CN113335863B - 一种集装箱换装转运装置及集装箱转运车 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种集装箱换装转运装置及集装箱转运车，涉及运载转运设备领域，包括移动平台和转运机构，转运机构包括旋转平台、承载臂和延伸臂，转运机构通过旋转平台转动连接移动平台上，旋转平台上安装有至少两根轴线平行间隔设置的承载臂，承载臂两端分别滑动配合有延伸臂，用于沿承载臂轴向滑动延伸，以形成从转运起点至转运终点的转运架；承载臂和延伸臂上均设置有导轨，导轨配合有用于承载待转运物体的滑块，通过能够旋转、升降的转运机构在运载工具之间搭建桥梁，以转运机构上的滑块机构承载集装箱，滑块带动集装箱沿滑轨移动，实现将待转运集装箱从起点到终点的稳定平移，同时布置多个转运装置能够将转运工作同时进行提高效率。

Description

一种集装箱换装转运装置及集装箱转运车

技术领域

本公开涉及运载转运设备领域，特别涉及一种集装箱换装转运装置及集装箱转运车。

背景技术

集装箱导引车作为自动化集装箱码头、车站的水平运输设备，能够在规定的导引路径上行驶，并对集装箱进行运载。比如从火车转运到汽车上时，需要通过起重机将集装箱吊起装载至导引车，然后在场地内移动至汽车位置，通过起重机将集装箱吊起卸载至汽车上；或是将集装箱从一列火车转运到另一列火车上时，起重机的横向移动距离有限，需要不断调节火车的相对位置，使得待移动集装箱处于起重机的覆盖范围内。

目前用于转运集装箱的导引车主体作为平板车结构，承载集装箱并进行转运。在装卸和卸载过程中需要通过起重机等设备完成集装箱在不同运载工具之间的换装；而往往一台起重机匹配多台集装箱导引车，装卸载工作依次进行，对于不同运载工具之间的转运效率有限，难以满足紧急转运时快速卸载、装载的需求；采用集装箱转运车进行临时转运时，受限于狭窄的空间，集装箱转运车的吊臂覆盖范围较大，不便同时布置多台。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种集装箱换装转运装置及集装箱转运车，通过能够旋转、升降的转运机构在运载工具之间搭建桥梁，以转运机构上的滑块机构承载集装箱，滑块带动集装箱沿滑轨移动，实现将待转运集装箱从起点到终点的稳定平移，同时布置多个转运装置能够将转运工作同时进行提高效率。

本公开的第一目的是提供一种集装箱换装转运装置，采用以下技术方案：

包括移动平台和转运机构，转运机构包括旋转平台、承载臂和延伸臂，转运机构通过旋转平台转动连接移动平台上，旋转平台上安装有至少两根轴线平行间隔设置的承载臂，承载臂两端分别滑动配合有延伸臂，用于沿承载臂轴向滑动延伸，以形成从转运起点至转运终点的转运架；承载臂和延伸臂上均设置有导轨，导轨配合有用于承载待转运物体的滑块。

进一步地，所述移动平台上安装有升降机构，升降机构输出末端与旋转平台转动连接。

进一步地，所述转运机构布置在移动平台顶面上，移动平台顶面上设有用于收纳转运机构的容纳槽，升降机构能够驱动转运机构改变与移动平台顶面的间距。

进一步地，每根延伸臂的轴线与其所配合承载臂的轴线共线布置，延伸臂一端位于承载臂内部，另一端能够延伸至承载臂外或收纳至承载臂内。

进一步地，所述延伸臂远离旋转平台的一端安装有能够调节轴向长度的调高支脚，调高支脚用于接触外部承载面并支撑转运机构端部。

进一步地，沿导轨布置路径上依次安装有多个滑块驱动轮，滑块驱动轮与滑块上预设的受力部配合传动，以驱动滑块沿滑轨移动。

进一步地，所述滑块驱动轮包括安装在承载臂上第一驱动轮和安装在延伸臂上的第二驱动轮，受力部包括配合第一驱动轮的第一受力部和配合第二驱动轮的第二受力部。

进一步地，所述滑块用于接触待转运物体的顶面凸出于转运机构顶面，滑块位于滑轨内部的部分安装有滚轮，用于沿滑轨内部底面布置的行走面移动。

进一步地，所述移动平台顶面上设有支撑凸块，用于接触并支撑待转运物体，并在移动平台带动下运输待转运物体。

本公开的第二目的是提供一种集装箱转运车，利用如上所述的集装箱换装转运装置，移动平台上安装有至少一个转运机构，当安装有多个转运机构时，沿移动平台长度方向依次间隔设置。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)在移动平台上设置转运机构，能够相对于移动平台进行转动；在调整位置时转动转运机构至收纳位置，能够布置在狭窄空间内，转运集装箱时能够转动至搭建位置，结合伸出的延伸臂搭建从转运起点到转运终点的转运桥梁，利用滑块承载物体进行转运，方便在狭窄的空间内进行集装箱的换装转运。

(2)承载臂、延伸臂为伸缩结构，延伸臂能够通过伸长动作探入待转运物体下方，导引滑块至承托位置进行物体的承载和转运，实现转运架的建立；相较于从顶部抓取待转运物体，能够维持物体整体处于较低位置，提高转运的安全性。

(3)延伸臂能够回缩入承载臂内，缩短转运机构整体的长度，在转动调节位置后，能够降低其在移动平台长度方向上的占用，方便其收纳入移动平台内，提高移动平台整体的灵活性。

(4)在旋转平台上并列设置多条承载臂，建立转运架后，能够通过多个滑块对待转运物体进行多点支撑，提高支撑点的跨度并降低支撑位置的应力集中，多条承载臂上对应的多个滑块同步动作，实现对物体的稳定转运。

(5)通过升降机构对转运机构的高度进行调节，适应不同高度的运载工具，结合延伸臂末端的调高支脚共同托起待转运物体，使得待转运物体脱离运载工具，整体从从运载工具转移至转运机构上；在到达终点位置后，通过升降机构、调高支脚的共同下放，使得待转运物体稳定停放在运载工具上，主动驱动待转运物体的提升和下放，避免使用外部吊运设备。

(6)滑块上设置有相应的驱动轮和滚轮，能够配合滑轨承载待转运物体沿滑轨轨迹方向移动，降低滑块与滑轨之间的摩擦力，降低转运过程中的难度，提高转运效率。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1、2中换装转运装置的整体结构示意图；

图2为本公开实施例1、2中滑块与轨道配合的结构示意图；

图3是本公开实施例1、2中旋转平台的结构示意图；

图4是本公开实施例1、2中滑块与延伸臂的配合示意图；

图5是本公开实施例1、2中滑块与支撑臂的配合示意图；

图6是本公开实施例1、2中延伸臂与支撑臂的配合示意图；

图7是本公开实施例1、2中第二驱动部的结构示意图。

图中，1-移动平台，2-限位支架，3-落位判断机构，4-承载臂，5-延伸臂，6-滑块，7-调高支脚，8-升降机构，9-旋转平台，10-导轨，11-第一齿轮，12-第二齿轮，13-第三齿轮，14-第一驱动电机，15-传动链条，16-直齿条，17-第四齿轮，18-第二驱动电机，19-环形齿条，20-第五齿轮，21-第三驱动电机，22-第二传动链条，23-第二直齿条，24-第六齿轮，25-第七齿轮，26-第八齿轮，27-第四驱动电机，28-第三传动链条，29-第四传动链条。

具体实施方式

实施例1

本公开的一个典型实施例中，如图1-图7所示，给出一种集装箱换装转运装置。

主要包括移动平台1和转运机构，转运机构转动安装在移动平台1上，通过相对于转运平台的转动改变其所处位置，能够转动至与移动平台1长度方向平行收纳在移动平台1顶部，也能够转动至与移动平台1长度方向垂直，搭接在两个运载工具之间建立物品移动用转运架。

当转运机构收纳在移动平台1上方时，移动平台1整体作为运载工具，能够承接吊运设备上的集装箱等物品，在堆场内进行转运。

具体的，移动平台1顶面上设有支撑凸块，用于接触并支撑待转运物体，并在移动平台1带动下运输待转运物体；在本实施例中，所述的支撑凸块还可以替换为限位支架2，对所承载的集装箱等物品进行约束限位，避免集装箱从移动平台1上的脱落。

进一步地，在本实施例中，移动平台1顶面的四角及中间两侧位置均设有限位支架2，限位支架2中部设有落位判断机构3，落位判断机构3和复位弹簧相连，复位弹簧和移动平台1的控制系统相连，控制系统和报警装置相连接。

落位判断机构3能够移动平台1顶部承载的集装箱进行位置判断，当集装箱落点准确时，能够触发落位判断机构3；反之，集装箱落点不准确时，落位判断机构3不被触发，发出相应的信号。复位弹簧能够推动机械式落位判断机构3恢复原位置，等待下次触发。

可以理解的是，所述的落位判断机构3、复位弹簧和控制系统均可以采用现有的落位判断机构3，对应安装到移动平台1上能够实现落位检测即可。

当移动到两个运载工具之间时，能够将转运机构转动搭接到两个运载工具上，建立转运架，使得运载工具上的待转运物品沿转运架移动。

如图1所示，为了实现转运机构与移动平台1的相对转动，转运机构包括旋转平台9，转运机构通过旋转平台9转动连接在移动平台1上，由旋转平台9驱动转运机构整体相对于移动平台1进行转动；在移动平台1位置确定后，调节转运机构与待转运物体的位置，方便搭建转运架。

移动平台1上安装有升降机构8，升降机构8输出末端与旋转平台9转动连接，能够驱动转运机构升降，改变转运机构与移动平台1之间的间距；在改变转运机构位置时，升降机构8能够对转运机构进行承载，在搭建转运架后，升降机构8位置锁定，作为中间支撑件对转运机构中部进行支撑。

在本实施例中，如图3所示，对于旋转平台9的结构，旋转平台9内侧设有环形齿条19，升降机构8输出端设置有相应的安装部，安装部内部设有第二驱动电机18和第三驱动电机21，第二驱动电机18的输出轴上设有第四齿轮17，第三驱动电机21的输出轴上设有第五齿轮20，第四齿轮17与环形齿条19啮合，第五齿轮20与环形齿条19啮合；第二驱动电机、第三驱动电机同步输出，通过第四齿轮和第五齿轮共同驱动环形齿条运动，从而带动旋转平台9相对于升降机构8转动，进而使得整个转运机构相对于移动平台1转动。

为了方便转运机构收纳到移动平台1顶部后进行收纳，以达到避让移动平台1顶部空间方便集装箱落位的目的，本实施例中，转运机构布置在移动平台1顶面上，移动平台1顶面上设有用于收纳转运机构的容纳槽，升降机构8能够驱动转运机构改变与移动平台1顶面的间距。

升降机构8能够通过调节转运机构的高度来实现转运机构的收纳和推出，通过下落将转运机构收纳入容纳槽内，整个转运机构、升降装置不凸出于移动平台1顶面，避免对其运载集装箱时的阻挡和碰撞，方便移动平台1作为运载工具时的流畅运行。

在移动平台1上设置转运机构，能够相对于移动平台1进行转动；在调整位置时转动转运机构至收纳位置，能够布置在狭窄空间内，转运集装箱时能够转动至搭建位置，结合伸出的延伸臂5搭建从转运起点到转运终点的转运桥梁，利用滑块6承载物体进行转运，方便在狭窄的空间内进行集装箱的换装转运。

在本实施例中，所述的升降机构8可以选用液压缸、电缸等直线移动机构，推动转运机构相对于移动平台1调整高度。

为了实现转运架的建立，转运机构设有承载臂4和延伸臂5，旋转平台9上安装有至少两根轴线平行间隔设置的承载臂4，承载臂4两端分别滑动配合有延伸臂5，用于沿承载臂4轴向滑动延伸，以形成从转运起点至转运终点的转运架；承载臂4和延伸臂5上均设置有导轨10，导轨10配合有用于承载待转运物体的滑块6。

承载臂4、延伸臂5为伸缩结构，延伸臂5能够通过伸长动作探入待转运物体下方，导引滑块6至承托位置进行物体的承载和转运，实现转运架的建立；相较于从顶部抓取待转运物体，能够维持物体整体处于较低位置，提高转运的安全性。

对于承载臂4和延伸臂5的配合，每根延伸臂5的轴线与其所配合承载臂4的轴线共线布置，延伸臂5一端位于承载臂4内部，另一端能够延伸至承载臂4外或收纳至承载臂4内；延伸臂5一端嵌入承载臂4内，在沿承载臂4轴向滑动实现伸长和缩短时，能够整体收纳于承载臂4内，也可以部分探出承载臂4外。

在承载臂4端部向中间方向上，设有滑道结构，延伸臂5与此滑道滑动配合，在滑道的路径末端设有限位块，延伸臂5位于承载臂4内部的一端设有挡块，通过挡块与限位块的配合，避免延伸臂5从承载臂4内部的脱出。

延伸臂5远离旋转平台9的一端安装有能够调节轴向长度的调高支脚7，调高支脚7用于接触外部承载面并支撑转运机构端部；所述的调高支脚7可以选用小体积顶升结构，比如小型电缸、油缸等，也可以成对使用，增加其承载出力能力，便于在延伸臂5驱动下探入待转运集装箱下方间隙中。

通过升降机构8对转运机构的高度进行调节，适应不同高度的运载工具，结合延伸臂5末端的调高支脚7共同托起待转运物体，使得待转运物体脱离运载工具，整体从从运载工具转移至转运机构上；在到达终点位置后，通过升降机构8、调高支脚7的共同下放，使得待转运物体稳定停放在运载工具上，主动驱动待转运物体的提升和下放，避免使用外部吊运设备。

对于滑块6与导轨10的配合，沿导轨10布置路径上依次安装有多个滑块6驱动轮，滑块6驱动轮与滑块6上预设的受力部配合传动，以驱动滑块6沿导轨10移动；

滑块6驱动轮包括安装在承载臂4上第一驱动轮和安装在延伸臂5上的第二驱动轮，受力部包括配合第一驱动轮的第一受力部和配合第二驱动轮的第二受力部。

在本实施例中，如图4、图5所示，所述的滑块6截面形状呈T型，滑块6两侧设有直齿条16；对于承载臂4结构，其上安装有第一驱动部，第一驱动部包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第一驱动电机；第一齿轮沿导轨10布置，直齿条16与第一齿轮11的上齿轮啮合，第一齿轮11的下齿轮与第二齿轮12的下齿轮通过传动链条15链接，第一驱动电机14的输出轴上设有第三齿轮13，第三齿轮13与第二齿轮12的上齿轮啮合；可以理解的是，多个第二齿轮结构可以通过驱动链条进行传动，第一驱动电机通过第三齿轮带动驱动链条转动，从而驱动所有的第二齿轮同步转动，进而在导轨10内形成连续的齿轮驱动部，带动滑块6沿导轨10移动。

对于承载臂4和延伸臂5的配合，所述承载臂4末端设置有第六齿轮24，延伸臂上安装有啮合第六齿轮24的第二直齿条23，第六齿轮24通过转动驱动第二直齿条23动作，从而使得承载臂4与延伸臂5相对滑动，实现延伸臂4与承载臂5的相对伸缩动作。

可以理解的是，所述的延伸臂5上布置有第二驱动部，第二驱动部的结构与第一驱动部的结构相同，第二结构部对应的第一齿轮啮合直齿条靠下的位置，避让第一驱动部与直齿条的配合位置。

具体的，如图6、图7所示，所述第二驱动部包括第七齿轮、第八齿轮和第四驱动电机；第七齿轮沿导轨10布置，直齿条16与第七齿轮25的上齿轮啮合，第八齿轮25的下齿轮与第八齿轮26的下齿轮通过第四传动链条29链接，第四驱动电机27的输出轴上设有第八齿轮26，第八齿轮26与第七齿轮25的上齿轮啮合；可以理解的是，多个第七齿轮结构可以通过第三传动链条进行传动，第四驱动电机驱动第八齿轮，然后通过第四传动链条驱动一个第七齿轮转动，一个第七齿轮带动驱动第三传动链条转动，从而驱动所有的第七齿轮同步转动，进而在导轨10内形成连续的齿轮驱动部，带动滑块6沿导轨10移动

当需要运载集装箱时，驱动电机带动第二齿轮转动，第二齿轮通过传动链带动第一齿轮转动，第一齿轮带动滑块6移动。当滑块6到达集装箱下方时，升降机构8带动转运机构上升，当滑块6与集装箱底部接触，驱动电机反向转动，在驱动电机的作用下，滑块6装载集装箱移动到移动平台1上，升降油缸带动导轨10平台下降使集装箱放置在限位支架2上。

当需要转运集装箱时，驱动电机带动第二齿轮转动，第二齿轮通过传动链带动第一齿轮转动，第一齿轮带动滑块6移动。当滑块6到达集装箱下方时，升降机构8带动转运机构上升，当滑块6与集装箱底部接触，驱动电机反向转动，在驱动电机的作用下，滑块6装载集装箱移动到另一运载工具上，升降油缸带动导轨10平台下降使集装箱放置在替换的运载工具上。

在本实施例中，以两个驱动臂结构位置，布置有两条轨道，每个轨道均配合有相应的滑块6结构。在旋转平台9上并列设置多条承载臂4，建立转运架后，能够通过多个滑块6对待转运物体进行多点支撑，提高支撑点的跨度并降低支撑位置的应力集中，多条承载臂4上对应的多个滑块6同步动作，实现对物体的稳定转运。

为了保证滑块6的承载性能，滑块6用于接触待转运物体的顶面凸出于转运机构顶面，滑块6位于导轨10内部的部分安装有滚轮，用于沿导轨10内部底面布置的行走面移动。

滑块6上设置有相应的驱动轮和滚轮，能够配合导轨10承载待转运物体沿导轨10轨迹方向移动，降低滑块6与导轨10之间的摩擦力，降低转运过程中的难度，提高转运效率。

实施例2

本公开的另一典型实施例中，如图1-图7所示，给出一种集装箱转运车。

包括如实施例1所述的集装箱换装转运装置，其移动平台上安装有相应的驱动机构，带动移动平台1移动。

移动平台1上安装有至少一个转运机构，当安装有多个转运机构时，沿移动平台长度方向依次间隔设置。

具体的，在实际应用时，由于不同国家轨道标准不一致，导致货物在到达边境时需要进行“换轨”，所谓“换轨”，并非是更换轨道，而是中途换车，就是将货物从标准轨道火车上吊装到宽轨火车上。整个换轨过程要耗时数个小时。目前从中国开往欧洲的列车要在中途换轨两次。

应对此种情况有四种解决方案：一是换车底。二是换转向架，开到边境的换轮车间，换轮后，继续开往目的地。三是铁路上铺设第三轨。四是使用变轨距车底(现在还在实验阶段)。以上方案都存在很大的限制难以大规模推广。

在本实施例中，通过预先铺设的黄色导引带或者刷涂黄色色带作为导引路径，驱动集装箱转运车达到指定位置后，转运机构上升并旋转90°，延伸臂5伸长至集装箱底部，转运机构上升，使滑块6与集装箱底部接触，滑块6沿导轨位移动实现集装箱由铁路平板车到自行式集装箱换装车的移动，当集装箱到达导轨另一端时，转运机构下降，使集装箱落在铁路平板车上，导轨平台复位，完成集装箱在不同轨距列车间的换装。

多辆集装箱转运车可同时进行作业，完成一处集装箱的换装后可自主移动到下一位置继续作业，可以通过配置自动控制结合中央控制系统自动操控，减少人为操作。具有成本低、可同时进行多个集装箱的换装、不需要对园区进行大规模改造，极大提升换装效率等优势。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种集装箱换装转运装置，其特征在于，包括移动平台和转运机构，转运机构包括旋转平台、承载臂和延伸臂，转运机构通过旋转平台转动连接移动平台上，旋转平台上安装有至少两根轴线平行间隔设置的承载臂，承载臂两端分别滑动配合有延伸臂，用于沿承载臂轴向滑动延伸，以形成从转运起点至转运终点的转运架；承载臂和延伸臂上均设置有导轨，导轨配合有用于承载待转运物体的滑块；

所述移动平台上安装有升降机构，升降机构输出末端与旋转平台转动连接；

所述转运机构布置在移动平台顶面上，移动平台顶面上设有用于收纳转运机构的容纳槽，升降机构能够驱动转运机构改变与移动平台顶面的间距；

滑块上设置有相应的驱动轮和滚轮，能够配合导轨承载待转运物体沿导轨轨迹方向移动，降低滑块与导轨之间的摩擦力，降低转运过程中的难度；

升降机构对转运机构的高度进行调节，适应不同高度的运载工具，结合延伸臂末端的调高支脚共同托起待转运物体，使得待转运物体脱离运载工具，整体从从运载工具转移至转运机构上；在到达终点位置后，通过升降机构、调高支脚的共同下放，使得待转运物体稳定停放在运载工具上；

每根延伸臂的轴线与其所配合承载臂的轴线共线布置，延伸臂一端位于承载臂内部，另一端能够延伸至承载臂外或收纳至承载臂内；

所述延伸臂远离旋转平台的一端安装有能够调节轴向长度的调高支脚，调高支脚用于接触外部承载面并支撑转运机构端部；沿导轨布置路径上依次安装有多个滑块驱动轮，滑块驱动轮与滑块上预设的受力部配合传动，以驱动滑块沿滑轨移动；

所述滑块驱动轮包括安装在承载臂上第一驱动轮和安装在延伸臂上的第二驱动轮，受力部包括配合第一驱动轮的第一受力部和配合第二驱动轮的第二受力部。

2.如权利要求1所述的集装箱换装转运装置，其特征在于，所述滑块用于接触待转运物体的顶面凸出于转运机构顶面，滑块位于滑轨内部的部分安装有滚轮，用于沿滑轨内部底面布置的行走面移动。

3.如权利要求1所述的集装箱换装转运装置，其特征在于，所述移动平台顶面上设有支撑凸块，用于接触并支撑待转运物体，并在移动平台带动下运输待转运物体。

4.一种集装箱转运车，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的集装箱换装转运装置，移动平台上安装有至少一个转运机构，当安装有多个转运机构时，沿移动平台长度方向依次间隔设置。