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原文传递一种基于视觉系统的冷藏船智能卸货系统及方法

专利名称：	一种基于视觉系统的冷藏船智能卸货系统及方法
摘要：	本发明公开了一种基于视觉系统的冷藏船智能卸货系统及方法，其中系统包括机械臂、抓取单元、保温单元、机器视觉单元、智能卸货单元、升降单元、行走单元和中央处理单元。智能卸货系统遵循从上之下的就近原则，通过自带环形大功率光源进行照射，机器视觉单元4对货物和环境进行扫描，粗略计算出货物距离和各区域的搬运顺序，然后中央处理单元8根据位置坐标信息控制行走单元7进行移动。其中该系统集成相对成熟的机器视觉单元进行自动卸货作业，实现具有自动化程度强、工作效率高、成本低和适应能力卓越等特点的冷藏船无人化卸货作业，从而实现冷藏船智能化无人卸货的长远目标。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连海事大学
发明人：	刘志杰;乔楷卿;王晓邦;孙玉清;王生海;韩广冬
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-24T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-18T00:00:00+0800
申请号：	CN202111601819.X
公开号：	CN114194873A
代理机构：	大连东方专利代理有限责任公司
代理人：	姜玉蓉;李洪福
分类号：	B65G67/60;B65G47/91;B65G43/08;B66C1/22;B;B65;B66;B65G;B66C;B65G67;B65G47;B65G43;B66C1;B65G67/60;B65G47/91;B65G43/08;B66C1/22
申请人地址：	116026 辽宁省大连市高新园区凌海路1号
主权项：	1.一种基于视觉系统的冷藏船智能卸货系统，其特征在于包括：机械臂(1)、抓取单元(2)、保温单元(3)、机器视觉单元(4)、智能卸货单元(5)、升降单元(6)、行走单元(7)和中央处理单元(8)；所述机械臂(1)与抓取单元(2)相连接、带动抓取单元(2)从不同方位对货物包裹进行抓取控制；所述抓取单元(2)包括切换装置(21)真空吸盘(22)和机械手(23)；所述保温单元(3)包括隔热罩(31)、温度检测模块(32)和电伴热模块(33)，所述隔热罩(31)用于阻隔机器视觉单元(4)与船舱环境之间的热传递,确保3D扫描仪(41)能够在低温环境下正常工作；所述温度检测模块(32)包括多个温度传感器，设置于隔热罩(31)内，用来测量机器视觉单元(4)所在局部环境的实时温度信息，当机器视觉单元(4)的环境温度小于设定阈值时，所述电伴热模块(33)对机器视觉单元(4)所处的局部环境进行加热工作；所述机器视觉单元(4)包括3D扫描仪(41)和激光位移传感器(43)，所述3D扫描仪(41)对船舱内的货物进行识别、对船舱内环境进行扫描，所述激光位移传感器(43)用于检测货物与智能卸货系统的距离；所述智能卸货单元(5)用于包括自卸货箱(51)、液压缸(52)和电磁阀(54)，所述电磁阀(54)安装在自卸货箱(51)侧门的底部，所述液压缸(52)安装在自卸货箱(51)的底部；所述升降单元(6)用于调整智能卸货单元(5)的抓取高度，所述升降单元(6)包括连杆(63)和升降平台(64)，当机器视觉单元(4)检测到货物与机械臂(1)之间的距离大于机械臂(1)的最大工作范围时，所述升降单元(6)根据中央处理单元(8)规划的升降位移进行高度上的调整；所述行走单元(7)接收中央处理单元(8)的指令信号进行指定方向和距离的移动。 2.根据权利要求1所述的基于视觉系统的冷藏船智能卸货系统，其特征在于：该系统还包括与该冷藏船智能卸货系统配合工作的吊篮(9)，在转运货物时当冷藏船智能卸货系统将货物转运至吊篮(9)内并装满时，通过吊机将吊篮(9)吊至甲板上传送带附近进行卸货；所述吊篮(9)还用于在不同层船舱或甲板之间吊运冷藏船智能卸货系统，将其转运至适当的工作位置。 3.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的冷藏船智能卸货系统的卸货方法，其特征包括如下步骤：吊机利用吊篮(9)将冷藏船智能卸货系统运输至待卸货层舱口处，所述机器视觉单元(4)对周围工况进行扫描并对自身位置进行定位，同时识别舱口轮廓，机器视觉单元(4)将采集到的数据信息传输到中央处理单元(8)进行路径规划后，所述中央处理单元(8)向行走单元(7)传送行走指令、控制冷藏船智能卸货系统运行至舱门预设位置；打开舱门后所述升降单元(6)降至最低，机器视觉单元(4)开始扫描舱口下方货物从而获取货物的表面信息、类型和数量信息，所述中央处理单元(8)对机械臂(1)的运行轨迹进行优化，输出最优搬运轨迹，所述机械臂(1)开始吸取货物运至自卸箱中，当智能卸货系统完成机械臂作业半径范围内的货物搬运工作时，转运至舱门其他位置进行货物的搬运，当检测到自卸箱货物达到承载上限时，冷藏船智能卸货系统返回至吊篮(9)处，所述中央处理单元(8)控制智能卸货单元(5)将货物倾倒至吊篮(9)里，并回到货物处继续吸取，直至将舱口下方清理出吊篮和智能卸货系统的工作空间；当舱口下方货物清空后，舱门可关闭，吊机将吊篮(9)放在舱门上，吊篮(9)的侧门打开，所述行走单元(7)执行中央处理单元(8)传送的位移指令，所述机械臂(1)蜷缩至最小尺寸形态，智能卸货系统进入吊篮(9)中；吊机将装有智能卸货系统的吊篮(9)吊起，船舱舱门打开、吊机将吊篮(9)下放至舱口下方的无货区域，当吊篮进入舱内稳定后，吊篮(9)的侧门打开行走单元(7)移出吊篮(9)执行舱内卸货作业；开始舱内卸货作业：所述机器视觉单元(4)对船舱环境进行扫描、计算货物距离和各区域的搬运顺序，所述中央处理单元(8)将位置坐标传输到行走单元(7)控制运行指定的位移，当到达货物附近时，机器视觉单元(4)对货物进行精准定位、轮廓扫描和吸取面积识别，抓取单元(2)将货物吸取并转运至自卸箱内，重复上述过程，当智能卸货系统达到承载上限时，所述中央处理单元(8)控制行走单元(7)按照最短路径到达舱口的吊篮(9)位置附近，所述智能卸货单元(5)将货物倾倒至吊篮(9)里，并返回货物处继续卸货，当货物较高时，所述升降单元(6)提升机械臂(1)进行货物的搬运工作；当机器视觉单元(4)检测不到货物信号时，所述中央处理单元(8)进行移动路径规划、控制行走单元(7)到达下一层舱口处，重复上述开舱门及后续舱内货物的卸载作业，直至最后一层船舱卸货完毕；最后，通过吊篮(9)将智能卸货系统运回舱外。
所属类别：	发明专利