CN102219152B - 轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物流装卸技术领域，特别涉及码头堆场轮胎吊供电技术领域，具体是指一种集装箱堆场轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，其不需要人工进行电源连接，一种轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，包括电源插座系统、和轮胎吊连接的电缆、该电缆末端的电缆插头，以及固定于轮胎吊上的电缆插头移动装置，本发明实现了轮胎吊电缆的自动连接上电，省时省力，真正实现了电缆卷盘轮胎吊的自动化作业。

Description

轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统

技术领域

本发明涉及物流装卸技术领域，特别涉及码头堆场轮胎吊供电技术领域，具体是指一种集装箱堆场轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，其不需要人工进行电源连接。

背景技术

目前，由于油价的飙升和使用环保清洁能源达到国家节能减排的要求，国内外港口码头堆场的集装箱轮胎吊纷纷进行改造，将柴油驱动改为以市电为动力源的电动轮胎吊(又称码头“油改电”)，实现了能耗成本的降低，给码头带来了很大的经济效益和社会效益。目前，电动轮胎吊具有三种供电方式，低架滑触线供电，高架滑触线供电和电缆卷盘(或称电缆卷筒)供电，其中电缆卷盘供电的轮胎吊，相比其他的两种轮胎吊供电方式，具有投资少，移动行走要求低，转场灵活的优势，因而在集装箱码头是应用很广的一种方式。

电缆转盘轮胎吊通常的结构是由固定在轮胎吊上的电缆卷盘、驱动电机以及联轴器、电缆导缆器、电缆和电缆插头等组成活动部分；码头供电箱(内含电源插座)和电缆锚定装置为固定部分。由人工将活动的电缆插头连接到供电箱内的电源插座上，锁紧锚定装置充分固定好电缆后，通过电缆的收放为行走的轮胎吊提供持续的电源。

现在电缆卷盘轮胎吊存在的主要问题：

1、电缆容易损伤或拉断，导致电缆更换周期短，维护保养的成本居高不下。

其产生的原因是：电缆卷盘的直径最大达6米，电缆在卷盘上收放随圈数增加或减少产生电缆缠绕半径变化，在一定的电动机输出功率情况下，作用在电缆上的张力也随缠绕半径变化，同时轮胎吊的行走速度有时高达270米/分，在行走变速时，特别是启动和停止的情况下，张力变化更大。当拉力过小时，导致松缆故障，设备不能正常运转，拉力过大时，产生电缆损伤或拉断。

为解决此问题，有些电缆卷盘生产厂采用了变频电机，分档控制，通过改变电机输出功率来匹配半径变化，虽然情况有改善，但没有最终解决；

码头使用方通常采用二根浇铸的粗水泥柱，多圈反复缠绕电缆，并用地面扎箍锚定锁紧电缆，来防止电缆的磨损和拉断，虽然也有一定的作用，但仍然也没有彻底解决，码头维护人员不得不定期对电缆进行检查，维护保养和更换，从而导致码头电缆卷盘轮胎吊的维护使用成本很高。

2、必需使用人工进行电源连接和电缆锚定，费时费力并有安全隐患。在码头的集装箱堆场，通常被划分成多个箱区，因电缆的长度有限，每个箱区都设有独立的电源插座，在轮胎吊需要进行跨箱区作业时，操作司机必须呼叫工作室的码头人员来生产现场协助切换电源。码头人员首先断开电缆的插头和插座，拧开电缆扎箍的紧固螺丝，解开水泥柱的电缆缠绕，然后通知司机，司机使用辅助电源将轮胎吊开行到下一个箱区的插座附近停下，码头人员再反向重复刚才的连串动作，电缆多圈缠绕水泥柱，锁紧电缆扎箍，插头连接插座来完成电源的转换。这种操作方式，不仅效率低，劳动强度大，时间长，而且存在安全危险，特别是雨雾天的带电操作。

发明内容

本发明的目的是克服现有电缆卷盘供电轮胎吊存在的问题，提供一种设计巧妙，结构精简，成本较低，运行安全可靠的轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，代替了人工的电源拔插和电缆锁紧锚定。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，包括电源插座系统、和轮胎吊连接的电缆、该电缆末端的电缆插头，以及固定于轮胎吊上的电缆插头移动装置。

其中，所述电源插座系统包括轨道，该轨道上设有电源插座，所述电缆插头在所述轨道上滑动。

其中，所述轨道为两平行导轨，一导轨上设有使电缆插头通过、并置于该轨道上的缺口。

其中，所述轨道上设有推动电缆插头在所述轨道上滑动的推杆。

其中，所述电缆插头和电缆连接处设有电缆拉力缓冲机构。

其中，所述电缆拉力缓冲机构包括套设有在电缆上的内套组件、设于内套组件外侧的外壳组件以及和电缆固定在一起的扎箍卡板，所述内套组件下端和扎箍卡板固接，所述外壳组件上部设有使电缆插头摆动的球头，所述电缆插头和设于外壳组件下端部的外壳组件凸板之间设有角度缓冲弹簧。

其中，所述内套组件上部位于外壳组件内，所述内套组件下端部向外侧伸出内套组件凸板，该内套组件凸板和外壳组件下端之间设有拉力缓冲弹簧。

其中，所述电缆插头移动装置包括插头座，该插头座连接水平伸缩组件，该水平伸缩组件连接一上下移动装置，该插头座上还设有定位推杆，所述轨道上对应该定位推杆设有连接定位板和脱开定位板。

其中，所述电缆插头上方设有插头推板。

其中，所述定位推杆成直角形，其前端设有球形滚动体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明实现了轮胎吊电缆的自动连接上电，省时省力，真正实现了电缆卷盘轮胎吊的自动化作业。

2、电缆拉力缓冲机构的设置，彻底解决了电缆的磨损和拉断问题。

3、具有设计巧妙，结构精简，成本较低，运行安全可靠等特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明电源插座系统结构示意图；

图2是本发明电缆插头和电缆插头移动装置结构示意图；

图3a是电缆插头的立体结构图；

图3b是电缆插头的剖视图；

图4是电缆插头伸出示意图；

图5是本发明电缆插头入轨示意图；

图6是推杆顶推电缆插头示意图；

图7是电缆插头移动装置伸出断开电源示意图；

图8是本发明电缆插头断开、电缆插头移动装置缩回示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述的轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，包括安装在集装箱码头堆场的电源插座系统、和轮胎吊连接的电缆1、该电缆1末端的电缆插头2，以及固定于轮胎吊上的电缆插头移动装置。

电源插座系统包括悬空的轨道，平行于电缆转盘供电轮胎吊的行走方向布置，轨道通过支撑固定架3与码头堆场地面连接，与地面有一定的垂直高度，该轨道包括两条平行的导轨4，两导轨4的端部固接，位于电缆转盘供电轮胎吊一侧的导轨4中间有一缺口，导轨4上设有电源插座5和推杆6，分别位于导轨4开口的两端，电缆插头2可在导轨4上滑动，从而和电源插座5插接，无缺口的导轨4上设有连接定位板7和脱开定位板8，连接定位板7和脱开定位板8垂直于地面，支撑固定架3上还设有控制器9。

推杆6具有水平伸缩的顶杆，伸出后能对另一物体施加一定作用力，可以是电动推杆，气动推杆，油压推杆，四连杆结构等，具体实施时并不限于以上几种。

参阅图3a、图3b，电缆插头2和电缆1连接处设有电缆拉力缓冲机构，电缆拉力缓冲机构包括套设有在电缆1上的内套组件10、设于内套组件10外侧的外壳组件11以及和电缆1固定在一起的扎箍卡板21，内套组件10下端和扎箍卡板21固接，外壳组件11上部设有使电缆插头2摆动的球头1101，电缆插头2和设于外壳组件11下端部的外壳组件凸板1102之间设有角度缓冲弹簧12，球头1101通过角度缓冲弹簧12压紧在电缆插头2的外壳上，外壳组件凸板1102上设有角度缓冲弹簧调整螺丝1103，通过拧紧和拧松角度缓冲弹簧调整螺丝1103，弹簧的作用力也能随之变化，内套组件10上部位于外壳组件11内，内套组件10下端部向外侧伸出内套组件凸板1001，内套组件凸板1001和外壳组件11下端之间设有拉力缓冲弹簧13。内套组件10最下端部与扎箍卡板21连接成一整体，扎箍卡板21通过螺丝与电缆1锁紧在一起。

内套组件10连同扎箍卡板21和固定在一起的电缆1，与外壳组件11能做相对的轴向上下移动。外壳组件11和内套组件10一起，依靠活动的球头1101，能与电缆插头2之间做360度范围的角度摆动。

电缆插头2在前端部(插入电源插座5部份)有相对布置的楔形导向201，左右对称，前端小，后端大，电缆插头2上方有一插头推板23，与电缆插头2顶部和插入电源插座5的方向垂直，电缆插头2在相对的左右两侧安装有支撑滚轮202。

电缆插头2左右两侧还安装有导向定位滚轮14。

电缆插头移动装置包括插头座15，插头座15为少一面的框形，前端为一中空的结构，在其与水平伸缩组件16固定相反的一侧，有一条垂直地面方向的缺口。插头座15的上端设有一条楔形的上大下小的导轨1501，电缆插头2能够通过侧面的导向定位滚轮14，从插头座15的上端楔形导轨1501，进入插头座15并定位在其上端面。插头座15的顶部，垂直设置有一条定位推杆17，该定位推杆17成直角形，前端有一球形滚动体1701，与水平的伸缩移动方向一致。

该插头座15连接水平伸缩组件16，在伸缩组件驱动器18的驱动下，能做水平方向的伸缩移动，水平伸缩组件16连接上下移动装置19，上下移动装置19包括固定支架1901，在内部的两侧，分别布置有凹形的滑道，固定支架1901为电缆插头移动装置的固定部件，安装在电缆转盘轮胎吊的正侧面，电缆插头2随着轮胎吊一起移动。

固定支架1901上设有控制器20，插头座15、水平伸缩组件16、伸缩组件驱动器18固定在伸缩组件架21上，在升降驱动器22的驱动下，通过固定支架1901的滑道，能够上下移动。

本发明的自动连接上电过程是：

参阅图4，当电缆卷盘供电轮胎吊需要转接码头堆场电源时，司机将轮胎吊开行到电源插座系统的旁边，缓行到电缆插头2位于导轨4的开口中间的正外侧位置，控制器20发出指令，进入连接上电状态。升降驱动器22动作，提升水平伸缩组件16至一定高度，伸缩组件驱动器18启动，驱动水平伸缩组件16水平伸出，电缆插头2连同插头座15一起从导轨4的缺口进入，直到定位推杆17的前端球形滚动体1701接触到连接定位板7，停止伸出。

如附图5所示，司机将轮胎吊向电源插座5的方向缓行一定距离，确保电缆插头2从导轨4的缺口进入导轨4的上方，控制器20发出指令，升降驱动器22动作，下降水平伸缩组件16一定高度，电缆插头2的支撑滚轮202接触导轨4，同时导向定位滚轮14连同电缆插头2从插头座15中脱出，伸缩组件驱动器18再次动作，驱动水平伸缩组件16水平缩回，从而实现电缆插头2与插头座15分离。

如附图6所示，控制器9发出指令，推杆6动作，将电缆插头2推入电源插座5内部，并以一定的推力施加在电缆插头2的外壳上，防止电缆插头2脱出，至此，电源上电的过程完成。

自动断开电源：

当电缆转盘供电轮胎吊需要转场到另外的作业区，正在供电的码头堆场电源需要切断时，司机将轮胎吊开行到电源插座系统的旁边，缓行到插头座15位于脱开定位板8中间的正外侧位置时，控制器20发出指令，进入断开上电状态。伸缩组件驱动器18启动，驱动伸缩组件16水平伸出，直到定位推杆17的前端球体接触到脱开定位板8，停止伸出。控制器9发出指令，推杆6缩回，离开电源插头5。

如附图7所示，司机将轮胎吊向导轨4开口的方向缓行一定距离，直到定位推杆17的前端球体离开脱开定位板8为止，此时定位推杆17通过作用插头推板23，将电源插头8推出电源插座6。

控制器26发出指令，伸缩组件驱动器18启动，驱动伸缩组件19继续水平伸出，直到定位推杆25的前端球形滚动体1701接触到连接定位板7，停止伸出，此时电缆插头2的下端从插头座15的前端开口处进入到插头座15的内部。

如附图8所示，司机将轮胎吊向导轨4开口的方向继续缓行一定距离，直到电缆插头2的支撑滚轮9从导轨4的缺口处滑出轨道，电缆插头2通过导向定位滚轮14顺着插头座15上端口的楔形导轨1501向下滑落，直到完全定位在插头座15的上端面。

控制器20再次发出指令，伸缩组件驱动器20动作，驱动水平伸缩组件16水平缩回，从而实现水平伸缩组件16将电缆插头2收回，准备下一次的电缆转盘轮胎吊的自动上电对接。

以上就是本发明设计实施的过程描述，仅依靠电缆转盘供电轮胎吊司机的操作，实现自动的电源连接和断开，依靠电缆变动拉力缓冲机构，彻底解决了电缆的损坏和拉断的问题。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (6)

1.一种轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，其特征在于：包括电源插座系统、和轮胎吊连接的电缆、该电缆末端的电缆插头，以及固定于轮胎吊上的电缆插头移动装置，所述电源插座系统包括轨道，该轨道上设有电源插座，所述电缆插头在所述轨道上滑动，所述轨道为两平行导轨，一导轨上设有使电缆插头通过、并置于该轨道上的缺口，所述轨道上设有推动电缆插头在所述轨道上滑动的推杆，所述电缆插头移动装置包括插头座，该插头座连接水平伸缩组件，该水平伸缩组件连接一上下移动装置，该插头座上还设有定位推杆，所述轨道上对应该定位推杆设有连接定位板和脱开定位板。

2.根据权利要求1所述的轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，其特征在于：所述电缆插头和电缆连接处设有电缆拉力缓冲机构。

3.根据权利要求2所述的轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，其特征在于：所述电缆拉力缓冲机构包括套设在电缆上的内套组件、设于内套组件外侧的外壳组件以及和电缆固定在一起的扎箍卡板，所述内套组件下端和扎箍卡板固接，所述外壳组件上部设有使电缆插头摆动的球头，所述电缆插头和设于外壳组件下端部的外壳组件凸板之间设有角度缓冲弹簧。

4.根据权利要求3所述的轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，其特征在于：所述内套组件上部位于外壳组件内，所述内套组件下端部向外侧伸出内套组件凸板，该内套组件凸板和外壳组件下端之间设有拉力缓冲弹簧。

5.根据权利要求1所述的轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，其特征在于：所述电缆插头上方设有插头推板。

6.根据权利要求5所述的轮胎吊电缆卷盘自动连接上电系统，其特征在于：所述定位推杆成直角形，其前端设有球形滚动体。 

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