[發明專利]自動化集裝箱碼頭的三維仿真系統

在審

• 申請號: 202010215439.1
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN113449357A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 武殿梁;楊宇奧
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/18;G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種自動化集裝箱碼頭的三維仿真系統，其特征在于，包括：碼頭設備模塊、堆場模塊、船舶模塊、道路模塊和磁釘信息記錄模塊，其中：碼頭設備模塊用于岸橋、場橋、AGV三種碼頭典型設備的參數化構建、用于岸橋、場橋、AGV設備的操作控制以及設備管理，碼頭設備模塊通過碼頭裝備的數字化功能建模方法與裝備對象化建模方法，實現大型港口設備的三維數字化功能對象的用戶的自定義搭建，并將設備拆解為組件構件后用運動副加以約束從而構成設備，堆場模塊根據堆場屬性快速搭建堆場模型并形成堆場箱位到空間位置的映射，船舶模塊根據編號、船長、船寬以及外部資源中的船只顯示模型完成集裝箱船只的定義并進行船舶貝位空間位置快速布局，道路模塊根據道路-道路軌跡線-車道的邏輯建立道路系統，即實現用戶在三維環境中數字化模型規劃碼頭系統的布局并用于判斷AGV的坐標，從而獲得AGV運載的集裝箱當前具體的位置信息，磁釘信息記錄模塊通過磁釘表導入的磁釘位置與真實的磁釘位置對應用于輔助判定AGV的實時位置；

所述的場橋的抽象組成構件包括：場橋小車、場橋龍門架、場橋吊具、場橋吊繩，其中：小車與大車之間、吊具與小車之間構成平移運動副；

所述的場橋設備的運動包括：場橋大車的行走、集裝箱的抓取與釋放、場橋小車在龍門架上的平移運動及場橋吊繩的升降；

所述的場橋的結構參數包括：場橋的輪距、軌距、軌道高、吊高、軌道左極限中心距、軌道右極限中心距、懸臂類型、吊具類型、可吊集裝箱類型；

所述的場橋的性能參數包括：大車最大速度、大車最大加速度、小車最大速度、小車最大加速度、吊具最大速度、吊具最大加速度；

所述的岸橋的抽象組成構件包括：岸橋龍門架、岸橋海側臂架、岸橋海側吊具機構、岸橋海側小車、岸橋海側吊繩、岸橋陸側吊具機構、岸橋陸側小車、岸橋陸側吊繩，其中：海側小車和海側吊具具有平移約束，海側小車和龍門架具有平移約束，陸側小車和陸側吊具具有平移約束，陸側小車和龍門架具有平移約束，海側臂架和岸橋龍門架構成旋轉約束；

所述的岸橋的設備的運動包括：岸橋大車的行走、海側臂架的旋轉、陸側吊具及海側吊具的升降、陸側小車及海側小車在岸橋軌道上的行走、集裝箱的抓取與釋放；

所述的岸橋的結構參數包括：海側臂架高度、陸側臂架高度、海側軌道長度、陸側軌道長度、岸橋基距、岸橋軌距、臂架極限俯仰角、中轉平臺高度、海側吊具運行長度、陸側吊具運行長度、海側吊具類型及可吊集裝箱、陸側吊具長度及可吊集裝箱、臂架俯仰角度；

所述的岸橋的性能參數包括：海側臂架俯仰角速度、海側臂架俯仰角加速度、海側小車運行速度、海側小車運行加速度、陸側小車運行速度、陸側小車運行加速度、大車運行速度、大車運行加速度、海側吊具升降速度、海側吊具升降加速度、陸側吊具升降速度、陸側吊具升降加速度；

所述的AGV的抽象組成構件包括：AGV車架總成、AGV頂升機構；二者具有平移約束，用來描述AGV頂升集裝箱運動；

所述的AGV的結構參數包括：車長、車寬、軸距、輪距、傳感器檢測范圍長距、傳感器檢測范圍寬距、運輸時支撐面高度、頂升時最大支承面高度、運載數量及運輸集裝箱類型；

所述的AGV的性能參數包括：續航里程、最小轉彎半徑、最大頂升速度、直線運行速度、轉彎速度、頂升加速度、直行加速度、轉彎加速度；

所述的岸橋、場橋、AGV設備的操作控制包括：岸橋大車運動、海側臂架俯仰、陸側及海側小車運動、陸側及海側小車升降；場橋的操作包括：場橋大車運動、場橋小車運動及吊具的升降；AGV的操作包括：AGV上托板升降、直行或蟹行、轉彎；每種運動都具有四種控制模式：絕對位移、相對增量位移、勻速運動、變速運動；

所述的堆場屬性包括：堆場的位置坐標及朝向、堆場長、堆場寬、堆高限制、軌道長度、軌道寬度、卸貨路標識。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征是，所述的堆場模塊包括：堆場構建單元與貝位布局單元，其中：堆場構建單元負責記錄堆場的位置信息，貝位布局單元傳輸集裝箱貝位信息；

所述的堆場進一步設有緩沖區，緩沖區由內外兩個支架，支架尺寸一般為20ft標準，滿足了各類裝卸工藝要求。緩沖區屬性包括：數量、空閑緩沖區數量、占用數量、緩沖位號及對應的狀態。