CN107857134A - 集装箱扭锁自动拆装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱扭锁自动拆装系统，包括箱体、内置于箱体的扭锁托盘、传送带、机械手、托盘拦截装置、扭锁储存箱和扭锁推杆；在装锁工况下，若传送带上的扭锁数量下降到下限值时，所述托盘拦截装置伸出，拦截传送带上的空的扭锁托盘，在拦截位置，所述扭锁推杆将扭锁储存箱中位于上层支架上的扭锁推入到所述空的扭锁托盘上，进行补锁作业；在拆锁工况下，若传送带上的扭锁数量增加到上限值时，所述托盘拦截装置伸出，拦截传送带上装有扭锁的扭锁托盘，在拦截位置，所述扭锁推杆将扭锁托盘上的扭锁推入到扭锁储存箱的其中一层支架上，完成清锁作业。本发明不仅可以实现集装箱扭锁的自动拆卸和安装，而且还具备了存储一定数量扭锁的功能。

Description

集装箱扭锁自动拆装系统

技术领域

本发明属于集装箱装卸专用设备技术领域，具体地说，是涉及一种用于对安装在集装箱上的扭锁进行自动安装和拆卸的专用设备。

背景技术

集装箱是一种具有一定强度、刚度和规格，专供周转使用的大型装货容器。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，会对人身生命和财产安全带来不可估量的损失。因此，集装箱在海上船运过程中，集装箱之间必须通过专门的锁具进行连接固定。在集装箱码头进行集装箱的从船舶到码头或者从码头到船舶的吊运过程中，必须完成锁具的拆除或安装工作。

在目前的集装箱码头上，对集装箱扭锁进行安装和拆除的工作都是靠人工完成的，一台集装箱岸桥需要在地面上平均配备两个工作人员来完成扭锁的安装和拆除作业，占用大量的劳动力。并且，由于现场流动机械较多，车辆废气、灰尘、恶劣天气情况等因素都严重影响着现场工作人员的身体健康，并存在严重的交通安全隐患，因此，严重阻碍了港口、码头安全生产的发展以及作业效率的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集装箱扭锁的自动拆装系统，可以代替传统的人工操作方式，完成对集装箱所使用的扭锁的自动安装和拆卸工作，并显著提高了工作效率，确保了作业安全。

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：

一种集装箱扭锁自动拆装系统，包括箱体，所述箱体包括由顶面和四周侧壁围绕形成的内部腔室，所述顶面形成用于停放集装箱的承载台，在所述顶面上开设有多个用于扭锁穿过的扭锁插孔；在所述内部腔室中设置有用于承载扭锁的扭锁托盘、承载并输送所述扭锁托盘的传送带、机械手、托盘拦截装置、扭锁储存箱和扭锁推杆；其中，所述机械手在装锁工况下，从所述扭锁托盘上取下扭锁，并安装到集装箱的锁孔中；在拆锁工况下，其拆卸集装箱上的扭锁，并放入所述扭锁托盘中；所述托盘拦截装置用于拦截所述扭锁托盘，阻止所述扭锁托盘随传送带移动；所述扭锁储存箱用于储存扭锁，包括电机、伸缩杆和多层用于存放扭锁的支架，所述电机通过驱动伸缩杆伸缩，以控制所述支架逐层上移或者逐层下移；所述扭锁推杆在装锁工况下，若所述传送带上的扭锁数量下降到设定的下限值时，所述托盘拦截装置伸出，拦截传送带上的空的扭锁托盘，在拦截位置，所述扭锁推杆将所述扭锁储存箱中位于上层支架上的扭锁推入到所述空的扭锁托盘上，随后所述托盘拦截装置收回，装入扭锁的扭锁托盘随所述传送带继续输送，待该层支架清空后，扭锁储存箱中的电机驱动伸缩杆伸出，推动所述支架上升一层；在拆锁工况下，若所述传送带上的扭锁数量增加到设定的上限值时，所述托盘拦截装置伸出，拦截传送带上装有扭锁的扭锁托盘，在拦截位置，所述扭锁推杆将扭锁托盘上的扭锁推入到所述扭锁储存箱的其中一层支架上，随后所述托盘拦截装置收回，空的扭锁托盘随所述传送带继续输送，待该层支架装满后，所述扭锁储存箱中的电机驱动伸缩杆缩回，控制所述支架下降一层。

为了实现扭锁在扭锁储存箱中的有序存放，以便于在补锁作业时能够准确地控制扭锁从扭锁储存箱中自动转入到扭锁托盘上，本发明设计所述扭锁储存箱中的扭锁由所述支架的底层向上层逐层存放，在需要将扭锁储存箱中的扭锁装入扭锁托盘时，所述扭锁储存箱中的电机驱动伸缩杆控制支架逐层上移，始终将支架上当前处于最上层的扭锁与停止在拦截位置的扭锁托盘正对；在需要将扭锁托盘中的扭锁存入扭锁储存箱时，所述扭锁储存箱中的电机驱动伸缩杆控制支架逐层下移，始终将支架上当前处于最下层的空架与停止在拦截位置的扭锁托盘正对。采用控制电机驱动支架逐层上移和下移的操作方式来实现扭锁在扭锁储存箱中的有序存放和自动补锁，这种设计方式可以显著简化系统的软件程序设计，降低程序开发难度。

优选的，所述传送带环绕成一圈，且设置有至少一层；所述扭锁储存箱位于传送带的外侧；所述扭锁推杆设置有两个，其中一个位于所述扭锁储存箱的外侧，用于将所述扭锁储存箱中的扭锁推入到扭锁托盘中，实现补锁；另外一个扭锁推杆位于所述传送带的内侧，用于将所述扭锁托盘中的扭锁推入到所述扭锁储存箱中，实现清锁。

为了保证扭锁托盘在传送带上平顺运行，并方便机械手在扭锁托盘上抓取或存放扭锁，本发明优选将所述扭锁托盘设计成多边形支架结构，包括底板、顶板和连接在所述底板和顶板之间的支撑板；在所述顶板上形成有扭锁滑槽，且扭锁滑槽的开口朝向所述传送带的外侧，所述扭锁沿所述开口滑入扭锁滑槽，且扭锁的锁头部分位于扭锁滑槽的上方，扭锁的锁舌部分位于扭锁滑槽的下方，通过扭锁滑槽支撑起所述扭锁，以便于机械手准确抓取。

为了准确地判断出扭锁托盘上是否装有扭锁，本发明在所述托盘拦截装置上设置有立杆和垂直于所述立杆的伸缩档杆，在所述立杆上安装有上下两个检测开关，土检测开关用于检测是否有扭锁经过，下检测开关用于检测是否有扭锁托盘经过，根据两个检测开关的检测结果判断即将经过所述托盘拦截装置的扭锁托盘是否为空托盘，并根据判断结果控制所述伸缩档杆伸出拦截扭锁托盘或者保持默认的回缩状态。

为了在集装箱扭锁自动拆装作业开始前，对传送带上的扭锁托盘进行供锁，而在集装箱扭锁自动拆装作业结束后，对传送带上的扭锁实现自动清理，本发明在所述集装箱扭锁自动拆装系统中还设置有用于承载扭锁并使扭锁在其上滑动的供锁滑道、供锁拦截装置、出锁滑道、出锁拦截装置和清锁伸缩杆；其中，所述供锁拦截装置位于所述内部腔室内，在扭锁供给工况下，拦截所述传送带上经过所述供锁滑道所在位置的空的扭锁托盘，扭锁沿所述供锁滑道滑入所述空的扭锁托盘，实现供锁；所述供锁拦截装置在所述空的扭锁托盘装入扭锁后缩回，使扭锁托盘随所述传送带继续输送；所述出锁滑道倾斜设置，且邻近所述传送带的一侧高，远离所述传送带的一侧低；所述出锁拦截装置位于所述内部腔室内，在扭锁清理工况下，拦截所述传送带上经过所述出锁滑道所在位置且装有扭锁的扭锁托盘；所述清锁伸缩杆在扭锁清理工况下，将所述出锁拦截装置拦截的扭锁托盘上的扭锁推入到所述出锁滑道，使扭锁沿所述出锁滑道下滑并落入位于所述箱体外部的存储箱中，实现清锁。

优选的，在所述供锁滑道和出锁滑道中分别设置有两个相互平行的伸缩滑杆，所述伸缩滑杆默认处于收缩状态，并位于所述箱体所形成的内部腔室内；其中，所述供锁滑道中的两个伸缩滑杆在扭锁供给工况下伸出，内侧与所述供锁拦截装置拦截的扭锁托盘正对，外侧穿过所述箱体向外延伸；所述供锁滑道中的两个伸缩滑杆水平设置或者外侧相对内侧向上倾斜，以便于滑杆上的扭锁在其自身重力的作用下，自动滑入到扭锁托盘上；所述出锁滑道中的两个伸缩滑杆在扭锁清理工况下伸出，内侧与所述出锁拦截装置拦截的扭锁托盘正对，外侧穿过所述箱体向外延伸至所述箱体外部的存储箱；所述出锁滑道中的两个伸缩滑杆倾斜设置，且外侧相对内侧向下倾斜，以便于滑杆上的扭锁在其自身重力的作用下，自动滑入到外部的存储箱中。

为了将扭锁储存器中的扭锁自动转移到外部的存储箱中，本发明在扭锁清理工况下，设计所述托盘拦截装置拦截所述传送带上空的扭锁托盘，所述推杆装置将扭锁储存箱中的扭锁依次推入到不同的空的扭锁托盘中，清空扭锁储存箱中的扭锁，进而借助出锁拦截装置和清锁伸缩杆的动作，实现扭锁从扭锁储存箱向外部存储箱的转移。

为了方便集装箱在承载台上定点停放，本发明在所述集装箱扭锁自动拆装系统中还设置有定位挡块、升降装置和平移装置；所述定位挡块用于对集装箱在所述承载台上的停放位置进行限位，所述定位挡块包括多个，分布在所述承载台沿长度方向的相对两侧和沿宽度方向的相对两侧；其中，分布在所述承载台沿长度方向的相对两侧的定位挡块安装在所述箱体内，分布在所述承载台沿宽度方向的相对两侧的定位挡块位于所述箱体的顶面；所述升降装置位于所述箱体所形成的内部腔室中，用于对分布在所述承载台沿长度方向的相对两侧的定位挡块进行升降控制，以控制长度方向的定位挡块伸出箱体外或缩回至箱体内；所述平移装置安装在所述箱体的顶面或者位于所述箱体内，用于对分布在所述承载台沿宽度方向的相对两侧的定位挡块进行平移控制，以控制宽度方向的定位挡块水平内移或水平外移，通过调节宽度方向上定位挡块的移动位置，可以使得由所述多个定位挡块围绕形成的区域刚好与一个20英尺、两个20英尺、一个40英尺或一个45英尺的集装箱的尺寸相适配，继而可以对停放在承载台上的不同尺寸的集装箱实现准确限位，从而使分布在集装箱的四个边角位置的扭锁或者锁孔刚好对准承载台上开设的扭锁插孔，以便于箱体内部的机械手对集装箱进行扭锁的拆装作业。

为了使本发明的集装箱扭锁自动拆装系统可以拆装不同型号的扭锁，本发明在所述集装箱扭锁自动拆装系统中还设置有位于所述箱体所形成的内部腔室中的夹具存放台以及置于所述夹具存放台上的扭锁专用夹具，所述扭锁专用夹具包括多种类型，供所述机械手选取、更换。

与现有技术相比，本发明的集装箱扭锁自动拆装系统具有以下优点和积极效果：

1、本发明的集装箱扭锁自动拆装系统可用于多种集装箱装卸船舶作业工况，实现多种类型的集装箱扭锁的自动拆卸和安装，大大提高了集装箱码头装卸作业的自动化水平，大量减少了现场工作人员的数量，降低了人工成本，提升了码头的安全管理水平和生产效率，确保了现场作业人员的人身安全；

2、本发明通过将集装箱扭锁自动拆装系统封闭在一个箱体内，并将所述箱体兼用于集装箱承载台，由此不仅可以减小装置的整体尺寸，便于整体吊起换场，而且可以对装置起到保护作用，有助于延长整套系统的使用寿命；

3、本发明通过在集装箱扭锁自动拆装系统中设置扭锁储存箱，可以使得系统具有储存一定数量的集装箱扭锁的功能，通过设计扭锁推杆配合扭锁储存箱对传送带上的扭锁进行自动补给或清理，从而在无需人工补给的情况下，系统可以长时间地从事不同集装箱的连续拆卸锁作业，进一步提高了系统的自动化程度。

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扭锁自动拆装系统的一种实施例的整体架构的俯视示意图；

图2是图1的透视图；

图3是本发明所提出的集装箱扭锁自动拆装系统的一种实施例的整体架构的侧视透视图；

图4是升降装置的一种实施例的结构示意图；

图5是去除了底座的扭锁托盘的一种实施例的结构示意图；

图6是安装有底座的扭锁托盘的纵向剖视图；

图7是安装有底座的扭锁托盘的底部结构图；

图8是扭锁储存箱的一种实施例的局部剖视图；

图9是托盘拦截装置的一种实施例的结构示意图。

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。

本实施例的集装箱扭锁自动拆装系统包括一个箱体10，所述箱体10由顶面100、四周侧壁130和底面140所围成，结合图1至图3所示，形成相对比较密闭的内部腔室。当然，对于位置固定不动的集装箱扭锁自动拆装系统来说，也可以不设置底面140，直接由顶面100和四周侧壁130围成所述的内部腔室。利用所述箱体10的顶面100形成用于停放集装箱1的承载台117，所述承载台117位于箱体10的顶面100的中间区域，以作为集装箱1的停放区域。为了提高承载台117的支撑强度，可以在箱体10内部增设顶面支撑梁118，以确保集装箱1在箱体顶面100的安全停放。

此外，在箱体10的顶面100，具体位于承载台117的周边位置处，还开设有多个扭锁插孔101-112，如图1所示。在集装箱1停放到承载台117上后，通过将所述扭锁插孔101-112与集装箱1的底部边角位置对准，从而对于装有扭锁的集装箱1来说，可以使集装箱1底部的扭锁伸入到箱体10内，以便于进行拆锁作业；而对于需要安装扭锁的集装箱1来说，可以使集装箱1底部的锁孔与箱体10内部贯通，以便于进行装锁作业。

本实施例优选在箱体10的顶面100开设12个扭锁插孔101-112，如图1所示，以使承载台117上可以停放多种不同规格尺寸的集装箱1。为了对集装箱1在承载台117上的停放位置进行准确限位，以确保集装箱1的锁孔位置可以刚好与箱体顶面100开设的扭锁插孔101-112对准，本实施例在所述箱体10上还设置有多个限位挡块151-158，分布在承载台117沿长度方向的相对两侧和沿宽度方向的相对两侧。本实施例以设置8个限位挡块151-158为例进行说明，优选将其中六个限位挡块151-156分布在承载台117沿长度方向的相对两侧，且每一侧设置三个，形成三对位置彼此相对的挡块对。另外两个限位挡块157、158分布在承载台117沿宽度方向的相对两侧，且位于居中位置。优选将每一个限位挡块151-158的顶面150设计成外高内低的导向斜面，如图3所示，由此可以扩大集装箱1的下放口面积，使得岸桥司机只需将集装箱1吊放入该下放口区域内，集装箱1便可在导向斜面的导向作用下准确地停放到承载台117上设定好的停放位置处，由此可以显著降低岸桥司机的操作难度。

为了便于箱体10的整体搬运，本实施例除了在所述箱体10的顶面100开设有吊装锁孔113-116外，在所述箱体10内还设置有升降装置160，如图4所示。所述升降装置160安装在沿承载台117的长度方向分布的定位挡块151-156的底部，用于控制长度方向的定位挡块151-156上升或者下降。此外，在所述箱体10的内部或者顶面100还设置有平移装置170，如图1所示，用于对竖立在顶面100上且沿承载台117的宽度方向分布的限位挡块157、158进行向内或者向外的平移控制。

具体来讲，当需要对一个20英尺的集装箱进行拆装锁作业时，可以将20英尺的集装箱停放在承载台117的左半部分或右半部分。以左半部分为例进行说明，在岸桥司机吊起20英尺的集装箱预停放到所述承载台117上时，可以首先将集装箱的尺寸输入系统中的控制装置2，所述控制装置2可以是工业PLC，也可以是计算机。所述控制装置2可以内置于箱体10中，也可以在箱体10外部单独配置，如图1所示。控制装置2根据输入的集装箱尺寸，控制升降装置160将默认状态下缩回至箱体10内部的限位挡块由箱体10内顶出，对于20英尺的集装箱来说，可以仅将长度方向的四个限位挡块151、152、154、155升起，并控制平移装置170将左侧的限位挡块157向外平移到最大位置，利用五个限位挡块151、152、154、155、157限定出20英尺集装箱的停放区域。岸桥司机在将20英尺的集装箱吊起并下放至承载台117上时，可以将集装箱的左侧壁紧贴限位挡块157的内壁下滑，直到下放至承载台117上，此时，集装箱底部的四个扭锁或者锁孔刚好与承载台117上的四个扭锁插孔101、103、110、112一一对准，由此实现了集装箱在承载台117上的准确停放。

同理，当需要对两个20英尺的集装箱进行拆装锁作业时，可以控制升降装置160将长度方向的六个限位挡块151-156都升起，并控制平移装置170将宽度方向的两个限位挡块157均向外平移到最大位置，利用限位挡块151、152、154、155、157对左侧的20英尺集装箱进行限位，利用限位挡块152、153、155、156、158对右侧的20英尺集装箱进行限位，由此可以实现两个20英尺集装箱在承载台117上的准确停放。

对于一个40英尺的集装箱来说，可以将长度方向的六个限位挡块151-156升起，并将宽度方向的两个限位挡块157均向内平移到最大位置，进而利用八个限位挡块151-158限定出40英尺集装箱的准确停放位置。

同理，对于一个45英尺的集装箱来说，可以将长度方向的六个限位挡块151-156升起，并将宽度方向的两个限位挡块157均向外平移到最大位置，进而利用八个限位挡块151-158限定出45英尺集装箱的准确停放位置。

为了对集装箱1在承载台117上的停放位置进行检测，以进一步提高集装箱1停放位置的精确度，本实施例在承载台117的四个边角位置还可以进一步增设限位检测开关121、122，如图1所示，通过控制装置2接收限位检测开关121、122反馈的检测信号，以判断出集装箱1是否准确停放。若检测到集装箱1没有停放到位，控制装置2可以输出控制指令至岸桥，通知岸桥司机吊起集装箱1重新停放。由此，便可在一套扭锁自动拆装设备中实现单20英尺、双20英尺、单40英尺和单45英尺四种工况下的集装箱扭锁自动拆装作业，提高了设备的通用性。

作为所述升降装置160的一种优选结构设计，如图4所示，包括气缸161、与气缸161连接的气动推杆162以及气动销163。在需要控制限位挡块151-156上升时，首先控制气动销163缩回，释放气动推杆162；然后，控制气缸161推动气动推杆162上升，进而将限位挡块151-156顶出箱体10，并在限位挡块151-156上升到预设位置时，控制气缸161停止运行，并控制气动销163伸出，锁定气动推杆162。反之，在扭锁拆装作业结束后，可以首先控制气动销163缩回，释放气动推杆162；然后，控制气缸161下拉气动推杆162，进而使限位挡块151-156重新缩回至箱体10，并在限位挡块151-156下降到预设位置时，控制气缸161停止运行，并控制气动销163伸出，锁定气动推杆162。将限位挡块151-156缩回至箱体10，可以有利于箱体10的整体起吊和换场作业。

作为所述平移装置170的一种优选结构设计，如图1所示，也可以包括气缸171、与气缸171连接的气动推杆172以及对气缸推杆172进行锁定控制的气动销173。所述平移装置170的具体工作原理可以参照升降装置160的相关描述，气缸171通过驱动气动推杆172水平伸出或者水平缩回，继而控制与气缸推杆172向连接的限位挡块157、158向外平移或者向内平移。

此外，本实施例在箱体10的顶面100还可以进一步开设供宽度方向的限位挡块157、158平移的滑道174，如图1所示，通过设计限位挡块157、158沿滑道174滑动，可以减小气缸171控制限位挡块157、158平移时所需施加的推力或牵引力。

为了对停放在承载台117上的集装箱1进行自动拆装锁作业，本实施例在所述箱体10所围成的内部腔室中设置有机械手20、传送带30、扭锁托盘40、扭锁储存箱50和托盘拦截装置60等主要部分，如图2所示。其中，扭锁托盘40用于承载扭锁70，并置于所述传送带30上，由所述传送带30进行输送。在本实施例中，所述传送带30优选设计成环形，即环绕形成一圈，承载扭锁托盘40围绕机械手20循环输送。所述传送带30可以设置一层，也可以上下设置两层，如图3所示，当然，也可以根据需要设置更多层。在每一层传送带30的下方均安装有辊轮31，通过系统中的控制装置2控制所述辊轮31旋转，以驱动传送带30运行。

所述机械手20在装锁作业时，抓取传送带30上的扭锁70，并移动到箱体顶面100的扭锁插孔101-112的位置处，将扭锁70插入到扭锁插孔101-112中并伸入到与所述扭锁插孔101-112对准的集装箱锁孔中，然后转动扭锁70，例如将扭锁70旋转90°，即可完成装锁作业。在拆锁作业时，机械手20首先移动到箱体顶面100的扭锁插孔101-112的位置处，抓取穿过扭锁插孔101-112伸入到箱体10内部的扭锁70，并转动扭锁70，例如反向旋转90°，将扭锁70从集装箱底部拆卸下来，然后放入到传送带30上空的扭锁托盘40上，使拆卸下来的扭锁70随传送带30继续输送，继而完成拆卸锁作业。

所述机械手20可以设置一台，也可以设置多台。本实施例针对不同尺寸的集装箱优选在箱体10内设置三台机械手20，均沿设置在箱体底面140上的移动轨道21行走。当承载台117上停放的是单个20英寸集装箱时，可以根据集装箱在承载台117上的停放位置控制中间一台机械手20配合停放位置一侧的机械手20启动，进行拆装锁作业；而当承载台117上停放的是双20英尺集装箱时，可以启动三台机械手20同时进行拆装锁作业，以提高作业效率。而对于承载台117上停放的是单40英尺或单45英尺的集装箱时，则可以启动位于两侧的两台机械手20分别对位于集装箱相对两侧的两个扭锁进行拆装作业。对于机械手20的启动和活动轨迹控制，可以由系统中的控制装置2完成，由此便代替人工操作方式，完成了对集装箱扭锁的自动安装和拆卸工作。

在本实施例中，所述扭锁托盘40优选设计成多边形支架结构，如图5所示，包括多边形的底板41、顶板42以及连接在所述底板41和顶板42之间的支撑板43。所述扭锁托盘40中空，且一侧开放，顶板42上形成有条状的扭锁滑槽44，且扭锁滑槽44在所述扭锁托盘40开放的一侧形成开口47。在安装扭锁70时，可以将扭锁70沿所述开口47滑入到扭锁滑槽44中，并使扭锁70的锁舌72部分位于顶板42的下方，锁头71部分位于顶板42的上方，如图6所示，使扭锁70支撑在顶板42上，以便于机械手20取放扭锁70。

本实施例将扭锁托盘40设计成具有一定强度和刚度的多边形支架结构，不仅可以保证扭锁70在输送过程中的相对状态不变，而且可以保证其在传送带30上运行平顺，防止运行中相互干扰。此外，本实施例在扭锁托盘40的底板41的下方还可以进一步安装底座45，如图6、图7所示，底座45的下方可以加装易于更换的抗磨垫46，底座45的侧面可以加装缓冲垫(图中未示出)，以减轻扭锁托盘40之间的相互碰撞，继而延长扭锁托盘40的使用寿命。

为了使本实施例的扭锁自动拆装系统具有存储一定数量扭锁的能力，以使拆装系统能够长时间的连续工作在装锁作业或拆锁作业中，避免因传送带30上的扭锁70用完或者放满而导致拆装锁作业被迫中断，本实施例在所述箱体10所形成的内部腔室中还设置有扭锁储存箱50，如图2所示。所述扭锁储存箱50可以设置一个，但最好设置多个，以提高扭锁储存能力。

本实施例优选将扭锁储存箱50设置在环形传送带30的外侧，机械手20位于环形传送带30的内侧。在设置扭锁储存箱50的位置增设托盘拦截装置60和扭锁推杆51、52，如图2所示，以用于将扭锁托盘40上的扭锁70推入到扭锁储存箱50中，或者将扭锁储存箱50中的扭锁70装入到扭锁托盘40上。

为了实现扭锁70在扭锁储存箱50与扭锁托盘40之间自动转移，本实施例优选将扭锁储存箱50设计成层架式结构，如图8所示，包括电机501、伸缩杆502和多层支架503。其中，所述电机501和伸缩杆502优选设置在多层支架503的底部，电机501的转轴连接伸缩杆502，通过控制转轴正转或反转，以驱动伸缩杆502伸出或缩回。将伸缩杆502的外端连接至多层支架503的底部，通过控制伸缩杆502伸出或缩回，以控制多层支架503上升或者下降。在每层支架503上可以仅留出存放一个扭锁70的位置(即，每一层支架仅存放一个扭锁70)，也可以留出存放多个扭锁70的位置(即，每一层支架可以存放多个扭锁70)。每一层支架503的结构设计可以仿照图5所示的扭锁托盘40的结构设计，即，在每一层支架503上均设置扭锁支撑结构，以使扭锁70处于支撑状态，便于取放。

在与每一个扭锁储存箱50相对应的位置处，设置一个托盘拦截装置60，优选安装在传送带30的内侧，以用于拦截经过扭锁储存箱50所在位置的扭锁托盘40。具体来讲，所述托盘拦截装置60可以包括立杆601、伸缩档杆602、上检测开关603和下检测开关604，如图9所示。所述立杆601可以竖立在传动带30的内侧，其上安装上检测开关603和下检测开关604，且上检测开关603位置在上，高度与安装在扭锁托盘40上的扭锁70的锁头部分71的高度基本相当，下检测开关604位置在下，且高度低于扭锁托盘40的顶板42的高度。伸缩档杆602安装在立杆601靠近底部的位置处，且垂直于所述立杆601。对于所述伸缩档杆602既可以采用电动伸缩杆，也可以采用气动伸缩杆，在系统中的控制装置2的控制作用下执行伸缩动作。

在与每一个扭锁储存箱50相对应的位置处，可以设置两个扭锁推杆51、52，一个位于传送带30的内侧，且紧邻所述托盘拦截装置60，用于将扭锁托盘40上的扭锁70推入到扭锁储存箱50中；另一个位于扭锁储存箱50的外侧，用于将扭锁储存箱50中存储的扭锁70推入到扭锁托盘40中。

具体工作原理是：当本实施例的集装箱扭锁自动拆装系统处于装锁工况时，在经过长时间的装锁作业后，传送带30上的扭锁70可能所剩无几，为了使装锁作业能够继续进行，系统中的控制装置2在检测到传送带30上的扭锁数量下降到预设的下限值时，自动开启补锁模式。即，控制装置2启动上检测开关603和下检测开关604对传送带30上经过扭锁储存箱50所在位置的扭锁托盘40进行检测，若接收到下检测开关604反馈的有效检测信号，则判定有扭锁托盘40经过，若同时接收到上检测开关604反馈的有效检测信号，则判定当前经过的扭锁托盘40上装有扭锁70，此时，保持伸缩档杆602默认的回缩状态，放行扭锁托盘40，使扭锁托盘40跟随传送带30继续向机械手20输送。而当下检测开关604检测到有扭锁托盘40经过，但未接收到上检测开关604反馈的有效检测信号，则判定当前经过的扭锁托盘40上没有扭锁70，即空托盘，此时，控制装置2输出控制信号，控制伸缩档杆602伸出，拦截经过扭锁储存箱50的扭锁托盘40，使该扭锁托盘40相对传送带30滑动。

当空的扭锁托盘40被托盘拦截装置60成功拦截后，位于扭锁储存箱50外侧的扭锁推杆52伸出，将扭锁储存箱50中位于最上层支架上的扭锁推入到扭锁托盘40中，完成补锁作业。然后，控制装置2控制托盘拦截装置60中的伸缩档杆602缩回，为装入扭锁的扭锁托盘40放行，使其继续随传送带30输送。

在本实施例中，所述扭锁储存箱50在存储扭锁时，遵循由下层至上层逐层存放的方式；而在取锁时，遵循由上层至下层逐层取锁的方式。在开启补锁模式后，扭锁储存箱50首先启动电机501将最上方扭锁所在的一层支架503与传送带30上的扭锁托盘40的位置对齐，传送带30上所有的扭锁托盘40的扭锁滑槽44的开口方向朝向传送带30的外侧。当空的扭锁托盘40在拦截位置被托盘拦截装置60拦下时，扭锁储存箱50中最上层的扭锁刚好与拦截位置的扭锁托盘40平齐，利用扭锁推杆52推动扭锁储存箱50中的扭锁水平移动，进而推入到扭锁托盘40的扭锁滑槽44，完成补锁作业。而后，扭锁储存箱50中的电机501驱动支架503上移一层，使下一层支架503与传送带30上的扭锁托盘40的位置对齐，等待对下一个空的扭锁托盘40进行补锁作业。若每一层支架503上存放有多个扭锁70，则需将每一层支架503上的扭锁清空后，则控制支架503逐层上移。

反之，当本实施例的集装箱扭锁自动拆装系统处于拆锁工况时，在经过长时间的拆锁作业后，传送带30上的大多数扭锁托盘40可能都装入了扭锁70，为了使拆锁作业能够继续进行，系统中的控制装置2在检测到传送带30上的扭锁数量上升到预设的上限值时，自动开启存锁模式。即，控制装置2启动上检测开关603和下检测开关604对传送带30上经过扭锁储存箱50所在位置的扭锁托盘40进行检测，若接收到下检测开关604反馈的有效检测信号，则判定有扭锁托盘40经过，若同时接收到上检测开关604反馈的有效检测信号，则判定当前经过的扭锁托盘40上装有扭锁70，此时，控制装置2输出控制信号，控制伸缩档杆602伸出，拦截经过扭锁储存箱50的扭锁托盘40，使该扭锁托盘40相对传送带30滑动。

当装有扭锁70的扭锁托盘40被托盘拦截装置60成功拦截后，位于传送带30内侧的扭锁推杆51伸出，将扭锁托盘40中的扭锁70推入到扭锁储存箱50中位于最下层的空支架上，完成存锁作业。然后，控制装置2控制托盘拦截装置60中的伸缩档杆602缩回，为空的扭锁托盘40放行，使其继续随传送带30输送。

扭锁储存箱50在进行存锁作业时，控制电机501驱动支架503逐层下降，将装满扭锁的一层支架下移，留出上方空的一层支架与拦截位置的扭锁托盘40平齐，接收扭锁推杆51推入的扭锁70，对所述扭锁70进行储存。

对于每一层传送带30可以使用不同的扭锁储存箱50，实现扭锁70的有序存放。

此外，本实施例的集装箱扭锁自动拆装系统还支持供锁工况和清锁工况。即，在系统转场首次执行拆装锁作业前，传送带30和扭锁储存箱50中可能都没有旋锁70，需要从外部供给。为方便执行供锁操作，本实施例在传送带30的一侧还设置有供锁滑道31和供锁拦截装置61，如图2所示。所述供锁滑道31可以由两个相互平行设置的伸缩滑杆构成，所述伸缩滑杆31默认处于收缩状态，并位于所述箱体10所形成的内部腔室内，以便于系统整体吊装转场。当需要进行供锁作业时，控制所述伸缩滑杆31伸出，内侧与供锁拦截装置61拦截的扭锁托盘40正对，外侧穿过所述箱体10向外延伸至外部的存储箱80。所述伸缩滑杆31形成扭锁70的支撑架，既可以水平设置，也可以形成外侧高、内侧低的倾斜状态。采用人工或者机械手将存储箱80中的扭锁装入到伸缩滑杆31上，借助推力(水平设置情况)或者扭锁70的自身重力(倾斜设置情况)使滑杆31上的扭锁70滑入到被供锁拦截装置61拦截下的扭锁托盘40中。

供锁拦截装置61在供锁工况下，拦截传送带30上经过供锁滑道31所在位置的空的扭锁托盘40，待所述空的扭锁托盘40上装入扭锁70后放行，使装有扭锁70的扭锁托盘40随传送带30继续输送。待传送带30上的扭锁数量达到上限值时，利用托盘拦截装置60和扭锁推杆51将扭锁托盘40上的扭锁70转入到扭锁储存箱50中，在扭锁储存箱50中储存一部分扭锁70。待传送带30上和扭锁储存箱50中的扭锁70达到一定数量后，停止供锁作业，转入拆装锁作业模式。

在系统执行完拆装锁作业后，可以执行清锁作业。即，将系统中的所有扭锁70都转移到外部存储箱80中，以便于系统的整体吊装和转场。为此，本实施例在所述传送带30的一侧还设置有出锁滑道32、出锁拦截装置62和清锁伸缩杆53，如图2所示。所述出锁滑道32优选与供锁滑道31位于传送带30的同侧。所述出锁滑道32也可以由两个相互平行设置的伸缩滑杆构成，所述伸缩滑杆32默认处于收缩状态，并位于所述箱体10所形成的内部腔室内，以便于系统整体吊装转场。当需要进行清锁作业时，利用系统中的控制装置2控制所述伸缩滑杆32伸出，内侧与出锁拦截装置62拦截的扭锁托盘40正对，外侧穿过所述箱体10向外延伸至外部的存储箱80。所述伸缩滑杆32形成扭锁70的支撑架，形成内侧低、外侧高的倾斜状态，以便于扭锁70借助其自身重力滑入到外部的存储箱80中。

出锁拦截装置62在清锁工况下，拦截传送带30上经过出锁滑道32所在位置且装有扭锁70的扭锁托盘40。在出锁拦截装置62成功拦截后，控制装置2控制清锁伸缩杆53由默认的缩回状态伸出，将扭锁托盘40上的扭锁70推入到出锁滑道32上，并沿出锁滑道32落入到外部的存储箱80中。而后，出锁拦截装置62放行空的扭锁托盘40，使空的扭锁托盘40随传送带30继续输送。待传送带30上的扭锁数量下降到下限值时，利用托盘拦截装置60和扭锁推杆52将扭锁储存箱50中储存的扭锁70推入到空的扭锁托盘40上，继续向出锁滑道32所在位置输送。待传送带30上和扭锁储存箱50中均没有扭锁70时，停止清锁作业，等待吊装转场。

在本实施例中，所述供锁拦截装置61和出锁拦截装置62可以仿照托盘拦截装置60进行具体结构设计，所述清锁伸缩杆53可以采用与扭锁推杆51、52相同的结构设计。

考虑到不同的集装箱可能使用的扭锁类型不同，为了确保机械手20能够准确地执行拆装锁作业，本实施例优选在所述箱体10中进一步增设夹具存放台90，如图2所示。所述夹具存放台90可以设置一个，也可以设置多个，优选设置在传送带30的内侧，以便于机械手20操作。在每一个夹具存放台90上可以摆放多种类型的扭锁专用夹具，控制装置2根据集装箱所使用的扭锁类型，自动控制机械手20移动到夹具存放台90，更换其所需的扭锁专用夹具。

在机械手20从传送带30上取放扭锁70时，也可以在机械手20的取放位置增设拦截装置63，将扭锁托盘40拦截后，再控制机械手20抓取或者放入扭锁70。

所述控制装置2一方面通过通信线缆对系统中的各执行部件进行集中控制，另一方面可以采用有线或者无线通信方式与运送集装箱1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1从货船上取下后，吊放到承载台117上，然后向控制装置2发送装锁或者拆锁的控制指令。当控制装置2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1是否停放到位，若停放到位，启动智能机械手20进行装锁或者拆锁作业。待装锁或者拆锁作业完成后，控制装置2向岸桥发送作业完成指令，通知岸桥起钩，将集装箱1吊放到拖车上运走。

当集装箱扭锁自动拆装系统需要转场时，将吊车的吊钩伸入到箱体10的吊装锁孔113-116中，以吊起箱体10整体转场。

对于整个集装箱扭锁自动拆装系统工作所需的电源，可以利用集装箱岸桥的外部电源提供，也可以在系统中配置发电机自行提供电源供给。

此外，在箱体10的四周侧壁130上还可以开设通风孔131、132，如图3所示，以将箱体10内部各执行部件产生的热量迅速释放处理，为系统中各执行部件提供更加适宜的环境温度。

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 (10)

1.一种集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于，包括：

箱体，其包括由顶面和四周侧壁围绕形成的内部腔室，所述顶面形成用于停放集装箱的承载台，在所述顶面上开设有多个用于扭锁穿过的扭锁插孔；在所述内部腔室中设置有：

扭锁托盘，其用于承载扭锁；

传送带，其承载并输送所述扭锁托盘；

机械手，其在装锁工况下，从所述扭锁托盘上取下扭锁，并安装到集装箱的锁孔中；在拆锁工况下，其拆卸集装箱上的扭锁，并放入所述扭锁托盘中；

托盘拦截装置，其用于拦截所述扭锁托盘，阻止所述扭锁托盘随传送带移动；

扭锁储存箱，其用于储存扭锁，包括电机、伸缩杆和多层用于存放扭锁的支架，所述电机通过驱动伸缩杆伸缩，以控制所述支架逐层上移或者逐层下移；

扭锁推杆，在装锁工况下，若所述传送带上的扭锁数量下降到设定的下限值时，所述托盘拦截装置伸出，拦截传送带上的空的扭锁托盘，在拦截位置，所述扭锁推杆将所述扭锁储存箱中位于上层支架上的扭锁推入到所述空的扭锁托盘上，随后所述托盘拦截装置收回，装入扭锁的扭锁托盘随所述传送带继续输送，待该层支架清空后，扭锁储存箱中的电机驱动伸缩杆伸出，推动所述支架上升一层；在拆锁工况下，若所述传送带上的扭锁数量增加到设定的上限值时，所述托盘拦截装置伸出，拦截传送带上装有扭锁的扭锁托盘，在拦截位置，所述扭锁推杆将扭锁托盘上的扭锁推入到所述扭锁储存箱的其中一层支架上，随后所述托盘拦截装置收回，空的扭锁托盘随所述传送带继续输送，待该层支架存满后，所述扭锁储存箱中的电机驱动伸缩杆缩回，控制所述支架下降一层。

2.根据权利要求1所述的集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于：所述扭锁储存箱中的扭锁由所述支架的底层向上层逐层存放，在需要将扭锁储存箱中的扭锁装入扭锁托盘时，所述扭锁储存箱中的电机驱动伸缩杆控制支架逐层上移，始终将支架上当前处于最上层的扭锁与停止在拦截位置的扭锁托盘正对；在需要将扭锁托盘中的扭锁存入扭锁储存箱时，所述扭锁储存箱中的电机驱动伸缩杆控制支架逐层下移，始终将支架上当前处于最下层的空架与停止在拦截位置的扭锁托盘正对。

3.根据权利要求2所述的集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于：所述传送带环绕成一圈，且设置有至少一层；所述扭锁储存箱位于传送带的外侧；所述扭锁推杆设置有两个，其中一个位于所述扭锁储存箱的外侧，用于将所述扭锁储存箱中的扭锁推入到扭锁托盘中；另外一个扭锁推杆位于所述传送带的内侧，用于将所述扭锁托盘中的扭锁推入到所述扭锁储存箱中。

4.根据权利要求3所述的集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于：所述扭锁托盘为多边形支架结构，包括底板、顶板和连接在所述底板和顶板之间的支撑板；在所述顶板上形成有扭锁滑槽，且扭锁滑槽的开口朝向所述传送带的外侧，所述扭锁沿所述开口滑入扭锁滑槽，且扭锁的锁头部分位于扭锁滑槽的上方，扭锁的锁舌部分位于扭锁滑槽的下方。

5.根据权利要求1所述的集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于：所述托盘拦截装置包括立杆和垂直于所述立杆的伸缩档杆，在所述立杆上安装有上下两个检测开关，上检测开关用于检测是否有扭锁经过，下检测开关用于检测是否有扭锁托盘经过，根据两个检测开关的检测结果判断即将经过所述托盘拦截装置的扭锁托盘是否为空托盘，并根据判断结果控制所述伸缩档杆伸出拦截扭锁托盘或者保持默认的回缩状态。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于：还包括：

供锁滑道，其用于承载扭锁，并使扭锁在其上滑动；

供锁拦截装置，其位于所述内部腔室内，在扭锁供给工况下，拦截所述传送带上经过所述供锁滑道所在位置的空的扭锁托盘，扭锁沿所述供锁滑道滑入所述空的扭锁托盘；所述供锁拦截装置在所述空的扭锁托盘装入扭锁后缩回，使扭锁托盘随所述传送带继续输送；

出锁滑道，其倾斜设置，且邻近所述传送带的一侧高，远离所述传送带的一侧低；

出锁拦截装置，其位于所述内部腔室内，在扭锁清理工况下，拦截所述传送带上经过所述出锁滑道所在位置且装有扭锁的扭锁托盘；

清锁伸缩杆，其在扭锁清理工况下，将所述出锁拦截装置拦截的扭锁托盘上的扭锁推入到所述出锁滑道，使扭锁沿所述出锁滑道下滑并落入位于所述箱体外部的存储箱中。

7.根据权利要求6所述的集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于：在所述供锁滑道和出锁滑道中分别设置有两个相互平行的伸缩滑杆，所述伸缩滑杆默认处于收缩状态，并位于所述箱体所形成的内部腔室内；其中，

所述供锁滑道中的两个伸缩滑杆在扭锁供给工况下伸出，内侧与所述供锁拦截装置拦截的扭锁托盘正对，外侧穿过所述箱体向外延伸；所述供锁滑道中的两个伸缩滑杆水平设置或者外侧相对内侧向上倾斜；

所述出锁滑道中的两个伸缩滑杆在扭锁清理工况下伸出，内侧与所述出锁拦截装置拦截的扭锁托盘正对，外侧穿过所述箱体向外延伸至所述箱体外部的存储箱；所述出锁滑道中的两个伸缩滑杆倾斜设置，且外侧相对内侧向下倾斜。

8.根据权利要求6所述的集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于：在扭锁清理工况下，所述托盘拦截装置拦截所述传送带上空的扭锁托盘，所述推杆装置将扭锁储存箱中的扭锁依次推入到不同的空的扭锁托盘中，清空扭锁储存箱中的扭锁。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于：还包括：

定位挡块，其用于对集装箱在所述承载台上的停放位置进行限位，所述定位挡块包括多个，分布在所述承载台沿长度方向的相对两侧和沿宽度方向的相对两侧；其中，分布在所述承载台沿长度方向的相对两侧的定位挡块安装在所述箱体内，分布在所述承载台沿宽度方向的相对两侧的定位挡块位于所述箱体的顶面；

升降装置，其位于所述箱体所形成的内部腔室中，用于对分布在所述承载台沿长度方向的相对两侧的定位挡块进行升降控制，以控制长度方向的定位挡块伸出箱体外或缩回至箱体内；

平移装置，其安装在所述箱体的顶面或者位于所述箱体内，用于对分布在所述承载台沿宽度方向的相对两侧的定位挡块进行平移控制，以控制宽度方向的定位挡块水平内移或水平外移。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的集装箱扭锁自动拆装系统，其特征在于：还包括：

夹具存放台，其位于所述箱体所形成的内部腔室中；

扭锁专用夹具，其包括多种类型，置于所述夹具存放台上，供所述机械手选取更换。