CN101537975B - 一种中低压侧向自适应接触取电装置 - Google Patents

Abstract

一种中低压侧向自适应接触取电装置，涉及一种在港口大型货场轮胎式集装箱龙门起重机(RTG)使用电网电力工作的自动取电装置。是在集装箱货堆场箱区的盲道中心，沿RTG行驶轨道方向布置多个立柱，在立柱间布置连接杆件，在连接杆件上侧向布置两条供电滑触线，并与供电滑触线平行布置用于导引RTG大车行走光电检测板，导引控制RTG大车自动纠偏，保持取电距离。在轮胎式集装箱起重机下横梁侧安装侧向自适应接触取电装置，自适应接触取电装置的取电弓板调节取电接触压力、柔性接触供电滑触线，侧向从供电滑触线上取得直流馈电，供双侧两组多台轮胎式集装箱起重机作业。本发明使用高效、安全；制作简单、运输方便、安装容易、成本低。

Description

一种中低压侧向自适应接触取电装置 

技术领域

本发明是新型实用的，涉及一种在港口码头大型货场集装箱龙门吊使用电网电力工作的中低架自动取电装置。 

背景技术

国内外各主要港口大型集装箱货场轮胎龙门吊(RTG)均采用柴油发电机组作为动力，虽转场灵活，但柴油发电机组有效利用率很低，只有25％左右，无功消耗很大、油耗惊人、噪声大、环境污染大，特别是在能源紧张、油价不断上涨形势下，轮胎龙门吊的使用成本不断增加，而电力的价格相对稳定，成本低廉，各大港口都在进行轮胎式集装箱起重机的“油改电”，采用市电驱动轮胎式集装箱起重机作业，实现降低营运成本，减少对大气的污染排放，降低噪声的要求，达到节约能源，清洁环境目的。 

“油改电”的方式有多种：高架滑触线、低架安全滑线、电缆卷筒等，高架滑触线方式对轮胎式集装箱起重机转场来说是最方便的，但投入成本很高；低架安全滑线和电缆卷筒方式投入成本少，但需要辅助人员帮助转场，效率低。 

针对低架安全滑线和电缆卷筒供电方式无法避免的辅助作业量，我司投入大量人力，进行研究开发，推出一种中低压侧向自适应接触取电装置，适用中低架方式，该取电装置无需辅助人工员，达到自动、高效、安全，且成本低。 

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能自动收放，操作简便、效率高、总工程成本低，无需人工辅助，接电运行可靠稳定、安全、无污染的一种中低压侧向自适应接触取电装置。 

本发明目的的实现方式为，一种中低压侧向自适应接触取电装置，在轮胎式集装箱起重机堆场箱区的盲道中心，沿集装箱起重机行驶轨道方向，两端固定端立柱中间等间距布置多个中立柱，作为支撑结构，在立柱间布置上滑线支架、下滑线支架以及光电检测板，在上、下滑线支架上布置正负极供电滑触线，供电滑触线的两端设置滑触线张紧装置，在轮胎式集装箱起重机下横梁侧前后两排安装自动对位取电装置的底座、驱动装置，底座上装调节装置， 

在底座上安装小象鼻梁、大拉杆、主臂架，在小象鼻梁的头部连接小拉杆，在 大拉杆的头部连接大象鼻梁，小象鼻梁、大拉杆由连杆连接，小象鼻梁、连杆、小拉杆、大象鼻梁、大拉杆、主臂梁组成组合连杆机构，各杆件之间采用铰连接，铰点采用滚动轴承，主臂架一端与底座铰连接，另一端与大象鼻梁铰接， 

在轮胎式集装箱起重机上前、后安装激光测距传感器，光电检测板与供电滑触线平行布置，取电装置的取电弓板与小拉杆、大象鼻梁间采用垂直铰及随动弹簧柔性连接，控制部分的PLC控制及变频器驱动系统与两侧的前后激光测距传感器和正负取电装置，大车左、右侧行走电机连接，右侧的前、后激光测距传感器与光电检测板连接，正、负取电装置分别与正、负供电滑触线连接。 

本发明不同于高架滑触线、低压安全滑线、电缆卷筒取电装置，在轮胎式集装箱起重机(RTG)堆场箱区的盲道中心，沿RTG行驶轨道方向，两端固定端立柱、中间等间距布置多个中立柱，作为供电滑触线等装置的支撑结构，在立柱间布置上滑线支架、下滑线支架以及光电检测板，在上、下滑线支架上布置正负极供电滑触线，供电滑触线的两端设置滑触线张紧装置，在轮胎式集装箱起重机下横梁侧前后两排安装侧向自适应接触取电装置、驱动装置和调节装置。通过光电检测板反射RTG上激光测距传感器光信号自动导引RTG大车左右行走纠偏。 

本发明具有以下优点： 

1)取电装置侧向自适应性安全取电接触，让取电弓板始终处于相对垂直状态，保证弓头滑板与供电滑触线的良好接面，调节装置自动调节接触压力，即使轮胎式集装箱起重机适度跑偏，接触取电也不受影响；取电装置的取电弓板设计有缓冲减震弹簧，保证RTG行走时良好的自适应性；采用取电绝缘子、绝缘瓷瓶双重绝缘设计，保证取电弓板与支撑连杆金属间绝缘，使用更为安全； 

2)低架供电滑触线两侧同时上电，供两侧场区作业的两组RTG取电，同时单侧箱区可多台轮胎式集装箱起重机作业取电，满足箱区作业的要求，节约箱区空间和成本； 

3)采用激光测距控制RTG大车左右行走速度，保持侧向自适应接触取电装置与供电滑触线间距离在L+ΔL之内(L为固定值，ΔL≤200mm)，实现自动纠偏；在司机室内操作，通过自动限位控制取电装置的收放，无需地面辅助人员，高效、安全； 

4)采用中低压立柱，相对于高架，自重轻、制作简单、运输方便、安装容易；整体建造成本低，同时由于立柱高度的降低，基础承载的要求也大为降低，为高架的1/20，造价大为减少，占用的场地时间短，对场地的影响少，改造时效性好； 

5)RTG采用左右两侧、正负共四套侧向自适应接触取电装置，取电装置可统一规格标准。 

附图说明

图1a、b是本发明结构主视图、俯视图， 

图2是侧向自适应接触取电装置结构示意图， 

图3a、b是驱动装置示意图， 

图4a、b是调节装置示意图， 

图5是光电检测板导引RTG大车行走自动纠偏控制示意图， 

图6、7是装置控制与限位保护原理图。 

具体实施方式

本发明由供电装置、取电装置及控制部分组成。 

供电装置包含立柱基础、供电支撑、供电滑触线、滑触线张紧装置组成。取电装置包含支撑四连杆、取电弓板、随动弹簧、取电绝缘、绝缘瓷瓶、滑板，驱动装置、调节装置、收放限位开关组成。控制部分包含激光测距传感器、光电检测板、收放限位开关、RTG机上PLC控制及变频器驱动系统组成。 

下面参照附图详述本发明。 

参照图1a、1b，在轮胎式集装箱起重机堆场箱区的盲道中心，沿轮胎龙门起重机(RTG)行驶轨道方向，两端固定端立柱1、中间等间距布置多个中立柱2，作为供电滑触线8的支撑结构。在立柱间布置上滑线支架4、下滑线支架5以及光电检测板3。在上滑线支架4、下滑线支架5布置正、负极供电滑触线8，供电滑触线8的两端设置滑触线张紧装置6，滑触线张紧装置6与两端端立柱1连接，使供电滑触线8呈直线要求，满足自适应接触取电装置7的侧向接触要求。供电滑触线8采用双沟铜滑线，并左右双侧、垂直上下安装，供两侧两组多台轮胎式集装箱起重机同时取电。 

参照图2，在轮胎式集装箱起重机下横梁侧17前后两排安装侧向自适应接触取电装置7的底座18，在底座18上安装小象鼻梁11、大拉杆19、主臂架20，在小象鼻梁11的头部连接小拉杆12，在大拉杆19的头部连接大象鼻梁13，小象鼻梁11、大拉杆19由连杆11A连接，小象鼻梁11、连杆11A、小拉杆12、大象鼻梁13、大拉杆19、主臂梁20组成组合连杆机构。各杆件之间采用铰连接，铰点采用 滚动轴承。主臂架20一端与底座18铰连接，另一端与大象鼻梁13铰接，支撑组合连杆收放。 

小拉杆12、大象鼻梁13右端设计成垂直安装轴孔，之间用垂直铰21连接，垂直铰21上安装取电绝缘子14，取电绝缘子14上安装四个绝缘瓷瓶22，经随动弹簧15连接取电弓板16，垂直铰21始终保持取电弓板16垂直。两道绝缘保证取电弓板16与金属支撑组合连杆绝缘，取电安全。取电弓板16在侧向自适应接触取电装置7放下时与供电滑触线8滑触取电。随动弹簧15采用片簧结构，使取电弓板16与取电绝缘子14间有一定的柔性，补偿震动位移。 

参照图3a、3b，侧向自适应接触取电装置7由驱动装置9驱动，驱动装置9的制动器9.1与卷筒9.2、减速器9.3和电机9.4通过轴连接，制动器9.1上装凸轮限位装置9.7，卷筒9.2上绕牵引钢丝绳9.5，减速器9.3装在安装底座9.6上。启动电机，卷筒9.2缠绕牵引钢丝绳9.5控制凸轮限位装置7的收放，到达收、放极限位置时，凸轮限位装置9.7输出收、放限位开关输出开关信号，控制电机自动停止，同时声光报警指示。声光报警电路为一般的电路。 

参照图4a、b，底座18上装调节装置10的连接耳板10.1，调节螺杆10.3上有锁紧螺母10.4，连接耳板10.1与调节螺杆10.3间有拉抻弹簧10.2。当侧向自适应接触取电装置7放到位时，调节装置10由拉伸弹簧与取电装置自重保持力矩平衡。在侧向±300mm范围内自适应调节伸缩力，使取电滑板与供电滑触线接触，保持90～120N的稳定供电接触压力。调节装置10通过铰轴10.5与大拉杆连接，调节锁紧螺杆10.3的位置，用锁紧螺母10.4锁紧，使取电弓板16与供电滑触线8接触保持90～120N的稳定供电接触压力。 

参照图5，控制部分的PLC控制及变频器驱动系统与两侧的前、后激光测距传感器和正负取电装置，大车左、右侧行走电机连接，右侧的前、后激光测距传感器与光电检测板连接，正、负取电装置分别与正、负供电滑触线连接。 

光电检测板3与正、负供电滑触线8平行布置，取电装置取电的同时，通过安装在轮胎式集装箱起重机(RTG)上前、后激光测距传感器检测与光电检测板距离L+ΔL，分别控制RTG大车左右行走速度，自动进行纠偏，保持侧向自适应接触取电装置与供电滑触线间距离在L+ΔL之内，式中L为固定值，ΔL≤200mm。例如大车向前行走时，当前激光测距传感器检测ΔL≥200mm、后激光测距传感器检测ΔL≤200mm，激光测距传感器信号输入给PLC控制及变频驱动系统，控制大车左侧行走 电机速度略高于大车右侧行走电机速度1～5％，恢复距离L+ΔL以内后，两侧速度一致。大车向后行走时控制方式相同，自动控制RTG大车左右行走速度进行纠偏，自动保持取电距离。 

参照图6、图7，通过司机室内右侧选择开关K2、左侧选择开关K3来决定集装箱龙门起重机(RTG)右侧、左侧的取电装置收放。例如通过K2吸合选择右侧取电装置收放，通过司机室PLC指令控制收放，再通过继电器K4和K5控制收起和放下，收起和放下的动作是互逆，通过KM5、KM6进行互锁。当选择K5放下动作时，KM6吸合，驱动装置电机进入反转驱动状态，经右侧选择开关K2、右侧反转KM6、右侧正极放到位限位开关K10控制KM1吸合，右侧正极取电装置开始放下，当到达极限位置时K10断开，右侧正极取电装置停止放动作，取电装置取电。当选择K4放下收起时，KM5吸合，驱动装置电机进入正转驱动状态，经右侧选择开关K2、右侧正极放到位限位开关K6、右侧正转KM5控制KM1吸合，右侧正极取电装置开始收起，当到达收极限位置时K6断开，右侧正极取电装置停止收起动作。右侧负极取电装置与右侧正极取电装置是同时下放的，控制原理相同。 

当轮胎式集装箱起重机(RTG)需要转场时，右侧的取电装置需收起才能转场，进入另一侧后，要求通过左侧取电，通过K3吸合选择左侧取电装置收放，其收放控制原理与上述右侧相同。 

Claims (5)

1.一种中低压侧向自适应接触取电装置，其特征在于在轮胎式集装箱起重机堆场箱区的盲道中心，沿集装箱起重机行驶轨道方向，两端固定端立柱中间等间距布置多个中立柱，作为支撑结构，在立柱间布置上滑线支架、下滑线支架以及光电检测板，在上、下滑线支架上布置正负极供电滑触线，供电滑触线的两端设置滑触线张紧装置，在轮胎式集装箱起重机下横梁侧前后两排安装自动对位取电装置的底座、驱动装置，底座上装调节装置，

在底座上安装小象鼻梁、大拉杆、主臂架，在小象鼻梁的头部连接小拉杆，在大拉杆的头部连接大象鼻梁，小象鼻梁、大拉杆由连杆连接，小象鼻梁、连杆、小拉杆、大象鼻梁、大拉杆、主臂梁组成组合连杆机构，各杆件之间采用铰连接，铰点采用滚动轴承，主臂架一端与底座铰连接，另一端与大象鼻梁铰接，

在轮胎式集装箱起重机上前、后安装激光测距传感器，光电检测板与供电滑触线平行布置，取电装置的取电弓板与小拉杆、大象鼻梁间采用垂直铰及随动弹簧柔性连接，控制部分的PLC控制及变频器驱动系统与两侧的前后激光测距传感器和正负取电装置，大车左、右侧行走电机连接，右侧的前、后激光测距传感器与光电检测板连接，正、负取电装置分别与正、负供电滑触线连接。

2.根据权利要求1所述的一种中低压侧向自适应接触取电装置，其特征在于小拉杆(12)、大象鼻梁(13)右端用垂直铰(21)连接，垂直铰(21)上安装取电绝缘子(14)，取电绝缘子(14)上安装四个绝缘瓷瓶(22)。

3.根据权利要求1所述的一种低架侧向自适应接触取电装置，其特征在于驱动装置(9)的制动器(9.1)与卷筒(9.2)、减速器(9.3)和电机(9.4)通过轴连接，制动器(9.1)上装凸轮限位装置(9.7)，卷筒(9.2)上绕牵引钢丝绳(9.5)，减速器(9.3)装在安装底座(9.6)上。

4.根据权利要求1所述的一种中低压侧向自适应接触取电装置，其特征在于底座(18)上装调节装置(10)的连接耳板(10.1)，调节螺杆(10.3)上有锁紧螺母(10.4)，连接耳板(10.1)与调节螺杆(10.3)间有拉抻弹簧(10.2)。

5.根据权利要求1所述的一种中低压侧向自适应接触取电装置，其特征在于供电滑触线(8)采用双沟铜滑线，并左右双侧、垂直上下安装。

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