CN112520338B - 一种自动化堆场及其工作方法、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化堆场包括：货架单元，用于存放集装箱；第一轨道，沿货架单元的延伸方向设置；搬运设备，设于第一轨道上方，搬运设备能够沿第一轨道行走，用于对集装箱进行搬运，以及将集装箱放置于货架单元中或从货架单元中取出；第一缓存装置，设于货架单元靠近陆侧端的一侧；第二缓存装置，设于货架单元靠近海侧端的一侧；控制系统，用于控制搬运设备行走及从货架单元中取放集装箱。本发明能够提高堆场空间利用率和集装箱装卸效率，提高堆场自动化水平。本发明还提供了一种自动化堆场的工作方法及存储介质。

Description

一种自动化堆场及其工作方法、存储介质

技术领域

本发明涉及港口集装箱转存装置技术领域，特别涉及一种自动化堆场及其工作方法、存储介质。

背景技术

集装箱的装卸作业具有高效、安全、便于运输等优点，所以集装箱运输得以快速发展。随着集装箱船舶的大型化，集装箱的吞吐量不断增大，现有技术中存在堆场利用率低、装卸效率低、集装箱堆叠稳定性差等问题。CN108910544A提出了一种智能港口集装箱装卸系统，用于对小型集装箱进行装卸转运，采用叉车取放集装箱占用操作空间大，不利于提高堆场空间利用率，不利于进一步提高装卸效率，自动化水平低不利于大规模推广。

发明内容

本发明的目的在于解决集装箱堆场空间利用率低、集装箱装卸效率低的问题。本发明提供了一种自动化堆场及其工作方法、存储介质，可提高码头堆场空间利用率，减少装卸等待时间，提高集装箱装卸效率及自动化水平。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种自动化堆场，设于码头上，用于转存集装箱，包括：货架单元，用于存放集装箱；第一轨道，沿货架单元的延伸方向设置；搬运设备，设于第一轨道上方，搬运设备能够沿第一轨道运行，用于对集装箱进行搬运，以及将集装箱放置于货架单元上或从货架单元中取出；第一缓存装置，设于货架单元靠近陆侧端的一侧；第二缓存装置，设于货架单元靠近海侧端的一侧；控制系统，用于控制搬运设备行走和从货架单元中取放集装箱。

可选地，还包括第二轨道，第二轨道设于货架单元靠近陆侧端的一侧，第二轨道上方设有搬运行车，搬运行车能够沿第二轨道行走，搬运行车用于将陆侧端的集装箱搬运至第一缓存装置上，或将置于第一缓存装置上的集装箱搬运至陆侧端。

可选地，第一缓存装置下方还设有第三轨道，第一缓存装置为第一缓存小车，其能够沿第三轨道703行走；第二缓存装置下方还设有第四轨道，第二缓存装置为第二缓存小车，其能够沿第四轨道行走。

可选地，货架单元包括两个相对镜像设置的货架，第一轨道设于两货架之间，货架为多层结构，且每层上均设有多个单元格。

可选地，货架单元的数量为多个，各货架单元平行设置，且各货架单元的海侧端和陆侧端两侧均设有第三轨道、第四轨道、位于第三轨道上方的第一缓存小车和位于第四轨道上方的第二缓存小车。

可选地，各第一轨道上方均设有两个搬运设备。

可选地，第一轨道与第三轨道和第四轨道平行设置，第一轨道与第二轨道垂直设置。

可选地，控制系统包括：

存储单元，用于存储作业指令；

显示单元，用于显示作业指令，以供用户选择，并接收用户所选择的作业指令；

处理单元，用于根据用户选择的作业指令控制自动化堆场对集装箱进行入库或出库。

可选地，存储单元还用于存储包含入库集装箱位置信息的信息数据组，信息数据组用于记录入库集装箱的存储位置。

可选地，信息数据组包括入库集装箱的集装箱编码，以及集装箱所存入的单元格的单元格编码。

可选地，作业指令包括入库指令和出库指令，显示单元还用于显示与出库指令所对应的预出库集装箱的信息数据组。

可选地，入库指令包括陆侧入库指令和海侧入库指令，出库指令包括陆侧出库指令和海侧出库指令。

可选地，自动化堆场还包括传感系统和警示装置，传感系统与警示装置分别与控制系统电连接。

可选地，传感系统包括：

第一传感器，设于陆侧端的出入库放置区域，用于检测出入库放置区域内是否放置有集装箱；

第二传感器，设于第一缓存装置上，用于检测第一缓存装置上是否放置有集装箱；

第三传感器，设于所示第三轨道上，用于检测第一缓存装置的运行位置；

第四传感器，设于第二缓存装置上，用于检测第二缓存装置上是否放置有集装箱；

第五传感器，设于第四轨道上，用于检测第二缓存装置的运行位置；

第六传感器，设于第二轨道上，用于检测搬运行车的运行位置；

第七传感器，设于单元格内，用于检测单元格内是否存放有集装箱；

扫描器，设于第一缓存装置和第二缓存装置上，用于获取集装箱的集装箱编码。

可选地，警示装置设于第一缓存装置和第二缓存装置上，当第一缓存装置上放置有集装箱和/或与该第一缓存装置相对应的货架单元无空置单元格时，设于该第一缓存装置上的警示装置处于报警状态；当第一缓存装置上未放置有集装箱，且与该第一缓存装置相对应的货架单元有空置单元格时，设于该第一缓存装置上的警示装置处于非报警状态；当第二缓存装置上放置有集装箱和/或与该第二缓存装置相对应的货架单元无空置单元格时，设于该第二缓存装置上的警示装置处于报警状态；当第二缓存装置上未放置有集装箱，且与该第二缓存装置相对应的货架单元有空置单元格时，设于该第二缓存装置上的警示装置处于非报警状态。

可选地，自动化堆场通过运输装置对集装箱进行入库前或出库后的运输。

可选地，运输装置包括集卡和跨运车，其中，集卡用于对自动化堆场陆侧端的集装箱进行运输，跨运车用于对自动化堆场海侧端的集装箱进行运输。

本发明还提供了一种自动化堆场的工作方法，该方法包括以下步骤：

陆侧端入库步骤，将集装箱置于出入库放置区域，搬运行车在控制系统的控制下将集装箱从出入库放置区域转运至预设的第一缓存装置上，搬运设备在控制系统的控制下将集装箱搬运至预设的单元格中；

陆侧端出库步骤，选取预出库的集装箱所对应的单元格，搬运设备在控制系统的控制下将集装箱从相应的单元格中取出并转运至第一缓存装置上，搬运行车将集装箱从第一缓存装置转运至出入库放置区域；

海侧端入库步骤，将集装箱置于预设的第二缓存装置上，搬运设备在控制系统的控制下将集装箱搬运至预设的单元格中；

海侧端出库步骤，选取预出库的集装箱所对应的单元格，搬运设备在控制系统的控制下将集装箱从相应的单元格中取出并转运至第二缓存装置上。

可选地，在陆侧端入库步骤中，预设的第一缓存装置的选取方法包括：检测第一缓存装置是否为空置状态，并检测与该第一缓存装置相对应的货架单元中是否有空置的单元格；当该第一缓存装置为空置状态，且与该第一缓存装置相对应的货架单元中存在空置的单元格时，该第一缓存装置为备选的第一缓存装置；控制系统选取其中一个备选的第一缓存装置作为预设的第一缓存装置。

可选地，在海侧端入库步骤中，预设的第二缓存装置的选取方法包括：检测第二缓存装置是否为空置状态，并检测与该第二缓存装置相对应的货架单元中是否有空置的单元格，当该第二缓存装置为空置状态，且与该第二缓存装置相对应的货架单元中存在空置的单元格时，该第二缓存装置为备选的第二缓存装置；控制系统选取其中一个备选的第二缓存装置作为预设的第二缓存装置。

可选地，在陆侧端入库步骤和海侧端入库步骤中，预设的单元格的选取方法包括：各检测各单元格是否为空置状态，控制系统选取其中一个空置的单元格作为预设的单元格。

可选地，当第一缓存装置上的警示装置处于报警状态时，搬运行车停止向该第一缓存装置上放置集装箱；当第二缓存装置上的警示装置处于报警状态时，提示用户停止向该第二缓存装置上放置集装箱。

可选地，当集装箱进行入库时，控制系统记录该集装箱的存储位置，当集装箱进行出库时，控制系统根据用户所选择的预出库的集装箱，调取该集装箱的存储位置，对该集装箱进行自动出库。

可选地，当集装箱进行入库时，控制系统记录该集装箱的存储位置的方法包括：

集装箱放置于第一缓存装置或第二缓存装置上后，扫描器获取预入库的集装箱的集装箱编码，控制系统为该集装箱编码匹配相应的单元格编码，搬运设备在控制系统的控制下将集装箱搬运至与单元格编码相对应的单元格中，该集装箱编码与单元格编码形成信息数据组，并存入存储单元中。

可选地，当集装箱进行出库时，控制系统调取该集装箱的存储位置的方法包括：

控制系统根据用户所选取的预出库的集装箱所对应的集装箱编码，调取与该集装箱编码同一数据组中的单元格编码，搬运设备在控制系统的控制下将集装箱从相应的单元格中取出，存储单元将该集装箱的集装箱编码所对应的信息数据组删除。

本发明还提供了一种存储介质，其上存储有多条指令，指令被执行时实现前述自动化堆场的工作方法。

上述技术方案有益效果如下：

本发明提供的自动化堆场采用多个货架单元立体化存储集装箱，使集装箱有序排放，既减少了堆场占地面积、增加了堆场的存储空间、提高了码头堆场土地利用率，又便于定位查找库存集装箱；采用搬运设备存取集装箱，不受货架单元高度限制，能够从货架单元各个单元格内精准取放集装箱，提高了装卸效率；采用第一缓存装置和第二缓存装置接收待入库/出库的集装箱，减少了搬运设备或运输设备的等待时间；本发明提供的控制系统和控制方法能够高效运转上述自动化堆场提高了堆场的自动化水平，提高了运行效率，减少了人工和运行成本。

附图说明

图1示出本发明实施例中自动化堆场的俯视图；

图2示出图1所示自动化堆场的A-A向剖视图。

附图标记：

1.货架单元，101.货架，102.单元格，2.搬运设备，3.搬运行车，401.第一缓存装置， 402.第二缓存装置，5.集卡，6.出入库放置区域，701.第一轨道，702.第二轨道，703.第三轨道，704.第四轨道，8.集装箱，9.跨运车。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明一实施例公开了一种自动化堆场，设于码头上，用于转存集装箱8，如图1和图2所示，包括：

货架单元1，用于存放集装箱8，货架单元1靠近陆侧(图1中Y方向所指的一侧) 的一端为陆侧端，靠近海侧(图1中X方向所指的一侧)的一端为海侧端，集装箱8可以为40尺集装箱或20尺集装箱，货架单元1为多层立体结构，该设计可有效的增加堆场的存储空间，减少堆场占地面积，提高码头堆场土地利用率；

第一轨道701，沿货架单元1的延伸方向(即货架单元1的陆侧端与海侧端连线的方向)设置；

搬运设备2，设于第一轨道701上方，搬运设备2能够沿第一轨道701行走，用于对集装箱8进行搬运，以及将集装箱8放置于货架单元1中或从货架单元1中取出；搬运设备2可以为堆垛机，堆垛机具有第一行走机构、提升机构和货叉机构，第一行走机构包括电机和轮子，第一行走机构能够带动堆垛机沿第一轨道701行走，货叉机构包括货叉、吊梁和液压系统，液压系统控制货叉前后移动，货叉下侧设有吊梁，用于吊取集装箱8，提升机构包括绞车和吊绳，用于提升货叉机构和集装箱8。堆垛机能够沿第一轨道701行走至货架单元1前任意位置取放集装箱8，提高了装卸效率。

第一缓存装置401，设于货架单元1靠近陆侧端的一侧；第二缓存装置402，设于货架单元1靠近海侧端的一侧；第一缓存装置401和第二缓存装置402作为堆垛机取放集装箱8的缓冲环节，在堆垛机吊取集装箱8之前或集装箱8运出堆场前暂存集装箱8，减少了堆垛机在入库前的取货等待时间和在出库前的放货等待时间，提高了工作效率。

控制系统，用于控制堆垛机行走及从货架单元1中取放集装箱8，以及控制第一缓存装置401和第二缓存装置402将缓存集装箱8。具体地，控制系统能够控制堆垛机的第一行走机构带动堆垛机沿第一轨道701行走，控制堆垛机的货叉机构从货架单元1中取放集装箱8，以及控制堆垛机的提升机构将集装箱8提升至指定高度。

进一步地，还包括第二轨道702，第二轨道702设于货架单元1靠近陆侧端的一侧，第二轨道702上方设有搬运行车3，搬运行车3能够沿第二轨道702行走，搬运行车3用于将陆侧端的集装箱8搬运至第一缓存装置401上，或将置于第一缓存装置401上的集装箱8搬运至陆侧端。具体地，搬运行车3包括机架，机架具有第二行走机构，该第二行走机构能够在控制系统的控制下在第二轨道702上行走，机架上设有移动体和导轨，移动体设在导轨上方且能够在控制系统的控制下沿导轨行走，导轨垂直于第二轨道702，移动体下方设有吊具；通过机架和移动体行走可将吊具准确定位到集装箱8上方。搬运行车3沿第二轨道702行走可以实现为多个第一缓存装置401装卸集装箱8。

进一步地，第一缓存装置401下方还设有第三轨道703，第一缓存装置401为第一缓存小车，其能够沿第三轨道703行走；具体地，第一缓存小车具有第三行走机构，该第三行走机构可在控制系统控制下带动第一缓存小车沿第三轨道703行走；本实施例中，第三轨道703靠近货架单元1的一端为堆垛机的取放货位置；第一缓存装置401通过沿第三轨道703行走可实现对集装箱8的初步转移及暂时缓存，即第一缓存装置401可以行走至搬运行车3的下方接收集装箱8并将集装箱8转移到堆垛机的取放货位置8；以及，第一缓存装置401可以将集装箱8从堆垛机的取放货位置转运至搬运行车3的下方，便于搬运行车3将集装箱8吊至出库运输设备上。

第二缓存装置402下方还设有第四轨道704，第二缓存装置402为第二缓存小车，其能够沿第四轨道704行走；具体地，第二缓存小车具有第四行走机构，该第四行走机构可在控制系统控制下带动第一缓存小车沿第四轨道704行走。本实施例中，第四轨道704靠近货架单元1的一端为堆垛机的取放货位置；第二缓存装置402通过沿第四轨道704行走可将集装箱8从自动化堆场海测端转移到堆垛机的取放货位置，便于堆垛机取吊取集装箱 8；以及，第二缓存装置402通过沿第四轨道704行走可将集装箱8从堆垛机的取放货位置。

进一步地，货架单元1包括两个相对镜像设置的货架101，第一轨道701设于两货架101之间，货架101为多层结构，且每层上均设有多个单元格102。具体地，单元格102大小可容纳20尺或40尺的集装箱8。第一轨道701设于两个货架101之间，可以使一台堆垛机能够向两侧的单元格102存取集装箱8，节省空间提高效率。货架101是多层结构，能够增大货架单元1的存储能力，节省占地面积，提高堆场空间利用率。

进一步地，货架单元1的数量为多个，各货架单元1平行设置，且各货架单元1的海侧端和陆侧端两侧均设有第三轨道703、第四轨道704、位于第三轨道703上方的第一缓存小车和位于第四轨道704上方的第二缓存小车。以上技术方案可实现集装箱8从海侧端入库从陆侧端出库、从陆侧端入库海侧端出、从海侧端入库海侧端出库、从陆侧端入库陆侧端出库等多重使用模式。

进一步地，各第一轨道701上方均设有两个堆垛机。具体地，两个堆垛机分别负责从海侧端搬运集装箱8和从陆侧端搬运集装箱8，在其他实施例中，也可以在各第一轨道701上方只设置一个堆垛机，由该堆垛机负责在海侧端和陆侧端搬运集装箱8。

进一步地，第一轨道701与第三轨道703和第四轨道704平行设置，第一轨道701与第二轨道702垂直设置。具体地，第三轨道703和第二轨道702交叉，且在交叉处具有供搬运行车3的第二行走机构或第一缓存小车或第二缓存小车通过的轨道缺口。

进一步地，控制系统包括：

存储单元，用于存储作业指令；

显示单元，用于显示作业指令，以供用户选择，并接收用户所选择的作业指令；显示单元可以是触摸屏也可以是带有指示灯的按钮，便于操作者实时了解自动化堆场的作业动态，以及对自动化堆场下达作业指令。

处理单元，用于根据用户选择的作业指令控制自动化堆场对集装箱8进行入库或出库，具体的，处理单元可以为PLC控制系统。

进一步地，存储单元还用于存储包含入库集装箱8位置信息的信息数据组，信息数据组用于记录入库集装箱8的存储位置。存储位置可根据集装箱8所在单元格102的单元格编码来确定。存储单元存储的单元格编码可在集装箱8出库时被调取，以实现精准定位集装箱8并完成精准取货，节省堆垛机取货时间，提高取货效率。

进一步地，信息数据组包括入库集装箱8的集装箱编码，以及集装箱8所存入的单元格102的单元格编码。

进一步地，作业指令包括入库指令和出库指令，显示单元还用于显示与出库指令所对应的预出库集装箱8的信息数据组。

进一步地，入库指令包括陆侧入库指令和海侧入库指令，出库指令包括陆侧出库指令和海侧出库指令。

进一步地，自动化堆场还包括传感系统和警示装置，传感系统与警示装置分别与控制系统电连接。具体地，传感系统与警示装置分别与控制系统电连接，也可以通过无线通讯设备与控制系统无线连接，传感系统能够将检测结果实时反馈至控制系统，控制系统能够根据传感系统反馈的检测结果来控制警示装置的报警状态以及生成作业指令和控制自动化堆场执行作业指令。操作者可根据警示装置的警示状态决定是否进行下一步动作，避免了错误操作，避免事故发生。

进一步地，传感系统包括：

第一传感器，设于陆侧端的出入库放置区域6，出入库放置区域6位于第二轨道702内侧。出入库放置区域6还包括与各个第一缓存装置401对应的停车点，场外运输装置将集装箱8从堆场陆侧端运至停车点。第一传感器设于各停车点地面下方，用于检测出入库放置区域6内是否放置有集装箱8并反馈至控制系统；控制系统可根据第一传感器反馈的信息控制搬运行车3行走至停放有集装箱8的停车点，提高搬运行车3的工作效率和提高其作业精准度。

第二传感器，设于第一缓存装置401上，用于检测第一缓存装置401上是否放置有集装箱8；具体地，第二传感器设于第一缓存装置401上，用于检测第一缓存装置401上是否有集装箱8并反馈至控制系统。控制系统可根据第二传感器反馈的信息确定是否向第一缓存装置401放置集装箱8，防止重复放置而发生事故。

第三传感器，设于所示第三轨道703上，用于检测第一缓存装置401的运行位置；具体地，第三轨道703两端分别设有一个第三传感器，其能够检测第一缓存装置401是否到达第三轨道703端部，并反馈至控制系统。第一缓存装置401到达第三轨道703的端部时控制系统可判断是否进行下一步动作；下一步动作包括向第一缓存装置401放置集装箱8 或从第一缓存装置401上吊取集装箱8。

第四传感器，设于第二缓存装置402上，用于检测第二缓存装置402上是否放置有集装箱8并反馈至控制系统。控制系统可根据第四传感器反馈的信息确定是否向第二缓存装置402放置集装箱8，防止重复放置而发生事故。

第五传感器，设于第四轨道704上，用于检测第二缓存装置402的运行位置；具体地，第四轨道704两端分别设有一个第五传感器，其能够检测第二缓存装置402是否到达第四轨道704端部，并反馈至控制系统。第二缓存装置402到达第四轨道704的端部时控制系统可判断是否进行下一步动作；下一步动作包括向第二缓存装置402放置集装箱8或从第二缓存装置402上吊取集装箱8。

第六传感器，设于第二轨道702上，用于检测搬运行车3的运行位置；具体地，第二轨道702两端分别设有一个第六传感器，其能够检测搬运行车3是否到达取放集装箱8的位置，并反馈至控制系统；搬运行车到取放集装箱8的位置时，控制系统控制搬运行车3 的移动体行走至集装箱8上方吊取集装箱。

第七传感器，设于单元格102内，用于检测单元格102内是否存放有集装箱8；其设于单元格102的侧壁、顶面或底面，第七传感器可检测到集装箱8进出单元格102并反馈至控制单元。便于存储单元存储单元格102的空满状态，防止重复存放和便于为待存放的集装箱8分配空置的单元格102。

扫描器，设于第一缓存装置401和第二缓存装置402上，用于获取集装箱8的集装箱编码。具体地，扫描器包括摄像头和图像识别单元，其获取的集装箱编码可通过无线通讯设备反馈至控制系统。其获取集装箱编码的方式包括读取二维码、条形码或OCR识别。扫描器采集集装箱8的集装箱编码，可将其反馈至控制系统并存入存储单元，处理单元将集装箱编码与预设的单元格102匹配为存储数据并存入存储单元，便于为集装箱8做出库前的精准取货。

进一步地，警示装置设于第一缓存装置401和第二缓存装置402上，当第一缓存装置 401上放置有集装箱8和/或与该第一缓存装置401相对应的货架单元1无空置单元格102时，设于该第一缓存装置401上的警示装置处于报警状态；在陆侧端入库阶段，当第一缓存装置401上放置有集装箱8时，第二传感器检测到第一缓存装置401的满载状态并反馈至控制单元，控制单元控制警示装置报警以提示搬运行车3停止向该第一缓存装置401上放置集装箱8；或者，当与该第一缓存装置401相对应的货架单元1(即与该第一缓存装置 401位于同一排的货架单元1)无空置单元格102时，第七传感器检测到单元格102满载状态并反馈至控制单元，控制单元控制警示装置报警以提示搬运行车3停止向该第一缓存装置401放置集装箱8；还包括，在陆侧端出库阶段，当第一缓存装置401上放置有集装箱8时，第二传感器检测到第一缓存装置401的满载状态并反馈至控制单元，控制单元控制警示装置报警以提示堆垛机停止向第一缓存装置401上放置集装箱8；警示装置还能够提醒操作者判断是否向第一缓存装置401或第二缓存装置402上放置集装箱8，防止重复放置导致事故。

当第一缓存装置401上未放置有集装箱8时，第二传感器检测到第一缓存装置401的空车状态并反馈至控制单元，同时与该第一缓存装置401相对应的货架单元1有空置单元格102时，第七传感器检测到单元格102空仓状态并反馈至控制单元；控制系统接收到第一缓存装置401的空车状态信息和单元格102空仓状态信息后，控制设于该第一缓存装置 401上的警示装置停止报警；在陆侧端入库阶段，第一缓存装置401上的警示装置停止报警时，搬运行车3可以向第一缓存装置401上放置集装箱8。

还包括，在陆侧端出库阶段，当控制系统接收到第一缓存装置401的空车状态信息时，警示装置停止报警，操作者可以向第一缓存装置401上放置集装箱8，同时控制系统接收到警示装置的状态信息；当警示装置处于非报警状态，可以提醒入库操作者将集装箱8载至第一缓存装置401对应的停车点等待搬运行车3吊取集装箱8，节省了等待时间，提高了装卸效率。

当第二缓存装置402上放置有集装箱8和/或与该第二缓存装置402相对应的货架单元1无空置单元格102时，设于该第二缓存装置402上的警示装置处于报警状态；在海侧端入库阶段，当第二缓存装置402上放置有集装箱8时，第四传感器检测到第二缓存装置 402的满载状态并反馈至控制单元，控制单元控制警示装置报警以提示海侧端运输装置停止向该第二缓存装置402放置集装箱8；或者，当与该第二缓存装置402相对应的货架单元1无空置单元格102时，第七传感器检测到单元格102满载状态并反馈至控制单元，控制单元控制警示装置报警以提示海侧端运输装置停止向该第二缓存装置402放置集装箱8；还包括，在海侧端出库阶段，当第二缓存装置402上放置有集装箱8时，第四传感器检测到第二缓存装置402的满载状态并反馈至控制单元，提示堆垛机停止向第二缓存装置402 上放置集装箱8。当警示装置处于报警状态时，还能够提醒操作者判断是否向第二缓存装置402上放置集装箱8，防止重复放置导致事故。

当第二缓存装置402上未放置有集装箱8，第四传感器检测到第二缓存装置402的空车状态并反馈至控制单元，同时，与该第二缓存装置402相对应的货架单元1有空置单元格102时，第七传感器检测到单元格102空仓状态并反馈至控制单元；在海侧端入库阶段，控制系统接收到第二缓存装置402的空车状态信息和单元格102空仓状态信息后，第二缓存装置402上的警示装置处于非报警状态。此时，海侧端运输装置可以向第二缓存装置402 上放置集装箱8；在海侧端出库阶段，第二缓存装置402处于非报警状态时，堆垛机可以向第二缓存装置402上放置集装箱8。

具体地，控制系统通过处理单元接收第一缓存装置401和第二缓存装置402空满状态信息和单元格102空满状态信息，并通过处理单元向警示装置发送报警指令。

进一步地，自动化堆场通过运输装置对集装箱8进行入库前或出库后的运输。入库前的运输包括将集装箱8从外部运至自动化堆场陆侧端的出入库放置区域6和将集装箱8从外部运至自动化堆场海侧端的第二缓存装置402上。

进一步地，运输装置包括集卡5和跨运车9，其中，集卡5用于对自动化堆场陆侧端的集装箱8进行运输，跨运车9用于对自动化堆场海侧端的集装箱8进行运输。集卡5将集装箱8运至陆侧端出入库放置区域6或将集装箱8从出入库放置区域6运出；跨运车9 用于将集装箱8运至/运离自动化堆场海侧端，以及将集装箱8放置在第二缓存装置402上或将集装箱8从第二缓存装置402上取走。集装箱8在陆侧端通过集卡5出库后被送往全国各地，在海侧端通过跨运车9出库后被送往码头装船运出，本发明提供的自动化堆场可以与来自陆侧的集卡5和来自海侧的跨运车9高效地配合使用，便于存取集装箱8。

本发明还提供了一种自动化堆场的工作方法，该方法包括以下步骤：

陆侧端入库步骤，将集装箱8置于出入库放置区域6，包括由集卡5将集装箱8运至出入库放置区域6内，搬运行车3在控制系统的控制下将集装箱8从出入库放置区域6转运至预设的第一缓存装置401上，控制系统控制搬运行车3的第二行走机构沿第二轨道 702行走至集卡5上方，并通过控制移动体沿导轨行走将吊具定位到集装箱8上方将集装箱8吊起；具体地，第一传感器检测到载有集装箱8的集卡5进入出入库放置区域6后反馈至控制系统的处理单元，处理单元指示集卡5停放到预设的第一缓存装置401对应的停车点并指示搬运行车3将集装箱8搬运至预设的第一缓存装置401上；

待集卡5驶出出入库放置区域6后，控制系统的处理单元指示预设的第一缓存装置401驶入出入库放置区域6，并控制搬运行车3的提升机构将集装箱8放置在预设的第一缓存装置401上；第一缓存装置401在控制系统指示下将集装箱8载至堆垛机的取放货位置，堆垛机的取放货位置位于第三轨道703靠近货架单元1的一端；

堆垛机在控制系统的控制下将集装箱8搬运至预设的单元格102中，控制系统控制堆垛机的货叉机构吊起集装箱8并控制第一行走机构沿第一轨道701行走至货架单元1前方，以及控制货叉机构将集装箱8放至预设的单元格102中；集装箱8被转运到第一缓存装置401上等待堆垛机搬运，减少了集卡5的等待时间，防止自动化堆场入口出拥堵从而提高装卸效率；通过控制系统控制集装箱8的入库过程提高了装卸效率，减少了人工劳动量。

陆侧端出库步骤，选取预出库的集装箱8所对应的单元格102，操作者可通过显示单元选取预出库的集装箱8，包括输入集装箱编码或单元格编码，堆垛机在控制系统的控制下将集装箱8从相应的单元格102中取出并转运至第一缓存装置401上，具体地，控制系统通过处理单元发出出库指令，控制堆垛机的货叉机构将集装箱8从相应的单元格102中取出，并控制堆垛机的第一行走机构沿第一轨道701行走至堆垛机的取放货位置，并将集装箱8放置在第一缓存装置401上；继而，处理单元控制第一缓存装置401将集装箱8运至出入库放置区域6，并控制搬运行车3将集装箱8从第一缓存装置401取下放置在出入库放置区域6的地面上或在出入库放置区域6等候出库的集卡5上。集装箱8的出库过程指令由处理单元发出，并在完成指令后反馈至处理单元，提高了出库动作的自动化水平，提高了装卸效率。

海侧端入库步骤，跨运车9将集装箱8搬运至位于第四轨道704海侧端的预设的第二缓存装置402上方，并将集装箱8置于预设的第二缓存装置402上，第二缓存装置402在控制系统的处理单元控制下行走至堆垛机的取放货位置，堆垛机的取放货位置位于第四轨道704靠近货架单元1的一端，堆垛机在控制系统的处理单元控制下行走至堆垛机的取放货位置将集装箱8从第二缓存装置402上吊起，并沿第一轨道701行走至预设的单元格 102前方，并把集装箱8放入单元格102；具体地，控制系统的处理单元通过生成动作指令并向堆垛机、第二缓存装置402发送动作指令来控制其执行动作。

海侧端出库步骤，选取预出库的集装箱8所对应的单元格102，操作者可通过显示单元选取预出库的集装箱8，选取方式包括输入集装箱编码和单元格编码，堆垛机在控制系统的控制下将集装箱8从相应的单元格102中取出并转运至第二缓存装置402上；具体地，控制系统的处理单元通过生成动作指令并向堆垛机、第二缓存装置402发送动作指令来控制其执行动作。

进一步地，在陆侧端入库步骤中，预设的第一缓存装置401的选取方法包括：第二传感器检测第一缓存装置401是否为空置状态，第七传感器检测与该第一缓存装置401相对应的货架单元1中是否有空置的单元格102；当该第一缓存装置401为空置状态，且与该第一缓存装置401相对应的货架单元1中存在空置的单元格102时，该第一缓存装置401 为备选的第一缓存装置401；同时，第一缓存装置401上的警示装置处于非报警状态，操作者可根据警示装置的状态判断该第一缓存装置401是否为备选；控制系统的处理单元任意选取其中一个备选的第一缓存装置401作为预设的第一缓存装置401；当备选的第一缓存装置401为一个时，该第一缓存装置401被设定为预设的第一缓存装置401；当备选的第一缓存装置401为多个时，控制系统可从中任意选择一个作为预设的第一缓存装置401，也可以选择一个距离搬运行车3最近的备选的第一缓存装置401作为预设的第一缓存装置 401。具体地，集卡5将集装箱8载至出入库放置区域6，并行驶至处于非报警状态的警示装置对应的第一缓存装置401(即，备选的第一缓存装置401)前等候搬运行车3；控制系统的处理单元发出指令控制搬运行车3优先行走至预设的第一缓存装置401对应的取放货位置，并将集装箱8搬运至预设的第一缓存装置401上。控制系统为待入库集装箱8选取预设的第一缓存装置401能够减少集卡5的等待时间，减少搬运行车3的空置时间，提高第一缓存装置401的工作效率，减少自动化堆场的入库时间提高装卸效率。

进一步地，在陆侧端入库步骤中，预设的第二缓存装置402的选取方法包括：第四传感器检测第二缓存装置402是否为空置状态，第七传感器检测与该第二缓存装置402相对应的货架单元1中是否有空置的单元格102，当该第二缓存装置402为空置状态，且与该第二缓存装置402相对应的货架单元1中存在空置的单元格102时，该第二缓存装置402 为备选的第二缓存装置402；同时，第二缓存装置402上的警示装置处于非报警状态，操作者可根据警示装置的状态判断该第二缓存装置402是否为备选；控制系统任意选取其中一个备选的第二缓存装置402作为预设的第二缓存装置402。具体地，载有集装箱8的堆垛机9行驶至堆场海侧端等候，控制系统为集装箱8匹配一台备选的第二缓存装置402作为预设的第二缓存装置402并反馈至跨运车9，跨运车9在控制系统的控制下将集装箱8 卸载到预设的第二缓存装置402上。为入库集装箱8选取预设的第二缓存装置402能够减少跨运车9的等待时间，减少堆垛机的空置时间，提高第二缓存装置402的工作效率，减少自动化堆场的入库时间提高装卸效率。

进一步地，在陆侧端入库步骤和海侧端入库步骤中，预设的单元格102的选取方法包括：各第七传感器检测各单元格102是否为空置状态，控制系统的处理单元任意选取其中一个空置的单元格102作为预设的单元格102。需要入库的集装箱8将被搬运至预设的单元格102中。通过为集装箱8预设单元格102可以使堆垛机精准投放集装箱8，减少了堆垛机寻找空置单元格102的寻找时间，提高了装卸效率。

进一步地，当第一缓存装置401上的警示装置处于报警状态时，搬运行车3停止向该第一缓存装置401上放置集装箱8，搬运行车3的停止动作可以由控制系统的处理单元自动控制；当第二缓存装置402上的警示装置处于报警状态时，提示用户停止向该第二缓存装置402上放置集装箱8，跨运车9的停止动作可以由控制系统的处理单元控制，也可以由人工控制。当警示装置处于报警状态时，能够提醒操作者停止向第一缓存装置401或第二缓存装置402上放置集装箱8，防止重复放置导致事故。

进一步地，当集装箱8进行入库时，控制系统记录该集装箱8的存储位置，当集装箱8进行出库时，控制系统根据用户所选择的预出库的集装箱8，调取该集装箱8的存储位置，对该集装箱8进行自动出库。在本实施例中，存储位置即为单元格102的单元格编码，控制系统中的处理单元可为该单元格102对应的堆垛机设计行车路线并控制堆垛机行走至单元格102进行存取集装箱8的动作。

进一步地，当集装箱8进行入库时，控制系统记录该集装箱8的存储位置的方法包括：集装箱8放置于第一缓存装置401或第二缓存装置402上后，扫描器获取预入库的集装箱8的集装箱编码，控制系统为该集装箱编码匹配相应的单元格编码，堆垛机在控制系统的控制下将集装箱8搬运至与单元格编码相对应的单元格102中，该集装箱编码与单元格编码形成信息数据组，并存入存储单元中。处理单元可以从存储单元中调取集装箱8的信息数据组并反馈至堆垛机，使堆垛机能够精准定位到集装箱8所在存储位置，提高了堆垛机的取货效率。

进一步地，当集装箱8进行出库时，控制系统调取该集装箱8的存储位置的方法包括：控制系统的处理单元根据用户所选取的预出库的集装箱8所对应的集装箱编码，调取与该集装箱编码同一数据组中的单元格编码，堆垛机在控制系统的处理单元的控制下将集装箱 8从相应的单元格102中取出，存储单元将该集装箱8的集装箱编码所对应的信息数据组删除。

本发明还提供了一种存储介质，其上存储有多条指令，指令被执行时实现前述自动化堆场的工作方法，存储介质能够辅助该工作方法高效地运行。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种自动化堆场，设于码头上，用于转存集装箱，其特征在于，包括：货架单元，用于存放集装箱；

第一轨道，沿所述货架单元的延伸方向设置；

搬运设备，设于所述第一轨道上方，所述搬运设备能够沿所述第一轨道行走，用于对集装箱进行搬运，以及将集装箱放置于所述货架单元中或从所述货架单元中取出；

第一缓存装置，设于所述货架单元靠近陆侧端的一侧；

第二缓存装置，设于所述货架单元靠近海侧端的一侧；

控制系统，用于控制所述搬运设备行走和从所述货架单元中取放集装箱；

还包括第二轨道，所述第二轨道设于所述货架单元靠近陆侧端的一侧，所述第二轨道上方设有搬运行车，所述搬运行车能够沿所述第二轨道行走，所述搬运行车用于将陆侧端的集装箱搬运至所述第一缓存装置上，或将置于所述第一缓存装置上的集装箱搬运至陆侧端；

所述第一缓存装置下方还设有第三轨道，所述第一缓存装置为第一缓存小车，其能够沿所述第三轨道行走；所述第二缓存装置下方还设有第四轨道，所述第二缓存装置为第二缓存小车，其能够沿所述第四轨道行走；

所述货架单元包括两个相对镜像设置的货架，所述第一轨道设于两所述货架之间，所述货架为多层结构，且每层上均设有多个单元格；

所述控制系统包括：

存储单元，用于存储作业指令；

显示单元，用于显示所述作业指令，以供用户选择，并接收用户所选择的所述作业指令；处理单元，用于根据用户选择的所述作业指令控制所述自动化堆场对集装箱进行入库或出库；

所述存储单元还用于存储包含入库集装箱位置信息的信息数据组，所述信息数据组用于记录入库集装箱的存储位置；

所述信息数据组包括入库集装箱的集装箱编码，以及集装箱所存入的所述单元格的单元格编码；

还包括传感系统，所述传感系统与所述控制系统电连接；

所述传感系统包括：

第一传感器，设于所述陆侧端的出入库放置区域，用于检测所述出入库放置区域内是否放置有集装箱；

第二传感器，设于所述第一缓存装置上，用于检测所述第一缓存装置上是否放置有集装箱；第三传感器，设于所述第三轨道上，用于检测所述第一缓存装置的运行位置；

第四传感器，设于所述第二缓存装置上，用于检测所述第二缓存装置上是否放置有集装箱；第五传感器，设于所述第四轨道上，用于检测所述第二缓存装置的运行位置；第六传感器，设于所述第二轨道上，用于检测所述搬运行车的运行位置；

第七传感器，设于所述单元格内，用于检测所述单元格内是否存放有集装箱；

扫描器，设于所述第一缓存装置和所述第二缓存装置上，用于获取集装箱的所述集装箱编码。

2.如权利要求1所述的自动化堆场，其特征在于，所述货架单元的数量为多个，各所述货架单元平行设置，且各所述货架单元的海侧端和陆侧端两侧均设有所述第三轨道、所述第四轨道、位于所述第三轨道上方的所述第一缓存小车和位于所述第四轨道上方的所述第二缓存小车。

3.如权利要求2所述的自动化堆场，其特征在于，各所述第一轨道上方均设有两个所述搬运设备。

4.如权利要求1所述的自动化堆场，其特征在于，所述第一轨道与所述第三轨道和所述第四轨道平行设置，所述第一轨道与所述第二轨道垂直设置。

5.如权利要求1所述自动化堆场，其特征在于，所述作业指令包括入库指令和出库指令，所述显示单元还用于显示与所述出库指令所对应的预出库集装箱的所述信息数据组。

6.如权利要求5所述自动化堆场，其特征在于，所述入库指令包括陆侧入库指令和海侧入库指令，所述出库指令包括陆侧出库指令和海侧出库指令。

7.如权利要求1所述自动化堆场，其特征在于，所述自动化堆场还包括警示装置，所述警示装置与所述控制系统电连接。

8.如权利要求7所述自动化堆场，其特征在于，所述警示装置设于所述第一缓存装置和所述第二缓存装置上，当所述第一缓存装置上放置有集装箱和/或与该所述第一缓存装置相对应的所述货架单元无空置所述单元格时，设于该所述第一缓存装置上的所述警示装置处于报警状态；当所述第一缓存装置上未放置有集装箱，且与该所述第一缓存装置相对应的所述货架单元有空置所述单元格时，设于该所述第一缓存装置上的所述警示装置处于非报警状态；当所述第二缓存装置上放置有集装箱和/或与该所述第二缓存装置相对应的所述货架单元无空置单元格时，设于该所述第二缓存装置上的所述警示装置处于报警状态；当所述第二缓存装置上未放置有集装箱，且与该所述第二缓存装置相对应的所述货架单元有空置的所述单元格时，设于该所述第二缓存装置上的所述警示装置处于非报警状态。

9.如权利要求1所述自动化堆场，其特征在于，所述自动化堆场通过运输装置对集装箱进行入库前或出库后的运输。

10.如权利要求9所述自动化堆场，其特征在于，所述运输装置包括集卡和跨运车，其中，所述集卡用于对所述自动化堆场陆侧端的集装箱进行运输，跨运车用于对所述自动化堆场海侧端的集装箱进行运输。

11.一种工作方法，用于控制如权利要求8所述的自动化堆场，其特征在于，该方法包括以下步骤：

陆侧端入库步骤，将集装箱置于所述出入库放置区域，所述搬运行车在所述控制系统的控制下将集装箱从所述出入库放置区域转运至预设的所述第一缓存装置上，所述搬运设备在所述控制系统的控制下将集装箱搬运至预设的所述单元格中；

陆侧端出库步骤，选取预出库的集装箱所对应的所述单元格，所述搬运设备在所述控制系统的控制下将集装箱从相应的所述单元格中取出并转运至所述第一缓存装置上，所述搬运行车将集装箱从所述第一缓存装置转运至所述出入库放置区域；

海侧端入库步骤，将集装箱置于预设的所述第二缓存装置上，所述搬运设备在所述控制系统的控制下将集装箱搬运至预设的所述单元格中；

海侧端出库步骤，选取预出库的集装箱所对应的所述单元格，所述搬运设备在所述控制系统的控制下将集装箱从相应的所述单元格中取出并转运至所述第二缓存装置上。

12.如权利要求11所述的工作方法，其特征在于，在陆侧端入库步骤中，预设的所述第一缓存装置的选取方法包括：检测所述第一缓存装置是否为空置状态，并检测与该所述第一缓存装置相对应的所述货架单元中是否有空置的所述单元格；当该所述第一缓存装置为空置状态，且与该所述第一缓存装置相对应的所述货架单元中存在空置的所述单元格时，该所述第一缓存装置为备选的所述第一缓存装置；所述控制系统选取其中一个备选的所述第一缓存装置作为预设的所述第一缓存装置。

13.如权利要求12所述的工作方法，其特征在于，在海侧端入库步骤中，预设的所述第二缓存装置的选取方法包括：检测所述第二缓存装置是否为空置状态，并检测与该所述第二缓存装置相对应的所述货架单元中是否有空置的所述单元格，当该所述第二缓存装置为空置状态，且与该所述第二缓存装置相对应的所述货架单元中存在空置的所述单元格时，该所述第二缓存装置为备选的所述第二缓存装置；所述控制系统选取其中一个备选的所述第二缓存装置作为预设的所述第二缓存装置。

14.如权利要求13所述的工作方法，其特征在于，在陆侧端入库步骤和海侧端入库步骤中，预设的所述单元格的选取方法包括：检测各所述单元格是否为空置状态，所述控制系统选取其中一个空置的所述单元格作为预设的所述单元格。

15.如权利要求14所述的工作方法，其特征在于，当所述第一缓存装置上的所述警示装置处于报警状态时，所述搬运行车停止向该所述第一缓存装置上放置集装箱；当所述第二缓存装置上的所述警示装置处于报警状态时，所述警示装置提示用户停止向该所述第二缓存装置上放置集装箱。

16.如权利要求11所述的工作方法，其特征在于，当集装箱进行入库时，所述控制系统记录该集装箱的存储位置，当集装箱进行出库时，所述控制系统根据用户所选择的预出库的集装箱，调取该集装箱的存储位置，对该集装箱进行自动出库。

17.如权利要求16所述的工作方法，其特征在于，当集装箱进行入库时，所述控制系统记录该集装箱的存储位置的方法包括：

集装箱放置于所述第一缓存装置或所述第二缓存装置上后，所述扫描器获取预入库的集装箱的所述集装箱编码，所述控制系统为该所述集装箱编码匹配相应的所述单元格编码，所述搬运设备在所述控制系统的控制下将集装箱搬运至与所述单元格编码相对应的所述单元格中，该所述集装箱编码与所述单元格编码形成所述信息数据组，并存入所述存储单元中。

18.如权利要求17所述的工作方法，其特征在于，当集装箱进行出库时，所述控制系统调取该集装箱的存储位置的方法包括：

所述控制系统根据用户所选取的预出库的集装箱所对应的所述集装箱编码，调取与该所述集装箱编码同一数据组中的所述单元格编码，所述搬运设备在所述控制系统的控制下将集装箱从相应的所述单元格中取出，所述存储单元将该集装箱的所述集装箱编码所对应的所述信息数据组删除。

19.一种存储介质，其上存储有多条指令，其特征在于：所述指令被执行时实现如权利要求11至18任一项所述的工作方法。

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