CN115285010A - 一种集装箱锁闭装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集装箱锁闭装置。锁闭装置数套安装在运输车车梁上，每套锁闭装置由平行并列设置的两组工作组件和一组触发组件构成；工作组件安装于运输车车梁用于与集装箱角件结合固定实现运输，每组工作组件包括锁头、锁座、锁盒；触发组件安装于两组工作组件之间用于触发驱动工作组件的水平齿条并驱动抽板实现锁头的收放，包括触杆、齿轮轴、齿条。本发明装置采用齿轮齿条结构同步传递动作，采用抽拉推板和压缩弹簧结构实现锁闭装置的自动复位，无需人工操作换锁，自动实现20英尺集装箱和40英尺集装箱正常落锁，适应未来智能化码头及货场对集装箱装卸无人化作业的要求。
Description
技术领域
本发明属于机械设计技术领域，尤其属于运输机械设计技术领域，具体涉及一种集装箱锁闭装置。
背景技术
为确保运输安全，集装箱的四个角件在运输过程中需要与运输车辆上的集装箱锁闭装置进行锁闭。而集装箱运输车辆为提升运输效率，通常其设计长度为：40英尺集装箱车，可满足运输1个40英尺集装箱或者同时运输2个20英尺集装箱；60英尺集装箱车，可满足运输1个40英尺集装箱和1个20英尺集装箱或者也同时运输3个20英尺集装箱；80英尺集装箱车，可满足运输2个40英尺集装箱或者同时运输4个20英尺集装箱。在上述运输工况下，运输车辆的集装箱锁闭装置一般采用最两端的为固定式集装箱锁闭装置，运输车辆中部的锁闭装置采用伸缩式、推拉式、翻转式、推拉翻板式等结构；其主要目的是满足：当运输20英尺集装箱时，运输车辆中部的这些锁闭装置处于工作位，能对集装箱角件起到锁闭作用；当运输40英尺集装箱时，中部的这些锁闭装置处于非工作位，能隐藏锁头，不与40英尺集装箱发生干涉，保证40英尺集装箱正常落箱。
现有中部集装箱锁闭装置存在以下缺点：必须要人工操作，伸缩式锁闭装置需要人工控制锁柄下方的提杆，提起旋转实现锁闭工作位，回转落下实现非工作位；推拉式锁闭装置需要人工推进或推出来实现工作位与非工作位转换；翻转式锁闭装置需要人工翻起工作或翻下隐藏来实现工作位与非工作位转换；推拉翻板式锁闭装置较推拉式锁闭装置多增加一个需人工将锁头由朝上工作到翻转180°朝下隐藏来实现工作位与非工作位转换的动作。为提高工作效率，降低人力成本，减少人身安全危害，提升智能化水平，大部分集装箱码头和集装箱堆场正在进行智能化改造，其中一个突出特点就是无人化，因此既有集装箱锁闭装置不能适应自动化集装箱码头和智能集装箱堆场的工作要求。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种集装箱锁闭装置。本发明目的是提供一种免人工、自动实现工作位与非工作位转换的抽板伸缩式集装箱锁闭装置。
本发明通过以下技术方案实现：
一种集装箱锁闭装置，锁闭装置数套安装在运输车车梁上；其特征在于：每套锁闭装置由平行并列设置的两组工作组件和一组触发组件构成；
工作组件安装于运输车车梁用于与集装箱角件结合固定实现运输；
每组工作组件包括锁头、锁座、锁盒；锁盒安装固定于车梁内为空腔结构，锁座安装固定于车梁上与锁盒结合固定，锁头通过锁头回位装置可伸缩设置于锁座上；锁座横向中部设置水平抽屉式滑道，滑道内设置抽板，抽板侧面固定贴装有水平齿条，锁座和抽板纵向中部设置互相匹配的、具有间隔凸台的纵向滑道，受水平齿条驱动的抽板在一位时与锁座具有相同纵向结构的滑道用于锁头的上下滑动收放、在二位时与锁座具有错位结构用于支撑固定锁头于锁座上；
触发组件安装于两组工作组件之间用于触发驱动工作组件的水平齿条并驱动抽板实现锁头的收放；
触发组件包括触杆、齿轮轴、齿条；相邻工作组件的锁座上部之间固定设置一平板结构的顶盖，触杆上部穿过顶盖平面中部设置的圆孔并高于工作组件的锁头高点设置，触杆下端与侧面贴装有竖直齿条的驱动杆连接；竖直齿条与一水平设置的齿轮轴驱动结合，齿轮轴两端通过轴套固定于两侧工作组件的锁座上，两工作组件的的水平齿条分别于竖直齿条两侧与齿轮轴驱动结合；竖直齿条的驱动杆下端设置用于触杆解除压缩后回位的触发回位装置。
本发明锁头回位装置设置于锁盒中，包括拉杆和套装在拉杆上的锁头压缩弹簧，拉杆上端与锁头支撑结合固定，下端可伸缩设置于锁盒底部的锁盒底板孔中，锁盒底板上设置底板套筒，锁头压缩弹簧下端限位设置于底板套筒中、上端与锁头弹性支撑配合。
本发明触发回位装置包括顶板、活动套筒、顶杆、压缩弹簧、弹簧套筒、底板；顶板和底板的两侧均分别与工作组件的锁盒壁连接固定，顶板与底板之间上部设置活动套筒、下部设置弹簧套筒，顶杆上端穿过活动套筒与顶板与竖直齿条的驱动杆下端连接、下端穿过弹簧套筒与底板并在底端部依次设置调整垫圈、螺母和开口销，压缩弹簧套装在顶杆上、两端位于活动套筒与弹簧套筒内。
本发明锁座横向中部水平抽屉式滑道内、与抽板并列设置有磨耗板。
所述顶盖上设置有用于观察监视锁闭状态的视频图像传感器。
所述触发组件触杆顶部套装有弹性材料制成的弹性触头。
所述触发组件触杆顶点与工作组件锁头顶点的高度差与抽板移动距离相同。
所述锁头是鹰嘴锁锁头或自动扭力锁锁头用于集装箱角件与锁头的锁固。
本发明集装箱锁闭装置工作原理是：
通过安装视频图像传感器，将图像信息传输给装卸场地的控制单元，分析新图像位置和原图像位置间位移变化量和变化方向，控制起吊设备装卸集装箱动作，实现起落箱时角件孔与旋锁头的精准定位功能，可防止集装箱装卸时撞坏触杆。
当运输车辆装卸20英尺集装箱时，触发组件的触头不与其两旁的2个20英尺集装箱发生关系，触发组件两边的2个工作组件的锁头固定在锁盒内，处于工作位，分别与2个20英尺集装箱的角件发生锁闭作用。
当运输车辆装载40英尺集装箱时，触头首先与40英尺集装箱的底侧梁接触，触发组件的触头位置高出其两旁工作组件的锁头，其高度差等于抽板移动距离，该距离可实现抽板解锁对锁头垂向方向自由度的限制，触头、触杆、齿条、活动套筒、顶杆克服压缩弹簧的阻力整体下移，带动齿轮轴旋转，齿轮轴同时再带动水平齿条水平移动，通过齿轮齿条结构将触发组件中齿条垂直移动转化为工作组件中水平齿条水平移动，水平齿条与工作组件中抽板与磨耗板固定在一起，抽板与磨耗板移动一定距离后凸凹台支撑结构中的凸台对应锁头底部的凹槽，锁头下部没有支撑，当40英尺集装箱的底侧梁接触到锁头时，锁头、拉杆克服压缩弹簧的阻力整体下移，锁头发生压缩动作，自动隐藏到锁盒中。
当40英尺集装箱从运输车辆上吊离时，锁头、拉杆受到压缩弹簧的弹力作用上升到初始位置，与此同时，触头、触杆、齿条、活动套筒、顶杆受到压缩弹簧的弹力作用上升到初始位置，通过齿轮齿条结构将触发组件中齿条垂直向上移动转化为工作组件中水平齿条水平移动，水平齿条带动抽板与磨耗板反向水平移动恢复到初始位置，抽板与磨耗板的凸凹台支撑结构中的凸台对应锁头底部的凸台，锁头固定在锁盒内，处于工作位。
本发明集装箱锁闭装置触发组件和工作组件结构新颖，功能可靠，巧妙采用齿轮齿条结构同步传递动作，采用抽拉推板和压缩弹簧结构实现本发明结构的自动复位，通过安装视频图像传感器，将图像信息传输给装卸场地的控制单元，分析新图像位置和原图像位置间位移变化量和变化方向，控制起吊设备装卸集装箱动作，实现起落箱时角件孔与旋锁头的精准定位功能，可防止集装箱装卸时撞坏触杆，锁头采用国内外广泛使用的F-TR鹰嘴锁或自动扭力锁，能满足集装箱角件与旋锁的可靠锁固功能。触发组件利用20英尺箱和40英尺箱的结构特点，通过触头是否与集装箱底侧梁接触，自动判断装载20英尺箱和40英尺箱时是否给工作组件传递动作，无需人工操作换锁，自动实现20英尺集装箱和40英尺集装箱都能正常落锁功能，适应未来智能化码头及货场对集装箱装卸无人化作业的要求。
附图说明
图1是本发明集装箱锁闭装置轴侧结构示意图；
图2是本发明集装箱锁闭装置触发组件轴侧结构示意图；
图3是本发明集装箱锁闭装置触发组件正视结构示意图；
图4是本发明集装箱锁闭装置工作组件正视结构示意图；
图5是本发明集装箱锁闭装置工作组件剖视结构示意图；
图6是本发明集装箱锁闭装置锁头轴侧结构示意图；
图7是本发明集装箱锁闭装置抽板轴侧结构示意图；
图8是本发明集装箱锁闭装置装载2个20英尺集装箱示意图；
图9是本发明集装箱锁闭装置装载1个40英尺集装箱示意图。
图中零部件及编号：
1为触发组件，2为工作组件；20为20英尺集装箱。40为40英尺集装箱，C为运输车；
1.1为视频图像传感器，1.2为顶盖，1.3为密封垫圈，1.4为触头，1.5为触杆，1.6为齿轮轴，1.7为轴套，1.8为齿条，1.9为顶板，1.10为活动套筒，1.11为顶杆，1.12为压缩弹簧，1.13为弹簧套筒，1.14为底板，1.15为调整垫圈，1.16为螺母，1.17为开口销；
2.1为锁头，2.2为锁座，2.3为抽板，2.4为磨耗板，2.5为水平齿条，2.6为锁盒，2.7为锁头压缩弹簧，2.8为拉杆，2.9为底板套筒，2.10为锁盒底板，2.11为安装座，2.12为调整垫圈，2.13为螺母，2.14为开口销。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
结合图1至图9，本发明集装箱锁闭装置包括一个触发组件1和两个工作组件2，触发组件1布置在两个工作组件2的中间，通过顶盖1.2、顶板1.9、底板1.14与工作组件2连接在一起，触发组件的齿轮轴1.6分别安装在工作组件的锁座2.2下部安装孔里，通过安装座2.11固定在锁座2.2下部。
触发组件1由视频图像传感器1.1、顶盖1.2、密封垫圈1.3、触头1.4、触杆1.5、齿轮轴1.6、轴套1.7、齿条1.8、顶板1.9、活动套筒1.10、顶杆1.11、压缩弹簧1.12、弹簧套筒1.13、底板1.14、调整垫圈1.15、螺母1.16、开口销组成1.17。触发组件1通过顶盖1.2、顶板1.9、底板1.14固定在左右两个工作组件2的中间位置，顶板1.9、底板1.14连接左右两侧的工作组件的锁盒2.6，顶盖1.2连接左右两侧的工作组件的锁座2.2；顶盖1.2中间开2个圆孔，大孔内嵌套密封垫圈1.3防止灰尘、雨水进入，触杆1.5从顶盖1.2中大孔穿过，小孔安装视频图像传感器1.1，将图像信息传输给装卸场地的控制单元，分析新图像位置和原图像位置间位移变化量和变化方向，控制起吊设备装卸集装箱动作，实现起落箱时角件孔与锁头2.1的精准定位功能，可防止集装箱装卸时撞坏触杆1.5；顶板1.9中间开方孔，齿条1.8从顶板1.9中方孔穿过；底板1.14中间开圆孔，顶杆1.11从底板1.14中圆孔穿过，底板1.14上部固接弹簧套筒1.13，底板1.14下部的顶杆1.11上安装有定位用的调整垫圈1.15、螺母1.16和开口销1.17；顶盖1.2、顶板1.9、底板1.14起到对压缩弹簧1.12限位和对触杆1.5、齿条1.6、顶杆1.11的导向作用；触头1.4采用橡胶材质，安装在触杆1.5头部，功能是与40英尺集装箱的底侧梁接触；触杆1.5下部与齿条1.8固接在一起，齿条1.8与工作组件中的水平齿条2.5垂直布置，共同啮合同一个齿轮轴1.6，实现联动的目的，齿条1.8通过垂直方向的移动带动与其配合的齿轮轴1.6产生转动，齿轮轴1.6再带动水平齿条2.5水平移动，齿轮轴1.6两端安装有轴套1.7，两端的轴套1.7通过工作组件中安装座2.11固定在锁座2.2下端的安装孔里；压缩弹簧1.12套装在顶杆1.11上，其上下两端分别安装在活动套筒1.10与弹簧套筒1.13之间。触头1.4高度要高出两旁工作组件的锁头2.1高度，其高度差等于工作组件中抽板2.3水平移动的距离，该距离能实现解锁工作组件中锁头2.1的固定状态，使其能从工作位转变为非工作位。
工作组件由锁头2.1、锁座2.2、抽板2.3、磨耗板2.4、水平齿条2.5、锁盒2.6、锁头压缩弹簧2.7、拉杆2.8、底板套筒2.9、锁盒底板2.10、安装座2.11、调整垫圈2.12、螺母2.13、开口销2.14组成。锁头2.1型式可采用国内F-TR鹰嘴锁或国外自动扭力锁，锁头2.1的底座为凸凹台结构，锁头2.1底部铸造有压缩弹簧套筒可安装拉杆2.8；锁座2.2为矩形中空结构，上平面根据锁头2.1外形开缺口，锁头2.1可从缺口穿入露出在外侧，锁头2.1底部为凸凹台结构被锁座2.2矩形内腔限位导向，锁头2.1底座的凸台对应锁座2.2底部的凹槽，锁头2.1可自由在锁座2.2中穿行，锁座2.2一侧设有矩形通孔，抽板2.3、磨耗板2.4可在该矩形通孔移动并限位导向，锁座2.2另一侧设有矩形孔，水平齿条2.5与抽板2.3通过螺栓在此孔处连接，起到通过触发组件1垂向移动带动齿轮轴1.6转动再同时带动抽板2.3水平移动的目的；抽板2.3两端有卡槽，磨耗板2.4通过端部卡勾组装在抽板2.3下部，抽板2.3与磨耗板2.4都为中空结构，中空位置为凸凹台结构，当锁头2.1处于工作位时，抽板2.3凸台对应锁头2.1底部的凸台，起支撑锁头作用，此时锁头2.1所有自由度被限制，当锁头2.1处于非工作位时，抽板2.3凸台对应锁头2.1底部的凹槽，此时锁头2.1下部没有支撑，锁头2.1能穿过抽板2.3和磨耗板2.4；锁盒2.6为矩形中空筒体安装在锁座2.2下方，锁盒2.6下部安装有锁盒底板2.10，锁盒底板2.10上部中央固接底板套筒2.9，锁盒底板2.10下部的拉杆2.8上安装有定位用的调整垫圈2.12、螺母2.13和开口销2.14，锁盒底板2.10中间开圆孔起导向作用，拉杆2.8从圆孔中穿过，锁头压缩弹簧2.7套装在拉杆2.8上，其上下两端分别安装在锁头2.1底部的弹簧套筒与底板套筒2.9之间。当运输车辆装卸20英尺集装箱时触发组件1不动作，工作组件的锁头2处于工作位起到锁闭20英尺集装箱的功能；当运输车辆装卸40英尺集装箱时触发组件1发生压缩动作，触发组件1与工作组件2通过齿轮齿条结构的联动作用引发工作组件的抽板2.3发生水平移动，工作组件的锁头2.1处于非工作位，随着40英尺集装箱落箱，锁头2.1发生压缩动作，自动隐藏到锁盒2.6中。
Claims (8)
1.一种集装箱锁闭装置，锁闭装置数套安装在运输车车梁上；其特征在于：每套锁闭装置由平行并列设置的两组工作组件和一组触发组件构成；
工作组件安装于运输车车梁用于与集装箱角件结合固定实现运输；
每组工作组件包括锁头、锁座、锁盒；锁盒安装固定于车梁内为空腔结构，锁座安装固定于车梁上与锁盒结合固定，锁头通过锁头回位装置可伸缩设置于锁座上；锁座横向中部设置水平抽屉式滑道，滑道内设置抽板，抽板侧面固定贴装有水平齿条，锁座和抽板纵向中部设置互相匹配的、具有间隔凸台的纵向滑道，受水平齿条驱动的抽板在一位时与锁座具有相同纵向结构的滑道用于锁头的上下滑动收放、在二位时与锁座具有错位结构用于支撑固定锁头于锁座上；
触发组件安装于两组工作组件之间用于触发驱动工作组件的水平齿条并驱动抽板实现锁头的收放；
触发组件包括触杆、齿轮轴、齿条；相邻工作组件的锁座上部之间固定设置一平板结构的顶盖，触杆上部穿过顶盖平面中部设置的圆孔并高于工作组件的锁头高点设置，触杆下端与侧面贴装有竖直齿条的驱动杆连接；竖直齿条与一水平设置的齿轮轴驱动结合，齿轮轴两端通过轴套固定于两侧工作组件的锁座上，两工作组件的的水平齿条分别于竖直齿条两侧与齿轮轴驱动结合；竖直齿条的驱动杆下端设置用于触杆解除压缩后回位的触发回位装置。
2.根据权利要求1所述的集装箱锁闭装置，其特征在于：锁头回位装置设置于锁盒中，包括拉杆和套装在拉杆上的锁头压缩弹簧，拉杆上端与锁头支撑结合固定，下端可伸缩设置于锁盒底部的锁盒底板孔中，锁盒底板上设置底板套筒，锁头压缩弹簧下端限位设置于底板套筒中、上端与锁头弹性支撑配合。
3.根据权利要求1所述的集装箱锁闭装置，其特征在于：触发回位装置包括顶板、活动套筒、顶杆、压缩弹簧、弹簧套筒、底板；顶板和底板的两侧均分别与工作组件的锁盒壁连接固定，顶板与底板之间上部设置活动套筒、下部设置弹簧套筒，顶杆上端穿过活动套筒与顶板与竖直齿条的驱动杆下端连接、下端穿过弹簧套筒与底板并在底端部依次设置调整垫圈、螺母和开口销，压缩弹簧套装在顶杆上、两端位于活动套筒与弹簧套筒内。
4.根据权利要求1或2或3所述的集装箱锁闭装置，其特征在于：锁座横向中部水平抽屉式滑道内、与抽板并列设置有磨耗板。
5.根据权利要求4所述的集装箱锁闭装置，其特征在于：所述顶盖上设置有用于观察监视锁闭状态的视频图像传感器。
6.根据权利要求4所述的集装箱锁闭装置，其特征在于：所述触发组件触杆顶部套装有弹性材料制成的弹性触头。
7.根据权利要求4所述的集装箱锁闭装置，其特征在于：所述触发组件触杆顶点与工作组件锁头顶点的高度差与抽板移动距离相同。
8.根据权利要求4所述的集装箱锁闭装置，其特征在于：所述锁头是鹰嘴锁锁头或自动扭力锁锁头用于集装箱角件与锁头的锁固。
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