CN113879858B - 立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置及其运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置及其运输方法，运输装置包括横向高架轨道和纵向悬挂单轨，横向高架轨道平行于集装箱装卸桥且位于集装箱装卸桥远离岸线一侧，所述横向高架轨道上部设置有平行于集装箱装卸桥的横向悬挂单轨，所述横向悬挂单轨垂直于所述纵向悬挂单轨，且所述横向悬挂单轨的高度与所述纵向悬挂单轨的高度一致，所述横向悬挂单轨与所述纵向悬挂单挂的交界处设置有旋转平台，所述旋转平台上方设置有旋转活动装置，所述纵向悬挂单轨设置在堆场箱区两侧，所述堆场箱区两侧下方设置有集装箱中转平台，所述集装箱平台设置在所述纵向悬挂单轨下方。本发明控制简单、中转等待时间短、缩短装卸集装箱垂直升降高差、装卸效率高。

Description

立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置及其运输方法

技术领域

本发明涉及集装箱码头水平运输装置，更具体地说，涉及一种立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置及其运输方法。

背景技术

在自动化集装箱码头中，完成集装箱作业的主体是装卸桥、运输工具、堆场轨道吊，因此需要通过合理的水平运输工艺，提高三者工作的连续性，从而简化集装箱到堆场的过程，提升码头装卸效率。

在自动化集装箱码头实际管理中，多采用的是无轨道平面的集装箱码头水平运输工艺，利用无轨道自动引导车(AGV或IGV)实现集装箱运输，但随着无轨道自动引导车的普及应用，其存在的技术性问题也逐渐凸显。大部分自动化集装箱码头充分利用无轨道自动引导车的优点采用地面平面布局，由于轨道吊和集装箱装卸桥高度问题，造成吊起和卸下集装箱的时间较长，并且在码头前沿装卸桥卸下集装箱的前提是有空闲小车等待，这就要求自动化码头中要有足够数量的无轨道引导车，但是当无轨道自动引导车数量达到某一临界值时，在路线规划上有较大难度，需要有稳定的后台操作系统和数据库对无轨道自动引导车的调度算法不断升级更新，但国内对这方面的研发能力有限，因此无轨道自动引导车在实际运输过程中遇到的水平布局问题繁琐，且难以得到解决和突破。另外，天气等自然条件对无轨道自动引导车的无线网络信号影响较大，也会对码头的工作效率造成很大影响。

随着市场对自动化集装箱码头装卸效率要求的提高，结合自动化集装箱码头实际需求和无轨道自动引导车自身弊端，因此势必需要对自动化集装箱码头水平运输工艺和技术缺陷进行改进，以保证自动化集装箱码头装卸作业的高效率性和稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种控制简单、中转等待时间短、缩短装卸集装箱垂直升降高差、装卸效率高的立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置及其运输方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置，包括横向高架轨道和纵向悬挂单轨，所述横向高架轨道平行于集装箱装卸桥且位于集装箱装卸桥远离岸线一侧，所述横向高架轨道上部设置有平行于集装箱装卸桥的横向悬挂单轨，所述横向悬挂单轨垂直于所述纵向悬挂单轨，且所述横向悬挂单轨的高度与所述纵向悬挂单轨的高度一致，所述横向悬挂单轨与所述纵向悬挂单挂的交界处设置有旋转平台，所述旋转平台上方设置有旋转活动装置，所述纵向悬挂单轨设置在堆场箱区两侧，所述堆场箱区两侧下方设置有集装箱中转平台，所述集装箱平台设置在所述纵向悬挂单轨下方，相邻的集装箱平台错位间隔的设置在集装箱侧面，所述横向高架轨道上设置有用于运送集装箱的横向高架轨道小车，所述横向悬挂轨道上设置有用于运送集装箱的使用倒挂的悬挂单轨小车。

按上述方案，所述堆场两侧都设置有纵向悬挂单轨。

按上述方案，所述轨道小车上设置有用于固定集装箱的卡槽，所述卡槽设置在所述轨道小车的外缘，所述轨道小车上设置有用于固定集装箱的自动旋锁。

按上述方案，所述悬挂单轨小车设置有绳索连接的吊具，所述吊具通过所述绳索完成所述集装箱的上升和下降，所述吊具上设置有用于固定集装箱的自动旋锁。

本发明还提供了一种立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置的集装箱运输方法，包括以下步骤：

S1、用码头前沿的集装箱装卸桥将集装箱从船舶上吊起；

S2、将集装箱装卸桥吊起的集装箱放置到横向高架轨道小车上，集装箱14摆放方向与轨道方向平行；

S3、使横向高架轨道小车沿着横向高架轨道移动至集装箱目标箱区前方；

S4、将横向悬挂单轨小车的吊具通过绳索放下，然后使用吊具将横向高架轨道小车运输的集装箱吊起，由悬挂单轨小车将吊起的集装箱运输至转向平台完成90度转向；

S5、在悬挂单轨小车转向后沿着纵向悬挂单轨行驶到堆场内部，运至距离集装箱目标位置最近的空闲中转平台上方，由吊具将集装箱卸至集装箱中转平台；

S6、在距离集装箱中转平台最近的轨道吊将平台上的集装箱吊起并放置于堆场内指定位置，当轨道吊外伸的另一边平台上有集装箱在等待，则轨道吊吊具通过轨道吊上方的滑轮移动到轨道吊的另一端，将集装箱中转平台上的集装箱吊起并放置于指定位置；

S7、将悬挂单轨小车上的吊具放下集装箱后，悬挂单轨小车即可沿着轨道退回至横向悬挂单轨，等待下次运输。

实施本发明的立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置及其运输方法，具有以下有益效果：

1、本发明的立体轨道式自动化集装箱码头的水平运输作业受自然条件影响较小，使集装箱在码头装卸和运送作业过程中受干扰程度减小，保证码头装卸和运送集装箱作业流程的高效；

2、本发明在自动化集装箱码头的水平运输作业过程中使用的轨道小车和悬挂单轨小车，运行、控制简单，与AGV或IGV相比，该方式减少了路径冲突情况，提高了集装箱码头的装卸效率和运输的安全性；

3、本发明在自动化集装箱码头水平运输作业中使用两端外伸的轨道吊，在轨道吊两端外伸范围内的上方铺设纵向悬挂单轨，悬挂轨道小车沿着纵向轨道将集装箱运送至堆场内，代替了轨道吊繁重的任务，提高了自动化集装箱码头的装卸效率；

4、本发明在立体轨道式自动化集装箱码头水平运输作业中使用堆场垂直式布局，适合堆场面积为纵向长方形的场地，通过纵向悬挂单轨的延伸，可以缩短堆场与码头前沿的距离，从而增加堆场面积、提高港口土地利用率；

5、本发明在立体式自动化集装箱码头中运用了集装箱中转平台，减少了悬挂单轨小车等待时间，同时将集装箱放在横向高架轨道和集装箱中转平台上，缩短了装卸集装箱垂直升降高差，减少集装箱装卸时间，提高了码头的装卸效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置中码头前沿到堆场剖视图；

图2为立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置中码头前沿到堆场的平面布置图；

图3为图2中A—A方向码头前沿剖视图；

图4悬挂单轨小车工作运输原理图；

图5悬挂单轨小车装卸集装箱过程图；

图6旋转平台剖视图；

图7为横向高架轨道小车侧视图；

图8为悬挂单轨小车侧视图。

1、船舶，2、集装箱装卸桥，3、吊具，4、转向机构，5、横向高架轨道小车，6、横向高架轨道，7、悬挂单轨小车，8、轨道吊，9、单轨立柱，10、集装箱中转平台，11，纵向悬挂单轨，12、横向悬挂单轨，13、高架轨道立柱，14、集装箱，15、导向轮，16、驱动轮，17、小车车体，18、绳索，19、旋转平台，20、旋转活动装置。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-8所示，本发明的立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置包括横向高架轨道6和纵向悬挂单轨11，横向高架轨道6平行于集装箱装卸桥2，且横向高架轨道6位于集装箱装卸桥2远离岸线一侧，横向高架轨道6上部设置有平行于集装箱装卸桥2的横向悬挂单轨12。横向悬挂单轨12垂直于纵向悬挂单轨11，且横向悬挂单轨12的高度与纵向悬挂单轨11的高度一致，横向悬挂单轨12与纵向悬挂单轨12的交界处设置有转向机构4，其包括旋转平台19和旋转活动装置20。纵向悬挂单轨11设置在堆场侧面，堆场箱区两侧都设置有纵向悬挂单轨11。

堆场侧面地面上设置有集装箱中转平台10，集装箱14平台设置在纵向悬挂单轨11下方，相邻的集装箱14平台错位间隔的设置在集装箱14的侧面，横向高架轨道6上设置有用于运送集装箱14的横向高架轨道小车5，横向高架轨道小车5上设置有用于固定集装箱14的卡槽，卡槽设置在横向高架轨道小车5的外缘，横向高架轨道小车5上设置有用于固定集装箱14的自动旋锁。

横向悬挂单轨12上设置有用于运送集装箱14的使用倒挂的悬挂单轨小车7。悬挂单轨小车7设置有绳索18连接的吊具3，吊具3通过绳索18完成集装箱14的上升和下降，吊具3上设置有用于固定集装箱14的自动旋锁。纵向悬挂单轨11和横向悬挂单轨12下方设有单轨立柱9，横向高架轨道6下方设有高架轨道立柱13。悬挂单轨小车7包括小车车体、导向轮和驱动轮，悬挂单轨小车7通过绳索18与吊具3连接。

在码头的前沿使用集装箱装卸桥2对船舶1载运的集装箱14进行装卸作业。在集装箱装卸桥2内伸距下方的地面上设置一排平行于岸线的横向高架轨道6。在集装箱装卸桥2内伸距上方布置一条平行于岸线的横向悬挂单轨12。在垂直于岸线的方向设置纵向悬挂单轨11，该纵向悬挂单轨11位于集装箱14轨道吊8两端外伸距的正上方。在集装箱14的箱区之间布置两条纵向悬挂单轨11，纵向悬挂单轨11的数量可由堆场箱区数量确定。纵向悬挂单轨11与横向悬挂单轨12的交接处为旋转平台19。在旋转平台19的上方设置旋转活动装置20，使得旋转平台19上的轨道经过旋转可分别与横向悬挂单轨12、纵向悬挂单轨11相接，实现横向高架轨道小车5的转弯过程。

在集装箱14的堆场轨道吊8外伸距下方设置集装箱中转平台10。集装箱中转平台10可供悬挂单轨小车7放置运输的集装箱14，一个中转平台仅能放置一个40英尺或两个20英尺集装箱14。每个集装箱14的箱区两侧错位间隔设置集装箱中转平台10，集装箱14平台的数量由悬挂单轨小车7和轨道吊8的工作效率决定。两端外伸的轨道吊8对外伸部分覆盖的集装箱中转平台10上的集装箱14进行堆存作业，堆场中有多个轨道吊8同时负责堆场内集装箱14的堆存作业。

横向高架轨道6上有可以运送40英尺和20英尺集装箱14的横向高架轨道小车5，横向高架轨道小车5一次运送一个40英尺的集装箱14或者两个20英尺的集装箱14。横向高架轨道小车5上有固定集装箱14的卡槽，位于小车外缘。集装箱14规格是40英尺，集装箱14放置于横向高架轨道小车5的卡槽中间。集装箱14的规格是20英尺，则两个20英尺的集装箱14放置于横向高架轨道小车5上，横向高架轨道小车5上安装自动旋锁固定集装箱14。

横向悬挂单轨12和纵向悬挂单轨11上使用倒挂的悬挂单轨小车7，小车上设置有绳索18连接的吊具3，吊具3可以通过绳索18来完成集装箱14的上升和下降过程。该悬挂单轨小车7通过吊具3一次可以运送一个40英尺的集装箱14或者两个20英尺的集装箱14，吊具3上安装自动旋锁固定集装箱14。

本发明还提供了一种利用立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置的集装箱运输方法，包括如下步骤：

S1、用码头前沿的集装箱装卸桥2将集装箱14从船舶1上吊起；

S2、将集装箱装卸桥2吊起的集装箱14放置到横向高架轨道6小车5上；集装箱14摆放方向与轨道方向平行；

S3、使横向高架轨道6小车5沿着横向高架轨道6移动至集装箱目标箱区前方；

S4、将横向悬挂单轨12小车7的吊具3通过绳索18放下，然后使用吊具3将横向高架轨道6小车5运输的集装箱14吊起，由悬挂单轨小车7将吊起的集装箱14运输至转向平台完成90度转向；

S5、在悬挂单轨小车7转向后沿着纵向悬挂单轨11行驶到堆场内部，运至距离集装箱14目标位置最近的空闲中转平台上方，由吊具3将集装箱14卸至集装箱中转平台10；

S6、在距离集装箱中转平台10最近的轨道吊8将平台上的集装箱14吊起并放置于堆场内指定位置，当轨道吊8外伸的另一边平台上有集装箱14在等待，则轨道吊8吊具3通过轨道吊8上方的滑轮移动到轨道吊8的另一端，将集装箱中转平台10上的集装箱14吊起并放置于指定位置；

S7、将悬挂单轨小车7上的吊具3放下集装箱14后，悬挂单轨小车7即可沿着轨道退回至横向悬挂单轨12，等待下次运输。

以上为卸船作业流程，装船作业流程为其逆过程。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (2)

1.一种立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置，其特征在于，包括横向高架轨道和纵向悬挂单轨，所述横向高架轨道平行于集装箱装卸桥且位于集装箱装卸桥远离岸线一侧，所述横向高架轨道上部设置有平行于集装箱装卸桥的横向悬挂单轨，所述横向悬挂单轨垂直于所述纵向悬挂单轨，且所述横向悬挂单轨的高度与所述纵向悬挂单轨的高度一致，所述横向悬挂单轨与所述纵向悬挂单轨的交界处设置有旋转平台，所述旋转平台上方设置有旋转活动装置，所述纵向悬挂单轨设置在堆场箱区两侧，所述堆场侧面下方设置有集装箱中转平台，所述集装箱中转平台设置在所述纵向悬挂单轨下方，相邻的集装箱中转平台错位间隔的设置在集装箱侧面，所述横向高架轨道上设置有用于运送集装箱的横向高架轨道小车，所述横向悬挂单轨上设置有用于运送集装箱的悬挂单轨小车，所述悬挂单轨小车倒挂在横向悬挂轨道上；所述堆场两侧都设置有纵向悬挂单轨；

所述轨道小车上设置有用于固定集装箱的卡槽，所述卡槽设置在所述轨道小车的外缘，所述轨道小车上设置有用于固定集装箱的自动旋锁；

所述悬挂单轨小车设置有吊具，所述吊具与绳索连接，所述吊具通过所述绳索完成所述集装箱的上升和下降，所述吊具上设置有用于固定集装箱的自动旋锁。

2.一种采用权利要求1所述的立体轨道式自动化集装箱码头水平运输装置的集装箱运输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、用码头前沿的集装箱装卸桥将集装箱从船舶上吊起；

S2、将集装箱装卸桥吊起的集装箱放置到横向高架轨道小车上，集装箱摆放方向与横向高架轨道方向平行；

S3、使横向高架轨道小车沿着横向高架轨道移动至集装箱目标箱区前方；

S4、将横向悬挂单轨小车的吊具通过绳索放下，然后使用吊具将横向高架轨道小车运输的集装箱吊起，由悬挂单轨小车将吊起的集装箱运输至转向平台完成90度转向；

S5、在悬挂单轨小车转向后沿着纵向悬挂单轨行驶到堆场内部，运至距离集装箱目标位置最近的空闲中转平台上方，由吊具将集装箱卸至集装箱中转平台；

S6、在距离集装箱中转平台最近的轨道吊将平台上的集装箱吊起并放置于堆场内指定位置，当轨道吊外伸的另一边平台上有集装箱在等待，则轨道吊吊具通过轨道吊上方的滑轮移动到轨道吊的另一端，将集装箱中转平台上的集装箱吊起并放置于指定位置；

S7、将悬挂单轨小车上的吊具放下集装箱后，悬挂单轨小车即可沿着纵向悬挂单轨退回至横向悬挂单轨，等待下次运输。