CN103043463B - 集装箱固定旋锁自动装卸设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱固定旋锁自动装卸设备，包括集装箱停放平台、限位挡块、智能机械手和控制装置；所述集装箱停放平台为凸台，凸出部分用于支撑集装箱底面，凹陷部分使集装箱的四角悬空；所述限位挡块安装在停放平台上或者停放平台的外侧，用于对集装箱在停放平台上的停放位置进行限位；所述智能机械手至少包括两台，分别位于停放平台的左右两侧，用于拆卸位于集装箱底部四角处的旋锁或者将旋锁安装到集装箱底部的锁孔中；所述控制装置连接智能机械手，控制智能机械手的动作轨迹。使用该设备可以对集装箱所使用的固定旋锁实现自动安装和拆卸，在大量减少现场工作人员数量，降低人工成本的同时，提升码头的安全管理水平，提高工作效率。

Description

集装箱固定旋锁自动装卸设备

技术领域

本发明属于集装箱专用设备技术领域，具体地说，是涉及一种用于对安装在集装箱上的固定旋锁进行安装和拆卸的专用设备。

背景技术

集装箱是指具有一定强度、刚度和规格，专供周转使用的大型装货容器。使用集装箱转运货物，可以直接在发货人的仓库装货，运到收货人的仓库卸货，中途更换车、船时，无须将货物从箱内取出换装。集装箱最大的成功在于其产品的标准化以及由此建立的一整套运输体系，能够让一个载重几十吨的庞然大物实现标准化，并且以此为基础逐步实现全球范围内的船舶、港口、航线、公路、中转站、桥梁、隧道、多式联运相配套的物流系统。

集装箱运输是现代货物运输最安全的载体，安全则是集装箱运输的“生命线”。承载着十几吨重货物的箱体，一旦滑移或者侧翻脱离车体，那对人身生命和财产安全会带来不可估量的损失。因此，在集装箱与车体之间必须通过专门的锁具进行连接固定。

在目前的集装箱码头上，用于对集装箱进行装锁和拆锁的方式均采用人工安装和拆卸方式，平均一台集装箱岸桥地面进行拆装锁的人员需要2人，因此必须占用大量的劳动力从事重复性较强的简单机械式工作。此外，由于现场流动机械较多，车辆废气、灰尘以及交通安全都严重影响着现场工作人员的身体健康，国内外曾经发生多起现场拆装锁人员伤亡的事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集装箱固定旋锁的自动装卸设备，可以对集装箱所使用的固定旋锁实现自动安装和拆卸，在大量减少现场工作人员数量的同时，可以显著提高工作效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种集装箱固定旋锁自动装卸设备，包括集装箱停放平台、限位挡块、智能机械手和控制装置；所述集装箱停放平台为凸台，凸出部分用于支撑集装箱底面，凹陷部分使集装箱的四角悬空；所述限位挡块安装在集装箱停放平台上或者集装箱停放平台的外侧，用于对集装箱在集装箱停放平台上的停放位置进行限位；所述智能机械手至少包括两台，分别位于集装箱停放平台的左右两侧，用于拆卸位于集装箱底部四角处的旋锁或者将旋锁安装到集装箱底部的锁孔中；所述控制装置连接智能机械手，控制智能机械手的动作轨迹。

进一步的，所述智能机械手设置有六台，其中四台为拆装锁用智能机械手，分别对应安装在集装箱停放平台的四角位置，且在垂直方向上与停放在所述集装箱停放平台上的集装箱底部的四个锁孔位置一一相对，用于旋转拆装旋锁；另外两台为移送用智能机械手，对应安装在集装箱停放平台的左右两侧，分别用于向位于左侧的两台拆装锁用智能机械手或者位于右侧的两台拆装锁用智能机械手输送旋锁进行装锁作业或者将拆装锁用智能机械手拆下的旋锁取回。

为了方便集装箱在停放平台上定点停放，在所述限位挡块的内侧形成向外倾斜的导向斜面，使吊放过程中的集装箱可以沿导向斜面滑移到限定的停放区域内，降低集装箱岸桥作业人员的操作难度。

优选的，所述限位挡块至少设置有四块，分别对应安装在集装箱停放平台的前、后、左、右四个位置，环绕形成辅助导向槽，以实现对集装箱停放位置的准确定位。

为了满足对不同尺寸集装箱进行拆装锁作业的设计要求，在所述集装箱停放平台上，前后位置对应安装有多对限位挡块，在每两对限位挡块之间的集装箱停放平台上分别开设有凹槽，以便在小尺寸的集装箱停放在所述集装箱停放平台上时，能够使所述的小尺寸集装箱的四角悬空。

为了对停放在集装箱停放平台上的集装箱进行位置检测，在所述集装箱停放平台上设置有限位检测开关，在检测到集装箱停放到位后，输出检测信号至所述的控制装置，通过控制装置启动智能机械手进行拆装锁作业。

优选的，所述限位检测开关优选设置四个，包括两个横向限位检测开关和两个纵向限位检测开关，分别用于对集装箱的前、后、左、右四个侧面进行位置检测。

进一步的，所述限位检测开关形成两对，每一对中均包含一个横向限位检测开关和一个纵向限位检测开关，两对限位检测开关对应安装在集装箱的两个边角位置，所述的两个边角为集装箱对角线方向上的两个边角。

再进一步的，在所述集装箱停放平台的左右两侧的前后位置分别对应设置有一个旋锁存放箱，在旋锁存储箱中设置有对每一个旋锁的摆放位置进行限位的分割区，对旋锁进行定点有序存放。

更进一步的，所述控制装置为计算机，设置在一个监控室内，通过通信线缆连接智能机械手，并与运送集装箱的岸桥进行数据通信；所述岸桥将运送的集装箱吊放在集装箱停放平台上，向计算机发送装锁或者拆锁的控制指令，并在接收到计算机反馈的作业完成指令后，重新吊起集装箱运走。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的集装箱固定旋锁自动装卸设备利用智能机械手代替人手对集装箱上的固定旋锁进行安装和拆卸作业，整个装锁或者拆锁作业可以在2~3秒钟内自动完成，不仅提高了工作效率，提升了码头的安全管理水平，而且可以大量减少现场工作人员的数量，降低人工成本，确保现场作业人员的人身安全，并且对于目前国际上集装箱加固流行使用的各种自动及半自动旋锁均适用。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的集装箱固定旋锁自动装卸设备的一种实施例的整体架构示意图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是图1的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

本实施例的集装箱固定旋锁自动装卸设备主要由集装箱停放平台1、限位挡块2、3、智能机械手4和控制装置8等部分组成，参见图1、图3所示。其中，集装箱停放平台1用于承载集装箱6，形成中间高、左右两边低的凸台，中间高出部分用于支撑集装箱6的底面，左右两边低的部分可以使得位于集装箱6底面四角处的旋锁7或者用于安装所述旋锁7的锁孔外露，以便于智能机械手4进行拆装锁作业。限位挡块2、3用于对集装箱6在集装箱停放平台1上的停放位置进行限位，可以竖立安装在集装箱停放平台1上，也可以竖立设置在集装箱停放平台1的外侧。为了提高集装箱6停放位置的精确度，本实施例优选在集装箱停放平台1的前、后、左、右四个方向上分别设置限位挡块2、3，环绕形成辅助导向槽，以实现对集装箱6的精确定位。作为本实施例的一种优选设计方案，优选将用于左、右限位的限位挡块2安装在集装箱停放平台1的外侧，且对应集装箱停放平台1的左、右两侧的中间位置；将用于前、后限位的限位挡块3安装在集装箱停放平台1上，且对应集装箱停放平台1的前、后位置。通过在前、后、左、右四个方向上对集装箱6的停放位置进行限定，可以保证停放在集装箱停放平台1上的每一个集装箱6的位置相同，由此也就保证了安装和拆卸旋锁7的位置固定。这样一来，只需在控制装置8中编写特定的程序，控制智能机械手4按照预定的行动轨迹动作，即可对每一个集装箱6上的旋锁实现自动拆卸和安装作业。

由于集装箱6在停放到集装箱停放平台1上时，大多都是通过岸桥吊放到集装箱停放平台1上的。在岸桥司机操作集装箱岸桥吊放集装箱6时，很难将集装箱6精确地吊放进限位挡块2、3所限定的区域内。为了降低岸桥司机的操作难度，本实施例优选在限位挡块2、3的内侧形成向外倾斜的导向斜面10，如图1所示，以扩大集装箱6的下放口面积，使得岸桥司机只需将集装箱6吊放入该下放口区域内，集装箱6即可在导向斜面10的导向作用下准确地停放到集装箱停放平台1上设定好的停放位置处。

由于集装箱的尺寸有大有小，为了使得同一台集装箱固定旋锁自动装卸设备可以适应多种尺寸的集装箱，实现对不同尺寸集装箱的拆装锁作业，本实施例优选在集装箱停放平台1上，其前、后位置对应安装多对限位挡块3，例如三对，且在每两对限位挡块3之间的集装箱停放平台1上分别开设凹槽14，参见图1、图3所示。在将小尺寸的集装箱6停放到该集装箱停放平台1上时，可以通过调节左、右两侧限位挡块2的位置，来改变集装箱6停放位置的划定区域，并通过集装箱停放平台1上开设的凹槽14，来使得小尺寸集装箱的四角悬空，以便于智能机械手4进行拆装锁作业。

本实施例的智能机械手4可以设置两台，对应安装在集装箱停放平台1的左、右两侧，位于左侧的智能机械手4负责对集装箱6底部的左前角和左后角位置的两个旋锁进行安装和拆卸作业，位于右侧的智能机械手4负责对集装箱6底部的右前角和右后角位置的两个旋锁进行安装和拆卸作业。拆下的旋锁7可以直接放置到位于集装箱停放平台1四角处的旋锁存放箱5中（优选在集装箱停放平台1的左、右两侧的前、后位置分别对应设置一个旋锁存放箱5）进行保存；在进行装锁作业时，智能机械手4可以直接从旋锁存放箱5中取出旋锁7，安装到集装箱6底部的锁孔中。

当然，所述智能机械手4也可以设置四台，对应安装在集装箱停放平台1的四角位置，分别对集装箱6上每一个边角位置的旋锁7进行安装和拆卸作业。

考虑到智能机械手4在进行旋锁7的安装和拆卸作业时，不仅要完成旋转动作，还有完成伸缩、平移、曲臂等动作，若在一台机械手上实现所有的动作，在机械结构设计上显然是比较复杂的。为了简化机械手的结构设计，本实施例优选分两部分设计所述的智能机械手，即将智能机械手分成拆装锁用智能机械手9和移送用智能机械手4两部分。其中，拆装锁用智能机械手9可以设置四台，分别对应安装在集装箱停放平台1的四角位置，且在垂直方向上与停放在所述集装箱停放平台1上的集装箱6底部的四个锁孔位置一一相对，如图1、图2所示，用于旋转拆装旋锁7。移送用智能机械手4可以设置两台，对应安装在集装箱停放平台1的左、右两侧的中间位置，如图1、图3所示。位于左侧的移送用智能机械手4负责向位于集装箱停放平台1左侧的两台拆装锁用智能机械手9输送旋锁7，以进行装锁作业；或者将拆装锁用智能机械手9拆下的旋锁7取回，并对应放入到位于集装箱停放平台1左侧的旋锁存放箱5中。位于右侧的移送用智能机械手4负责向位于集装箱停放平台1右侧的两台拆装锁用智能机械手9输送旋锁7，以进行装锁作业；或者将拆装锁用智能机械手9拆下的旋锁7取回，对应摆放到位于集装箱停放平台1右侧的旋锁存放箱5中。

在进行装锁作业时，当集装箱6在集装箱停放平台1上停放到位后，控制装置8首先启动左、右两侧的移送用智能机械手4动作，控制移送用智能机械手4按照设定的运动轨迹伸出手臂到旋锁存放箱5中抓取一个旋锁7，送至拆装锁用智能机械手9，由拆装锁用智能机械手9上的夹持装置15牢固夹持后，向上伸出手臂，将旋锁7插入到集装箱6底部的锁孔中，然后正转90°，将旋锁7固定于锁孔中，参见图2所示。在完成装锁作业后，控制拆装锁用智能机械手9复位，等待进行下一次装锁或者拆锁作业。

反之，在进行拆锁作业时，当集装箱6在集装箱停放平台1上停放到位后，控制装置8首先启动拆装锁用智能机械手9动作，控制拆装锁用智能机械手9向上伸出手臂，通过夹持装置15夹住集装箱6底部的旋锁7并反转90°，然后收回手臂，将旋锁7取下。与此同时，可以控制移送用智能机械手4按照设定的运动轨迹伸出手臂到拆装锁用智能机械手9的位置，取回拆下的旋锁7，并有序地放置到旋锁存放箱5中。在完成拆锁作业后，控制移送用智能机械手4复位，等待进行下一次装锁或者拆锁作业。

为了对集装箱6是否停放到位进行检测，以确定何时启动智能机械手动作，本实施例在所述集装箱停放平台上1上还进一步设置了限位检测开关11、12，如图3所示。所述限位检测开关优选设置四个，包括两个分别用于对集装箱6的前、后两个侧面进行位置检测的横向限位检测开关12和两个分别用于对集装箱6的左、右四个侧面进行位置检测的纵向限位检测开关11。当集装箱6准确地停放到集装箱停放平台1上时，四个限位检测开关11、12同时输出有效的检测信号至控制装置8，通知控制装置8集装箱6已停放到位，然后控制装置8输出控制信号，启动智能机械手4、9进行拆装锁作业。

若控制装置8没有接收到来自四个限位检测开关11、12发出的有效检测信号（也可能会出现只接收到三个、两个或者一个有效检测信号的情况，或者一个有效检测信号也没有的情况），则认为集装箱6没有停放到位，不启动智能机械手4、9，以确保智能机械手4、9动作安全。

为了提高对集装箱6停放位置检测的精确度，本实施例优选将四个限位检测开关11、12形成两对，每一对中均包含一个横向限位检测开关12和一个纵向限位检测开关11，两对限位检测开关11、12对应安装在集装箱6的两个边角位置。所述的两个边角最好选择集装箱6对角线方向上的两个边角，例如左后方和右前方的两个边角，如图3所示，通过检测集装箱6的两个对角是否停放到位，以判断集装箱6是否准确停放。

本实施例为了便于移送用智能机械手4能够从旋锁存放箱5中准确地取放旋锁7，在旋锁存储箱5中设置了对每一个旋锁7的摆放位置进行限位的分割区，由此来实现对旋锁7的定点有序存放。

对于所述控制装置8来说，本实施例为了改善拆装锁作业人员的工作环境，优选将控制装置8安装于监控室13中，如图1所示。所述控制装置8优选采用计算机对整套系统进行集中控制，一方面通过通信线缆连接智能机械手4、9，对智能机械手4、9动作的时间、路径、顺序等进行程序设定，并发送动作指令，控制智能机械手4、9完成对集装箱6的拆装锁作业；另一方面采用有线或者无线通信方式与运送集装箱6的岸桥进行数据交互，以传送拆装锁和起吊指令。具体来讲，当岸桥司机将集装箱6从货船上取下后，吊放到集装箱停放平台1上，然后向计算机发送装锁或者拆锁的控制指令。当计算机接收到岸桥发来的装锁或者拆锁的控制指令后，检测集装箱6是否停放到位，若停放到位，立即启动智能机械手4、9进行装锁或者拆锁作业。待装锁或者拆锁作业完成后，计算机向岸桥发送作业完成指令，通知岸桥起钩，将集装箱6吊放到拖车上运走。

在拆锁作业时，计算机只需等到悬挂在集装箱6四角处的旋锁7与集装箱6分离，即可通知岸桥起钩，将集装箱6吊走。因此，岸桥在将集装箱6吊放到集装箱停放平台1上后，只需等待2~3秒，即可起钩吊走集装箱6，工作效率大大提升。

对于整个集装箱固定旋锁自动装卸设备工作所需的电源，可以利用集装箱岸桥的外部电源提供，也可以在设备上配置发电机自行提供电源供给。

此外，整个设备可以由集装箱岸桥吊起固定在岸桥海或者陆侧下横梁上进行作业使用，减少设备对装卸现场的占用。当然，也可以将所述设备放置在集卡托盘上，用集卡拖车任意拖动到不妨碍装卸设备工作的任何区域完成旋锁的拆装作业。

当然，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种集装箱固定旋锁自动装卸设备，其特征在于：包括集装箱停放平台、限位挡块、智能机械手和控制装置；所述集装箱停放平台为凸台，凸出部分用于支撑集装箱底面，凹陷部分使集装箱的四角悬空；所述限位挡块安装在集装箱停放平台上或者集装箱停放平台的外侧，用于对集装箱在集装箱停放平台上的停放位置进行限位；所述智能机械手至少包括两台，分别位于集装箱停放平台的左右两侧，用于拆卸位于集装箱底部四角处的旋锁或者将旋锁安装到集装箱底部的锁孔中；所述控制装置连接智能机械手，控制智能机械手的动作轨迹；

在所述集装箱停放平台上设置有四个限位检测开关，所述限位检测开关形成两对，每一对中均包含一个横向限位检测开关和一个纵向限位检测开关，两对限位检测开关对应安装在集装箱的两个边角位置，所述的两个边角为集装箱对角线方向上的两个边角，分别用于对集装箱的前、后、左、右四个侧面进行位置检测，并在检测到集装箱时，输出有效的检测信号至所述的控制装置；所述控制装置在检测到四个限位检测开关均输出有效的检测信号时，判定集装箱停放到位，然后启动智能机械手进行拆装锁作业；在拆锁作业时，所述控制装置仅待悬挂在集装箱四角处的旋锁与集装箱分离，即通知岸桥起钩，将集装箱吊走。

2.根据权利要求1所述的集装箱固定旋锁自动装卸设备，其特征在于：所述智能机械手设置有六台，其中四台为拆装锁用智能机械手，分别对应安装在集装箱停放平台的四角位置，且在垂直方向上与停放在所述集装箱停放平台上的集装箱底部的四个锁孔位置一一相对，用于旋转拆装旋锁；另外两台为移送用智能机械手，对应安装在集装箱停放平台的左右两侧，分别用于向位于左侧的两台拆装锁用智能机械手或者位于右侧的两台拆装锁用智能机械手输送旋锁进行装锁作业或者将拆装锁用智能机械手拆下的旋锁取回。

3. 根据权利要求1所述的集装箱固定旋锁自动装卸设备，其特征在于：在所述限位挡块的内侧形成有向外倾斜的导向斜面。

4. 根据权利要求3所述的集装箱固定旋锁自动装卸设备，其特征在于：所述限位挡块至少设置有四块，分别对应安装在集装箱停放平台的前、后、左、右四个位置，环绕形成辅助导向槽。

5. 根据权利要求4所述的集装箱固定旋锁自动装卸设备，其特征在于：在所述集装箱停放平台上，前后位置对应安装有多对限位挡块，在每两对限位挡块之间的集装箱停放平台上分别开设有凹槽。

6. 根据权利要求1至5中任一项所述的集装箱固定旋锁自动装卸设备，其特征在于：在所述集装箱停放平台的左右两侧的前后位置分别对应设置有一个旋锁存放箱，在旋锁存储箱中设置有对每一个旋锁的摆放位置进行限位的分割区，对旋锁进行定点有序存放。

7. 根据权利要求1至5中任一项所述的集装箱固定旋锁自动装卸设备，其特征在于：所述控制装置为计算机，设置在一个监控室内，通过通信线缆连接智能机械手，并与运送集装箱的岸桥进行数据通信；所述岸桥将运送的集装箱吊放在集装箱停放平台上，向计算机发送装锁或者拆锁的控制指令，并在接收到计算机反馈的作业完成指令后，重新吊起集装箱运走。