CN105059955B - 配送中心式自动化集装箱码头装卸系统 - Google Patents

Abstract

一种配送中心式自动化集装箱码头装卸系统。其包括多个岸桥、近岸侧多路回字形自动运输系统、高架集装箱自动装卸系统、堆场、集疏港侧多路回字形自动运输系统、集疏港运输系统、环形特殊箱通道和控制系统。综上所述，本发明提供铁配送中心式自动化集装箱码头装卸系统较现有自动化集装箱码头方案相比优势明显，创新独特，生产效率高、安全性高、自动化程度高、稳定性高；结构简单、控制简单、方案完整。

Description

配送中心式自动化集装箱码头装卸系统

技术领域

本发明属于集装箱码头装卸技术领域，特别是涉及一种配送中心式自动化集装箱码头装卸系统。

背景技术

集装箱码头是指包括港池、锚地、进港航道、泊位等水域以及货运站、堆场、码头前沿、办公生活区域等陆域范围的能够容纳完整的集装箱装卸操作过程的具有明确界限的场所，为水陆联运的枢纽站，是集装箱货物在转换运输方式时的缓冲地，也是货物的交接点，因此，集装箱码头在整个集装箱运输过程中占有重要地位。目前普遍采用的自动化集装箱装卸方法几乎都是选用ARMG(自动控制轨道式集装箱龙门起重机)作为场地作业机械，通过跑大车对位放箱，缺点是速度慢、距离长、能耗高、防摇要求高，并且单台设备造价高；另外，与岸桥一对一作业，很难实现多对一。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种配送中心式自动化集装箱码头装卸系统。

为了达到上述目的，本发明提供的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统包括多个岸桥、近岸侧多路回字形自动运输系统、高架集装箱自动装卸系统、堆场、集疏港侧多路回字形自动运输系统、集疏港运输系统、环形特殊箱通道和控制系统；

其中多个岸桥沿顺岸轨道设置，每个岸桥包括转接平台、主小车和全自动副小车，主小车由人工远程控制进行操作，用于集装箱装卸船，并利用转接平台进行中转，再由全自动副小车自动将转接平台上的进口集装箱吊装在近岸侧多路回字形自动运输系统中的多轨轮小车上或将多轨轮小车上的出口集装箱吊装到岸桥的转接平台上；

岸桥外侧依次设置近岸侧多路回字形自动运输系统、堆场、集疏港侧多路回字形自动运输系统和集疏港运输系统；

近岸侧多路回字形自动运输系统包括多路回字形轨道、多个分拨系统和多个在多路回字形轨道上行驶的多轨轮小车，其中多路回字形轨道由多条与岸线平行的横向轨道和多条与岸线垂直的纵向轨道构成，并且转接平台外侧位于多路回字形轨道中靠近岸桥的多条横向轨道上方；多路回字形轨道上横向轨道和纵向轨道交叉处均设有一个分拨系统，用于使多轨轮小车在横向轨道和纵向轨道间实现快速转换运行。

堆场位于近岸侧多路回字形自动运输系统和集疏港侧多路回字形自动运输系统之间的地面上；

高架集装箱装卸系统包括高架梁、高架行车、卷扬机构和电动吊具，其中多个高架梁沿垂直于岸线方向并排设置，中部位于堆场上方，两端部分别位于近岸侧多路回字形自动运输系统和集疏港侧多路回字形自动运输系统中靠近堆场的多条横向轨道上方；每个高架梁上设有高架行车，每台高架行车上设有卷扬机构和电动吊具；

集疏港侧多路回字形自动运输系统与近岸侧多路回字形自动运输系统的结构相同；

环形特殊箱通道设置在岸桥、近岸侧多路回字形自动运输系统、高架集装箱装卸系统、堆场和集疏港侧多路回字形自动运输系统外侧的地面上；

集疏港运输系统包括进闸口、多条普通箱车辆通道、低架集装箱装卸系统、出闸口、特殊箱通道、人工服务站和特殊箱堆场；其中进闸口和出闸口均由多个闸门构成，并且与岸线平行设置；多条弧形普通箱车辆通道并行设置在进闸口和出闸口之间，每一条普通箱车辆通道对应一个闸门，并且每条普通箱车辆通道的两侧设有护栏；低架集装箱装卸系统包括低架梁、低架行车、卷扬机构和电动吊具，其中多个低架梁沿垂直于岸线方向并排设置，一侧设置在普通箱车辆通道中部上方，另一侧位于集疏港侧多路回字形自动运输系统中远离堆场的多条横向轨道上方；每个低架梁上设有低架行车，每台低架行车上设有卷扬机构和电动吊具；人工服务站设置在靠近进闸口处的普通箱车辆通道与环形特殊箱通道之间，并且位于进闸口和低架集装箱装卸系统之间的护栏中处于进闸口上每个闸门与人工服务站连线间的护栏为可控转动护栏，由此当闸门处出现特殊箱时利用可控转动护栏在该闸门与人工服务站间形成联合自动闭合通道，同时封闭其它相关普通箱车辆通道；特殊箱通道设置在靠近出闸口的普通箱车辆通道与环形特殊箱通道之间，两端分别位于人工服务站和出闸口的最外侧闸门处；特殊箱堆场位于环形特殊箱通道和特殊箱通道之间的地面上；

控制系统设置在控制中心，其与上述全自动副小车、多轨轮小车、高架行车、低架行车、电动吊具、可控转动护栏、进闸口10和出闸口13的控制装置有线或无线连接。

所述的低架集装箱装卸系统的整体高度为10米，高架集装箱装卸系统的整体高度为25-30米。

所述的特殊箱堆场内设有特殊箱吊装机械。

所述的多路回字形轨道上埋设有磁点，用于多轨轮小车的定位。

所述的每个高架梁上并排设置两台20尺电动吊具。

本发明提供的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统具有如下有益效果：

1、岸桥选用双小车，保证了人员安全和自动运行不受干扰，主副小车均采用双40尺作业模式，配合可承载双40尺集装箱多轨轮小车，可大幅提高作业效率，降低作业能耗。现有模式即使采取双小车双40尺岸桥，由于AGV或跨运车不能实现双40尺运输，岸桥仅主小车为双40尺，副小车还是单40尺，作业效率提高不多。

2、多路回字形运输系统设计不但可实现多车多线对一岸桥，也可实现一线对多岸桥，使调度更加灵活；还可方便吊装增减数量，不但减少故障对作业线的影响，还可根据需求添加作业线小车数量，提高效率。有轨定位简单，轨道外侧部位埋放磁点，磁点数量少，无须承载设计，安装更换简便，使用寿命长。分拨装置可实现集装箱不转向循环输运，运转速度快，可多路同时进行效率高。不仅避免了速度慢、难度高的吊装操作，也为堆场顺岸布置及集疏运顺向行驶提供了基础。AGV和跨运车为往复运行，运行轨迹复杂且有交叉，需密布磁点定位，并且对控制系统要求高，多对一控制更加复杂，无法实现一对多，效率较低。该两种岸场连接方案也限定了场地垂直岸线布置方案和集疏运采用倒车对位方式，直接导致场地ARMG需带箱跑大车作业效率低和倒车对位司机难度高、安全性低的不利后果。

3、行车系统采用无大车设计，结构简单、运行速度快，配合场地倒角设施，实现快速、简单对位，稳定性高。独特地双20尺、无上架、无伸缩吊具设计，通过两车并机实现双40尺或4个20尺集装箱作业，配合双40尺岸桥、可承载双40尺多轨轮小车，全线实现双40尺作业，大大提高整体作业效率。现有方案均为ARMG需带箱跑大车作业，对位难度高，作业效率低。

4、集疏港系统采用低架行车和自动控制通道方式。进入闸口无差别排队；外部车辆进入本系统内进行送箱或提箱作业时，正向顺行整个作业过程无需下车，按照指引即可完成，安全性高、对司机要求低；整个过程行驶距离短，特殊箱或问题箱通过自动闭合通道快速进入人工服务，对正常车辆影响小，秩序良好，通过效率高，安全可靠；低架行车作业高度低，定位准确，效率高。现有模式均采取共用ARMG、集疏港车辆倒车对位模式，存在行驶路线交叉、对司机要求高，安全性低，作业效率低等问题。

5、提供了特殊箱作业方案。由于多路回字形自动运输系统可灵活实现岸场连接，可将靠近堆场一边的几条区域设置为冷箱存放区，建设相关设施，冷箱作业模式与普箱完全相同，利用的灵活调整冷箱作业场地，实现冷箱作业人员与作业完全不交叉，且不影响效率。特殊箱作业采用岸边直接与主小车对接，同时解决集疏港特殊箱作业的一体化方案，全部为人工操作，不与自动化作业交叉，安全性高，处置效率高，人员占用少。现有方案冷箱往往采取近岸侧布置，以提高船舶作业效率，但由于垂直岸线的场地布置和AGV、跨运车跨场地调配困难，冷箱集中存放会严重影响效率，分散存放则造成冷箱作业人员与作业机械运行交叉，带来较大安全隐患或较多人员占用。对于特殊项作业现有方案基本没有相应方案，只能按照传统方式另划区域处理，效率不高，人员占用较多。

综上所述，本发明较现有自动化集装箱码头方案相比优势明显，创新独特，生产效率高、安全性高、自动化程度高、稳定性高；结构简单、控制简单、方案完整。

附图说明

图1为本发明提供的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统包括多个岸桥1、近岸侧多路回字形自动运输系统2、高架集装箱自动装卸系统3、堆场4、集疏港侧多路回字形自动运输系统5、集疏港运输系统6、环形特殊箱通道7和控制系统；

其中多个岸桥1沿顺岸轨道设置，每个岸桥1包括转接平台、主小车和全自动副小车，主小车由人工远程控制进行操作，用于集装箱装卸船，并利用转接平台进行中转，再由全自动副小车自动将转接平台上的进口集装箱吊装在近岸侧多路回字形自动运输系统2中的多轨轮小车上或将多轨轮小车上的出口集装箱吊装到岸桥1的转接平台上；

岸桥1外侧依次设置近岸侧多路回字形自动运输系统2、堆场4、集疏港侧多路回字形自动运输系统5和集疏港运输系统6；

近岸侧多路回字形自动运输系统2包括多路回字形轨道8、多个分拨系统和多个在多路回字形轨道8上行驶的多轨轮小车9，其中多路回字形轨道8由多条与岸线平行的横向轨道和多条与岸线垂直的纵向轨道构成，并且转接平台外侧位于多路回字形轨道8中靠近岸桥1的多条横向轨道上方；多路回字形轨道8上横向轨道和纵向轨道交叉处均设有一个分拨系统，用于使多轨轮小车9在横向轨道和纵向轨道间实现快速转换运行。

堆场4位于近岸侧多路回字形自动运输系统2和集疏港侧多路回字形自动运输系统5之间的地面上；

高架集装箱装卸系统3包括高架梁、高架行车、卷扬机构和电动吊具，其中多个高架梁沿垂直于岸线方向并排设置，中部位于堆场4上方，两端部分别位于近岸侧多路回字形自动运输系统2和集疏港侧多路回字形自动运输系统5中靠近堆场4的多条横向轨道上方；每个高架梁上设有高架行车，每台高架行车上设有卷扬机构和电动吊具；

集疏港侧多路回字形自动运输系统5与近岸侧多路回字形自动运输系统2的结构相同；

环形特殊箱通道7设置在岸桥1、近岸侧多路回字形自动运输系统2、高架集装箱装卸系统3、堆场4和集疏港侧多路回字形自动运输系统5外侧的地面上；

集疏港运输系统6包括进闸口10、多条普通箱车辆通道11、低架集装箱装卸系统12、出闸口13、特殊箱通道14、人工服务站15和特殊箱堆场16；其中进闸口10和出闸口13均由多个闸门构成，并且与岸线平行设置；多条弧形普通箱车辆通道11并行设置在进闸口10和出闸口13之间，每一条普通箱车辆通道11对应一个闸门，并且每条普通箱车辆通道11的两侧设有护栏；低架集装箱装卸系统12包括低架梁、低架行车、卷扬机构和电动吊具，其中多个低架梁沿垂直于岸线方向并排设置，一侧设置在普通箱车辆通道11中部上方，另一侧位于集疏港侧多路回字形自动运输系统5中远离堆场4的多条横向轨道上方；每个低架梁上设有低架行车，每台低架行车上设有卷扬机构和电动吊具；人工服务站15设置在靠近进闸口10处的普通箱车辆通道11与环形特殊箱通道7之间，并且位于进闸口10和低架集装箱装卸系统12之间的护栏中处于进闸口10上每个闸门与人工服务站15连线间的护栏为可控转动护栏，由此当闸门处出现特殊箱时利用可控转动护栏在该闸门与人工服务站15间形成联合自动闭合通道17，同时封闭其它相关普通箱车辆通道11；特殊箱通道14设置在靠近出闸口13的普通箱车辆通道11与环形特殊箱通道7之间，两端分别位于人工服务站15和出闸口13的最外侧闸门处；特殊箱堆场16位于环形特殊箱通道7和特殊箱通道14之间的地面上；

控制系统设置在控制中心，其与上述全自动副小车、多轨轮小车、高架行车、低架行车、电动吊具、可控转动护栏、进闸口10和出闸口13的控制装置有线或无线连接。

所述的低架集装箱装卸系统12的整体高度为10米，高架集装箱装卸系统3的整体高度为25-30米，具体高度根据堆场4的容量设计给定。

所述的特殊箱堆场16内设有特殊箱吊装机械18。

所述的多路回字形轨道8上埋设有磁点，用于多轨轮小车的定位。

所述的每个高架梁上并排设置两台20尺无伸缩、可连接、可提升相邻转锁的电动吊具。

现将本发明提供的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统运行方法阐述如下：

当装有进口集装箱的船舶19停靠在本配送中心式自动化集装箱码头岸边后而需要卸船时，在工作人员的操控下，首先利用岸桥1上的主小车将船舶19上的集装箱卸到转接平台上，然后在控制系统的控制下由全自动副小车再将上述集装箱吊装在位于转接平台下方的近岸侧多路回字形自动运输系统2的多轨轮小车9上，每个多轨轮小车9可承载两个40尺集装箱或4个20尺集装箱，之后该多轨轮小车9将沿多路回字形轨道8运行到高架梁上靠近近岸侧多路回字形自动运输系统2一端下方的指定位置，然后由高架行车将集装箱吊装并在码放在堆场4内存放；当收货方需要提取该集装箱时，可在提前预约的时间由司机驾驶外部集疏港拖车20进入本系统，首先在进闸口10上的某一闸门处进行核对车辆信息工作，可以通过视频及电子信息核对技术实现无人或远程处理，信息核对无误后可通过激光扫描及车辆提示系统进入闸门后沿与该闸门相对应的普通箱车辆通道11行驶到低架行车下方的指定位置；此前控制系统已经提前根据预约信息和车辆核对信息给高架行车指令，由高架行车从堆场4提取集装箱并吊装在集疏港侧多路回字形自动运输系统5的多轨轮小车9上，之后该多轨轮小车9将沿多路回字形轨道8运行到低架梁上靠近集疏港运输系统6一端下方的指定位置，然后由低架行车将该集装箱吊装在上述外部集疏港拖车20上，之后该车辆继续沿普通箱车辆通道11前行，最后通过出闸口13驶离本系统。当进口集装箱属于超限箱、开顶箱、框架箱等不能多层堆码的特殊箱时，可利用岸桥1上的主小车将该特殊箱直接放在环形特殊箱通道7上的特种作业车辆上，然后运到特殊箱场地16外，并由特殊箱吊装机械18吊装到特殊箱场地16内存放。当收货方需要提取该特殊箱时，可由司机驾驶外部集疏港拖车20进入本系统，首先在进闸口10上的任意闸门处进行核对车辆信息工作，然后将该闸门与人工服务站15连线间的可控转动护栏前端向人工服务站15方向转动，由此在该闸门与人工服务站15间形成联合自动闭合通道17，同时封闭其它相关普通箱车辆通道11，该车辆上的司机可通过该联合自动闭合通道17迅速进入到人工服务站15处，然后将上述可控转动护栏回转到原位，以恢复普通箱车辆通道11，之后由人工服务站15的工作人员进行人工处理，然后经特殊箱通道14靠近特殊箱场地16，并由特殊箱吊装机械18将该特殊箱吊装到该外部集疏港拖车20上，之后车辆沿特殊箱通道14前行，最后通过出闸口13驶离本系统。

当需要将出口集装箱经船舶19运往异地时，可由司机驾驶装有出口集装箱的外部集疏港拖车20进入本系统，首先在进闸口10上的任意闸门处进行核对车辆信息、验残等工作，可以通过视频及电子信息核对技术实现无人或远程处理，如果该集装箱属于普通箱，该车辆上的司机可通过激光扫描及车辆提示系统进入闸门后沿与该闸门相对应的普通箱车辆通道11行驶到低架行车下方的指定位置，然后由低架行车将该集装箱吊装在集疏港侧多路回字形自动运输系统5的多轨轮小车9上，之后该车辆继续沿普通箱车辆通道11前行，最后通过出闸口13驶离本系统。装有出口集装箱的多轨轮小车9将沿多路回字形轨道8运行到高架梁上靠近集疏港运输系统6一端下方的指定位置，然后由高架行车将集装箱吊装并码放在堆场4内存放；当需要装船时，由高架行车将所要装船的集装箱从堆场4吊装在近岸侧多路回字形自动运输系统2的多轨轮小车9上，之后该多轨轮小车9将沿多路回字形轨道8运行到岸桥1下方，然后由全自动副小车将集装箱转运到转接平台上，再由主小车装到船舶19上。当出口集装箱属于超限箱、开顶箱、框架箱等不能多层堆码的特殊箱时，首先将该闸门与人工服务站15连线间的可控转动护栏前端向人工服务站15方向转动，由此在该闸门与人工服务站15间形成联合自动闭合通道17，同时封闭其它相关普通箱车辆通道11，该车辆上的司机可通过该联合自动闭合通道17迅速进入到人工服务站15处，然后将上述可控转动护栏回转到原位，以恢复普通箱车辆通道11，之后由人工服务站15的工作人员进行人工处理，然后经特殊箱通道14靠近特殊箱场地16，并由特殊箱吊装机械18将该特殊箱吊装到特殊箱场地16内存放，之后车辆沿特殊箱通道14前行，最后通过出闸口13驶离本系统。当需要将该特殊箱装船时，可利用特殊箱吊装机械18将其从特殊箱场地16吊装到环形特殊箱通道7上的特种作业车辆上，然后运到岸桥1下方，最后由主小车将该特殊箱直接装到船舶19上。

Claims (5)

1.一种配送中心式自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：其包括多个岸桥(1)、近岸侧多路回字形自动运输系统(2)、高架集装箱自动装卸系统(3)、堆场(4)、集疏港侧多路回字形自动运输系统(5)、集疏港运输系统(6)、环形特殊箱通道(7)和控制系统；

其中多个岸桥(1)沿顺岸轨道设置，每个岸桥(1)包括转接平台、主小车和全自动副小车，主小车由人工远程控制进行操作，用于集装箱装卸船，并利用转接平台进行中转，再由全自动副小车自动将转接平台上的进口集装箱吊装在近岸侧多路回字形自动运输系统(2)中的多轨轮小车上或将多轨轮小车上的出口集装箱吊装到岸桥(1)的转接平台上；

岸桥(1)外侧依次设置近岸侧多路回字形自动运输系统(2)、堆场(4)、集疏港侧多路回字形自动运输系统(5)和集疏港运输系统(6)；

近岸侧多路回字形自动运输系统(2)包括多路回字形轨道(8)、多个分拨系统和多个在多路回字形轨道(8)上行驶的多轨轮小车(9)，其中多路回字形轨道(8)由多条与岸线平行的横向轨道和多条与岸线垂直的纵向轨道构成，并且转接平台外侧位于多路回字形轨道(8)中靠近岸桥(1)的多条横向轨道上方；多路回字形轨道(8)上横向轨道和纵向轨道交叉处均设有一个分拨系统，用于使多轨轮小车(9)在横向轨道和纵向轨道间实现快速转换运行；

堆场(4)位于近岸侧多路回字形自动运输系统(2)和集疏港侧多路回字形自动运输系统(5)之间的地面上；

高架集装箱装卸系统(3)包括高架梁、高架行车、卷扬机构和电动吊具，其中多个高架梁沿垂直于岸线方向并排设置，中部位于堆场(4)上方，两端部分别位于近岸侧多路回字形自动运输系统(2)和集疏港侧多路回字形自动运输系统(5)中靠近堆场(4)的多条横向轨道上方；每个高架梁上设有高架行车，每台高架行车上设有卷扬机构和电动吊具；

集疏港侧多路回字形自动运输系统(5)与近岸侧多路回字形自动运输系统(2)的结构相同；

环形特殊箱通道(7)设置在岸桥(1)、近岸侧多路回字形自动运输系统(2)、高架集装箱装卸系统(3)、堆场(4)和集疏港侧多路回字形自动运输系统(5)外侧的地面上；

集疏港运输系统(6)包括进闸口(10)、多条普通箱车辆通道(11)、低架集装箱装卸系统(12)、出闸口(13)、特殊箱通道(14)、人工服务站(15)和特殊箱堆场(16)；其中进闸口(10)和出闸口(13)均由多个闸门构成，并且与岸线平行设置；多条弧形普通箱车辆通道(11)并行设置在进闸口(10)和出闸口(13)之间，每一条普通箱车辆通道(11)对应一个闸门，并且每条普通箱车辆通道(11)的两侧设有护栏；低架集装箱装卸系统(12)包括低架梁、低架行车、卷扬机构和电动吊具，其中多个低架梁沿垂直于岸线方向并排设置，一侧设置在普通箱车辆通道(11)中部上方，另一侧位于集疏港侧多路回字形自动运输系统(5)中远离堆场(4)的多条横向轨道上方；每个低架梁上设有低架行车，每台低架行车上设有卷扬机构和电动吊具；人工服务站(15)设置在靠近进闸口(10)处的普通箱车辆通道(11)与环形特殊箱通道(7)之间，并且位于进闸口(10)和低架集装箱装卸系统(12)之间的护栏中处于进闸口(10)上每个闸门与人工服务站(15)连线间的护栏为可控转动护栏，由此当闸门处出现特殊箱时利用可控转动护栏在该闸门与人工服务站(15)间形成联合自动闭合通道(17)，同时封闭其它相关普通箱车辆通道(11)；特殊箱通道(14)设置在靠近出闸口(13)的普通箱车辆通道(11)与环形特殊箱通道(7)之间，两端分别位于人工服务站(15)和出闸口(13)的最外侧闸门处；特殊箱堆场(16)位于环形特殊箱通道(7)和特殊箱通道(14)之间的地面上；

控制系统设置在控制中心，其与上述全自动副小车、多轨轮小车、高架行车、低架行车、电动吊具、可控转动护栏、进闸口(10)和出闸口(13)的控制装置有线或无线连接。

2.根据权利要求1所述的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的低架集装箱装卸系统(12)的整体高度为10米，高架集装箱装卸系统(3)的整体高度为25-30米。

3.根据权利要求1所述的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的特殊箱堆场(16)内设有特殊箱吊装机械(18)。

4.根据权利要求1所述的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的多路回字形轨道(8)上埋设有磁点，用于多轨轮小车的定位。

5.根据权利要求1所述的配送中心式自动化集装箱码头装卸系统，其特征在于：所述的每个高架梁并排设置两台20尺电动吊具。