一種基于激光掃描測距的貨物體積測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種物流運(yùn)輸系統(tǒng)，尤其涉及貨物體積測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國對外交往和國際貿(mào)易的不斷擴(kuò)大，進(jìn)出口貨物的航空運(yùn)輸量也迅速增加。從第二次世界大戰(zhàn)后大批軍用飛機(jī)轉(zhuǎn)入民用運(yùn)輸后，西方發(fā)達(dá)國家便開始著力發(fā)展空運(yùn)事業(yè)，開辟國際航線，逐步建立了全球性的航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。隨著世界經(jīng)濟(jì)的回復(fù)，國際航空貨物的運(yùn)輸增長很快。
[0003]自改革開放以來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的明顯增長，中國的航空貨物運(yùn)輸市場發(fā)展迅猛，由1980年的8.9萬噸增長到2012年的545萬噸，年均增速超過13.7%。在中國，由于航空貨郵運(yùn)輸?shù)拇蟛糠忠揽靠蜋C(jī)腹艙搭載完成，因此貨郵運(yùn)輸需求最旺盛的市場就主要存在于客運(yùn)產(chǎn)生最多的主要城市，如北京、上海、廣州。從1990年開始之后的20年間，除去其中某些年份的貨郵量起伏，總體來說，吞吐量在北京、上海、廣州這些主要的中國城市分別增長了 5倍、15倍與4倍。究其原因，除了顯而易見的需求增加是由經(jīng)濟(jì)的高速增長帶來的，航空貨物運(yùn)輸量這一明顯增長更主要還是由于與世界的逐步接軌，使得樞紐機(jī)場更深入地融入到國內(nèi)、國際物流運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中。
[0004]“十二五”期間，我國民航將積極發(fā)展貨郵運(yùn)輸，大力提高貨運(yùn)能力，推進(jìn)航空貨運(yùn)物流化，加強(qiáng)樞紐建設(shè)。預(yù)計到2015年，我國航空貨運(yùn)量將突破900萬噸，年均增長10%以上，其中快遞業(yè)務(wù)年均增幅將達(dá)到20%以上。可見，航空貨運(yùn)呈現(xiàn)出了廣闊的市場前景以及強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。隨著這種強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，如何高效高速的利用現(xiàn)有的航空資源進(jìn)行貨物運(yùn)輸，利用各種先進(jìn)技術(shù)提高航空貨運(yùn)的工作效率及安全特性變得尤為重要。
[0005]航空物流當(dāng)前所涉及的關(guān)鍵問題主要包括:安全問題與效率問題。其中安全問題主要從以下兩個方面考慮:一是從貨物本身的安全性考慮，一是航空安全運(yùn)輸?shù)慕嵌瓤紤]。目前，航空貨物本身的安全性，已通過單元包裝件逐一接受X射線安全檢查的手段解決。對于航空安全運(yùn)輸而言，貨物本身的質(zhì)量關(guān)乎飛機(jī)運(yùn)行的安全，飛機(jī)的超重，可能對于航空飛行安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。目前機(jī)場貨場安檢出口都具有稱重設(shè)備，能夠?qū)τ谘b車到貨車上的貨物進(jìn)行重量的稱量，從而確保飛機(jī)的安全運(yùn)輸。
[0006]就效率問題而言，主要涉及機(jī)場裝運(yùn)貨物的效率和航空運(yùn)輸?shù)男?。其中貨物體積是影響這兩方面效率的關(guān)鍵問題之一。由于不同貨物密度不一樣，相同質(zhì)量貨物體積可能有很大的差別。在滿足貨物不超過飛機(jī)最大運(yùn)輸重量基礎(chǔ)之上，可能存在實(shí)際體積已經(jīng)超過飛機(jī)最大腹艙體積的問題。體積問題在航空貨運(yùn)領(lǐng)域一直沒有受到重視，基本都是通過工人目測的方式來完成。這種方式可能存在兩種問題:(I)總體積欠估計。即在保證質(zhì)量不超標(biāo)前提下，估計體積小于實(shí)際體積，導(dǎo)致了飛機(jī)運(yùn)輸空間的浪費(fèi)；(2)總體積過估計。即在保證質(zhì)量不超標(biāo)的前提下，估計的體積大于實(shí)際體積，導(dǎo)致無法運(yùn)輸。目前機(jī)場貨物體積和質(zhì)量測量都在機(jī)場內(nèi)部，測量完畢后通常需要運(yùn)輸很遠(yuǎn)的距離到停機(jī)坪。如果體積測量不準(zhǔn)確將導(dǎo)致貨物的重新返回或補(bǔ)充，大大影響了貨運(yùn)的效率，因此對貨物體積進(jìn)行更加精確的測量非常迫切。然而至今國內(nèi)航空貨運(yùn)場仍無航空貨物體積測量設(shè)備，為此需研發(fā)新的用于航空貨物快速體積測量設(shè)備，以此填補(bǔ)國內(nèi)機(jī)場貨物體積測量這一空白。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供貨物體積測量裝置。
[0008]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0009]貨物體積測量裝置，包括傳送帶、導(dǎo)軌和激光傳感器，所述導(dǎo)軌設(shè)置在所述傳送帶的正上方，所述激光傳感器安裝在所述導(dǎo)軌上，物品放置在所述傳送帶上。
[0010]具體地，還包括兩根立柱和兩根懸臂，所述立柱與墻壁之間通過緊固件緊固連接，兩個所述立柱平行設(shè)置;每根所述立柱的上方均與一根所述懸臂的一端連接，兩根所述懸臂平行設(shè)置，兩根所述懸臂的另一端分別通過一個連接件與所述導(dǎo)軌的兩端連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述連接件為防彈性形變連接件。
[0012]有效的解決了在激光傳感器往返動作的過程中產(chǎn)生的振蕩對數(shù)據(jù)采集的影響。
[0013]進(jìn)一步地，所述懸臂與所述立柱垂直。
[0014]進(jìn)一步地，所述立柱的下端與地面接觸。
[0015]進(jìn)一步地，所述激光傳感器配設(shè)有動力裝置，所述激光傳感器可沿導(dǎo)軌方向往返運(yùn)動。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0017]本實(shí)用新型貨物體積測量裝置，將激光傳感器設(shè)置在導(dǎo)軌上來回滑動，對下方傳送帶上面的貨物進(jìn)行掃描，整套系統(tǒng)基本不占用有效地面工作空間，由于在墻壁上設(shè)置立柱，不影響工人的日常工作，也基本不需要改變?nèi)粘５墓ぷ髁?xí)慣。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型貨物體積測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是截面扇形掃描原理示意圖；
[0020]圖3是截面扇形掃描實(shí)現(xiàn)示意圖。
[0021 ]圖中:1-立柱，2-傳送帶，3-連接件，4-導(dǎo)軌，5-激光傳感器，6_貨物，7_懸臂。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型貨物6體積測量裝置，包括傳送帶2、導(dǎo)軌4、激光傳感器5、兩根立柱I和兩根懸臂7，導(dǎo)軌4設(shè)置在傳送帶2的正上方，激光傳感器5安裝在導(dǎo)軌4上，物品放置在傳送帶2上;立柱I與墻壁之間通過緊固件緊固連接，兩個立柱I平行設(shè)置;每根立柱I的上方均與一根懸臂7的一端連接，兩根懸臂7平行設(shè)置，兩根懸臂7的另一端分別通過一個連接件3與導(dǎo)軌4的兩端連接;連接件3為防彈性形變連接件3;懸臂7與立柱I垂直;立柱I的下端與地面接觸;激光傳感器5配設(shè)有動力裝置，激光傳感器5可沿導(dǎo)軌4方向往返運(yùn)動。
[0024]考慮到工作人員的工作習(xí)慣，為了在不改變現(xiàn)有工作流程的情況下盡量簡化工作流程，減小工作量，使體積數(shù)據(jù)輸出及顯示和地鎊數(shù)據(jù)輸出及顯示方式/格式一致。具體工作流程如下:首先板車開上地鎊后，工人開始從傳送帶2往車上搬貨物6，同時開始人工向軟件錄入貨單號。待貨物6搬運(yùn)結(jié)束，貨物6的稱重和測貨物6的體積(稱重和測體積的數(shù)據(jù)處理方式做到相同、同步)完成。
[0025]本實(shí)用新型還具備以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]1、測算速度快；
[0027]2、準(zhǔn)確度高；
[0028]3、盡量不影響正常工作秩序。
[0029]如圖2所示，截面掃描的掃描原理是利用一個激光攝像頭，在扇形界面內(nèi)運(yùn)動，測量扇形截面范圍內(nèi)的矢量距離信息，然后根據(jù)角度關(guān)系，將矢量距離信息轉(zhuǎn)化為應(yīng)點(diǎn)的距離信息。
[0030]其中Ht為貨物6高度，Dj為貨物6在寬度上的積分量，Lk為貨物6在長度上的積分量，hi為激光傳感器5到地面的距離(圖中未標(biāo)出)，則根據(jù)幾何關(guān)系，此方案體積可以按如下方案計算:
[0031]V = JJJ(HtXDj XLk)dtdjdk
[0032]h = I X cos0
[0033]Ht = h-hl
[0034]因此在本項目中，為了獲取貨物6截面的高度信息，同樣可以采用一個扇形激光傳感器5來解決，這種激光傳感器5可以獲取一個扇形截面上邊緣的矢量距離信息，而不僅僅是單點(diǎn)距離信息，因此利用這種掃描方案，同樣可以完成對貨物6截面高度信息采集的任務(wù)。當(dāng)然這種掃描方式能夠覆蓋的角度有一定的范圍，這個角度范圍取決于待測貨物6與激光傳感器5之間的距離。因此需要通過實(shí)驗(yàn)測試綜合計算來獲取最合適的匹配距離，使得貨物6整體既能位于掃描區(qū)域范圍內(nèi)，同時激光傳感器5與貨物6之間的高度差又比較適中。在保證了正確的匹配距離前提下，還要兼顧掃描數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)具體測量原理圖如圖3所示:
[0035]而由于本實(shí)用新型采樣的數(shù)據(jù)為離散采樣，因此實(shí)現(xiàn)公式為:
[0036]V= IHtXDkXAL
[0037]Dk = htX [tana-tan(α-θ)]
[0038]其中Ht為單點(diǎn)激光激光傳感器5采集的單點(diǎn)數(shù)據(jù)，Dk兩個單點(diǎn)聚光激光傳感器5之間的間距，為采樣間隔，α為測量點(diǎn)與鉛垂線的夾角，Θ是激光傳感器5的最小間隔。
[0039]采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)安裝簡單，完全測量目標(biāo)的前提下最少只需要一臺激光傳感器5即可；(2)成本適中，使用這樣一臺激光傳感器5的硬件成本要遠(yuǎn)低于上述三十個單點(diǎn)激光傳感器5的總成本；(3)每次扇形掃描數(shù)據(jù)之間的間隔小，掃描結(jié)果精度高，當(dāng)前的掃描角度精度最高可以達(dá)到0.25度；(4)掃描頻率高。通過對于航空貨運(yùn)貨物6安檢出口的現(xiàn)場情況的調(diào)研，要求掃描測量的周期較短，當(dāng)然這就要求掃描器的數(shù)據(jù)獲取速度快。當(dāng)前的掃描頻率可以達(dá)到50Hz，比較適用于這種快速的數(shù)據(jù)采集狀況。
[0040]盡管上文對本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，但不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過其它不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因此，凡按照本實(shí)用新型記載的內(nèi)容或原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.貨物體積測量裝置，其特征在于:包括傳送帶、導(dǎo)軌和激光傳感器，所述導(dǎo)軌設(shè)置在所述傳送帶的正上方，所述激光傳感器安裝在所述導(dǎo)軌上，物品放置在所述傳送帶上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨物體積測量裝置，其特征在于:還包括兩根立柱和兩根懸臂，所述立柱與墻壁之間通過緊固件緊固連接，兩個所述立柱平行設(shè)置;每根所述立柱的上方均與一根所述懸臂的一端連接，兩根所述懸臂平行設(shè)置，兩根所述懸臂的另一端分別通過一個連接件與所述導(dǎo)軌的兩端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貨物體積測量裝置，其特征在于:所述連接件為防彈性形變連接件。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貨物體積測量裝置，其特征在于:所述懸臂與所述立柱垂直。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貨物體積測量裝置，其特征在于:所述立柱的下端與地面接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨物體積測量裝置，其特征在于:所述激光傳感器配設(shè)有動力裝置，所述激光傳感器可沿導(dǎo)軌方向往返運(yùn)動。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于激光掃描測距的貨物體積測量裝置，包括傳送帶、導(dǎo)軌、激光傳感器、兩根立柱和兩根懸臂，導(dǎo)軌設(shè)置在傳送帶的正上方，激光傳感器安裝在導(dǎo)軌上，物品放置在傳送帶上；立柱與墻壁之間通過緊固件緊固連接，兩個立柱平行設(shè)置；每根立柱的上方均與一根懸臂的一端連接，兩根懸臂平行設(shè)置，兩根懸臂的另一端分別通過一個連接件與導(dǎo)軌的兩端連接。本實(shí)用新型一種基于激光掃描測距的貨物體積測量裝置，將激光傳感器設(shè)置在導(dǎo)軌上來回滑動，對下方傳送帶上面的貨物進(jìn)行掃描，整套系統(tǒng)基本不占用有效地面工作空間，由于在墻壁上設(shè)置立柱，不影響工人的日常工作，也基本不需要改變?nèi)粘５墓ぷ髁?xí)慣。
【IPC分類】G01B11/00
【公開號】CN205192430
【申請?zhí)枴緾N201520951272
【發(fā)明人】何海波, 龔劍, 張余強(qiáng), 張豫堃
【申請人】成都西圖科技有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年3月3日