CN110015617A - 一种自动化集装箱门式起重机控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，包括：用于处理数据信息的中央数据处理器。与所述中央数据处理器连接，用于扫描集卡车辆位置的集卡车辆位置扫描系统。与所述中央数据处理器连接，用于指示车辆移动的指示系统。与所述中央数据处理器连接的着箱系统。与所述中央数据处理器连接，用于监测吊具竖直方向位置、集装箱偏转方向的吊具位置控制系统。与所述中央数据处理器连接的集装箱堆垛扫描系统。与所述中央数据处理器连接的报警装置。本申请提供的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，相较于现有技术而言，实现了门式起重机在集装箱装卸过程中的全自动控制。减少工作人员的工作量，节约企业人力成本，提高生产效率。

Description

一种自动化集装箱门式起重机控制系统

技术领域

本申请涉及起重机控制技术领域，更具体地说，尤其涉及自动化集装箱门式起重机控制系统。

背景技术

随着全球化经济发展，集装箱物流运输增长快速，各地港口码头及货场不断建设，目前起重机主要以人工上机操作为主，人工操作由于需要长时间弯腰下看，容易疲劳，工作强度大，且成本高，为了提高码头装卸集装箱的效率和节省人力的需要，提高起重机的装卸准确度和速度，缩短了装卸集装箱的时间，提高了整个内陆堆场的运作效率。

然而，现有技术中，管理集装箱门式起重机的系统还存自动化程度低，需要耗费大量人力物力进行控制管理缺陷。

因此，如何提供一种自动化集装箱门式起重机控制系统，其能够具有智能化感应、扫描、识别、定位、监控的优势，节约人力物力，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其便于吊装运输，且更加环保。

本申请提供的技术方案如下：

本申请提供一种自动控制的集装箱门式起重机控制系统，包括：用于处理数据信息的中央数据处理器。与所述中央数据处理器连接，用于扫描集卡车辆位置的集卡车辆位置扫描系统。与所述中央数据处理器连接，用于指示车辆移动的指示系统。与所述中央数据处理器连接，用于控制吊具着箱的着箱系统。与所述中央数据处理器连接，用于监测吊具竖直方向位置、集装箱偏转方向的吊具位置控制系统。与所述中央数据处理器连接，用于监控集装箱堆垛高度的集装箱堆垛扫描系统。与所述中央数据处理器连接，用于发出警报的报警装置。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述集卡车辆位置扫描系统包括：设置在集装箱装卸区前端，用于监测车辆左右位置的第一车辆位置探头。设置在集装箱装卸区侧方，用于监测车辆前后位置的第二车辆位置探头。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述报警装置包括：用于接收所述中央数据处理器报警指令，并发出报警信息的警报发生器。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述着箱系统包括：设置在门式起重机吊具上的激光发射器。设置在门式起重机吊具上的激光采集器。激光发射器发射的激光平行于集装箱的竖向箱壁。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述吊具位置控制系统包括：设置在门式起重机小车架下方的位置扫描仪。设置在门式起重机吊具上方的反射底板。位置扫描仪发射和接收光信号或超声波信号。反射底板用于反射光信号或超声波信号。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，集装箱堆垛扫描系统包括：设置在门式起重机吊具四周的集装箱检测探头。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于监控起重机周围环境的起重机摄像管理系统。起重机摄像管理系统包括：设置在门式起重机机架上，用于监控堆场情况、车道情况的摄像头。摄像头采集到的数据传输至中央数据处理器。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于检测集卡车辆竖直方向位置的集卡车辆防吊起保护系统。所述集卡车辆防吊起保护系统包括：设置再门式起重机机架上的集卡车辆高度检测探头。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于分析和判断图像内容的远程网络视觉系统。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于引导车体移动的自动人声语音引导系统。所述自动人声语音引导系统包括：声音播放器、用于获取集卡车辆实时位置信息的集卡车辆位置扫描定位装置。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于识别集装箱箱号的集装箱号码识别系统。与所述中央数据处理器连接，用于检测和验证集卡车辆信息的集卡车辆号码识别系统。

本发明提供的一种自动控制的集装箱门式起重机控制系统，包括：用于处理数据信息的中央数据处理器。与所述中央数据处理器连接，用于扫描集卡车辆位置的集卡车辆位置扫描系统。与所述中央数据处理器连接，用于指示车辆移动的指示系统。与所述中央数据处理器连接，用于控制吊具着箱的着箱系统。与所述中央数据处理器连接，用于监测吊具竖直方向位置、集装箱偏转方向的吊具位置控制系统。与所述中央数据处理器连接，用于监控集装箱堆垛高度的集装箱堆垛扫描系统。与所述中央数据处理器连接，用于发出警报的报警装置。本申请涉及的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，相较于现有技术而言，在集卡车辆位置扫描系统和指示系统的协同作用下，能够引导集卡车辆调整好在集装箱装卸区的车体位置。自动识别集装箱位置，自动驱动门式起重机小车移动至待装卸集装箱的顶部，并自动放下吊具。在吊具着箱系统的作用下，使得吊具准确的下降到集装箱的上端，从而快速夹紧夹紧集装箱。在吊具位置控制系统的作用下，实时监控吊具和集装箱的位置和角度。再结合集装箱堆垛扫描系统，自动按要求对集装箱进行堆垛。从而实现了门式起重机在集装箱装卸过程中的全自动控制。减少工作人员的工作量，节约企业人力成本，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的自动控制的集装箱门式起重机控制系统的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

请如图1所示，本申请实施例提供的一种自动控制的集装箱门式起重机控制系统，包括：用于处理数据信息的中央数据处理器1。与所述中央数据处理器1连接，用于扫描集卡车辆位置的集卡车辆位置扫描系统2。与所述中央数据处理器1连接，用于指示车辆移动的指示系统。与所述中央数据处理器1连接，用于控制吊具着箱的着箱系统3。与所述中央数据处理器1连接，用于监测吊具竖直方向位置、集装箱偏转方向的吊具位置控制系统4。与所述中央数据处理器1连接，用于监控集装箱堆垛高度的集装箱堆垛扫描系统5。与所述中央数据处理器连接的报警装置12。本申请涉及的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，相较于现有技术而言，在集卡车辆位置扫描系统2和指示系统的协同作用下，能够引导集卡车辆调整好在集装箱装卸区的车体位置。自动识别集装箱位置，自动驱动门式起重机小车移动至待装卸集装箱的顶部，并自动放下吊具。在吊具着箱系统3的作用下，使得吊具准确的下降到集装箱的上端，从而快速夹紧夹紧集装箱。在吊具位置控制系统4的作用下，实时监控吊具和集装箱的位置和角度。再结合集装箱堆垛扫描系统5，自动按要求对集装箱进行堆垛。从而实现了门式起重机在集装箱装卸过程中的全自动控制。减少工作人员的工作量，节约企业人力成本，提高生产效率。

本发明实施例提供一种自动控制的集装箱门式起重机控制系统，包括：用于处理数据信息的中央数据处理器1。与所述中央数据处理器1连接，用于扫描集卡车辆位置的集卡车辆位置扫描系统2。与所述中央数据处理器1连接，用于指示车辆移动的指示系统。与所述中央数据处理器1连接，用于控制吊具着箱的着箱系统3。与所述中央数据处理器1连接，用于监测吊具竖直方向位置、集装箱偏转方向的吊具位置控制系统4。与所述中央数据处理器1连接，用于监控集装箱堆垛高度的集装箱堆垛扫描系统5。与所述中央数据处理器连接的报警装置12。

具体地，在本发明实施例中，自动控制的集装箱门式起重机控制系统，还包括：与所述中央数据处理器连接，报警装置12。若中央数据处理器判定控制系统出现问题，则发送指令至报警装置12。由报警装置12发送警报提醒工作人员。

具体地，在本发明实施例中，所述集卡车辆位置扫描系统2包括：设置在集装箱装卸区前端，用于监测车辆左右位置的第一车辆位置探头。设置在集装箱装卸区侧方，用于监测车辆前后位置的第二车辆位置探头。

更为具体地阐述，本发明实施例中，集卡车辆位置扫描系统2(Chassis AlignmentSystem，简称CAS)。当集卡车辆进入RMG装卸集装箱的区域范围时，CAS系统自动进行集卡车辆的扫描，CAS系统不仅能识别出集卡车辆是单层集卡车辆还是双层集卡车辆，更为重要的是能扫描识别集卡车辆的移动位置并将集卡车辆的位置信息与交通指示灯进行信息交互，以交通指示灯的灯光和箭头引导集卡车辆司机进行准确的前进、后退或停车操作，使集卡车辆在短时间抵达预定的停靠地点以便轨道吊能准确、快速地进行装卸集装箱的抓箱或着箱动作。

具体地，在本发明实施例中，所述报警装置包括：用于接收所述中央数据处理器报警指令，并发出报警信息的警报发生器。

更为具体地阐述，本发明实施例中，所述报警发生器通过发出声音或者发出光线作为提醒工作人员的方式。

具体地，在本发明实施例中，所述着箱系统3包括：设置在门式起重机吊具上的激光发射器。设置在门式起重机吊具上的激光采集器。激光发射器发射的激光平行于集装箱的竖向箱壁。

更为具体地阐述，本发明实施例中，着箱系统3(Final Landing System，简称FLS)。FLS系统通过吊具四角上安装的摄像头或激光仪进行集装箱位置的识别、吊具位置的识别及调整。以激光仪元件为位置检测的FLS系统，通过安装在吊具四角上的激光限位发射出激光束，4条激光束与集装箱的竖向四面箱壁平行。当吊具动作时，如激光束照射在集装箱上，FLS系统会采集激光束反馈的信息，调整吊具位置使激光束保持与待吊集装箱的竖向四面箱壁保持平行，从而使吊具能准确的进行着箱动作，避免吊具歪斜地放置在集装箱上。

具体地，在本发明实施例中，所述吊具位置控制系统4包括：设置在门式起重机小车架下方的位置扫描仪。设置在门式起重机吊具上方的反射底板。位置扫描仪发射和接收光信号或超声波信号。反射底板用于反射光信号或超声波信号。

更为具体地阐述，本发明实施例中，吊具位置控制系统4(Spreader PositionControl System，简称SPCS)。SPCS系统通过RMG小车架下方安装的2个SPCS扫描仪和吊具上安装的反射底板在吊具起升和下降的过程中实时检测吊具和集装箱的位置。在装载或卸下集装箱时，SPCS系统自动检测吊具和集装箱的位置是否有倾回转并根据检测的位置信息指令吊具进行倾回转调整，从而保障RMG装卸集装箱的位置精度。

具体地，在本发明实施例中，集装箱堆垛扫描系统5包括：设置在门式起重机吊具四周的集装箱检测探头。

更为具体地阐述，本发明实施例中，集装箱堆垛扫描系统5(Spreader ProfileScanning System，简称SPSS)。SPSS系统用来扫描、检测RMG吊具下方集装箱单排的堆垛层数及堆垛高度，若所检测的集装箱堆垛高度需与ABMS系统中设定的高度一致，方能使集装箱的装卸作业继续运行。SPSS系统还可检测吊具平行移动与集装箱的堆垛是否会发生撞击，当SPSS系统扫描、检测到运行的吊具和集装箱堆垛高度数据与ABMS系统中设定的高度不一致时，即吊具可能会撞击堆垛在地面上的集装箱，SPSS系统会发出停止小车和吊具的运行，从而防止RMG吊具撞击堆场集装箱事故的发生。

具体地，在本发明实施例中，还包括：与所述中央数据处理器1连接，用于监控起重机周围环境的起重机摄像管理系统6。起重机摄像管理系统6包括：设置在门式起重机机架上，用于监控堆场情况、车道情况的摄像头。摄像头采集到的数据传输至中央数据处理器1。

更为具体地阐述，本发明实施例中，起重机摄像管理系统6(Crane VideoManagement System，简称CVMS)。CVMS系统通过RMG上安装的多个摄像头对堆场情况、车道情况及同堆场内其他RMG的运行情况进行实时监控，将各部位对应的监控画面同步传输至CVMS系统信息处理中心和码头的中控远程控制操作室(简称ACOC)。CVMS系统是RMG安装的所有画面监控摄像头的综合管理系统，该系统按照ACOC的要求对堆场、车道、RMG运行等情况和状态进行查看和监控，同时CVMS系统还可根据需要进行摄像画面的切换，对RMG四周情况进行无死角查看和监控。

具体地，在本发明实施例中，还包括：与所述中央数据处理器1连接，用于检测集卡车辆竖直方向位置的集卡车辆防吊起保护系统7。所述集卡车辆防吊起保护系统7包括：设置再门式起重机机架上的集卡车辆高度检测探头。

更为具体地阐述，本发明实施例中，集卡车辆防吊起保护系统7(Chassis LiftProtection System，简称CLPS)。当RMG吊具闭锁后起吊装载在集卡车辆上的集装箱时，若集卡车辆上锁住集装箱的锁头并未打开，吊具会将集装箱连同装载的集卡车辆一同吊起，出现这种情况极易造成集卡车辆的损坏，甚至威胁到集卡车辆司机的人身安全。RMG的CLPS系统能扫描到集卡车辆的位置，如CLPS扫描集卡车辆升高至超过安全设定高度1m时，RMG会停止起升操作，起到自动保护集卡车辆、司机及集装箱安全的作用。

具体地，在本发明实施例中，还包括：与所述中央数据处理器1连接，用于分析和判断图像内容的远程网络视觉系统8。

更为具体地阐述，本发明实施例中，远程网络视觉系统8(Remote Vision System/Network Video Recorder，简称RVS或NVR)。RVS/NVR系统是在摄像头画面监控的基础上增加了画面检测，将获得的实时监控画面与预先设定的Video Encoder画面对比、分析，以检测RMG的手、自动运行状况是否在设定操作范围内。该系统还具备监控画面的存储功能，以便后续调出监控画面进行分析。

具体地，在本发明实施例中，还包括：与所述中央数据处理器1连接，用于引导车体移动的自动人声语音引导系统9。所述自动人声语音引导系统9包括：声音播放器、用于获取集卡车辆实时位置信息的集卡车辆位置扫描定位装置。

更为具体地阐述，本发明实施例中，自动人声自动人声语音引导系统9(PublicAddress，简称PA)。当集卡车辆进入堆场外的专用车道并靠近轨道吊时，通过RMG的扫描和定位系统对行进中的集卡车辆进行语音引导，使集卡车辆抵达准确的停车位置。当集卡车辆还需继续向前行驶时，PA系统就会持续发出“前进”的语音提示，集卡车辆抵达预定的准确位置，PA系统发出“停止”的语音提示。当集卡车辆行驶超过预定停车位置时，PA系统持续发出“后退”的语音提示，集卡车辆后退至预定的准确位置，PA系统发出“停止”的语音提示。通过PA系统的语音提示，可指引司机短在时间内将集卡车辆停泊至预定位置，从而确保自动化起重机能进行快速的集装箱装卸作业。

具体地，在本发明实施例中，还包括：与所述中央数据处理器1连接，用于识别集装箱箱号的集装箱号码识别系统10。与所述中央数据处理器1连接，用于检测和验证集卡车辆信息的集卡车辆号码识别系统11。

更为具体地阐述，本发明实施例中，集装箱号码识别系统10(Container NumberRecognition System，简称CNRS)。RMG鞍梁、支腿等部位安装了多个识别集装箱前后、侧面及顶上号码的CNRS摄像头，装载集装箱的集卡车辆抵达RMG侧下方时，通过CNRS摄像头的摄像功能将集装箱号码的画面传输到CNRS系统，之后CNRS系统以图像识别技术识别、读取并记录集装箱的号码，将集装箱的号码转换为计算机能够识别的数字和字母并把读取的集装箱号码传输给RMG的控制系统及堆场管理系统。

更为具体地阐述，本发明实施例中，集卡车辆号码识别系统11(Prime MoverNumber Recognition System，简称PMNRS)。PM是用来连接岸边集装箱起重机与RMG之间往来运输集装箱的码头内部集卡车辆或外部集卡车辆。集装箱的装卸需识别、核对与记录集卡车辆车头的编号，是RMG上PMNRS系统的主要功能。每辆集卡车辆的车头侧上方安装了带有集卡车辆信息的Tag标签，当集卡车辆靠近轨道吊时，安装在RMG鞍梁部位的PMNRS系统通过RFID射频识别功能读取集卡车辆Tag标签上的数据，从而获取集卡车辆的信息。

目前，单个的自动化系统均已集成为一个或多个电气系统元件，自动化港口集装箱内陆堆场起重机以RFID射频识别、远红外射线传感器技术、位置监控技术、激光扫描成像及定位、摄像识别及监控等技术通过网络通讯协议进行快速信息交互，从而实现智能化感应、扫描、识别、定位、监控等操作。

本发明公开了一种自动化集装箱门式起重机控制系统，可以通过码头中控室发布的集装箱位置信息和箱号信息，自动行走到相应区域抓取集装箱及卸箱。无人操作的全自动化集装箱门式起重机装卸效率非常高，减少了集装箱船舶尤其是大型集装箱船舶的滞留时间，大幅提高了港口的集装箱吞吐量，从而为集装箱港口带来了巨大的经济效益。

由上，本发明实施例涉及的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，相较于现有技术而言，能够具有智能化感应、扫描、识别、定位、监控的优势，实现了门式起重机在集装箱装卸过程中的全自动控制。从而减少工作人员的工作量，节约企业人力成，提高生产效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，包括：

用于处理数据信息的中央数据处理器；

与所述中央数据处理器连接，用于扫描集卡车辆位置的集卡车辆位置扫描系统；

与所述中央数据处理器连接，用于指示车辆移动的指示系统；

与所述中央数据处理器连接，用于控制吊具着箱的着箱系统；

与所述中央数据处理器连接，用于监测吊具竖直方向位置、集装箱偏转方向的吊具位置控制系统；

与所述中央数据处理器连接，用于监控集装箱堆垛高度的集装箱堆垛扫描系统；

与所述中央数据处理器连接，用于发出警报的报警装置。

2.根据权利要求1所述的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，所述集卡车辆位置扫描系统包括：设置在集装箱装卸区前端，用于监测车辆左右位置的第一车辆位置探头；设置在集装箱装卸区侧方，用于监测车辆前后位置的第二车辆位置探头；和/或

所述报警装置包括：用于接收所述中央数据处理器报警指令，并发出报警信息的警报发生器。

3.根据权利要求2所述的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，所述着箱系统包括：设置在门式起重机吊具上的激光发射器；设置在门式起重机吊具上的激光采集器；激光发射器发射的激光平行于集装箱的竖向箱壁。

4.根据权利要求3所述的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，所述吊具位置控制系统包括：设置在门式起重机小车架下方的位置扫描仪；设置在门式起重机吊具上方的反射底板；位置扫描仪发射和接收光信号或超声波信号；反射底板用于反射光信号或超声波信号。

5.根据权利要求4所述的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，集装箱堆垛扫描系统包括：设置在门式起重机吊具四周的集装箱检测探头。

6.根据权利要求5所述的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于监控起重机周围环境的起重机摄像管理系统；起重机摄像管理系统包括：设置在门式起重机机架上，用于监控堆场情况、车道情况的摄像头；摄像头采集到的数据传输至中央数据处理器。

7.根据权利要求6所述的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于检测集卡车辆竖直方向位置的集卡车辆防吊起保护系统；所述集卡车辆防吊起保护系统包括：设置再门式起重机机架上的集卡车辆高度检测探头。

8.根据权利要求7所述的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于分析和判断图像内容的远程网络视觉系统。

9.根据权利要求8所述的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于引导车体移动的自动人声语音引导系统；所述自动人声语音引导系统包括：声音播放器、用于获取集卡车辆实时位置信息的集卡车辆位置扫描定位装置。

10.根据权利要求9所述的自动控制的集装箱门式起重机控制系统，其特征在于，还包括：与所述中央数据处理器连接，用于识别集装箱箱号的集装箱号码识别系统；与所述中央数据处理器连接，用于检测和验证集卡车辆信息的集卡车辆号码识别系统。