CN101920912A - 用于自动化码头的堆场后方起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例揭示了一种用于自动化码头的堆场后方起重机，包括：支架，支架包括沿第二方向布置的主梁以及支撑主梁的立柱，主梁覆盖自动化码头的地面小车轨道以及卡车装卸区域；第二小车轨道，布置在主梁上；第二小车，沿第二小车轨道运行；第一小车轨道，沿第一方向布置在第二小车上，第一方向与第二方向垂直；第一小车，沿第一小车轨道运行；回转机构，安装在第一小车上，回转机构具有回转至少90度的能力；起升机构，安装在回转机构上，起升机构与回转机构一同旋转，起升机构包括起升集装箱的吊具。本发明所提供的用于自动化码头的堆场后方起重机能够很好地与自动化码头实现匹配，同时能够与运输卡车实现高效率的集装箱装卸。

Description

用于自动化码头的堆场后方起重机
技术领域
本发明涉及集装箱码头的集装箱装卸技术，更具体地说，涉及一种用于自动化码头的堆场后方起重机。
背景技术
世界集装箱运输的旺盛需求和集装箱港口吞吐量不断增长，对集装箱装卸技术装备和装卸技术工艺提出了更新更高的要求，迫切需要开发设计高效率的集装箱装卸设备和系统技术，以满足集装箱运输规模化、高速化和自动化对码头装卸生产率的要求。
随着11,000TEU载箱量的艾玛·马士基集装箱巨轮投入营运，世界集装箱海运干线港开始进入了超10万吨级的船舶超大型化时代，在强大的运输要求和良好的技术经济效益的推动下，岸边起重机械高新技术特别是自动化控制技术得到了全面发展。
一般而言，集装箱码头可以分为码头前方(岸边)和码头后方(堆场)以及中间地带，码头前方的岸边起重机用于将集装箱从集装箱船上装卸，码头后方的堆场用于堆放集装箱。两者之间使用卡车运输。
对于堆场至岸边起重机之间的运输，目前，所采用的方法是由内燃机驱动的水平运输车进行码头前方和后方之间的运输，即对于卸船而言，岸边起重机将集装箱从船上装到水平运输车上，再由水平运输车将集装箱运送到堆场区域，由堆场起重机将集装箱从车上吊起，装到堆场上。对于装船而言，由堆场起重机将集装箱从堆场上吊起，放到水平运输车上，再由水平运输车将集装箱运送到岸边起重机下方，由岸边起重机完成装船。虽然，对于集装箱装卸的自动化进行了一些的尝试，比如荷兰的鹿特丹港和德国的汉堡港，引入了自动导航车来代替人工驾驶的水平运输车。但是自动导航车仍然是以燃油作为动力的，在能源方面没有任何的进步。并且，自动导航车成本昂贵，且必须沿着预定埋设的固定导航路线在一个平面内前进，一旦有车辆出现故障，就会导致全部系统停顿。而不幸的是，复杂的自动导航车故障率高，维修难度大，这就是的目前的自动化尝试效率低下，成本高昂的原因所在。
无论是传统的人工方式，还是自动化的尝试，其装卸模式可以归结为集装箱码头前沿的岸边起重机，与堆场之间使用燃油(柴油)为动力的集装箱卡车、跨运车、自动导向车作为运输工具的平面输送格局，为了使这些几十辆甚至上百辆燃油卡车的流动，堆场与前沿之间留出广大的空间，占用大量的土地，虽然如此，但基于平面交通仍然是交通拥挤，相互避让。不能及时输送集装箱，影响码头装卸效率，是码头装卸效率提高的一大瓶颈。同时，当今燃油价昂贵，码头运营成本不经济，码头获益减少。更为头痛的是，燃油燃烧大量排放黑烟和制造噪音。严重污染环境，这么多燃油车辆使用，维护保养费用高。另外，这种平面输送技术落后，不利于实现信息化，自动化智能化。
申请号为CN200610025860.6的中国专利申请提出了一种自动化集装箱码头布置方案，上述专利申请同样由本申请的申请人所提出并通过引用合并与此。
CN200610025860.6揭示了一种自动化集装箱码头装卸系统，包括在岸边起重机、堆场起重机之间使用立体的低架桥转接系统和地面转送小车系统进行连接，该低架桥转接系统包括至少一条低架桥转接子系统，其中每一条低架桥转接子系统包括至少一组沿第一方向(船上的集装箱方向，或者平行与岸线的方向为第一方向)的低架桥轨道，每一组低架桥轨道上包括低架桥起重机轨道和低架桥平板车轨道。在低架桥起重机轨道上至少一部沿轨道运行的低架桥起重机，低架桥平板车轨道上具有至少一部低架桥平板车，低架桥轨道配置成使得低架桥平板车和低架桥起重机至少可以抵达适合于岸边起重机的小车装卸的位置和地面转送小车位置，从而使低架桥起重机可对任一位置的低架桥平板车和相应的地面转送小车进行装卸，低架桥平板车运行至任一位置的岸边起重机和任一位置的地面转送小车的位置。而地面转送小车系统包括至少一组沿第二方向(堆场上的集装箱方向，或者垂直于岸线的方向为第二方向)的转送小车轨道，小车轨道对准堆场的通道，并且延伸至堆场需要位置，地面转送小车轨道还至少延伸至低架桥转接系统中最低层低架桥结构的下方，地面转送小车系统还包括沿地面转送小车轨道运行的地面转送小车，地面转送小车轨道配置成使得转送小车至少可抵达适合于低架桥起重机装卸的位置和堆场起重机装卸位置；地面转送小车轨道还配置成使得地面转送小车与所有层的低架桥平板车不在同一水平面上；其中，地面转送小车或者低架桥起重机其中之一具有携带集装箱和不带集装箱时进行转动至第一方向与第二方向的夹角的能力。小车轨道也可以配置成只到堆场端而不延伸进入堆场的内部或贯穿堆场和至堆场某一深处。
进行装船时，堆场起重机从堆场上吊装呈第二方向的集装箱，地面转送小车沿地面转送小车轨道移动到堆场起重机下方，堆场起重机将集装箱装到地面转送小车上，转送小车沿地面转送小车轨道移动到低架桥转接系统的低架桥轨道下方，由地面转送小车或者低架桥起重机其中之一将集装箱转动至第一方向，并由低架桥起重机将集装箱从地面转送小车吊装至低架桥平板车，低架桥平板车沿低架桥轨道运动到岸边起重机下方，由岸边起重机将集装箱从低架桥平板车上吊装到船上，进行卸船时，首先由岸边起重机将集装箱从船上吊出，吊出的集装箱呈第一方向，并将集装箱吊装到低架桥平板车上，低架桥平板车沿低架桥轨道运行至与地面转送小车转接的位置，由低架桥起重机将集装箱吊装到地面转送小车上，并由所述地面转送小车或者低架桥起重机其中之一将集装箱转动至第二方向，地面转送小车沿轨道运动到堆场起重机的下方，堆场起重机将集装箱从地面转送小车吊装到堆场上。
CN200610025860.6的方案有效地解决了集装箱在船和堆场之间的运输问题。但是，就自动化码头的整体要求而言，尚有一处空缺，由于堆场最终还是需要与外部的运输卡车进行集装箱的装卸交流，因此有效快速地实现堆场与外部的装卸卡车之间的运输，是完善自动化码头的重要举措。本发明就提供一种适合于上述的自动化码头的，能够在堆场和卡车之间进行高效转移的起重设备。
发明内容
本发明旨在提供一种能够有效配合自动化码头，实现高效的堆场与运输卡车之间的集装箱运输的起重机。
根据本发明的实施例，提供一种用于自动化码头的堆场后方起重机，包括：
支架，支架包括沿第二方向布置的主梁以及支撑主梁的立柱，主梁覆盖自动化码头的地面小车轨道以及卡车装卸区域；
第二小车轨道，布置在主梁上；
第二小车，沿第二小车轨道运行；
第一小车轨道，沿第一方向布置在第二小车上，第一方向与第二方向垂直；
第一小车，沿第一小车轨道运行；
回转机构，安装在第一小车上，回转机构具有回转至少90度的能力；
起升机构，安装在回转机构上，起升机构与回转机构一同旋转，起升机构包括起升集装箱的吊具。
在一个实施例中，该回转机构包括环形的轨道和圆形的回转盘，回转盘在环形的轨道上回转。
在一个实施例中，第一小车轨道的长度覆盖自动化码头的至少一组地面小车轨道的宽度。
在一个实施例中，自动化码头堆场上的集装箱沿第二方向布置，卡车沿第一方向停放于支架的下方。
在一个实施例中，回转机构带动起升机构以及起升结构起升的集装箱，在沿第二轨道从地面小车轨道移动到卡车装卸区域、或者从卡车装卸区域移动到地面小车轨道的过程中旋转90度。
在一个实施例中，该支架包括两组立柱，其中第一组立柱连接到主梁的第一端部，该第一端部朝向自动化码头的陆侧方向；第二组立柱连接到主梁的中点和第二端部之间的区域，该第二端部朝向自动化码头的海侧方向。
在一个实施例中，第二组立柱还包括斜向延伸的支撑柱，支撑柱连接到主梁上第二组立柱的连接点与第二端部之间的区域。
本发明所提供的用于自动化码头的堆场后方起重机能够很好地与自动化码头实现匹配，同时能够与运输卡车实现高效率的集装箱装卸。本发明的堆场后方起重机是对自动化码头技术的进一步完善，使得自动化码头的运作效率进一步提高。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明的一实施例的堆场后方起重机的俯视图；
图2揭示了图1所示的实施例的侧面视图；
图3揭示了图1所示的实施例的正面视图。
具体实施方式
如上面所描述的，本发明的堆场后方起重机与CN200610025860.6所揭示的自动化码头配合使用，为了描述和理解的方便，在后面的描述中，对第一方向和第二方向进行如下的定义：
第一方向定义为船上的集装箱方向，或者平行于岸线的方向；
第二方向定义为堆场上的集装箱方向，或者垂直于岸线的方向。
上述第一方向和第二方向的定义与CN200610025860.6中定义的第一方向和第二方向一致。
参考图1-图3所示，图1-图3揭示了根据本发明的一实施例的堆场后方起重机，其中图1是俯视图、图2是侧面视图、图3是正面视图。
该堆场后方起重机包括：包括主梁120和立柱122的支架102、布置在支架上的第二小车轨道104、沿第二小车轨道运行的第二小车106、布置在第二小车106上且与第二小车轨道104相垂直的第一小车轨道108、沿第一小车轨道108运行的第一小车110、安装在第一小车上的回转机构112、以及安装在回转机构112上的起升机构114。
支架102包括沿第二方向布置的主梁120以及支撑主梁120的立柱122，主梁120覆盖自动化码头的地面小车轨道A以及卡车装卸区域B。在图1-3所示的实施例中，支架102包括两组立柱122，其中第一组立柱122a连接到主梁120的第一端部120a，该第一端部120a朝向自动化码头的陆侧方向。第二组立柱122b连接到主梁120的中点和第二端部120b之间的区域，该第二端部120b朝向自动化码头的海侧方向。在图1所示的实施例中，第一组立柱122a和第二组立柱122b之间的区域为卡车装卸区域B，第二组立柱122b向着主梁的第二端部120b的方向延伸的区域为地面小车轨道区域A。需要说明的是，两组立柱与主梁的连接点并不是固定的。一般而言，第一组立柱122a会设置在尽量靠近第一端部120a的位置以获得尽可能大的卡车装卸区域。第二组立柱122b的位置比较灵活，只要在主梁120的中点和第二端部120b之间的区域即可。在图1所示的实施例中，第二组立柱122b设置在比较靠近主梁中点的位置，为了能够很好地支撑主梁的延伸部分，第二组立柱122b还包括斜向延伸的支撑柱123，支撑柱123连接到主梁上第二组立柱的连接点与第二端部之间的区域。继续参考图1，在该实施例中，第一组立柱122a上还安装有升降电梯，更便于运输人员上下该起重机。
为了实现在堆场和卡车上方的快速移动，本发明的堆场后方起重机使用了两部层叠设置的小车。第二小车106沿第二小车轨道104运行，第二小车轨道104沿着主梁120布置，第二小车轨道104一般会基本贯穿整个主梁，因此第二小车106可以方便抵达主梁120两端之间的任何位置。第二小车106主要用于实现纵向的移动。在第二小车106上还层叠设置第一小车110，第一小车110沿第一小车轨道108运行，第一小车轨道108的方向与第二小车轨道104的方向垂直。第一小车108用于实现在起重机宽度方向上的移动，如图3所示，第一小车轨道108的长度贯穿整个第二小车106，于是通过第一小车110和第二小车106的协作，使第一小车所承载的回转机构、起升机构以及集装箱能够抵达起重机覆盖范围内的任何一个位置。
参考图2所示，自动化码头堆场上的集装箱沿第二方向布置，同时，在地面小车上的集装箱200也是沿第二方向布置，而卡车202是沿第一方向停放于支架的下方，同样的，卡车202上的集装箱204是沿第一方向布置的。
本发明的起重机设计了回转机构112和起升机构114来实现集装箱方向上的转换。回转机构112安装在第一小车110上，回转机构具有回转至少90度的能力。回转机构112包括环形的轨道111和圆形的回转盘113，回转盘113在环形的轨道111上回转，在一个实施例中，回转盘113可以沿着环形的轨道111进行360度的旋转。起升机构114安装在回转机构112上，起升机构114与回转机构112一同旋转，起升机构114包括起升集装箱的吊具，起升机构114的钢丝绳可以穿过回转盘113上余留的空隙延伸到回转盘113的下方，并连接到上架上，上架下方连接吊具和集装箱，起升机构114进行升降操作，实现对于集装箱的起升操作。在一个实施例中，起升机构114安装在回转盘113上，当回转盘113旋转时，起升机构114跟随回转盘113一起旋转，同时，通过钢丝绳带动上架、吊具以及集装箱一起旋转。上架和吊具使用的是现有的技术，因此这里对这两个部件不再进行详细的描述。由于第一方向和第二方向之间相差90度，因此回转机构112至少具有回转90度的能力。在一个实施例中，回转机构112可以沿着顺时针或者逆时针的方向旋转任意的度数。旋转的过程可以在第一小车和第二小车都保持静止的情况下进行，或者旋转的过程可以在第一小车和第二小车沿第二轨道从地面小车轨道移动到卡车装卸区域、或者从卡车装卸区域移动到地面小车轨道的过程中进行。
该堆场后方起重机的过程流程如下：
卡车至堆场流程：卡车首先以第一方向停放在主梁下方的卡车装卸区域B，第一小车和第二小车配合移动至卡车上方，起升机构和吊具从卡车上吊起沿第一方向的集装箱，第一小车和第二小车配合移动至地面小车上方，第一小车和第二小车的移动过程中，回转机构带动起升机构以及集装箱旋转90度呈第二方向，之后起升机构和吊具将集装箱放置到地面小车上。参考CN200610025860.6中的描述，地面小车和堆场起重机会将集装箱放置到堆场上。
堆场至卡车流程：第一小车和第二小车配合移动至地面小车上方，起升机构和吊具从地面小车上吊起沿第二方向的集装箱，第一小车和第二小车配合移动至卡车上方，卡车以第一方向停放在主梁下方的卡车装卸区域B，在第一小车和第二小车的移动过程中，回转机构带动起升机构以及集装箱旋转90度呈第一方向，之后起升机构和吊具将集装箱放置到卡车上。
本发明所提供的用于自动化码头的堆场后方起重机能够很好地与自动化码头实现匹配，同时能够与运输卡车实现高效率的集装箱装卸。本发明的堆场后方起重机是对自动化码头技术的进一步完善，使得自动化码头的运作效率进一步提高。

Claims (7)

1.一种用于自动化码头的堆场后方起重机，其特征在于，包括：
支架，所述支架包括沿第二方向布置的主梁以及支撑主梁的立柱，所述主梁覆盖自动化码头的地面小车轨道以及卡车装卸区域；
第二小车轨道，布置在所述主梁上；
第二小车，沿第二小车轨道运行；
第一小车轨道，沿第一方向布置在第二小车上，所述第一方向与第二方向垂直；
第一小车，沿第一小车轨道运行；
回转机构，安装在第一小车上，所述回转机构具有回转至少90度的能力；
起升机构，安装在回转机构上，所述起升机构与回转机构一同旋转，所述起升机构包括起升集装箱的吊具。
2.如权利要求1所述的自动化码头的堆场后方起重机，其特征在于，所述回转机构包括：
环形的轨道和圆形的回转盘，所述回转盘在环形的轨道上回转。
3.如权利要求1所述的自动化码头的堆场后方起重机，其特征在于，
所述第一小车轨道的长度覆盖自动化码头的至少一组地面小车轨道的宽度。
4.如权利要求1所述的自动化码头的堆场后方起重机，其特征在于，
所述自动化码头堆场上的集装箱沿第二方向布置，所述卡车沿第一方向停放于所述支架的下方。
5.如权利要求1所述的自动化码头的堆场后方起重机，其特征在于，所述回转机构带动所述起升机构以及起升结构起升的集装箱，在沿第二轨道从地面小车轨道移动到卡车装卸区域、或者从卡车装卸区域移动到地面小车轨道的过程中旋转90度。
6.如权利要求1所述的自动化码头的堆场后方起重机，其特征在于，所述支架包括两组立柱，
其中第一组立柱连接到所述主梁的第一端部，该第一端部朝向自动化码头的陆侧方向；
第二组立柱连接到所述主梁的中点和第二端部之间的区域，该第二端部朝向自动化码头的海侧方向。
7.如权利要求1所述的自动化码头的堆场后方起重机，其特征在于，所述第二组立柱还包括斜向延伸的支撑柱，所述支撑柱连接到所述主梁上第二组立柱的连接点与第二端部之间的区域。
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