CN113213361A - 一种吊具防挂舱装置、方法及起重设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吊具防挂舱装置、方法及起重设备，通过在起重设备本体上设置移动机构和电动驱动机构，在吊具出现挂舱时，利用电动驱动机构驱动移动机构运动以快速释放绳索，从而实现吊具的下降运动，以避免挂舱损坏吊具和起重设备，并且通过电动驱动机构可以在出现挂舱情况后快速响应，以将挂舱造成的损耗降至最低。

Description

一种吊具防挂舱装置、方法及起重设备

技术领域

本发明涉及起重机技术领域，具体涉及一种吊具防挂舱装置、方法及起重设备。

背景技术

在现有的岸边集装箱起重机作业过程中，作业条件较为复杂，集装箱在吊运过程中由于在舱位中的摆放位置不平行于舱口，或者船体在风浪作用下出现倾斜或者晃动，经常造成集装箱吊具在对箱后出舱时与舱盖边缘碰撞或者挂舱。当吊具与舱盖边缘发生碰撞或者挂舱时会对集装箱起重机整机钢结构、船舶的舱盖等产生很大的冲击力，若此时集装箱起重机的起升机构继续动作，将很有可能引起钢丝绳的断裂，损坏吊具，而且起升机构的电动机还会因为过载而发热烧毁，严重的话将会使集装箱起重机整机倒塌。

现有技术中都是基于检测钢丝绳拉力合成到尾部油缸上的合力的大小，或者油缸的压力大小来判断吊具是否处于挂舱的状况，通过油缸内部的压力传感器来传递挂舱信号，进而来控制油缸迅速泄油来达到减小冲击的目的。但是，由于从挂舱部位到尾部的油缸处距离很远，且钢丝绳具有弹性和挠度，油缸泄油时又需要经过很长一段行程，造成泄油时间较长，这样就导致在整个挂舱过程中经历的时间很长，也就会延长起升机构的过载时间，还有可能造成起升机构的电动机或者其他电气元器件损坏的情况发生。并且挂舱信号主要是在钢丝绳末端获得，准确性较差，往往在发生挂舱后起升机构还在继续动作，即使起升机构停止动作，由于集装箱起重机司机距离事发位置较远，集装箱起重机司机也无从判断吊具发生挂舱的位置，只能凭感觉操作，这无疑存在发生二次事故的隐患。目前所使用的整套防挂舱装置的成本很高，一旦发生毁坏将直接造成重大经济损失，而且还会因为不能进行正常作业而造成其它间接损失。

为了避免由于吊具与舱盖边缘发生碰撞或者挂舱产生的对集装箱起重机整机结构的冲击，可靠地保护钢丝绳、起升机构的电动机以及其它设施，减少经济损失，杜绝恶性事故的发生，需要一种能够在吊具与舱盖边缘发生碰撞或者挂舱时能够紧急处理的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种吊具防挂舱装置、方法及起重设备，解决了防挂舱处理不及时的问题。

根据本申请的一方面，本发明一实施例提供的一种吊具防挂舱装置，包括：移动机构，构造为：设置于起重设备本体上，所述移动机构通过绳索连接所述吊具，收放所述绳索以实现所述吊具的升降运动；以及电动驱动机构，所述电动驱动机构与所述移动机构传动连接，构造为：当所述吊具出现挂舱时驱动所述移动机构运动，以实现所述绳索的快速释放。

在一实施例中，所述吊具防挂舱装置还包括：支座，所述支座设置于所述起重设备本体上，所述移动机构位于所述支座上且相对所述支座往返运动。

在一实施例中，所述支座包括沿所述绳索延伸方向设置的滑道，所述移动机构包括移动滚轮；其中，所述移动滚轮于所述滑道内移动。

在一实施例中，所述支座还包括沿所述绳索延伸方向设置且位于所述支座侧壁的定位槽，所述移动机构还包括定位水平轮；其中，所述定位水平轮于所述定位槽内移动。

在一实施例中，所述吊具防挂舱装置还包括：齿轮和齿条；其中，所述齿轮和所述齿条啮合，所述电动驱动机构与所述齿轮的齿轮轴传动连接，所述移动机构与所述齿轮固定连接，所述齿条沿所述移动机构的运动方向设置于所述起重设备本体上。

在一实施例中，所述电动驱动机构的数量包括四个，所述移动机构的数量包括四个；其中，四个所述移动机构分别连接所述吊具的四角位置，且四个所述电动驱动机构分别驱动四个所述移动机构。

在一实施例中，所述电动驱动机构包括减速器、电动机和制动器。

在一实施例中，所述电动驱动机构包括电动推杆。

在一实施例中，所述移动机构绕所述移动机构与所述支座的连接点做钟摆运动，收放所述绳索以实现所述吊具的升降运动。

根据本申请的另一方面，本发明一实施例提供的一种吊具防挂舱方法，应用于上述任一项所述的吊具防挂舱装置，包括：获取所述吊具在上升过程中的状态信息；以及当所述状态信息为挂舱状态时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构运动以快速释放所述绳索。

在一实施例中，所述电动驱动机构驱动所述移动机构运动以快速释放所述绳索包括：所述电动驱动机构驱动所述移动机构运动总行程的一半以快速释放所述绳索。

在一实施例中，在所述快速释放所述绳索之后，所述吊具防挂舱方法还包括：当所述状态信息由所述挂舱状态转换为非挂舱状态时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位。

在一实施例中，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位包括：在所述吊具上升减速或上升骤停时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位。

在一实施例中，所述在所述吊具上升减速或上升骤停时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位包括：在所述吊具空载上升骤停时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位。

根据本申请的另一方面，本发明一实施例提供的一种起重设备，包括：起重设备本体；以及如上述任一项所述的吊具防挂舱装置。

本发明实施例提供的一种吊具防挂舱装置、方法及起重设备，通过在起重设备本体上设置移动机构和电动驱动机构，在吊具出现挂舱时，利用电动驱动机构驱动移动机构运动以快速释放绳索，从而实现吊具的下降运动，以避免挂舱损坏吊具和起重设备，并且通过电动驱动机构可以在出现挂舱情况后快速响应，以将挂舱造成的损耗降至最低。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种吊具防挂舱装置的立体结构示意图。

图2所示为本申请一实施例提供的一种吊具防挂舱装置的主视结构示意图。

图3所示为图2所示的一种吊具防挂舱装置沿AB方向的剖视结构示意图。

图4所示为本申请一实施例提供的一种吊具防挂舱方法的流程示意图。

图5所示为本申请另一实施例提供的一种吊具防挂舱方法的流程示意图。

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

此外，在示例性实施例中，因为相同的参考标记表示具有相同结构的相同部件或相同方法的相同步骤，如果示例性地描述了一实施例，则在其他示例性实施例中仅描述与已描述实施例不同的结构或方法。

在整个说明书及权利要求书中，当一个部件描述为“连接”到另一部件，该一个部件可以“直接连接”到另一部件，或者通过第三部件“电连接”到另一部件。此外，除非明确地进行相反的描述，术语“包括”及其相应术语应仅理解为包括所述部件，而不应该理解为排除任何其他部件。

图1所示为本申请一实施例提供的一种吊具防挂舱装置的立体结构示意图，图2所示为本申请一实施例提供的一种吊具防挂舱装置的主视结构示意图。如图1和图2所示，该吊具防挂舱装置包括：移动机构2和电动驱动机构3；且移动机构2和电动驱动机构3传动连接，其中，移动机构2构造为：设置于起重设备本体1上，移动机构3通过绳索4连接吊具5，收放绳索4以实现吊具5的升降运动，电动驱动机构3构造为：当吊具5出现挂舱时驱动移动机构2运动，以实现绳索4的快速释放。

为了提高存放空间的利用率，货物(例如集装箱等)的堆放往往是比较集中的，起重设备在抓取货物的过程中，可能会出现抓取的货物与其他货物或设备发生碰撞、被其他货物或设备挂住(挂舱)，若此时起重设备继续起升操作，将会给连接吊具的绳索(例如钢丝绳等)造成极大的拉力，并且对起重设备本身和货物等都会造成一定的损伤，严重的甚至出现绳索断开、起重设备本身和货物损坏等，因此，需要在出现挂舱现象时及时处理，以避免上述严重后果。然而，由于钢丝绳的长度较长，吊具与控制室距离较远，从而导致在出现挂舱等现象时反应不够及时，不能很好的避免上述后果；而且为了保证起重设备的起升动力性，很多的起重设备还是采用油压实现吊具的起升操作，油压的响应速度也较慢，从而导致在出现挂舱等现象时反应不够及时，不能很好的避免上述后果；同时，油压系统的泵站及油缸体积大，结构复杂、占用空间大、成本高，液压元器件可靠性不高，故障和漏油现象时有发生，维护成本高，而且容易污染环境。

因此，本申请提供了一种吊具防挂舱装置，通过在起重设备本体1上设置电动驱动机构3和移动机构2，移动机构2通过绳索4(例如钢丝绳等)与吊具5连接，并且电动驱动机构3与移动机构2传动连接。当出现挂舱现象时，移动机构2释放绳索4以实现吊具5的下降运动，并且利用电动驱动机构3的快速输出动力特性可以快速响应，从而抵消吊具5在起升过程中的惯性，以降低吊具5或吊具5所抓取的货物与其他货物、设备的相互作用力，从而尽量降低上述的后果严重性。

本发明实施例提供的一种吊具防挂舱装置，通过在起重设备本体上设置移动机构和电动驱动机构，在吊具出现挂舱时，利用电动驱动机构驱动移动机构运动以快速释放绳索，从而实现吊具的快速下降运动，以避免挂舱损坏吊具和起重设备，并且通过电动驱动机构可以在出现挂舱情况后快速响应，以将挂舱造成的损耗降至最低。

在一实施例中，如图2所示，上述吊具防挂舱装置还可以包括：支座6，支座6设置于起重设备本体1上，移动机构2位于支座6上且相对支座6往返运动。通过在起重设备本体1上设置支座6以支撑和固定移动机构2、电动驱动机构3，从而实现该吊具防挂舱装置的稳定连接，并且还可以通过设置支座6与起重设备本体1可拆卸连接，从而使用少数个的吊具防挂舱装置适用于多个起重设备，并且在吊具防挂舱装置出现故障时还可以及时更好，以提高吊具防挂舱装置的灵活性和适应性。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取是否设置支座6以及支座6与起重设备本体1的连接方式，例如可以不设置支座6、移动机构2和电动驱动机构3直接设置于起重设备本体1上，也可以设置支座6与起重设备本体1固定连接，只要所选取的结构能够实现移动机构2和电动驱动机构3的固定连接即可，本申请对于吊具防挂舱装置与起重设备本体1的具体连接结构不做限定。

图3所示为图2所示的一种吊具防挂舱装置沿AB方向的剖视结构示意图。如图3所示，支座6可以包括沿绳索4延伸方向设置的滑道61，移动机构2包括移动滚轮21；其中，移动滚轮21于滑道61内移动。通过在支座6上设置滑道61、移动机构2的底部对应设置移动滚轮21，从而利用移动滚轮21在滑道61内转动或滑动以实现移动机构2相对支座6的移动。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取移动机构2相对支座6的移动结构，例如可以分别在支座6和移动机构2上设置相互啮合的齿轮和齿条以实现移动机构2的移动，只要所选取的移动结构能够实现移动机构2相对支座6的移动即可，本申请对于移动机构2相对于支座6的移动结构不做限定。

在一实施例中，如图3所示，支座6还可以包括沿绳索4延伸方向设置且位于支座6侧壁的定位槽62，移动机构2还包括定位水平轮22；其中，定位水平轮22于定位槽内62移动。通过在支座6的侧壁上设置定位槽62，且在移动机构2的侧面设置与定位槽62配合的定位水平轮22，利用水平定位轮22在定位槽62内转动或滑动以保证移动机构2按照预设的轨迹移动，避免移动机构2偏离轨迹，提高了该吊具防挂舱装置的稳定性。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取移动机构2相对支座6的定位结构，例如可以分别在支座6和移动机构2上设置相互啮合的齿轮和齿条以实现移动机构2的定位，只要所选取的定位结构能够实现移动机构2相对支座6的相互定位即可，本申请对于移动机构2相对于支座6的定位结构不做限定。

在一实施例中，如图2所示，上述吊具防挂舱装置还可以包括：齿轮7和齿条8；其中，齿轮7和齿条8啮合，电动驱动机构3与齿轮7的齿轮轴传动连接，移动机构2与齿轮7固定连接，齿条8沿移动机构2的运动方向设置于起重设备本体1上。通过在起重设备本体1上设置齿条8，且设置与齿条8啮合的齿轮7，齿轮7的齿轮轴与电动驱动机构3传动连接且齿轮7与移动机构2固定连接，即电动驱动机构3驱动齿轮7的齿轮轴以实现齿轮7的转动，从而实现齿轮7沿齿条8相对起重设备本体1移动，继而带动与齿轮7固定连接的移动机构2相对起重设备本体1移动，移动机构2快速释放绳索4以实现吊具5的快速下降运动，从而缓解或解除挂舱。

在一实施例中，如图1所示，电动驱动机构3的数量可以包括四个，移动机构2的数量也包括四个；其中，四个移动机构2分别连接吊具5的四角位置，且四个电动驱动机构3分别驱动四个移动机构2。通过设置四个移动机构2分别通过绳索4与吊具5的四角位置连接，并且由四个电动驱动机构3分别驱动以调整吊具5四角的起升动作，从而实现吊具5的姿态灵活调整。例如，通过吊具5前面的两个移动机构2与吊具5后面的两个移动机构2上下反向运动，实现吊具5的前后倾转；又例如，通过吊具5左侧的两个移动机构2和吊具5右侧的两个移动机构2上下反向运动，实现吊具5的左右倾转；还例如，通过吊具5对角的两组移动机构2上下反向运动实现吊具5的回转。

在一实施例中，电动驱动机构3可以包括减速器、电动机和制动器。通过设置减速器、电动机和制动器三合一的电动驱动机构3，可以实现移动机构2的精确移动和快速制动，提高该吊具防挂舱装置响应速度。

在一实施例中，电动驱动机构3还可以包括电动推杆。利用电动推杆可以简单的实现移动机构2的运动，从而通过释放绳索4实现吊具5的快速下降运动，以避免挂舱造成的损伤。

在一实施例中，移动机构2可以绕移动机构2与支座6的连接点做钟摆运动，释放绳索4以实现吊具5的快速下降运动。本申请实施例还可以将吊具防挂舱装置设置为钟摆结构，即移动机构2与支座6可以通过旋转轴连接，该旋转轴一端与移动机构2固定连接，另一端与支座6转动连接、且与电动驱动机构3传动连接，由电动驱动机构3驱动该旋转轴绕该旋转轴与支座6的连接点做钟摆运动，以带动移动机构2做往返运动，从而实现回收或释放绳索4以实现吊具5的升降动作。

本发明一实施例提供了一种起重设备，包括：起重设备本体；以及如上述任一项的吊具防挂舱装置。

本发明实施例提供的一种起重设备，通过在起重设备本体上设置移动机构和电动驱动机构，在吊具出现挂舱时，利用电动驱动机构驱动移动机构运动以快速释放绳索，从而实现吊具的快速下降运动，以避免挂舱损坏吊具和起重设备，并且通过电动驱动机构可以在出现挂舱情况后快速响应，以将挂舱造成的损耗降至最低。

图4所示为本申请一实施例提供的一种吊具防挂舱方法的流程示意图。该吊具防挂舱方法可以应用于上述任一项的吊具防挂舱装置的控制器中，如图4所示，该吊具防挂舱方法包括：

步骤410：获取吊具在上升过程中的状态信息。

在吊具抓取货物(例如集装箱等)上升过程中，可以通过设置在吊具或起重设备本体上的摄像头、距离传感器来实时获取吊具在上升过程中的状态信息，也可以通过传感器来监测绳索的拉力以确定吊具在上升过程中的状态信息。

步骤420：当状态信息为挂舱状态时，电动驱动机构驱动移动机构运动以快速释放绳索。

当吊具的状态信息为挂舱状态(例如绳索的拉力超过了预设值、或吊具的姿态超出了预设姿态范围等)时，此时起升装置将停止动作，然而由于起升装置通常为油压驱动，其响应速度较慢，且即使起升装置停止动作，由于吊具在上升过程中的惯性原因，会导致挂舱后吊具的损伤。本申请在检测到吊具为挂舱状态时，通过电动驱动机构快速响应，驱动移动机构运动以快速释放绳索，从而缓解吊具的上升惯性，避免挂舱后的严重损坏。

本发明实施例提供的一种防挂舱方法，通过获取吊具在上升过程中的状态信息，在吊具出现挂舱状态时，利用电动驱动机构驱动移动机构运动以快速释放绳索，从而实现吊具的快速下降运动，以避免挂舱损坏吊具和起重设备，并且通过电动驱动机构可以在出现挂舱情况后快速响应，以将挂舱造成的损耗降至最低。

在一实施例中，上述步骤420的具体实现方式可以是：电动驱动机构驱动移动机构运动总行程的一半以快速释放绳索。在吊具出现了挂舱状态时，可以通过电动驱动机构驱动移动机构运动总行程的一半以实现快速释放最大释放长度的一半，从而缓解或解除挂舱状态，并且通过保留一半的最大释放长度，以备本次抓取过程中再次出现挂舱。通过设定移动机构运动的总行程，以实现该总行程满足至少两次挂舱状态的缓解需求，以保证单次抓取和运输货物的安全性。

图5所示为本申请另一实施例提供的一种吊具防挂舱方法的流程示意图。如图5所示，在步骤420之后，上述吊具防挂舱方法还可以包括：

步骤430：当状态信息由挂舱状态转换为非挂舱状态时，电动驱动机构驱动移动机构复位。

当吊具的状态信息由挂舱状态转换为非挂舱状态时，即吊具的挂舱状态解除时，电动驱动机构驱动移动机构复位，即将绳索回收，以实现移动机构复位至初始位置，保证后续挂舱状态时需求。

在一实施例中，上述步骤430的具体实现方式可以是：在吊具上升减速或上升骤停时，电动驱动机构驱动移动机构复位。在吊具的挂舱状态解除后，吊具在上升过程中处于减速或骤停(即此时吊具靠近上升过程的最高点位置)时，利用电动驱动机构驱动移动机构向另一个方向(与挂舱时运动方向相反的方向)运动，以实现移动机构的复位，利用吊具上升的惯性减小过程中缓慢实现移动机构的复位，以避免对移动机构的冲击。在进一步的实施例中，上述步骤430的具体实现方式还可以是：在吊具空载上升骤停时，电动驱动机构驱动移动机构复位。利用吊具空载上升骤停时惯性相对较小的特性，电动驱动机构驱动移动机构复位，以进一步避免对移动机构的冲击。

在另一实施例中，上述步骤430的具体实现方式可以是：在吊具上升过程中，吊具与最高点之间的距离等于移动机构运动完总行程对应释放的绳索长度时，停止起升装置的驱动，由电动驱动机构驱动驱动移动机构复位，以同时实现移动机构的复位和吊具的起升操作，节省起升能耗。在另一实施例中，上述步骤430的具体实现方式还可以是：在吊具上升过程中，吊具与最高点之间的距离等于移动机构运动完总行程对应释放的绳索长度时，由起升装置的带动电动驱动机构转动，以驱动驱动移动机构复位，以同时实现移动机构的复位和吊具的起升操作，节省起升能耗。

在一实施例中，在吊具下降过程中，可以利用吊具和货物的重力作用带动移动机构运动，从而带动电动驱动机构反转以发电存储，为电动驱动机构提供后续所需要的电能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吊具防挂舱装置，其特征在于，包括：

移动机构，构造为：设置于起重设备本体上，所述移动机构通过绳索连接所述吊具，收放所述绳索以实现所述吊具的升降运动；以及

电动驱动机构，所述电动驱动机构与所述移动机构传动连接，构造为：当所述吊具出现挂舱时驱动所述移动机构运动，以实现所述绳索的快速释放。

2.根据权利要求1所述的吊具防挂舱装置，其特征在于，还包括：

支座，所述支座设置于所述起重设备本体上，所述移动机构位于所述支座上且相对所述支座往返运动；

其中，所述支座包括沿所述绳索延伸方向设置的滑道，所述移动机构包括移动滚轮；

其中，所述移动滚轮于所述滑道内移动。

3.根据权利要求2所述的吊具防挂舱装置，其特征在于，所述支座还包括沿所述绳索延伸方向设置且位于所述支座侧壁的定位槽，所述移动机构还包括定位水平轮；

其中，所述定位水平轮于所述定位槽内移动。

4.根据权利要求1所述的吊具防挂舱装置，其特征在于，还包括：

齿轮和齿条；

其中，所述齿轮和所述齿条啮合，所述电动驱动机构与所述齿轮的齿轮轴传动连接，所述移动机构与所述齿轮固定连接，所述齿条沿所述移动机构的运动方向设置于所述起重设备本体上。

5.一种吊具防挂舱方法，应用于上述权利要求1-4中任一项所述的吊具防挂舱装置，其特征在于，包括：

获取所述吊具在上升过程中的状态信息；以及

当所述状态信息为挂舱状态时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构运动以快速释放所述绳索。

6.根据权利要求5所述的吊具防挂舱方法，其特征在于，所述电动驱动机构驱动所述移动机构运动以快速释放所述绳索包括：

所述电动驱动机构驱动所述移动机构运动总行程的一半以快速释放所述绳索。

7.根据权利要求5所述的吊具防挂舱方法，其特征在于，在所述快速释放所述绳索之后，还包括：

当所述状态信息由所述挂舱状态转换为非挂舱状态时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位。

8.根据权利要求7所述的吊具防挂舱方法，其特征在于，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位包括：

在所述吊具上升减速或上升骤停时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位。

9.根据权利要求8所述的吊具防挂舱方法，其特征在于，所述在所述吊具上升减速或上升骤停时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位包括：

在所述吊具空载上升骤停时，所述电动驱动机构驱动所述移动机构复位。

10.一种起重设备，其特征在于，包括：

起重设备本体；以及

如上述权利要求1-4中任一项所述的吊具防挂舱装置。

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