感器，用于感测吊篮提升吊点与卡爪的相对位置；所述卡爪上表面设有接近传感器，用于感测卡爪是否与吊篮提升吊点接触；其中，所述光电传感器和接近传感器均与控制器连接。

9.如权利要求4所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述长条形吸附组件包括吸盘、气路输送装置和气路控制装置，所述气路控制装置与控制器连接。

10.如权利要求1所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述吊篮包括主体框架和两个端部框架，所述主体框架的多个横向杆件上设有滑块；所述端部框架包括端部挡板和多个横向杆件，所述多个横向杆件通过滑块与主体框架连接。

11.如权利要求1所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，所述复合吊具装置上设有探测***，与控制器连接；所述探测***包括图像采集模块和图像识别模块，用于探测车辆承载状况、吊篮位置和/或长杆件物资类型。

12.如权利要求1所述的一种长杆件自装卸机器人的自装卸***，其特征在于，

所述服务器还被配置为：获取监控摄像头发送的视频数据；当检测到无货车辆驶入指定装卸区域时，获取相应出库信息；根据出库信息记录的物资类别，确定物资所存放的仓位区，向机器人控制器发送取货指令；

所述机器人控制器还被配置为：控制探测***工作，获取吊篮位置和吊篮尺寸信息；控制复合吊具装置移动到所述吊篮上方，控制提升机构下降、调整旋转角度，以及控制夹板之间距离调整，以实现吊取吊篮，以及将所述吊篮放到所述车辆上。