一种火车货箱自动检测智能移动设备及其使用方法

本发明涉及火车货箱自动检测领域，尤其涉及一种火车货箱自动检测智能移动设备及其使用方法。

背景技术：

1、在现代化生产过程中，火车货物的交接检查日益趋于机械化和程序化，对于大量重复性的工作，机械化的需求越来越大。近年来，随着工业机器人的发展，货物交接的智能辅助系统得到了很大的改善，显著提高了劳动生产率，对于加快实现工业生产机械化和自动化的步伐具有重要意义。

2、现有的火车货箱检测装置大多为安装在固定龙门桥结构上的图像检测装置，实时采集待检测货运列车的外部装载状态。货运列车图像检测依托于安装在固定龙门架上的线阵扫描相机及红外激光光源，对火车货箱信息的采集受到安装位置的限制，且最高能适应的车速也受到约束。此外，交接检查时实时检查货运列车装载状态的数据总量大，安检工作人员的日浏览工作量繁重，车站交接效率低、安全控制能力弱。现有技术中心的相机或监测设备位置固定，监测火车货箱的机动性和灵活性较差。

技术实现思路

1、为解决上述存在的问题，本发明提供了一种火车货箱自动检测智能移动设备及其使用方法，具体包括：

2、一种火车货箱自动检测智能移动设备，包括：移动底盘、立柱、机械臂组件、电机和相机；

3、所述机械臂组件的一端安装在所述立柱上，所述机械臂组件包括m个机械臂和m+1个电机，m≥2，m个所述机械臂依次连接，所述机械臂组件与所述立柱的连接端为所述机械臂组件的头端，所述机械臂组件远离所述立柱的一端为所述机械臂组件的尾端；

4、其中，自所述机械臂组件的头端至所述机械臂组件的尾端，第n个机械臂的一端与第n个电机的输出轴连接，第n个机械臂的另一端固定安装在第n+1个电机的壳体上，n＜m；

5、所述移动底盘的顶面上设有移动装置，转动电机通过所述移动装置安装在所述移动底盘上，所述移动装置带动所述转动电机在所述移动底盘的顶面上线性移动；

6、所述立柱的转动端与所述转动电机的输出轴连接，所述立柱通过所述转动电机安装在所述移动底盘上，所述立柱绕所述转动电机的轴线转动；所述转动电机支持带动所述立柱向所述移动底盘的方向转动，直至所述立柱与所述移动底盘扣合，使所述立柱的轴线与所述移动底盘的顶面平行；所述转动电机支持带动所述立柱向远离所述移动底盘的方向转动，直至所述立柱的轴线与所述移动底盘的顶面垂直；

7、所述立柱的另一端与第一个电机的外壳连接，在所述机械臂组件中，第n个机械臂绕第n个电机的轴线转动；在所述机械臂组件中，相邻的两个所述机械臂通过电机连接；

8、其中，自所述机械臂组件的头端至所述机械臂组件的尾端，第m-1个机械臂与第m个电机的外壳连接，第m个电机的输出轴与第m+1个电机的外壳相连，第m+1个电机的输出轴与第m个机械臂的一端连接，第m+1个电机绕着第m个电机的轴线转动，第m个机械臂绕第m+1个电机的轴线转动；

9、所述立柱的柱身上、所述第m个机械臂上和所述第n个机械臂上分别安装相机。

10、可选地，所述移动底盘的底部设有四个轮子，所述轮子扭动时带动所述移动底盘转向，所述移动底盘的转向半径小于5m；所述立柱的长度与所述移动底盘的长度相等。

11、可选地，所述电机和所述旋转电机均为直流无刷伺服闭环电机，所述电机的输出轴和所述旋转电机的输出轴与水平线垂直且与竖直线垂直；

12、当n＝1时，第n个电机的输出轴的朝向与第n+2个电机的输出轴的朝向相同，第n个电机的输出轴的朝向与第n+1个电机的输出轴的朝向相反；

13、当n＝m-1时，第m个电机的输出轴的朝向和第m+1个电机的输出轴的朝向与第n个电机的输出轴的朝向相同。

14、可选地，当所述移动底盘的移动速度低于5km/h时，所述移动设备为行走工作状态，当所述移动底盘的移动速度大于5km/h且小于10km/h时，所述移动设备为行走移动状态，当所述移动底盘的移动速度大于10km/h且小于30km/h时，所述移动设备为行走运输状态。

15、可选地，当所述移动设备为行走工作状态时，自所述机械臂组件的头端至所述机械臂组件的尾端，m-1个机械臂均转动至水平位置并与所述立柱垂直，第m个机械臂转动至竖直位置并与所述立柱平行；当所述移动设备为行走工作状态时，水平设置的m-1个机械臂的中部安装相机；所述立柱上的相机、所述第m个机械臂上的相机和所述水平设置的m-1个机械臂的中部上的相机对火车货箱进行拍摄，并对火车货箱的参数进行图像识别和数据采集；

16、所述立柱上的相机和所述第m个机械臂上的相机分别对所述火车货箱的两个侧面进行拍摄，所述水平设置的m-1个机械臂的中部上的相机对所述火车货箱的顶部进行拍摄；

17、当所述移动设备为行走移动状态时，m个机械臂均转动至竖直位置，所述m个机械臂折叠至与所述立柱在竖直方向上重合且沿着所述移动底盘宽度方向上平行；

18、当所述移动设备为行走运输状态时，所述立柱转动至与所述移动底盘平行且当所述立柱与所述移动底盘平行时所述立柱的底面位于所述移动底盘的顶面上，当所述移动设备为行走运输状态时，所述m个机械臂折叠至与所述立柱在水平方向上重合且沿着所述移动底盘宽度方向上平行。

19、可选地，所述移动装置包括滑轨、滑块和电动伸缩杆，所述移动底盘的顶面设有所述滑轨，所述滑轨沿着所述移动底盘的顶面的长度方向设置，所述滑轨的一端设有所述电动伸缩杆，所述电动伸缩杆沿着所述移动底盘的顶面的长度方向伸缩，所述电动伸缩杆的杆端设有滑块，所述滑块与所述滑轨滑动连接，所述滑块上安装有所述转动电机。

20、可选地，当所述电动伸缩杆伸缩时，所述电动伸缩杆的杆端带着所述滑块在所述滑轨上滑动，所述滑块带动所述转动电机在所述移动底盘的顶面上做线性移动。

21、一种火车货箱自动检测智能移动设备的使用方法，应用于所述的火车货箱自动检测智能移动设备，所述方法包括行走工作方法、行走移动方法和行走运输方法；

22、所述行走工作方法包括：

23、所述转动电机控制所述立柱转动至与所述移动底盘垂直；

24、所述第一个电机控制所述第一个机械臂转动90°，使所述第一个机械臂从与所述立柱在竖直方向上重合转动至与所述立柱垂直；

25、自所述机械臂组件的头端至所述机械臂组件的尾端，第二个电机至第m个电机控制第二个机械臂至第m个机械臂依次转动180°，使第二个机械臂至第m个机械臂从与所述第一个机械臂在水平方向上重合依次转动至与所述第一个机械臂在水平方向上共线；

26、第m+1个电机控制第m个机械臂转动90°，使第m个机械臂从与第m-1个机械臂在水平方向上共线转动至与第m-1个机械臂垂直；

27、所述移动底盘向沿车站站台标注线方向移动；相机对火车货箱拍摄进行图像采集和信息识别；

28、所述行走移动方法包括：

29、所述转动电机控制所述立柱转动至与所述移动底盘垂直；

30、所述移动底盘移动；

31、所述行走运输方法包括：

32、所述移动装置控制所述转动电机滑动至所述移动底盘的顶面的一端；

33、所述转动电机控制所述立柱转动至与所述移动底盘平行，且所述立柱的底面位于所述移动底盘的顶面上；

34、所述移动底盘移动。

35、可选地，从行走工作状态切换至行走移动状态的方法包括：

36、第m+1个电机控制第m个机械臂转动90°，使第m个机械臂从与第m-1个机械臂垂直转动至与第m-1个机械臂在水平方向上共线；

37、自所述机械臂组件的尾端至所述机械臂组件的头端，第m个电机至第二个电机控制第m个机械臂至第二个机械臂依次转动180°，使第m个机械臂至第二个机械臂从与所述第一个机械臂在水平方向上共线依次转动至与所述第一个机械臂在水平方向上重合；

38、所述第一个电机控制所述第一个机械臂带着其他机械臂转动90°，使所述第一个机械臂和其他机械臂从与所述立柱垂直转动至与所述立柱在竖直方向上重合；

39、所述移动底盘移动。

40、可选地，从行走移动状态切换至行走运输状态的方法包括：

41、所述移动装置通过滑块将转动电机滑动至所述移动底盘的顶面的一端；

42、所述转动电机控制所述立柱带着机械臂组件从与所述移动底盘垂直转动至与所述移动底盘平行，且所述立柱的底面和所述机械臂组件的底面位于所述移动底盘的顶面上；

43、所述移动底盘移动。

44、上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：

45、本方案智能化移动程度高，支撑立柱及机械臂的伸出及缩回依托于移动设备底盘，使整体结构形式简单、紧凑、可靠性高，且满足实时采集待检测货运列车的外部装载状态的要求；本方案自主检测系统准确度高，由电控系统控制的直流无刷伺服闭环电机可以精准控制机械臂的伸出与缩回，进而调整图形采集及信息识别的位置；本方案制造和安装成本低，支撑立柱及机械臂的折叠性使安装空间减小，总体尺寸及重量的降低使制造成本降低，提高检测安全性。本方案能在很大程度上降低户外工作人员的工作强度，精准对交接货运列车的装载状态实时检查，提高移动设备的轻量化、稳定性及安全性。本方案中相机或监测设备可根据实际需求调整位置且移动设备随火车货箱运动，提高了移动设备的灵活性和安全性。