CN108190753A - 一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，包括升降式起重机、集装箱，升降式起重机包括处理装置、第一位置追踪芯片、控制装置、本体架台、导轨机构、吊具，吊具包括定滑轮以及电磁吸盘，本体架台两侧设置有导辊，处理装置与控制装置连接，控制装置与吊具连接，第一位置追踪芯片安装于集装箱四角，第一位置追踪芯片将集装箱位置信息发送至处理装置，处理装置用于根据集装箱位置信息生成第一极坐标范围，第一极坐标范围包含于集装箱所在位置中，处理装置根据第一极坐标范围控制吊具移动至第一极坐标范围内。利用极坐标对吊具、集装箱以及货柜车进行标注，并根据集装箱对应的极坐标范围进行吊具的控制，从而达到自动化的集装箱装卸过程。

Description

一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统

技术领域

本发明涉及码头运输领域以及货物装卸领域，尤其涉及一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统。

背景技术

世界集装箱运输的旺盛需求和集装箱港口吞吐量不断增长，对集装箱装卸技术装备和装卸技术工艺提出了更新更高的要求，迫切需要开发设计高效率的集装箱装卸设备，以满足集装箱运输规模化、高速化和自动化对码头装卸生产率的要求。90年代以来，随着全球经济和贸易的增长，集装箱运量激增，在强大的运输要求和良好的技术经济效益的推动下，岸边起重机械高新技术特别是自动化控制技术得到了全面发展，但是，目前使用的集装箱码头的装卸系统中，存在着如下的问题。一般而言，集装箱码头可以分为码头前方(岸边)和码头后方(堆场)两部分，码头前方的岸边起重机用于将集装箱从集装箱船上装卸，码头后方的堆场用于堆放集装箱。对于堆场集装箱的布置，由两种方案，一种是堆场集装箱的方向平行于船上集装箱的方向，此处的集装箱方向指集装箱的长轴方向。另一种近年来时堆场集装箱方向不同于船上集装箱的方向，近年来，为了提高堆场起重机的利用率，同时也提高堆场的工作效率，通常采用如下的第二种方法布置集装箱，即：集装箱船上的集装箱方向垂直于堆场的集装箱方向。对于堆场至岸边起重机之间的运输，目前，所采用的方法是由内燃机驱动的水平运输车进行码头前方和后方之间的运输，即对于卸船而言，岸边起重机将集装箱从船上装到水平运输车上，再由水平运输车将集装箱运送到堆场区域，由堆场起重机将集装箱从车上吊起，排列到堆场上。对于货柜车而言，由堆场起重机将集装箱从堆场上吊起，放到车上，再由水平运输车将集装箱运送到岸边起重机下方，由岸边起重机完成装车。

发明内容

发明目的：

针对上述问题，本发明提供一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统。

技术方案：

一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，包括：升降式起重机、集装箱，所述升降式起重机包括处理装置、第一位置追踪芯片、控制装置、本体架台、导轨机构、吊具，所述吊具包括定滑轮以及电磁吸盘，所述本体架台两侧设置有导辊，所述处理装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述吊具连接，所述吊具与所述导轨机构连接，所述第一位置追踪芯片安装于集装箱四角，所述第一位置追踪芯片将集装箱位置信息发送至所述处理装置，所述处理装置用于根据所述集装箱位置信息生成第一极坐标范围，所述第一极坐标范围包含于所述集装箱所在位置中，所述处理装置根据所述第一极坐标范围控制所述吊具移动至所述第一极坐标范围内。

作为本发明的一种优选方式，还包括驱动电机以及钢缆绳，所述驱动电机分别与所述处理装置以及钢缆绳连接，所述驱动电机包括缠绕辊，所述钢缆绳一端缠绕于所述缠绕辊，另一端通过所述导辊以及定滑轮连接所述电磁吸盘。

作为本发明的一种优选方式，包括分别位于所述本体架台两侧的四个驱动电机以及对应集装箱四角的吊具，所述吊具通过钢缆绳分别连接位于两侧平行的驱动电机。

作为本发明的一种优选方式，所述钢缆绳分别缠绕于对应驱动电机的缠绕辊上，且同一吊具两侧连接的钢缆绳在所述缠绕辊上缠绕方向相反。

作为本发明的一种优选方式，所述定滑轮为定滑轮组，所述定滑轮组包括两个定滑轮。

作为本发明的一种优选方式，还包括货柜车，所述货柜车四角安装有第二位置追踪芯片，所述第二位置追踪芯片将所述货柜车的位置发送至所述处理装置，所述处理装置根据所述货柜车位置生成第二极坐标范围。

作为本发明的一种优选方式，所述第一位置追踪芯片将集装箱位置信息发送至所述处理装置，所述处理装置生成第三极坐标范围，所述第三极坐标范围小于所述第二极坐标范围，所述处理装置根据所述第二极坐标范围以及第三极坐标范围的包含关系判断所述集装箱与货柜车的位置关系，并根据所述位置关系发送控制指令至所述控制装置，所述控制装置控制所述吊具的行动。

作为本发明的一种优选方式，所述处理装置中设置有预设吊具位置，所述预设吊具位置在所述处理装置中体现为预设极坐标，所述预设吊具位置关于所述本体架台台面的中心呈中心对称。

作为本发明的一种优选方式，所述本体架台包括架台脚、台面、梁桥架，所述架台脚与所述梁桥架连接，所述梁桥架与所述台面连接，所述导轨机构设置于所述台面，所述架台脚设置有若干车轮，所述车轮两两间通过铰接均衡架装置连接。

作为本发明的一种优选方式，所述本体架台接触的地面设置有凹型轨道，所述车轮安置于所述凹型轨道中。

本发明实现以下有益效果：

1.利用极坐标对吊具以及集装箱进行标注，并根据集装箱对应的极坐标范围进行吊具的控制，从而达到自动化的集装箱卸船过程。

2.利用极坐标对货柜车进行标注，并同吊具以及集装箱的极坐标进行对比，通过对比情况进行吊具的控制，从而达到自动化的集装箱装车过程。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为升降式起重机的示意图；

图2为升降式起重机的仰视图；

图3为吊具及钢缆绳连接示意图；

图4为系统框架图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

参考图为图1-4。一种基于极坐标的智能集装箱2装卸系统，包括：升降式起重机1、集装箱2，所述升降式起重机1包括处理装置3、第一位置追踪芯片4、控制装置5、本体架台6、导轨机构7、吊具8，所述吊具8包括定滑轮9以及电磁吸盘10，所述本体架台6两侧设置有导辊11，所述处理装置3与所述控制装置5连接，所述控制装置5与所述吊具8连接，所述吊具8与所述导轨机构7连接，所述第一位置追踪芯片4安装于集装箱2四角，所述第一位置追踪芯片4将集装箱2位置信息发送至所述处理装置3，所述处理装置3用于根据所述集装箱2位置信息生成第一极坐标范围，所述第一极坐标范围包含于所述集装箱2所在位置中，所述处理装置3根据所述第一极坐标范围控制所述吊具8移动至所述第一极坐标范围内。

作为本发明的一种优选方式，还包括驱动电机12以及钢缆绳13，所述驱动电机12分别与所述处理装置3以及钢缆绳13连接，所述驱动电机12包括缠绕辊14，所述钢缆绳13一端缠绕于所述缠绕辊14，另一端通过所述导辊11以及定滑轮9连接所述电磁吸盘10。

作为本发明的一种优选方式，包括分别位于所述本体架台6两侧的四个驱动电机12以及对应集装箱2四角的吊具8，所述吊具8通过钢缆绳13分别连接位于两侧平行的驱动电机12。

作为本发明的一种优选方式，所述钢缆绳13分别缠绕于对应驱动电机12的缠绕辊14上，且同一吊具8两侧连接的钢缆绳13在所述缠绕辊14上缠绕方向相反。

作为本发明的一种优选方式，所述定滑轮9为定滑轮组，所述定滑轮组包括两个定滑轮9。

在具体实施过程中，所述本体架台6包括矩形台面17，所述处理装置3根据矩形台面17的形状生成极坐标系，所述升降式起重机1移动，将集装箱2覆盖于所述本体架台6下，以便所述处理装置3做出判断处理。在所述升降式起重机1进行卸船时，所述第一位置追踪芯片4发送集装箱2的位置至所述处理装置3，所述处理装置3根据所述第一位置追踪芯片4位置生成极坐标，所述集装箱2表面为矩形，所述极坐标连接成矩形极坐标范围，所述极坐标范围作为各第一位置追踪芯片4对应的集装箱2所在位置的极坐标范围。所述处理装置3根据所述极坐标范围向所述控制装置5发送控制指令，所述控制装置5控制所述吊具8在所述导轨机构7上滑动，在所述吊具8滑动过程中，所述处理装置3向所述驱动电机12发送驱动指令，所述驱动电机12根据所述驱动指令转动所述缠绕辊14，值得一提的是，所述吊具8两侧的钢缆绳13一端缠绕着的缠绕辊14在与之对应的驱动电机12的驱动下转动，且两个缠绕辊14在与之对应的驱动电机12的驱动下按照相同的方向旋转，以便于所述控制装置5控制所述吊具8滑动。所述处理装置3根据所述吊具8在所述本体架台6的位置生成所述吊具8的极坐标，所述处理装置3根据所述吊具8的极坐标判断所述控制装置5是否将所述吊具8滑动至所述第一极坐标范围内，若是，则所述处理装置3向所述驱动电机12发送驱动指令，所述驱动电机12控制所述吊具8两侧的钢缆绳13一端缠绕的缠绕辊14旋转，且两侧的缠绕辊14按照不同方向旋转，从而可以依靠所述电磁吸盘10的自重将所述钢缆绳13放长，所述钢缆绳13通过所述导辊11以及定滑轮9将所述电磁吸盘10放下，所述电磁吸盘10吸附所述集装箱2，此时，所述处理装置3向所述驱动电机12发送回收指令，所述驱动电机12控制所述缠绕辊14反方向旋转，将所述电磁吸盘10以及所述集装箱2吊起。

实施例二：

参考图为图1-4。针对实施例一，本实施例的不同点在于：

作为本发明的一种优选方式，还包括货柜车，所述货柜车四角安装有第二位置追踪芯片15，所述第二位置追踪芯片15将所述货柜车的位置发送至所述处理装置3，所述处理装置3根据所述货柜车位置生成第二极坐标范围。

作为本发明的一种优选方式，所述第一位置追踪芯片4将集装箱2位置信息发送至所述处理装置3，所述处理装置3生成第三极坐标范围，所述第三极坐标范围小于所述第二极坐标范围，所述处理装置3根据所述第二极坐标范围以及第三极坐标范围的包含关系判断所述集装箱2与货柜车的位置关系，并根据所述位置关系发送控制指令至所述控制装置5，所述控制装置5控制所述吊具8的行动。作为本发明的一种优选方式，所述处理装置3中设置有预设吊具8位置，所述预设吊具8位置在所述处理装置3中体现为预设极坐标，所述预设吊具8位置关于所述本体架台6台面17的中心呈中心对称。

在具体实施过程中，所述第二追踪芯片将所述货柜车的四个角的位置发送至所述处理装置3，所述处理装置3根据所述货柜车的四角的位置生成所述货柜车四角的极坐标，由于货柜车面形状为长方形，因此，相邻的第二位置追踪芯片15的极坐标相连生成的极坐标范围即为所述货柜车的所在位置的极坐标，并将所述极坐标记为第二极坐标范围；在所述升降式起重机1进行装车时，所述第一位置追踪芯片4将位置信息发送至所述处理装置3，所述第一位置追踪芯片4的位置信息为所述集装箱2的实时位置，所述处理装置3根据所述实时位置生成第三极坐标范围。值得一提的是，所述第一位置追踪芯片4连成的矩形小于所述第二位置追踪芯片15连成的矩形，因此，所述第三极坐标范围小于所述第二极坐标范围。所述处理装置3通过根据所述第二位置追踪芯片15所生成的极坐标是否都包含于所述第二极坐标范围内，若否，则所述处理装置3向所述控制装置5发送控制指令，所述控制装置5控制所述吊具8在所述导轨机构7上移动，所述处理装置3同时根据所述控制指令驱动所述驱动电机12控制所述吊具8两侧的钢缆绳13缠绕的缠绕辊14同向旋转，以便所述控制装置5控制所述吊具8在所述导轨机构7上移动；若所述处理装置3判断所述第二位置追踪芯片15所生成的极坐标包含于所述第二极坐标范围内，则所述处理装置3控制所述驱动电机12旋转所述缠绕辊14，所述缠绕辊14绕不同方向旋转从而释放所述钢缆绳13，所述电磁吸盘10通过自重下降。

值得一提的是，所述预设吊具8位置的预设极坐标作为所述处理装置3控制所述吊具8的电磁吸盘10吸附的集装箱2在所述导轨机构7上滑动的目标位置。

实施例三：

参考图为图1-4。针对实施例一，本实施例的不同点在于：

作为本发明的一种优选方式，所述本体架台6包括架台脚16、台面17、梁桥架18，所述架台脚16与所述梁桥架18连接，所述梁桥架18与所述台面17连接，所述导轨机构7设置于所述台面17，所述架台脚16设置有若干车轮19，所述车轮19两两间通过铰接均衡架装置20连接。

作为本发明的一种优选方式，所述本体架台6接触的地面设置有凹型轨道，所述车轮19安置于所述凹型轨道中。

在具体实施过程中，所述梁桥架18包括两个长梁以及两个短梁，所述长梁横向连接，所述短梁纵向连接，所述架台脚16连接于所述短梁，所述架台脚16利用所述长梁以及短梁固定，所述架台脚16与所述长梁以及短梁通过斜梁固定。所述梁架桥内侧有凸边，所述凸边用于承接所述台面17，所述台面17与所述梁架桥焊接，所述导轨机构7嵌于所述台面17的底面。所述架台脚16上设置的车轮19镶嵌于所述凹型轨道中，所述车轮19间通过铰接均衡架装置20两两固定，有效的消除了传动干涉，保持所述车轮19间的稳定。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，包括：升降式起重机、集装箱，所述升降式起重机包括处理装置、第一位置追踪芯片、控制装置、本体架台、导轨机构、吊具，所述吊具包括定滑轮以及电磁吸盘，所述本体架台两侧设置有导辊，所述处理装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述吊具连接，所述吊具与所述导轨机构连接，其特征在于：所述第一位置追踪芯片安装于集装箱四角，所述第一位置追踪芯片将集装箱位置信息发送至所述处理装置，所述处理装置用于根据所述集装箱位置信息生成第一极坐标范围，所述第一极坐标范围包含于所述集装箱所在位置中，所述处理装置根据所述第一极坐标范围控制所述吊具移动至所述第一极坐标范围内。

2.根据权利要求1所述的一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，其特征在于：还包括驱动电机以及钢缆绳，所述驱动电机分别与所述处理装置以及钢缆绳连接，所述驱动电机包括缠绕辊，所述钢缆绳一端缠绕于所述缠绕辊，另一端通过所述导辊以及定滑轮连接所述电磁吸盘。

3.根据权利要求2所述的一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，其特征在于：包括分别位于所述本体架台两侧的四个驱动电机以及对应集装箱四角的吊具，所述吊具通过钢缆绳分别连接位于两侧平行的驱动电机。

4.根据权利要求3所述的一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，其特征在于：所述钢缆绳分别缠绕于对应驱动电机的缠绕辊上，且同一吊具两侧连接的钢缆绳在所述缠绕辊上缠绕方向相反。

5.根据权利要求4所述的一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，其特征在于：所述定滑轮为定滑轮组，所述定滑轮组包括两个定滑轮。

6.根据权利要求1所述的一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，其特征在于：还包括货柜车，所述货柜车四角安装有第二位置追踪芯片，所述第二位置追踪芯片将所述货柜车的位置发送至所述处理装置，所述处理装置根据所述货柜车位置生成第二极坐标范围。

7.根据权利要求6所述的一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，其特征在于：所述第一位置追踪芯片将集装箱位置信息发送至所述处理装置，所述处理装置生成第三极坐标范围，所述第三极坐标范围小于所述第二极坐标范围，所述处理装置根据所述第二极坐标范围以及第三极坐标范围的包含关系判断所述集装箱与货柜车的位置关系，并根据所述位置关系发送控制指令至所述控制装置，所述控制装置控制所述吊具的行动。

8.根据权利要求1所述的一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，其特征在于：所述处理装置中设置有预设吊具位置，所述预设吊具位置在所述处理装置中体现为预设极坐标，所述预设吊具位置关于所述本体架台台面的中心呈中心对称。

9.根据权利要求1所述的一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，其特征在于：所述本体架台包括架台脚、台面、梁桥架，所述架台脚与所述梁桥架连接，所述梁桥架与所述台面连接，所述导轨机构设置于所述台面，所述架台脚设置有若干车轮，所述车轮两两间通过铰接均衡架装置连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统，其特征在于：所述本体架台接触的地面设置有凹型轨道，所述车轮安置于所述凹型轨道中。