本發(fā)明涉及碼頭設備，具體涉及一種集裝箱碼頭醇電自動充電裝置、充電方法、調度方法及系統。

背景技術：

1、目前，碼頭上越來越多的集裝箱流動設備開始使用可充電電池作為動力，取代原有柴油機等動力，這些設備主要包括輪胎式龍門集裝箱起重機(以下簡稱“輪胎吊”)、跨運車、自動導引車(automated?guided?vehicle,以下簡稱“agv”)/智能導引運輸車(intelligent?guided?vehicle以下簡稱“igv”)、堆高機、正面吊、內場集卡等流動設備。

2、集裝箱流動設備的常規(guī)電池充電方案需要在堆場大量建造充電站或充電樁，特別是對于輪胎吊等大型流動設備，充電站的占地規(guī)模需要相應擴大，因此需要在堆場內進行場地改造或在增加場地，占用場地較大，基礎電力設施改造費用成本也較高。且這種方案需要集裝箱流動設備遠距離移動，因此充電效率低、充電時間也長。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種集裝箱碼頭醇電自動充電裝置、充電方法、調度方法及系統，能夠減少場地占用并提高充電效率。

2、為解決上述技術問題中的至少一個，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種集裝箱碼頭醇電自動充電裝置，包括：

4、運載模塊，運載模塊設置有定位裝置，定位裝置用于定位待充電設備的位置以引導運載模塊移動至與待充電設備相對應的位置；

5、自動充電模塊，自動充電模塊設置在運載模塊上；

6、甲醇燃料電池模塊，甲醇燃料電池模塊設置在運載模塊上且與自動充電模塊電連接，甲醇燃料電池模塊用于對自動充電模塊供電；

7、其中，自動充電模塊包括充電裝置和識別裝置，識別裝置用于識別待充電設備的充電口的位置以及待充電設備的充電口是否打開，充電裝置用于插入待充電設備的充電口進行充電。

8、在本發(fā)明的一個實施例中，運載模塊包括：

9、運載車，定位裝置設置在運載車上；

10、容納艙，容納艙設置在運載車上，自動充電模塊和甲醇燃料電池模塊設置在容納艙內；

11、定位裝置用于引導運載車移動至與待充電設備相對應的位置。

12、在本發(fā)明的一個實施例中，容納艙包括第一隔艙和第二隔艙，自動充電模塊設置在第一隔艙中，甲醇燃料電池模塊設置在第二隔艙內，

13、充電裝置包括充電機器人組件和與充電機器人組件連接的充電槍。

14、在本發(fā)明的一個實施例中，第一隔艙沿運載模塊寬度方向的兩端分別設置有用于使充電機器人組件伸出的開口。

15、在本發(fā)明的一個實施例中，充電機器人組件包括：

16、橫向導軌，橫向導軌的長度方向與第一隔艙的長度方向一致；

17、協作機器人，協作機器人設置在橫向導軌上并可沿橫向導軌的長度方向進行往復運動，充電槍與協作機器人可拆卸地連接。

18、在本發(fā)明的一個實施例中，甲醇燃料電池模塊包括：

19、甲醇燃料電池組，甲醇燃料電池組用于產生直流電；

20、儲醇罐，儲醇罐用于儲存甲醇，儲醇罐與甲醇燃料電池組連接，儲醇罐用于向甲醇燃料電池組提供甲醇；

21、儲水罐，儲水罐用于儲存甲醇燃料電池組重整制氫發(fā)電后排放的水；

22、控制柜，控制柜與甲醇燃料電池組連接，控制柜用于對甲醇燃料電池組產生的直流電進行調制；

23、充電機，充電機一端與控制柜連接，充電機的另一端與充電槍連接；

24、低壓電源，低壓電源用于向控制柜和充電機供電。

25、在本發(fā)明的一個實施例中，每個開口上方分別設置有對應的卷簾門。

26、在本發(fā)明的一個實施例中，識別裝置為多目攝像機或激光攝像機。

27、第二方面，本發(fā)明提供一種集裝箱碼頭醇電自動充電方法，應用于上述實施例中任一項所述的集裝箱碼頭醇電自動充電裝置，所述方法包括：

28、步驟s10，在收到上位機發(fā)送的調度指令的情況下，集裝箱碼頭醇電自動充電裝置基于調度指令移動至與待充電設備相對應的位置；

29、步驟s20，集裝箱碼頭醇電自動充電裝置識別待充電設備的充電口的位置以及待充電設備的充電口是否打開，并在完成識別后將充電槍插入充電口以對待充電設備充電。

30、在本發(fā)明的一個實施例中，調度指令包括充電命令以及待充電設備的機型信息、等待位置和電量需求，步驟s10包括：

31、集裝箱碼頭醇電自動充電裝置基于機型信息和等待位置確定待充電設備的充電口的朝向；

32、集裝箱碼頭醇電自動充電裝置根據等待位置和待充電設備的充電口的朝向行駛至與待充電設備的充電口相對應的位置。

33、在本發(fā)明的一個實施例中，步驟s20包括：

34、集裝箱碼頭醇電自動充電裝置基于機型信息獲取待充電設備的充電口輪廓的第一點云數據；

35、集裝箱碼頭醇電自動充電裝置對待充電設備進行掃描以獲取第二點云數據，當第二點云數據與第一點云數據匹配時，集裝箱碼頭醇電自動充電裝置將該位置確定為待充電設備的充電口；

36、集裝箱碼頭醇電自動充電裝置基于機型信息獲取待充電設備的充電口打開后的第一深度數據；

37、集裝箱碼頭醇電自動充電裝置對待充電設備的充電口進行掃描以獲取第二深度數據，當第二深度數據與第一深度數據匹配時，集裝箱碼頭醇電自動充電裝置確定待充電設備的充電口已打開；

38、在確認待充電設備的充電口的位置且充電口已打開的情況下，集裝箱碼頭醇電自動充電裝置將充電槍插入充電口，并向待充電設備發(fā)送充電請求信號；

39、在收到待充電設備發(fā)送的充電確認信號的情況下，集裝箱碼頭醇電自動充電裝置向待充電設備充入滿足電量需求的電量。

40、第三方面，本發(fā)明提供一種集裝箱碼頭醇電自動充電裝置調度方法，包括：

41、s100、在接收到待充電設備發(fā)送的充電需求指令的情況下，上位機選取用于調度的集裝箱碼頭醇電自動充電裝置；

42、s200、上位機向選定的集裝箱碼頭醇電自動充電裝置發(fā)送調度指令以調度選定的集裝箱碼頭醇電自動充電裝置對待充電設備進行充電；

43、其中，步驟s200包括上述任一項所述的集裝箱碼頭醇電自動充電方法。

44、在本發(fā)明的一個實施例中，充電需求指令包括待充電設備的充電請求信息、機型信息、等待位置和電量需求，步驟s100包括：

45、上位機依次向碼頭上各第一待選自動充電裝置發(fā)送狀態(tài)查詢信號；

46、上位機監(jiān)聽各第一待選自動充電裝置返回的狀態(tài)信息，并基于狀態(tài)信息確定各第一待選自動充電裝置的作業(yè)狀態(tài)和剩余電量；

47、上位機將作業(yè)狀態(tài)為空閑狀態(tài)且剩余電量滿足電量需求的第一待選自動充電裝置確定為第二待選自動充電裝置；

48、上位機計算各第二待選自動充電裝置與等待位置之間的距離，并將距離等待位置距離最近的第二待選自動充電裝置確定為用于調度的集裝箱碼頭醇電自動充電裝置。

49、在本發(fā)明的一個實施例中，上位機計算各第二待選自動充電裝置與等待位置之間的距離，并將距離等待位置距離最近的第二待選自動充電裝置確定為用于調度的集裝箱碼頭醇電自動充電裝置，包括：

50、上位機依次向各第二待選自動充電裝置發(fā)送位置查詢信號；

51、上位機監(jiān)聽各算各第二待選自動充電裝置返回的位置信息，并基于位置信息確定各第二待選自動充電裝置的當前位置；

52、上位機計算各第二待選自動充電裝置的當前位置與等待位置之間的距離并進行排序；

53、上位機基于排序結果將當前位置與等待位置之間的距離最短的第二待選自動充電裝置確定為用于調度的集裝箱碼頭醇電自動充電裝置。

54、第四方面，本發(fā)明提供一種集裝箱碼頭醇電自動充電系統，包括：

55、集裝箱碼頭醇電自動充電裝置，所述集裝箱碼頭醇電自動充電裝置用于執(zhí)行上述任一項所述的集裝箱碼頭醇電自動充電方法；

56、上位機，所述上位機用于執(zhí)行上述任一項所述的集裝箱碼頭醇電自動充電裝置調度方法。

57、本發(fā)明的上述技術方案至少具有如下有益效果之一：

58、本發(fā)明的集裝箱碼頭醇電自動充電裝置，通過將甲醇燃料電池模塊和自動充電模塊設置在可移動的運載模塊上，無需設置固定的充電站或充電樁，可以隨時為待充電設備充電，有效降低了成本，提高了充電時的靈活性。并且由于待充電設備無需遠距離移動，而是由自動充電裝置自行行駛至待充電設備處識別充電口的位置以及充電口是否打開，然后進行就地充電，有效提高了充電效率。此外，通過使用甲醇燃料電池模塊進行供電，甲醇燃料易儲易運、恒功率發(fā)電效率高且低溫環(huán)境下可以快速啟動，進一步提高了充電效率。