CN102101624A

CN102101624A - 起重机及搭载它的船舶

Info

Publication number: CN102101624A
Application number: CN2010102058687A
Authority: CN
Inventors: 洪金植
Original assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST; University Industry Cooperation Foundation of Pusan National University
Current assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST; University Industry Cooperation Foundation of Pusan National University
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2030-06-17
Also published as: KR101141599B1; KR20110070215A; CN102101624B

Abstract

本发明涉及一种起重机及搭载它的船舶，所述起重机用于运送集装箱，既控制集装箱的姿势而且具有防止吊具(吊具装载的集装箱)双向摇摆的作用。它包括吊具，所述吊具由经过小车的第一小车滑轮与第一吊具滑轮相连的起升绳支撑，增加了一对钢绳，第二小车滑轮设置在小车朝向与小车移动方向相垂直方向延长的部分上，增加的一对钢绳一端将与增加的卷筒相连，另一端则经过第二小车滑轮与第二吊具滑轮相连，第二吊具滑轮设置在第一吊具滑轮的内侧，以达到防止吊具以及集装箱双向摇摆的效果。

Description

起重机及搭载它的船舶

技术领域

本发明涉及起重机领域，特别涉及运送的物品为集装箱的起重机及搭载它的船舶，该起重机既可以控制集装箱的姿势(Trim-List-Skew)而且防止吊具(吊具装载的集装箱)的双向摇摆。更详细来说，在利用移动港口(Mobile Harbor)等将起重机搭载在可移动的船舶上使用时，可以在对其装载的集装箱姿势进行控制的同时，也防止因外部各种原因导致的吊具及集装箱的双向摇摆。

背景技术

随着国际集装箱运输事业的蓬勃发展，集装箱堆场(尤其作为集装箱专用码头的集装箱堆场)对设备的效率、自动化程度、故障率等的要求已经越来越高。集装箱起重机作为堆场中集装箱的主要装卸机械，其主要作用是进行集装箱在堆场的高效存取。近来集装箱装载船舶的大型化更是一种必然的趋势，故我们的起重机不仅要在堆场作业而且要在海上作业，要达到这个目标，有效地控制吊具及集装箱的摇摆(即防摇)则是关键。

现有的起重机的工作过程可以简单的这样描述，起重机将装载了集装箱的吊具垂直吊起，小车经平行移动到目标位置后，将装载了集装箱的吊具垂直下降，卸载。在小车移动的过程中因为吊具是用钢绳所支撑，吊具与集装箱必定会沿小车移动方向摇摆，不仅如此，吊具与集装箱还会因为外界的因素(如海风)而沿与小车移动方向垂直的方向摇摆。我们可以通过控制小车的移动速度或者起升绳的长度来防止沿小车移动方向的摇摆，但与小车移动方向垂直的摇摆就不容易抑制。因此必须另外附加一套机械式或液压式防摇系统，然而这套系统的结构复杂，故障率较高，防摇效果也不理想。

欧洲发明专利申请(EU1894881)公开了一种通过钢绳的长度达到控制吊具及集装箱的姿势以及防摇效果的装置与方法。图1详细介绍了此装置。吊具4通过4根钢绳与小车连接，4根钢绳的端部固定在卷筒1上，卷筒1通过旋转控制钢绳的长度。从卷筒1出来的钢绳经过小车3上的滑轮5，5’，5”，5”’连接到吊具4上的滑轮6，6’，6”，6”’，然后钢绳再经小车3上的滑轮7，7’，7”，7”’连接到可以精密控制绳长的驱动器(滚珠螺旋千斤顶，Ball screwjack)2，2’，2”，2”’上。卷筒1的旋转控制小车3与吊具4之间的相对距离。驱动器2，2’，2”，2”’可以个别地控制钢绳的长度，以达到控制吊具及集装箱的姿势，即在X轴，Y轴，Z轴上的旋转运动(Trim，List，Skew)。

另外，本发明人在韩国发明专利申请(KOR2005-0007248)中公开了一种利用质量衰减系统为原理，来减少或防止吊具摇摆的控制方法。

上述现有技术的装置以及方法尽管可以利用小车的移动来防止或控制吊具以及集装箱在小车运动方向上的摇摆，但对与小车移动方向相垂直方向的摇摆(即侧方向的摇摆)是无能为力的。虽然对于设置在港口的起重机或者受侧方向摇摆影响不大的情况来说，可能侧方向的摇摆并不成问题。但如果起重机设置在了移动港口(Mobile Harbor)或类似的船舶上时，因受到海浪、海风等影响因素，不仅船舶会随之摇动，设置在其上面的起重机以及吊在起重机上面的吊具和集装箱会更激烈地摇摆，所以如果不防止其侧方向摇摆，会在很大程度上影响作业的效率和安全。

发明内容

待解决的问题：

本发明的目的是解决上述现有技术的局限性与问题，提供一种防止起重机吊具及集装箱双向摇摆的设备。

解决问题的手段：

为了解决上述问题与局限性，本发明提供了一种起重机，包括：起重机结构以及由起重机结构支撑的起重机横梁；沿着此横梁左右移动的小车，配有用于装载集装箱的吊具，上述吊具通过起升绳经第一小车滑轮连接在第一吊具滑轮上；其特征在于，增加了两根钢绳，上述钢绳一端固定在卷筒上，第二小车滑轮设置在与上述小车移动方向相垂直的延长部分处，位于第一小车滑轮的外侧，第二吊具滑轮设置在所述吊具上，所述钢绳经由第二小车滑轮连接在第二吊具滑轮上，通过上述增加的钢绳可以向上述吊具施加与上述小车移动方向垂直方向上的外力，而且上述的第二吊具滑轮设置在第一吊具滑轮内侧。

另一方面，本发明还提供了一种起重机，包括：起重机结构以及由起重机结构支撑的起重机横梁；沿着此横梁左右移动的小车，配有用于装载集装箱的吊具，起升绳经由上述小车连接在上述吊具；上述固定起升绳一端的卷筒；设置在上述小车上且连接从上述卷筒中延长出来的起升绳的第一小车滑轮；设置在上述吊具上且连接从上述卷筒中延长出来的起升绳的第一吊具滑轮；上述起升绳经由第一小车滑轮连接在上述吊具上的第一吊具滑轮上；为了朝向与小车移动方向相垂直的方向施力的两根增加的钢绳；固定了增加钢绳一端的增加卷筒；精密控制两根增加钢绳长度的施力设备；设置在上述小车上朝向与小车移动方向相垂直方向延长的第一小车滑轮外侧的第二小车滑轮；设置在上述吊具上朝向与小车移动方向相垂直方向的第一吊具滑轮内侧的第二吊具滑轮；上述增加的钢绳经由第二小车滑轮连接到第二吊具滑轮上。

效果：

利用本发明的起重机，利用控制增加的钢绳的长度而防止朝向与小车移动方向垂直的方向上的摇摆，可以更快更准地将集装箱装卸或装载到指定位置，随之起重机的装卸装载能力将大幅提高。

附图说明

图1是现有起重机的钢绳连接以及配置关系图；

图2是本发明第一实施例的钢绳连接以及配置关系图；

图3是本发明第一实施例中小车与吊具之间钢绳的连接以及配置关系的左视图；

图4是本发明第二实施例的钢绳连接以及配置关系图；

附图标记说明：

101：主卷筒

102，102’，102”，102”’：起升绳

103，103’，103”，103”’：施力装置

104：小车

105：吊具

106，106’，106”，106”’：第一小车滑轮

107，107’，107”，107”’：第一吊具滑轮

202，202’：增加的钢绳

203，203’：增加的卷筒

205，205’：第二小车滑轮

206，206’：第二吊具滑轮

210，210’：控制吊具上滑轮位置的移动装置

221，221’：增加钢绳的施力装置

222，222’：控制吊具上滑轮位置的移动装置

具体实施方式

以下供本领域技术人员利用本发明的实例以及根据参照图示的说明而方便使用，此仅是实例，本发明并不局限于此。

图2是本发明的第一实例，关于起重机的钢绳连接与配置图；图3是本发明第一实施例中小车与吊具之间钢绳的连接以及配置关系的左视图；图4则是本发明第二实例的钢绳连接以及配置关系图。

如图2所示，第一实例中的起重机包括4根起升绳102，102’，102”，102”’以及两根增加的钢绳202，202’。图2省略了起重机的主要结构，以说明钢绳的连接关系为主，具体说明如下。起重机主要包括：起重机的结构体(未在图中表示)；由结构体支撑的起重机横梁(未在图中表示)；沿着起重机横梁运动的小车104；由经小车104的4根起升绳连接可以垂直于小车104通过其起升绳上下移动的吊具105。吊具105可以装载集装箱，通过吊具105的上下左右移动来控制集装箱的上下左右的移动，一致完成装卸的作业。

起升绳102，102’，102”，102”’的一端固定在主卷筒101上，主卷筒101通过旋转运动控制起升绳的长度，以调节吊具以及集装箱的高度。本实例中为了控制4根起升绳102，102’，102”，102”’使之为同一长度，4根起升绳102，102’，102”，102”’全部利用同一个主卷筒101来控制。如能保持吊具105的平衡，利用复合的卷筒系统也可以。

4根起升绳102，102’，102”，102”’经过小车104的4个角上的第一小车滑轮106，106’，106”，106”’连接到吊具105上的第一吊具滑轮107，107’，107”，107”’上，然后再从第一吊具滑轮上经过小车104的4个角上的小车滑轮108，108’，108”，108”’将其另一端部固定到施力装置103，103’，103”，103”’上。

随着连接着起升绳102，102’，102”，102”’一端的主卷筒101的转动，将起升绳102，102’，102”，102”’卷起，吊具105将朝向小车104的方向上升，反之，卷筒101将起升绳102，102’，102”，102”’放下，吊具105将沿与小车104垂直的方向下降。

起升绳102，102’，102”，102”’的另一端固定在施力装置103，103’，103”，103”’上，此施力装置103，103’，103”，103”’将精密地控制起升绳102，102’，102”，102”’的长度，通过细微的控制达到控制吊具105的姿势的目的。

假设小车104移动的方向为x方向，与小车104运动方向垂直的方向为y方向，与x，y方向互相垂直的方向为z方向的话，将吊具105围绕x方向的旋转定义为Trim、围绕y方向的旋转定义为List，围绕z方向的旋转定义为Skew。因此可以利用x，y，z上的值定义吊具105的平行移动，吊具105的旋转运动可以通过Trim，List，Skew的值来表示。

可以通过施力装置103，103’，103”，103”’来精密控制每一根起升绳102，102’，102”，102”’的长度，以控制x，y，z以及Trim，List，Skew的值。以得到吊具105的任意姿势。

接下来，将对两根增加的钢绳202，202’进行说明。增加钢绳的一端固定在主卷筒101上，另一端则固定在增加的卷筒203，203’上。当主卷筒101卷起时，增加的钢绳202，202’的长度将变短。增加的钢绳202，202’从主卷筒101延长出来后经过小车104上的滑轮204，204’、再经与小车104运动方向垂直方向延长出去的部分上的滑轮205，205’连接到吊具滑轮206，206’上。

吊具上的滑轮206，206’设置在第一吊具滑轮107，107’，107”，107”’内侧。将吊具滑轮206，206’设置在内侧(例如，约2.5m)，增加的钢绳202，202’与小车所成角度α1、α2将变小，在做同样长度变化的时候吊具105在侧方向上的移动会更大。

再者，船舶上装载集装箱时，为了提高装载密度通常会使用多层装载，所以多数情况下起重机将在集装箱之间进行装卸工作。这时增加的钢绳202，202’从延长出来的小车104开始连接到下方的吊具104上，在集装箱之间作业时有可能产生干涉现象。本实例将吊具滑轮206，206’设置在第一吊具滑轮107，107’，107”，107”’内侧，以防止以上现象的发生。接着增加的钢绳202，202’按顺序经过小车104上的滑轮207，208和207’，208’固定到增加的卷筒203，203’上。增加的卷筒203，203’通过旋转卷进卷出来控制增加的钢绳202，202’的长度。

同上所述，图3为第一实施例中小车与吊具之间钢绳的连接以及配置关系的左视图，如图所示，当控制增加的钢绳202，202’的长度时，吊具105将如图3所示向左右移动(与小车的移动方向相垂直的方向)。故本例中当吊具105因外因而向侧方向摇摆时，可以通过调节增加的钢绳202，202’的长度来减少其摇摆。

吊具上的滑轮206，206’通过驱动装置固定在吊具105上。利用其驱动装置，吊具上的滑轮206，206’不仅可朝向小车的移动方向精确移动，而且可以朝向其垂直的方向精确移动。当吊具上的滑轮206，206’的位置发生变化时，吊具105上的受力点也将变化，通过精确控制其变化来调节吊具105的旋转(即Trim，List，Skew)，而且可以达到精确控制吊具的细微摇摆。如果其驱动装置沿x方向朝向相反方向移动，吊具105将沿x轴旋转，如果其驱动装置沿y方向(与小车移动方向垂直的方向)以同一方向移动，会使吊具105朝向y方向有一个细微的移动，可减小吊具在侧方向的细微摇摆。此驱动装置可以利用两个相互垂直的液压装置或者电动机组合而成，以达到使吊车滑轮206，206’能在纵方向与横方向都能进行细微移动的目的。

图4是本发明第二实施例的钢绳连接以及配置关系图。现仅对与实例1(图2)不同的部分进行说明，其他部分进行省略。

在第二实例中为了控制增加的钢绳202，202’的长度，利用主卷筒101、增加的卷筒203，203’以及驱动装置221，221’。驱动装置221，221’可以使滑轮222，222’前后(小车运动方向)移动，增加的钢绳202，202’的长度将被调整。以此方法来调节绳长，控制吊具105的姿势及向侧方向摇摆，如同实例1中所述。

以上说明为根据本发明实施的具体实例，本发明不局限于此，以本发明说明书为基础可作最广范围的扩展。本领域技术人员可以在构成要素的材料，大小等方面进行相应的变化。此外本领域技术人员也可以以本发明说明书为基础做容易的改变，但这些变更或变形也都包括在本发明的保护范围中。

Claims

1.一种起重机，包括：

起重机结构体以及由所述起重机结构支撑的起重机横梁；

沿着所述横梁左右移动的小车，配有用于装载集装箱的吊具，所述吊具通过起升绳经第一小车滑轮连接在第一吊具滑轮上；

其特征在于，还包括两根增加的钢绳，所述钢绳一端固定在用于卷入卷出钢绳的主卷筒上，第二小车滑轮设置在与所述小车移动方向相垂直的延长部分处，位于第一小车滑轮的外侧，第二吊具滑轮设置在所述吊具上，所述钢绳经由第二小车滑轮连接在第二吊具滑轮上，通过所述增加的钢绳向所述吊具施加与所述小车移动方向垂直方向上的外力，而且所述第二吊具滑轮设置在第一吊具滑轮内侧。

2.根据权利要求1所述的起重机，包括精密施力设备，用于调节所述增加的钢绳的长度，控制朝向与上述小车移动方向垂直方向的摇摆。

3.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，第一小车滑轮与第一吊具滑轮均为4个。

4.根据权利要求3所述的起重机，其特征在于，所述第一小车滑轮设置在小车的四个角上，所述第一吊具滑轮设置在吊具的四个角上。

5.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，被装载物为集装箱。

6.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述吊具配置有控制滑轮位置的施力设备，所述施力设备用以变化第二吊具滑轮的位置。

7.根据权利要求6所述的起重机，其特征在于，所述施力设备朝向小车移动方向、以及与小车移动方向垂直的方向控制第二吊具滑轮的位置。

8.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，还包括一对增加的卷筒，所述增加的卷筒上固定有所述增加的钢绳的一端。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的起重机，其特征在于，通过所述主卷筒控制起升绳的长度。

10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，固定在所述主卷筒一端的起升绳的另一端固定在能够精密调节绳长的施力设备上。

11.根据权利要求2所述的起重机，其特征在于，所述施力设备放置在第二小车滑轮与所述主卷筒之间。

12.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述第二小车滑轮放置在与小车移动方向垂直的方向延长1.5m的位置处。

13.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述第二吊具滑轮设置在与小车移动方向垂直的方向上距第一吊具滑轮2.5m的内侧。

14.根据权利要求1-8所述的起重机，其特征在于，所述起升绳、所述第一小车滑轮、所述第一吊具滑轮均为4个。

15.一种用于装载根据权利要求1-8中任一项所述的起重机的船舶。

16.一种起重机，包括：

起重机结构体以及由所述起重机结构支撑的起重机横梁；

沿着所述横梁左右移动的小车，配有用于装载集装箱的吊具，起升绳经由所述小车连接在所述吊具；

固定所述起升绳一端的主卷筒；

设置在所述小车上且连接从所述主卷筒中延长出来的起升绳的第一小车滑轮；

设置在所述吊具上且连接从所述主卷筒中延长出来的起升绳的第一吊具滑轮；

所述起升绳经由第一小车滑轮连接在所述吊具上的第一吊具滑轮上；

两根增加的钢绳，为了朝向与小车移动方向相垂直的方向施力；

增加的卷筒，用于固定所述增加的钢绳的一端；

精密控制两根所述增加的钢绳的长度的施力设备；

设置在所述小车上朝向与小车移动方向相垂直的方向延长部分处且位于第一小车滑轮外侧的第二小车滑轮；

设置在所述吊具上朝向与小车移动方向相垂直方向的第一吊具滑轮内侧的第二吊具滑轮；

所述增加的钢绳经由第二小车滑轮连接到第二吊具滑轮上。

17.根据权利要求16所述的起重机，其特征在于，设置有施力设备，所述施力设备固定起升绳的一端且可以精密控制所述起升绳以防止摇摆。

18.根据权利要求16所述的起重机，其特征在于，所述增加的卷筒控制所述增加的钢绳的长度。

19.根据权利要求16所述的起重机，其特征在于，包括用以调节第二吊具滑轮位置的驱动设备。

20.根据权利要求19所述的起重机，其特征在于，所述驱动设备能够使第二吊具滑轮朝向小车移动方向以及与其移动方向相垂直的方向上移动。

21.根据权利要求16所述的起重机，其特征在于，所述主卷筒与所述增加的卷筒使用同一动力源。

22.一种装载根据权利要求16-20中任一项所述的起重机的船舶。