本發(fā)明涉及港口設備技術領域，尤其涉及一種自動化碼頭智能熏蒸裝置，以及一種集裝箱熏蒸方法。

背景技術：

根據(jù)國家檢驗檢疫局的規(guī)定和要求，進口需要熏蒸的集裝箱必須在出關前完成熏蒸工作。傳統(tǒng)的熏蒸作業(yè)形式是，人工對集裝箱進行密封并用手工的注射槍向集裝箱注射熏蒸液。平均一個集裝箱需要配備兩個專業(yè)人員完成上述過程，占用大量勞動力從事重復性勞動。同時，由于熏蒸液具有一定的刺激性，因此也會影響現(xiàn)場熏蒸作業(yè)人員的身體健康。此外，由于是人工作業(yè)，作業(yè)的時間和效果也很難達到一致性的要求。

全自動化堆場是全新的集裝箱堆存方式。在全自動化堆場中，集裝箱的堆放方式是完全自動化的，整體實現(xiàn)了人機分離，在堆場中沒有操作人員參與。由于熏蒸作業(yè)的特殊性，要求整個作業(yè)過程必須在堆場中完成，而同時全自動化堆場又嚴格禁止人員進入。所以，傳統(tǒng)的熏蒸作業(yè)模式已經(jīng)無法達到全自動化堆場的要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在設計并公開一種自動化碼頭智能熏蒸裝置，以解決傳統(tǒng)的熏蒸作業(yè)流程無法滿足自動化碼頭作業(yè)需要的問題。

本發(fā)明提供一種自動化碼頭智能熏蒸裝置，包括電氣系統(tǒng)、agv支架以及設置在所述agv支架上并沿所述agv支架滑動的多自由度機械手；所述機械手上設置有通風口密封裝置和注射裝置；集裝箱架設在所述agv支架上，所述電氣系統(tǒng)生成并分別輸出第一電氣驅(qū)動信號至所述機械手分別驅(qū)動所述通風口密封裝置和注射裝置動作，所述通風口密封裝置在開設在集裝箱側壁的通風口上貼設密封層并輸出第一反饋信號至所述電氣系統(tǒng)，所述注射裝置沿集裝箱箱門伸入并注射熏蒸液并輸出第二反饋信號至所述電氣系統(tǒng)。

進一步的，所述機械手上還設置有通風口檢測裝置，所述電氣系統(tǒng)生成第二電氣驅(qū)動信號至所述機械手，所述通風口檢測裝置輸出采樣信號至所述集裝箱側壁，所述通風口檢測裝置采集通風口檢測信號并輸出至所述電氣系統(tǒng)，所述電氣系統(tǒng)接收所述通風口檢測信號并輸出所述第一電氣驅(qū)動信號至所述機械手。

優(yōu)選的，所述通風口檢測裝置為紅外成像設備、攝像頭或激光掃描設備。

進一步的，所述機械手上還設置有標識裝置，所述電氣系統(tǒng)接收所述第一反饋信號和第二反饋信號后，生成并輸出第三電氣驅(qū)動信號至所述機械手驅(qū)動所述標識裝置動作。

進一步的，所述機械手包括第一機械手和第二機械手，所述通風口密封裝置包括第一通風口密封裝置和第二通風口密封裝置；所述第一機械手和第二機械手分別設置在所述集裝箱兩側，所述第一機械手上設置有第一通風口密封裝置和所述注射裝置，所述第二機械手上設置有第二通風口密封裝置和標識裝置。

進一步的，所述第一通風口密封裝置對應設置有第一通風口檢測裝置，所述第二通風口密封裝置對應設置有第二通風口檢測裝置。

進一步的，所述第一機械手一側還設置有熏蒸液存儲裝置，所述熏蒸液存儲裝置設置在所述agv支架上，所述熏蒸液存儲裝置和所述注射裝置通過管路連通。

進一步的，所述管路上設置有流量傳感器，所述流量傳感器生成并輸出流量檢測信號至所述電氣系統(tǒng)。

進一步的，所述第一通風口密封裝置、所述第二通風口密封裝置、所述第一通風口檢測裝置、所述第二通風口檢測裝置和所述標識裝置動作時，第一機械手前端端部和/或第二機械手前端端部平行于所述集裝箱側壁；所述注射裝置動作時，所述第一機械手前端端部垂直于所述集裝箱側壁。

本發(fā)明所提供的自動化碼頭智能熏蒸裝置，一方面根據(jù)自動化碼頭的特點，充分利用agv小車和agv支架將集裝箱放置在理想的位置，并通過設置在集裝箱兩側的機械手實現(xiàn)對集裝箱的密封和熏蒸液的注射，整個過程不需要人工進行參與。

本發(fā)明還公開了一種集裝箱熏蒸控制方法，包括以下步驟：

agv小車將集裝箱架設在agv支架上，電氣系統(tǒng)接收中央控制系統(tǒng)輸出的集裝箱信息，所述集裝箱信息包括集裝箱尺寸、通風口二維坐標和通風口數(shù)量；

所述集裝箱架設在所述agv支架上，所述電氣系統(tǒng)控制第一機械手和第二機械手分別沿第一滑軌和第二滑軌滑動，所述第一滑軌和第二滑軌沿所述集裝箱的長度方向延伸；所述電氣系統(tǒng)控制設置在所述第一機械手上的第一通風口檢測裝置和設置在所述第二機械手上的第二通風口檢測裝置分別輸出采樣信號至集裝箱的第一側壁和第二側壁，并接收所述第一通風口檢測裝置和第二通風口檢測裝置采集的通風口檢測信號，并將所述通風口檢測信號反饋至所述中央控制系統(tǒng)；所述中央控制系統(tǒng)比較所述通風口檢測信號和所述集裝箱信息，計算第一機械手的初始位置與所述第一側壁上的通風口的距離，以及第二機械手的初始位置與所述第二側壁上通風口的距離并輸出至所述電氣系統(tǒng)；

所述集裝箱信息還包括箱門密封條二維坐標，所述電氣系統(tǒng)還控制設置在所述第一機械手上的第一通風口檢測裝置輸出采樣信號至集裝箱箱門，并接收所述第一通風口檢測裝置采集的箱門檢測信號，并將箱門檢測信號反饋至中央控制系統(tǒng)，所述中央控制系統(tǒng)比較所述箱門密封條二維坐標和箱門檢測信號，計算第一機械手的初始位置與所述箱門密封條的距離并輸出至所述電氣系統(tǒng)；

所述電氣系統(tǒng)分別控制設置在所述第一機械手和第二機械手上的第一通風口密封裝置和/或第二通風口密封裝置動作，在所述集裝箱第一側壁或第二側壁上的通風口處貼設密封層，并在貼設動作完成后輸出第一反饋信號至所述電氣系統(tǒng)；

所述電氣系統(tǒng)接收所述第一反饋信號后，控制設置在所述第一機械手上的注射裝置動作，從所述集裝箱箱門密封條處伸入并注射熏蒸液，并在注射動作完成后輸出第二反饋信號至所述電氣系統(tǒng)；

所述電氣系統(tǒng)接收所述第二反饋信號后，控制設置在所述第二機械手上的標識裝置動作，在所述集裝箱側壁上貼設標識。

本發(fā)明所公開的集裝箱熏蒸控制方法，采用電氣設備、第一機械手、第二機械手和中央控制系統(tǒng)的配合，自動完成集裝箱通風口位置的識別、密封以及熏蒸，整個過程中集裝箱的移動通過agv小車實現(xiàn)，并通過agv支架供電，無需人工現(xiàn)場干預，從而有效地提高碼頭上的安全管理水平，提高熏蒸工作效率和精確度，減少勞動力成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所公開的自動化碼頭智能熏蒸裝置的主視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1的側視圖；

圖4為圖1所示的智能熏蒸裝置中滑軌的結構示意圖；

圖5為圖1所示的熏蒸裝置中第一機械手一個前端端部和注射裝置的結構示意圖；

圖6為圖5所示的標識裝置處于初始位置的結構示意圖；

圖7為圖1所示的熏蒸裝置中一種通風口密封裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參見圖1所示為本發(fā)明所公開的自動化碼頭智能熏蒸裝置一種具體實施例的結構示意圖。本發(fā)明所公開的自動化碼頭智能熏蒸裝置，是針對自動化碼頭所采用的全自動化無人堆場的工作特點，特別設計開發(fā)的自動化設備。具體來說，如圖1所示，自動化碼頭智能熏蒸裝置10包括電氣系統(tǒng)5，agv支架1以及設置在所述agv支架1上并沿所述agv支架1滑動的多自由度機械手2。agv支架1根據(jù)港口布局分布在適當?shù)膮^(qū)域。agv小車（圖中未示出）將集裝箱3架設在agv支架1上。熏蒸裝置10中使用的agv支架1，在工作中可以僅支撐一個集裝箱3，也可以制成沿agv支架長度方向依次布設的兩個集裝箱。集裝箱的尺寸不受限制，可以是單20尺、雙20尺、單40尺、單45尺以及其它各種特殊尺寸的集裝箱。在agv支架1上設置有滑軌4，機械手2沿滑軌4滑動。機械手2具有多自由度。一種優(yōu)選的結構如圖5和圖6所示，機械手2通過底座23可轉(zhuǎn)動第設置在滑軌4上，底座的下部23-1與滑軌4滑動連接，底座的上部23-2相對于下部可旋轉(zhuǎn)，從而帶動機械手的前端端部相對于下部旋轉(zhuǎn)。由于集裝箱具有一定高度，機械手前端端部由包括多個連桿。機械手的多自由度也可以采用其它的現(xiàn)有結構實現(xiàn)。機械手具有多個前端端部以實現(xiàn)不同功能。

在機械手上設置有通風口密封裝置24和注射裝置25。通風口密封裝置24優(yōu)選包括一個圓形托架21-5以及與所述圓形托架21-5連接的傳送帶21-6，圓形托架21-5上環(huán)繞設置有密封層，當圓形托架21-5和傳送帶21-6在電機21-7的驅(qū)動下沿同一個方向動作時，密封層自圓形托架21-5延伸至所述傳送帶21-6，所述傳送帶21-6的端部設置有分離裝置21-9。分離裝置21-9優(yōu)選為具有切割面的刀具，切割面和所述密封層接觸，當外力作用在密封層上時，切割面切斷密封層，得到適宜尺寸的密封層。注射裝置25與現(xiàn)有技術中人工采用的注射槍一致，區(qū)別在于注射槍21-8依次通過機械手前端端部21-3、管路21-4連通設置在機械手一側的熏蒸液存儲裝置（如圖3所示21-1）。在管路21-4的適當位置上設置有通過電信號驅(qū)動的截止閥（圖中未示出），以控制注射裝置的開閉。為了達到安全的目的，在管路上還設置有流量傳感器（圖中未示出），在必要時還設置有壓力傳感器。當流量傳感器的檢測信號過小時，提示操作人員更換熏蒸液存儲裝置，或者為熏蒸液存儲裝置中補充熏蒸液。當壓力傳感器的檢測信號過大時，輸出報警信號，提示操作人員進行檢修。

熏蒸系統(tǒng)10中的電氣系5統(tǒng)接收各種檢測信號并生成電氣驅(qū)動信號。具體來說，如果集裝箱需要在出關前進行熏蒸，電氣系統(tǒng)5生成并輸出第一電氣驅(qū)動信號至機械手2，驅(qū)動機械手2帶動通風口密封裝置24和注射裝置25沿agv支架3移動到適當位置，一方面對于通風口密封裝置24來說，電機21-7帶動密封層在圓形托架21-5和傳送帶21-6上移動，機械手的一個前端端部26在密封層上施加外力，密封層在切割面的作用下分離，密封層的粘合面朝向集裝箱的通風口（如圖1所示31），機械手的前端端部26將密封層貼設在集裝箱側壁的通風口處。由于密封層質(zhì)量較小，機械手前端端部拾取密封層可以采用真空吸附的方式，也可以采用其它類似的磁性吸附等方式。密封層本身采用密封材料制成，因此可以保證在熏蒸的過程中，集裝箱封閉，熏蒸液不會泄漏以保證熏蒸效果。密封層貼設后輸出第一反饋信號至電氣系統(tǒng)5。另一方面，接收電氣系統(tǒng)5輸出的第一電氣驅(qū)動信號的機械手也驅(qū)動注射裝置25動作，注射裝置25的注射槍21-8沿集裝箱箱門的密封條（如圖2所示32）伸入并注射熏蒸液，注射后輸出第二反饋信號至電氣系統(tǒng)5。機械手和agv支架的電源為碼頭380v岸電，通過動力電纜拖鏈6為機械手和其它用電設備供電。在電氣系統(tǒng)5上可以設置顯示屏以及人機交互界面，以使得檢修人員可以計時了解裝置的工作情況。

本發(fā)明上述實施例所提供的自動化碼頭智能熏蒸裝置，一方面根據(jù)自動化碼頭的特點，充分利用agv小車和agv支架將集裝箱放置在理想的位置，并通過設置在集裝箱兩側的機械手實現(xiàn)對集裝箱的密封和熏蒸液的注射，整個過程不需要人工進行參與。

為了提高密封和注射動作的效率，在機械手2上還優(yōu)選設置有通風口檢測裝置（如圖3所示21-10和22-10）。當集裝箱3放置在agv支架1上時，電氣系統(tǒng)5生成第二電氣驅(qū)動信號至所述機械手3。通風口檢測裝置輸出采樣信號至集裝箱3側壁，通風口檢測裝置采集通風口檢測信號并輸出至電氣系統(tǒng)5。電氣系統(tǒng)5接收通風口檢測信號并輸出第一電氣驅(qū)動信號至機械手3，進一步驅(qū)動通風口密封裝置24和注射裝置25動作。更具體一步的說，通風口檢測裝置可以是紅外成像設備、攝像頭或激光掃描設備，對整個集裝箱3的側壁進行掃描，以確定通風口31的位置。這樣，無論是集裝箱為何種規(guī)格，在機械手2動作之前，都能采集到通風口31的位置，使得密封和注射動作的效率更高。

在熏蒸結束之后，集裝箱3即可以被運送到其它區(qū)域進行下一個流程。為了區(qū)分熏蒸完成的集裝箱3，在機械手2上還設置有標識裝置。電氣系統(tǒng)5接收第一反饋信號和第二反饋信號后，生成并輸出第三電氣驅(qū)動信號至所述機械手2，驅(qū)動標識裝置動作。為完成注射的集裝箱貼上標識。標識裝置包括一個獨立的機械手前端端部26，其一側設置有容納標識裝置的標識盒（如圖3所示22-1）。標識盒22-1隨著標識裝置的動作而動作，便于機械手前端端部26隨時拾取標識。機械手前端端部26拾取標識后，標識的粘貼面朝向集裝箱側壁，以將標識粘貼在集裝箱3上。標識中優(yōu)選植入rfid標簽，便于無人操作的集裝箱堆場中的其它設備讀取識別。

對于不同尺寸的集裝箱來說，通風口數(shù)量和通風口的開設位置都有所不同。有些集裝箱的通風口開設在兩個側壁上。在agv支架1上設置有第一滑軌41和第二滑軌42，在第一滑軌41上設置有第一機械手21，在第二滑軌上設置有第二機械手22，從而使得第一機械手21和第二機械手22分布在集裝箱兩側。對應的，通風口密封裝置24包括第一通風口密封裝置和第二通風口密封裝置。為了提高設備的效率，第一機械手21上設置有第一通風口密封裝置和注射裝置，第二機械手22上設置有第二通風口密封裝置和標識裝置。為了分別對集裝箱第一側壁和第二側壁上的通風口數(shù)量和位置進行采集，第一通風口密封裝置對應設置有第一通風口檢測裝置21-10，第二通風口密封裝置對應設置有第二通風口檢測裝置22-10。在運行時，對集裝箱的第一側壁和第二側壁分別進行獨立掃描，提高熏蒸工序的效率。

機械手的多自由度保證了通風口密封裝置、通風口檢測裝置、標識裝置和注射裝置的正常工作。由于通風口設置在集裝箱3的側壁上，而集裝箱箱門設置在集裝箱3的后部，所以第一通風口密封裝置、第二通風口密封裝置、第一通風口檢測裝置、第二通風口檢測裝置和標識動作時，第一機械手21的一個前端端部和第二機械手22的一個前端端部或者其中之一平行于集裝箱側壁。而當注射裝置動作時，第一機械手21的一個前端端部垂直與集裝箱側壁。注射裝置動作時，第一機械手21位于集裝箱的后部，第一機械手21的一個前端端部從集裝箱后側伸出并向集裝箱內(nèi)注射熏蒸液。

本發(fā)明同時公開了一種集裝箱熏蒸控制方法，包括以下步驟：

首先，自動化堆場中的agv小車將集裝箱架設在agv支架上。agv支架上的集裝箱可以僅設置一個，也可以沿agv支架的延伸方向設置兩個。如果設置一個集裝箱，則需要保證第一滑軌和第二滑軌的長度大于集裝箱的長度。如果設置兩個集裝箱，則需要保證第一滑軌和第二滑軌的長度大于依次布設的兩個集裝箱的總長度以及兩個集裝箱之間的間隙。電氣系統(tǒng)接收中央控制系統(tǒng)輸出的集裝箱信息。中央控制系統(tǒng)為自動化碼頭的集中控制系統(tǒng)，進入自動化碼頭中的所有集裝箱信息均記錄在中央控制系統(tǒng)中。電氣系統(tǒng)從中央控制系統(tǒng)中接收的集裝箱信息包括集裝箱尺寸、通風口二維坐標和通風口數(shù)量。

集裝箱保持架設在agv支架上的位置不變，設置在集裝箱兩側的第一機械手和第二機械手分別在電氣系統(tǒng)的控制下分別沿第一滑軌和第二滑軌滑動。第一滑軌和第二滑軌沿集裝箱的長度方向延伸。由于不同尺寸的集裝箱或者非標的集裝箱，通風口的開設位置可能略有差異。為了避免獲取的集裝箱信息的位置不準確，電氣系統(tǒng)控制設置在第一機械手上的第一通風口檢測裝置和設置在第二機械手上的第二通風口檢測裝置分別輸出采樣信號至集裝箱的第一側壁和第二側壁。第一通風口檢測裝置和第二通風口檢測裝置可以是紅外成像設備、攝像頭或者激光掃描設備。第一通風口檢測裝置和第二通風口檢測裝置向集裝箱的第一側壁和第二側壁發(fā)射紅外線或者激光采集反射的圖像，或者對第一側壁和第二側壁進行拍照，并將得到的反射圖像或者圖片反饋至中央控制系統(tǒng)。中央控制系統(tǒng)比較通風口檢測信號和集裝箱信息，比對時，逐一比對集裝箱尺寸、通風口二維坐標和通風口數(shù)量。如果通風口檢測信號和集裝箱信息匹配，則準備進行下一步操作。如果通風口檢測信號和集裝箱信息不匹配，則在中央控制系統(tǒng)中存儲對應的通風口檢測信號作為集裝箱信息，同時以通風口檢測信號為基礎準備進行下一步操作。如果再次遇到同樣的待熏蒸作業(yè)集裝箱，則調(diào)取中央控制系統(tǒng)中糾正的集裝箱信息，從而使得中央控制系統(tǒng)實現(xiàn)自學習，提高總體控制效率。

得到準確的集裝箱尺寸、通風口二維坐標和通風口數(shù)量之后，中央控制系統(tǒng)計算第一機械手初始位置和第一側壁上的所有通風口之間的距離，以及第二機械手初始位置和第二側壁上的所有通風口之間的距離，并將距離數(shù)據(jù)輸出至電氣系統(tǒng)。

對于不同尺寸的集裝箱來說，箱門密封條及鎖具的位置也存在不同。為了準確確定注射裝置的作業(yè)位置。類似的，集裝箱信息還包括箱門密封條二維坐標，電氣系統(tǒng)還進一步控制設置在所述第一機械手上的第一通風口檢測裝置輸出采樣信號至集裝箱箱門，并接收第一通風口檢測裝置采集的箱門檢測信號，電氣系統(tǒng)將箱門檢測信號反饋至中央控制系統(tǒng)。中央控制系統(tǒng)比較箱門密封條二維坐標和箱門檢測信號。如果二者相同，則準備進行下一步控制，如果二者不同，則以箱門檢測信號為基礎進行下一步控制，同時將箱門檢測信號存儲在集裝箱信息中，設備進行自學習。

得到準確的通風口數(shù)量、通風口二維坐標以及箱門位置后，電氣系統(tǒng)分別控制設置在第一機械手和第二機械手上的第一通風口密封裝置和/或第二通風口密封裝置動作，在集裝箱第一側壁或第二側壁上的通風口處逐一貼設密封層，并在貼設動作完成后輸出第一反饋信號至電氣系統(tǒng)。更具體一步的說，通風口密封裝置優(yōu)選包括一個圓形托架以及與所述圓形托架連接的傳送帶，圓形托架上環(huán)繞設置有密封層，當圓形托架和傳送帶在電機的驅(qū)動下沿同一個方向動作時，密封層自圓形托架延伸至所述傳送帶，所述傳送帶的端部設置有分離裝置。分離裝置優(yōu)選為具有切割面的刀具，切割面和所述密封層接觸，當外力作用在密封層上時，切割面切斷密封層，得到適宜尺寸的密封層。電氣系統(tǒng)生成并輸出第一電氣驅(qū)動信號后，電機帶動密封層在圓形托架和傳送帶上移動，機械手前端端部在密封層上施加外力，密封層在切割面的作用下分離，密封層的粘合面朝向集裝箱的通風口，機械手前端將密封層貼設在集裝箱側壁的通風口處。第一機械手和第二機械手的動作獨立完成。

在所有的通風口都封閉后，也就是接收到的第一反饋信號的個數(shù)和通風口數(shù)量匹配時，第二機械手保持待命。第一機械手沿第一滑軌繼續(xù)移動至集裝箱后側，第一機械手上的注射裝置動作，從集裝箱箱門密封條處伸入并相集裝箱向內(nèi)注射熏蒸液，并在注射動作完成后輸出第二反饋信號至電氣系統(tǒng)。第一機械手在完成注射動作后返回初始位置。

電氣系統(tǒng)接收第二反饋信號后，控制設置在第二機械手上的標識裝置動作，在集裝箱側壁上貼設標識。動作完畢后，輸出第三反饋信號至電氣系統(tǒng)。接收到第三反饋信號后，整個熏蒸過程完畢。第二機械手返回初始位置。agv小車將集裝箱移動到其它區(qū)域，進行其它工序。

本發(fā)明所公開的集裝箱熏蒸控制方法，采用電氣設備、第一機械手、第二機械手和中央控制系統(tǒng)的配合，自動完成集裝箱通風口位置的識別、密封以及熏蒸，整個過程中集裝箱的移動通過agv小車實現(xiàn)，并通過agv支架供電，無需人工現(xiàn)場干預，從而有效地提高碼頭上的安全管理水平，提高熏蒸工作效率和精確度，減少勞動力成本。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。