CN114194871B - 双向移动式装船机及其装船方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双向移动式装船机，包括基架和底架，基架一端设有可转动的悬臂输送装置，基架设有进料斗，悬臂输送装置远离基架的一端设有出料口，基架下端设有多个第一行走轮，第一行走轮抵靠在底架上滚动，底架下端设有多个第二行走轮，第一行走轮与第二行走轮的行走方向垂直，解决了传统装船机卸料不均匀易引起船体侧偏的问题。

Description

双向移动式装船机及其装船方法

技术领域

本发明涉及装船机领域，尤其是涉及一种双向移动式装船机及其装船方法。

背景技术

在散货物流领域，船舶接卸技术已成为散货专业码头的核心技术，装船机是用于散料码头装船时使用的大型散料机械，主要作用是将散料由岸边输送至船舶上。现有的装船机大多为固定式或摆臂式的，固定式的装船机，卸料点唯一，并不能适用于大型船体，现有技术参见CN 110422655 A用于汽车卸料的移动式装船机中记载的结构，该结构主要通过前端的摆臂输送散料，但是输送时，卸料口轨迹为弧线，装船后，物料在船舱中堆积不均匀，容易引起船体侧偏，并且船身较长时，物料难以卸到两个端头，造成空间上利用不合理，因此亟须一种能够均匀卸料的装船机。

发明内容

本发明提供了一种双向移动式装船机及其装船方法，解决了传统装船机卸料不均匀易引起船体侧偏的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种双向移动式装船机，包括基架和底架，基架一端设有可转动的悬臂输送装置，基架设有进料斗，悬臂输送装置远离基架的一端设有出料口，基架下端设有多个第一行走轮，第一行走轮抵靠在底架上滚动，底架下端设有多个第二行走轮，第一行走轮与第二行走轮的行走方向垂直。

优选的方案中，悬臂输送装置包括臂架，臂架下端与基架铰接，基架设有臂架卷扬机，臂架卷扬机驱动臂架转动，臂架和基架上设有多个拖轮装置，还设有回转输送带，回转输送带绕拖轮装置循环转动。

优选的方案中，进料斗两侧设有可翻转的跳板，跳板一端与基架铰接。

优选的方案中，基架上远离悬臂输送装置的一端设有多个配重块。

优选的方案中，基架还设有至少两个压轮，压轮压住回转输送带上侧面边缘。

优选的方案中，臂架下侧面中部设有测平装置，测平装置包括安装底板、中间连接板和元件安装板，安装底板与臂架连接，安装底板与中间连接板一端铰接，中间连接板与元件安装板一端铰接，中间连接板与元件安装板的转轴相互垂直，元件安装板至少四角设有激光位移传感器，激光位移传感器用于检测到货船的距离，元件安装板中部设有双轴倾角传感器，还设有第一电推杆和第二电推杆，第一电推杆两端分别铰接安装底板和中间连接板，第二电推杆两端分别铰接中间连接板和元件安装板。

优选的方案中，拖轮装置包括第一端轮和第二端轮，回转输送带绕第一端轮和第二端轮转动，还设有第三减速电机，第三减速电机驱动第二端轮转动，第一端轮和第二端轮之间还设有多个基架上拖轮、基架下拖轮、臂架上拖轮和臂架下拖轮，基架上拖轮、基架下拖轮、臂架上拖轮和臂架下拖轮抵靠在回转输送带内侧面上滚动。

包括装船方法，

S1、空船扫平：货船停靠到位后，基架前移使出料口对准货船中轴处，将悬臂输送装置转动至卸货角度，调整测平装置的位置使测平装置对准货船的船的甲板，测出甲板的初始水平偏转角；

S2、货车卸料：货车将物料倾斜至进料斗中，悬臂输送装置运转，回转输送带将物料运送至出料口处；

S3、货物往复式装船：装船初始时，调整出料口位置，将出料口移动到货船中轴线一端，并向另一端移动，物料由出料口排出落入货船的货仓中，同时监测货船的实时偏转角度，根据初始水平偏转角度计算出相对偏转角度，若相对偏转角度过大则加快底架的侧向移动速度，当出料口移动到船舱末端时折返移动并继续卸料，如此往复循环；

S4、装船机回位：往复式卸料结束后，悬臂输送装置升起回位，基架和底架回退到原始位置。

优选的方案中，S1还包括初始水平偏转角的计算方法：

S11、双轴倾角传感器测出元件安装板相对于水平面的水平偏角，并控制第一电推杆和第二电推杆调整元件安装板至水平；

S12、在S时间内检测N次，测出N组各激光位移传感器距离货船的甲板的距离，计算出该时间段内各激光位移传感器距离甲板的平均距离，并由此计算出货船的水平偏转角度；

S13、移动基架和底架使测平装置对准货船甲板上不同点位，测出水平偏转角度；

S14、将多点的水平偏转角度取平均值，该值即为初始水平偏转角A1。

优选的方案中，S3还包括相对偏转角度的计算方法：

S31、监测各激光位移传感器到货船的甲板的距离，在S时间内检测N次，测出N组各激光位移传感器距离货船的甲板的距离，计算出该时间段内各激光位移传感器距离甲板的平均距离；

S32、计算出货船相对于水平面的实时偏转角度A2，将实时偏转角度A2与初始水平偏转角A1比较，计算出相对偏转角度A3=A2-A1。

本发明的有益效果为：通过正交布置的行走轮，实现装船机在X轴、Y轴方向的移动，装船时受船体长度和宽度的限制较小，可均匀的将散料铺满船舱，防止均布卸料点累计过多，造成船身倾斜，减小侧翻风险；优选方案中，采用测平装置检测船身倾斜度并及时反馈预警，自动卸料时无需工作人员实时监控船身状况，防止由于卸料速率不均匀，导致卸料时船身倾斜的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的示意图。

图2是本发明的工作示意图。

图3是本发明的后视图。

图4是本发明的拆解爆炸图。

图5是本发明的底视图。

图6是本发明的悬臂输送装置示意图。

图7是本发明的测平装置示意图。

图8是本发明的测平装置侧视图。

图9是本发明的货船俯视示意图。

图10是本发明的空船测平示意图。

图11是本发明的卸料测平示意图。

图12是本发明的船体起伏极值示意图。

图中：基架1；第一行走轮101；第一减速电机102；进料斗103；压轮104；基架上拖轮105；基架下拖轮106；第一导轨107；第一端轮108；底架2；第二导轨201；第二行走轮202；第二减速电机203；悬臂输送装置3；臂架卷扬机301；出料口302；臂架上拖轮303；臂架下拖轮304；臂架305；回转输送带306；第三减速电机307；第二端轮308；测平装置4；安装底板401；中间连接板402；元件安装板403；第一电推杆404；第二电推杆405；激光位移传感器406；双轴倾角传感器407；配重块5；操控室6；步梯7；跳板8；货船9；控制柜10。

具体实施方式

如图1-12中，一种双向移动式装船机，包括基架1和底架2，基架1一端设有可转动的悬臂输送装置3，基架1设有进料斗103，悬臂输送装置3远离基架1的一端设有出料口302，物料由进料斗103进料后经过悬臂输送装置3输送，再由出料口302向货船9卸料，基架1下端设有多个第一行走轮101，底架2上侧面设有至少两个第一导轨107，第一行走轮101抵靠在第一导轨107上滚动，底架2下端设有多个第二行走轮202，在码头沿岸铺设至少两个平行的第二导轨201，第二行走轮202在第二导轨201上行走，轨道铺设尽量与水平面平行，提高装船机移动时与水平面的平行度，第一行走轮101与第二行走轮202的行走方向垂直，保证悬臂输送装置3可在X轴、Y轴两个直线方向位移。

每个第一行走轮101配备一个第一减速电机102，每个第二行走轮202配备一个第二减速电机203，使得各行走轮能够独立驱动，各电机采用伺服电机或步进电机，基架1上还设有控制柜10，控制柜10可统一驱动各行走距离和速度。

基架1上还设有操控室6、步梯7等。

优选的方案中，悬臂输送装置3包括臂架305，臂架305下端与基架1铰接，基架1设有臂架卷扬机301，臂架卷扬机301驱动臂架305转动，臂架305和基架1上设有多个拖轮装置，还设有回转输送带306，回转输送带306绕拖轮装置循环转动，物料由进料斗103落到回转输送带306上，然后输送至出料口302。

优选的方案中，进料斗103两侧设有可翻转的跳板8，跳板8一端与基架1铰接，跳板8旋转下放到地面，货车由跳板8进入装船机，将物料倾倒入进料斗103中。

优选的方案中，基架1上远离悬臂输送装置3的一端设有多个配重块5，用于平衡悬臂输送装置3的重量，防止倾翻。

优选的方案中，基架1还设有至少两个压轮104，压轮104压住回转输送带306上侧面边缘，起到张紧输送带的作用。

优选的方案中，臂架305下侧面中部设有测平装置4，测平装置4包括安装底板401、中间连接板402和元件安装板403，安装底板401与臂架305连接，安装底板401与中间连接板402一端通过耳座铰接，中间连接板402与元件安装板403一端通过耳座铰接，中间连接板402与元件安装板403的转轴相互垂直，保证元件安装板403能够万向调节，元件安装板403至少四角设有激光位移传感器406，激光位移传感器406用于检测到货船9的距离，元件安装板403中部设有双轴倾角传感器407，还设有第一电推杆404和第二电推杆405，第一电推杆404两端分别铰接安装底板401和中间连接板402，转轴方向与中间连接板402相对于安装底板401的转动方向一致，第二电推杆405两端分别铰接中间连接板402和元件安装板403，转轴方向与元件安装板403相对于中间连接板402的转动方向一致。

优选的方案中，拖轮装置包括第一端轮108和第二端轮308，回转输送带306绕第一端轮108和第二端轮308转动，还设有第三减速电机307，第三减速电机307驱动第二端轮308转动，第一端轮108和第二端轮308之间还设有多个基架上拖轮105、基架下拖轮106、臂架上拖轮303和臂架下拖轮304，基架上拖轮105、基架下拖轮106、臂架上拖轮303和臂架下拖轮304抵靠在回转输送带306内侧面上滚动，各种拖轮共同保证回转输送带306运转过程中不会产生局部塌陷。

装船方法如下，

S1、空船扫平：货船9停靠到位后，基架1前移使出料口302对准货船9中轴处，由于船身一般为窄长型且侧面靠岸，落料点在Y方向处于居中状态，因此一般不会由于落料、堆料造成船身发生绕Y轴的偏摆（即左右侧向偏摆），将悬臂输送装置3转动至卸货角度，调整测平装置4的位置使测平装置4对准货船9的船的甲板，测出甲板的初始水平偏转角；

S2、货车卸料：放下跳板8，货车由跳板8驶入装船机上，将物料倾斜至进料斗103中，货车驶离装船机，收起跳板8，悬臂输送装置3运转，回转输送带306将物料运送至出料口302处；

S3、货物往复式装船：装船初始时，调整出料口302位置，将出料口302移动到货船9中轴线一端，并向另一端移动，物料由出料口302排出落入货船9的货仓中，同时监测货船9的实时偏转角度，根据初始水平偏转角度计算出相对偏转角度，若相对偏转角度过大，大于设定值，说明底架2平移速度过慢，导致前端堆积的物料过多导致船身前端下沉，则加快底架2末端的侧向移动速度，使物料更多的在末端积累，增加末端的重量，使船回复平衡，当出料口302移动到船舱末端时折返移动并继续卸料，如此边卸料边在前端、末端之间往复循环移动；

S4、装船机回位：往复式卸料结束后，悬臂输送装置3升起回位，基架1和底架2回退到原始位置。

优选的方案中，S1还包括初始水平偏转角的计算方法：

S11、双轴倾角传感器407测出元件安装板403相对于水平面的水平偏角，并控制第一电推杆404和第二电推杆405调整元件安装板403至水平；

由于装船机安装、码头地基、各零件受重力自然向下形变、装配误差累计等原因，造成装船机安装完毕后与水平面存在原始夹角，因此使用时需要先校准测平装置4，双轴倾角传感器407能检测绕X轴的水平倾角和绕Y轴方向的水平倾角，绕X轴的水平倾角可由第二电推杆405调整，绕Y轴的水平倾角可由第一电推杆404调整。

由于船停靠时受水面波浪的影响会上下起伏，因此激光位移传感器406检测时，到甲板的距离实际上处于周期性上下变化的，尤其是风浪稳定时，船身高低值随时间呈有规律的变化，要排出风浪的干扰，可以将调平后的测平装置4对准甲板，检测出甲板从最高点到最低点，再到最高点的时间T，该时间T为船身起伏一个周期的时间，S等于T或多倍的T，N为大于1的整数，因此多个激光位移传感器406到货船9甲板的距离值求平均值时，较大值与较小值中和使得平均值能够较为准确的反映甲板真实高度，排出船身受风浪起伏带来的干扰；

S12、在S时间内检测N次，每次检测时间间隔相同，测出N组各激光位移传感器406距离货船9的甲板的距离，例如船身起伏一次为2秒，N=10，即每0.2秒检测一次；

即使双轴倾角传感器407已经将元件安装板403校准为水平，但由于船身始终处于动态过程，并且装船机移动时会轻微晃动，因此需要测得空船在装船机移动时的初始水平偏转角，该角度作为难以消除的系统综合误差存在；

计算出该时间段内各激光位移传感器406距离甲板的平均距离，将四个激光位移传感器406命名为C1、C2、C3、C4，C1到甲板的平均距离为CL1，C2到甲板的平均距离为CL2，C3到甲板的平均距离为CL3，C4到甲板的平均距离为CL4，再次求距离平均值L1=（CL1+ CL3）/2,L2=（CL2+ CL4）/2，已知C1到C2或C3到C4的距离为L4，那么X方向上L4长度段内甲板高度差值L3=L1-L2=（CL1+ CL3）/2-（CL2+ CL4）/2，tanA=L3/L4，并由此计算出货船9的水平偏转角度A=arctan((（CL1+ CL3）/2-（CL2+ CL4）/2)/L4)；

由于船的甲板并不是纯平面，出厂后经年累月的使用会使甲板变形，因此需要以下求平均的步骤；

S13、移动基架1和底架2使测平装置4对准货船9甲板上不同点位，测出水平偏转角度；

S14、将多点的水平偏转角度取平均值，该值即为初始水平偏转角A1。

优选的方案中，S3还包括相对偏转角度的计算方法：

S31、监测各激光位移传感器406到货船9的甲板的距离，在S时间内检测N次，测出N组各激光位移传感器406距离货船9的甲板的距离，计算出该时间段内各激光位移传感器406距离甲板的平均距离；

S32、计算出货船9相对于水平面的实时偏转角度A2，将实时偏转角度A2与初始水平偏转角A1比较，计算出相对偏转角度A3=A2-A1，相对偏转角度即为消除了系统误差的船身相对于水平面的真实偏转角。

测平装置4还可以进行风浪大小预测，利用激光位移传感器406实时监测甲板的上极限位置和下极限位置，一旦起伏极值超过设定数值便反馈给驾驶室6中的操作人员，停止作业。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双向移动式装船机的装船方法，其特征是：包括基架（1）和底架（2），基架（1）一端设有可转动的悬臂输送装置（3），基架（1）设有进料斗（103），悬臂输送装置（3）远离基架（1）的一端设有出料口（302），基架（1）下端设有多个第一行走轮（101），第一行走轮（101）抵靠在底架（2）上滚动，底架（2）下端设有多个第二行走轮（202），第一行走轮（101）与第二行走轮（202）的行走方向垂直；

悬臂输送装置（3）包括臂架（305），臂架（305）下端与基架（1）铰接，基架（1）设有臂架卷扬机（301），臂架卷扬机（301）驱动臂架（305）转动，臂架（305）和基架（1）上设有多个拖轮装置，还设有回转输送带（306），回转输送带（306）绕拖轮装置循环转动；

臂架（305）下侧面中部设有测平装置（4），测平装置（4）包括安装底板（401）、中间连接板（402）和元件安装板（403），安装底板（401）与臂架（305）连接，安装底板（401）与中间连接板（402）一端铰接，中间连接板（402）与元件安装板（403）一端铰接，中间连接板（402）与元件安装板（403）的转轴相互垂直，元件安装板（403）至少四角设有激光位移传感器（406），激光位移传感器（406）用于检测到货船（9）的距离，元件安装板（403）中部设有双轴倾角传感器（407），还设有第一电推杆（404）和第二电推杆（405），第一电推杆（404）两端分别铰接安装底板（401）和中间连接板（402），第二电推杆（405）两端分别铰接中间连接板（402）和元件安装板（403）；

S1、空船扫平：货船（9）停靠到位后，基架（1）前移使出料口（302）对准货船（9）中轴处，将悬臂输送装置（3）转动至卸货角度，调整测平装置（4）的位置使测平装置（4）对准货船（9）的船的甲板，测出甲板的初始水平偏转角；

S2、货车卸料：货车将物料倾斜至进料斗（103）中，悬臂输送装置（3）运转，回转输送带（306）将物料运送至出料口（302）处；

S3、货物往复式装船：装船初始时，调整出料口（302）位置，将出料口（302）移动到货船（9）中轴线一端，并向另一端移动，物料由出料口（302）排出落入货船（9）的货仓中，同时监测货船（9）的实时偏转角度，根据初始水平偏转角度计算出相对偏转角度，若相对偏转角度过大，大于设定值，说明底架（2）平移速度过慢，导致前端堆积的物料过多导致船身前端下沉，则加快底架（2）末端的侧向移动速度，使物料更多的在末端积累，增加末端的重量，使船回复平衡，当出料口（302）移动到船舱末端时折返移动并继续卸料，如此边卸料边在前端、末端之间往复循环移动；

S4、装船机回位：往复式卸料结束后，悬臂输送装置（3）升起回位，基架（1）和底架（2）回退到原始位置。

2.根据权利要求1所述双向移动式装船机的装船方法，其特征是：进料斗（103）两侧设有可翻转的跳板（8），跳板（8）一端与基架（1）铰接。

3.根据权利要求1所述双向移动式装船机的装船方法，其特征是：基架（1）上远离悬臂输送装置（3）的一端设有多个配重块（5）。

4.根据权利要求1所述双向移动式装船机的装船方法，其特征是：基架（1）还设有至少两个压轮（104），压轮（104）压住回转输送带（306）上侧面边缘。

5.根据权利要求1所述双向移动式装船机的装船方法，其特征是：拖轮装置包括第一端轮（108）和第二端轮（308），回转输送带（306）绕第一端轮（108）和第二端轮（308）转动，还设有第三减速电机（307），第三减速电机（307）驱动第二端轮（308）转动，第一端轮（108）和第二端轮（308）之间还设有多个基架上拖轮（105）、基架下拖轮（106）、臂架上拖轮（303）和臂架下拖轮（304），基架上拖轮（105）、基架下拖轮（106）、臂架上拖轮（303）和臂架下拖轮（304）抵靠在回转输送带（306）内侧面上滚动。

6.根据权利要求1所述双向移动式装船机的装船方法，其特征是：S1还包括初始水平偏转角的计算方法：

S11、双轴倾角传感器（407）测出元件安装板（403）相对于水平面的水平偏角，并控制第一电推杆（404）和第二电推杆（405）调整元件安装板（403）至水平；

S12、在S时间内检测N次，测出N组各激光位移传感器（406）距离货船（9）的甲板的距离，计算出该时间段内各激光位移传感器（406）距离甲板的平均距离，并由此计算出货船（9）的水平偏转角度；

S13、移动基架（1）和底架（2）使测平装置（4）对准货船（9）甲板上不同点位，测出水平偏转角度；

S14、将多点的水平偏转角度取平均值，该值即为初始水平偏转角A1。

7.根据权利要求6所述双向移动式装船机的装船方法，其特征是：S3还包括相对偏转角度的计算方法：

S31、监测各激光位移传感器（406）到货船（9）的甲板的距离，在S时间内检测N次，测出N组各激光位移传感器（406）距离货船（9）的甲板的距离，计算出该时间段内各激光位移传感器（406）距离甲板的平均距离；

S32、计算出货船（9）相对于水平面的实时偏转角度A2，将实时偏转角度A2与初始水平偏转角A1比较，计算出相对偏转角度A3=A2-A1。