自动化码头可举升自动导引车(L-AGV)箱型检测方案

自动化集装箱码头AGV(automated guided vehicle)经历了20余年的发展,从早期只具备行驶功能的集装箱自动运输车辆,发展至今已具备顶升功能,可举升集装箱同支架交互的L-AGV(leftAGV),见图1,其功能逐步增多,箱型检测是其诸多构成系统之一,能为L-AGV平台的安全顶升提供保障。但当前箱型检测系统仍存在大量弊端,尚须完善。
自动化码头可举升自动导引车(L-AGV)箱型检测方案
1 箱型检测的意义

1)自动化码头中,岸桥场桥放置到L-AGV上的集装箱均由码头操作系统TOS(teminal operation system)管理,L-AGV根据码头操作系统下达的箱型指令来执行不同的顶升动作,但是当上层系统调度出现错误时,L-AGV如果做出错误的顶升动作将非常危险,极易发生坠箱事故。因此,箱型检测系统会对车上装载的箱型种类进行校验,当系统箱型与实际箱型不符时,顶升指令将被拒绝执行,防止坠箱事故的发生。

2)L-AGV的顶升平台会将集装箱举升,升高后的集装箱没有导向座、止动销的保护,箱体重心高、稳定性差,是L-AGV作业过程中危险系数最高的一环。由于码头设备精度与作业效率的限制,岸桥和场桥在向L-AGV或支架上落箱时,经常会存在一定的偏差。如果落箱偏差过大的话,顶升过程中集装箱可能发生坠箱,或无法准确地将集装箱放置到交互支架上。此时,箱型检测系统会对集装箱的箱位进行校验,假如箱位超差将会产生错误信息,阻止L-AGV将位置不可靠的集装箱顶起。

目前集装箱在L-AGV上分为横向极限位置与纵向极限位置。其中横向极限位置取决于车侧的导向座,纵向极限位置的划定由集装箱在交互支架上的安全位置决定。

3)AGV在自主行驶中,需要根据自身承载的箱型,计算最合适的航向调整和驱动电机加减速策略。可靠的箱型检测可为L-AGV自身提供箱型负载数据,支撑L-AGV的高效运行。

综上所述,箱型检测系统是对集装箱箱型和箱位信息确认的最后一道环节,也是AGV运行中的数据重要来源之一,因此可靠的箱型检测对于L-AGV安全和高效运行意义重大。

2 箱型分析

箱型检测系统的原理是通过机械机构或传感器检测集装箱上数个特征点,再通过所获得的不同特征点信息识别出不同的箱型。集装箱放置在AGV平面上,箱底是与AGV最直接接触的地方,目前的AGV箱型检测方案均是通过对箱底的检测来识别出不同箱型。因此对各类集装箱箱底的研究,是设计论证箱型检测方案的基础。

目前L-AGV可运输的箱型分为20、40、45ft标准集装箱,以及20ft罐式集装箱145](1ft约合0.305m)。

2.1 20ft标准集装箱

目前20ft标准集装箱(图2)箱底构造较为单一,由从箱门到端板排列的底梁、一对连续的下侧梁和下端梁构成。
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2.2 40ft标准集装箱

目前40ft标准集装箱的箱底多由一个鹅颈槽、横梁、一对连续的下侧梁和下端梁构成,见图3。

2.3 45ft标准集装箱

45ft集装箱下部共设有8个角件,分别对应40和45ft。其箱底40ft部分与40ft标准集装箱相同;不同点在于40ft角件与45ft角件间的下侧梁,部分集装箱下侧梁为斜撑形式,部分则无下侧梁(图4)。

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