CN117342281A - 一种多用途轨道式起重系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用途轨道式起重系统，包括轨道式起重机、水平运输设备、岸边装卸设备和码头作业控制系统；所述轨道式起重机、所述水平运输设备、所述岸边装卸设备均设于码头上；所述轨道式起重机位于所述岸边装卸设备的陆侧；所述水平运输设备位于所述轨道式起重机的下方；所述码头作业控制系统对所述轨道式起重机、所述水平运输设备、所述岸边装卸设备下发装船/卸船指令。本发明还公开了一种多用途轨道式起重系统的使用方法。本发明提高了起重机的交互效率，并以经济可行的架构实现了传统码头的自动化升级。

Description

一种多用途轨道式起重系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及起重机自动控制技术，更具体地说，涉及一种多用途轨道式起重系统及其控制方法。

背景技术

集装箱码头是实现海陆物流运输的枢纽，随着船舶大型化，港口的装卸效率迫切需要不断提高，同时，对降低人力成本、码头的环保、节能等方面的要求也越来越高。

自动化码头因其安全可靠性高、作业效率高、场地利用率高、环境友好、人力成本低等显著优点而成为普遍的发展趋势。对大多数港口来说，通过对已建集装箱码头进行升级改造，是一条切实可行的升级途径。

传统码头岸边装卸设备(包括集装箱桥吊及门座式起重机等)的远程控制改造并非最大难题，但如何实现更高效的岸边装卸设备与水平运输设备自动交互，如何以经济可行的方案攻克岸边装卸设备与水平运输设备自动交互，却一直困扰是大多数港口自动化升级的难题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种多用途轨道式起重系统及其控制方法，提高了起重机的交互效率，并以经济可行的架构实现了传统码头的自动化升级。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种多用途轨道式起重系统，包括轨道式起重机、水平运输设备、岸边装卸设备和码头作业控制系统；

所述轨道式起重机、所述水平运输设备、所述岸边装卸设备均设于码头上；

所述轨道式起重机位于所述岸边装卸设备的陆侧；

所述水平运输设备位于所述轨道式起重机的下方；

所述码头作业控制系统对所述轨道式起重机、所述水平运输设备、所述岸边装卸设备下发装船/卸船指令。

较佳的，所述轨道式起重机采用双悬臂结构、龙门架结构或单悬臂结构，包括海侧大车、陆侧大车、轨道梁、小车和载箱支架；

所述海侧大车、所述陆侧大车平行设置，且所述海侧大车靠近所述岸边装卸设备设置；

所述轨道梁架设于所述海侧大车、所述陆侧大车之间；

所述小车设于所述轨道梁上，并沿所述轨道梁行走；

所述载箱支架设于所述海侧大车或所述陆侧大车上。

较佳的，所述海侧大车或所述陆侧大车的运行轨道上还设有大车定位装置；

所述轨道式起重机上设有大车接收系统；

所述大车接收系统用以检测所述大车定位装置，以实现所述轨道式起重机的定位。

较佳的，所述岸边装卸设备的运行轨道上还设有定位装置；

所述岸边装卸设备上设有接收系统；

所述接收系统用以检测所述定位装置，以实现所述岸边装卸设备的定位。

较佳的，所述轨道梁的下方跨距内设有行驶车道、交互车道；

所述水平运输设备沿所述行驶车道进行行走，或沿所述交互车道与所述小车进行交互。

较佳的，所述水平运输设备为集卡、无人集卡、自动导引车或跨运车。

较佳的，所述行驶车道具有2条，均设于所述海侧大车的陆侧；

所述交互车道分设于所述陆侧大车的两侧，每侧各设2条。

本发明第二方面提供了一种基于本发明第一方面提供所述的多用途轨道式起重系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、所述轨道式起重机接收所述码头作业控制系统下发的跟随指令；

S2、所述轨道式起重机基于跟随指令驱动自身移动至所述岸边装卸设备的指定位置；

S3、所述轨道式起重机接收所述码头作业控制系统下发的指令，以执行装船/卸船作业流程。

较佳的，所述步骤S3中，装船作业流程具体包括：

当所述轨道式起重机接收所述码头作业控制系统下发的装船指令时，所述轨道式起重机驱动所述小车沿所述轨道梁运行至所述交互车道位置，与所述交互车道上所述水平运行设备交互将集装箱吊起，再驱动所述小车沿所述轨道梁运行至所述载箱支架位置，将集装箱装载至所述载箱支架上；

所述岸边装卸设备再从所述载箱支架上取集装箱。

较佳的，所述步骤S3中，卸船作业流程具体包括：

当所述轨道式起重机接收所述码头作业控制系统下发的卸船指令时，所述轨道式起重机驱动所述小车沿所述轨道梁运行至所述载箱支架位置，并与所述载箱支架交互将所述载箱支架上的集装箱吊起；

所述轨道式起重机驱动所述小车沿所述轨道梁运行至所述交互车道位置，再将集装箱装载至所述交互车道上的所述水平运输设备上。

本发明所提供的一种多用途轨道式起重系统及其控制方法，在传统码头通过配置多用途轨道式多用途轨道式起重机，岸边装卸设备可通过该轨道式起重机实现与水平运输设备自动交互。装船时，该轨道式起重机根据码头作业控制系统下发的跟随指令，跟随岸边装卸设备移动，水平运输设备与该轨道式起重机交互将集装箱装载至其载箱支架上，岸边装卸设备则从其载箱支架取箱装船；当卸船时，该轨道式起重机根据码头作业控制系统下发的跟随指令，跟随岸边装卸设备移动，岸边装卸设备将集装箱卸载至其载箱支架上，水平运输设备则与该轨道式起重机交互取箱；基于本发明改造思路，为传统码头配备该轨道式起重机即可以经济可行的架构实现自动化升级，实现岸边装卸设备与水平运输设备的自动交互。

附图说明

图1是本发明多用途轨道式起重系统的结构示意图；

图2是本发明多用途轨道式起重系统中行驶车道、交互车道的一种布置方式示意图；

图3是本发明多用途轨道式起重系统中行驶车道、交互车道的另一种布置方式示意图；

图4是本发明多用途轨道式起重系统的使用方法流程示意图。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

结合图1至图3所示，本发明所提供的一种多用途轨道式起重系统，包括轨道式起重机4、水平运输设备6、岸边装卸设备3和码头作业控制系统。

轨道式起重机4、水平运输设备6、岸边装卸设备3均设于码头2上。

轨道式起重机4位于岸边装卸设备3的陆侧。

水平运输设备6位于轨道式起重机4的下方。

码头作业控制系统对轨道式起重机4、水平运输设备6、岸边装卸设备3下发装船/卸船指令。

轨道式起重机4包括海侧大车41、陆侧大车42、轨道梁43、小车44和载箱支架5。

海侧大车41、陆侧大车42之间平行设置，且海侧大车41靠近岸边装卸设备3一侧设置。

轨道梁43架设于海侧大车41与陆侧大车42之间。

小车44设于轨道梁43上，并可沿轨道梁43行走。

载箱支架5固定于海侧大车41或陆侧大车42上。

轨道梁43的下方跨距内设有行驶车道7、交互车道8，水平运输设备6沿行驶车道7进行行走，或沿交互车道8与小车44之间进行交互。

轨道式起重机4设置于岸边装卸设备3的陆侧，沿码头2正面岸线顺岸布置，基于作业需求可跟随岸边装卸设备3移动。本发明实施例中，轨道式起重机4与岸边装卸设备3并非一一对应关系，一台轨道式起重机4可以对应多部岸边装卸设备3，作业时，优先选用距离指定岸边装卸设备3最近的轨道式起重机4使用。轨道式起重机4包括但不限定于双悬臂结构、龙门架结构或单悬臂结构。

本发明实施例中，轨道梁43优选单悬臂结构，行驶车道7设置于海侧大车44的陆侧，设有2条车道；交互车道8设置于陆侧大车42的两侧，各设有2条车道。水平运输设备6用于港内集装箱水平转运作业，例如集卡、无人集卡、自动导引车或跨运车等。

本发明实施例中，在海侧大车41或陆侧大车42的运行轨道铺设有大车定位装置，每个定位装置具有唯一位置编码，相应的，在轨道式起重机4上安装有大车接收系统，基于大车接收系统对大车定位装置的检测，可实现对该轨道式起重机4的定位。

本发明实施例中，岸边装卸设备3的运行轨道上也铺设有定位装置，或可与该轨道式起重机4的大车定位装置共用，岸边装卸设备3上安装有接收系统，基于接收系统对定位装置的检测，可实现对岸边装卸设备3的定位。

基于对岸边装卸设备3的定位，以及对轨道式起重机4的定位，可以实现轨道式起重机4对岸边装卸设备3的跟随移动。

本发明还提供了一种基于本发明第一方面提供的多用途轨道式起重系统的使用方法，为传统码头配置轨道式起重机4、岸边装卸设备3可通过轨道式起重机4与水平运输设备6实现交互。装船时，轨道式起重机4根据码头作业控制系统下发的跟随指令，跟随岸边装卸设备3移动，水平运输设备6与轨道式起重机4交互将集装箱装载至其载箱支架5上，岸边装卸设备3则从载箱支架5取箱；卸船时，轨道式起重机4根据码头作业控制系统下发的跟随指令，跟随岸边装卸设备3移动，岸边装卸设备3将集装箱卸载至载箱支架5上，水平运输设备6则与轨道式起重机4交互取箱。结合图4所示，具体包括以下步骤：

S1、轨道式起重机4接收码头作业控制系统下发的跟随指令；

码头作业控制系统首先根据装箱或卸箱作业情况向岸边装卸设备3下发码头作业指令，控制岸边装卸设备3移动至岸线的设定位置，也即移动至与装船或卸船船舶位置(靠近集装箱船舶1)；进而根据设定位置的位置信息生成跟随指令，将该跟随指令下发至轨道式起重机4的控制模块，使得轨道式起重机4基于该跟随指令跟随岸边装卸设备3移动。

S2、轨道式起重机4基于跟随指令驱动自身移动至岸边装卸设备3的指定位置；

轨道式起重机4可解析该跟随指令得到岸边装卸设备3的位置，根据岸边装卸设备3的位置确定自身需要达到的指定位置，继而换算成自身跟随岸边装卸设备3移动的距离、方向等数据，根据这些数据驱动海侧大车41和陆侧大车42沿岸线移动，直至到达指定位置。

本发明实施例中，海侧大车41和/或陆侧大车42的运行轨道铺设有大车定位装置，每个大车定位装置具有唯一位置编号。轨道式起重机4上安装有与大车定位装置对应的大车接收系统。当轨道式起重机4基于跟随指令驱动自身移动至岸边装卸设备3的指定位置时，首先解析该跟随指令得到岸边装卸设备3的位置，进而根据岸边装卸设备3的位置确定设定大车定位装置的位置编号，设定大车定位装置与岸边装卸设备3的位置相对应，为轨道式起重机4移动的目的地。

在获取设定大车定位装置的位置编号后，轨道式起重机4驱动自身向所设定大车定位装置方向运行，运行期间其接收系统检测定位装置，基于大车定位装置的唯一位置编号确定自身的运行位置，当运行至设定大车定位装置位置时制动，达到岸边装卸设备3的指定位置。

S3、轨道式起重机接收码头作业控制系统下发的指令，以执行装船/卸船作业流程。

装船作业流程具体包括：

当码头作业控制系统下发的为装船指令时，轨道式起重机4驱动其小车44沿其轨道梁43运行至交互车道8的上方，若水平运输设备6已经停在交互车道8，则与交互车道8上的水平运输设备6交互，从其上吊取集装箱，驱动小车44沿轨道梁43运行至载箱支架5上方，将集装箱装载至载箱支架5上，岸边装卸设备3再从载箱支架5取箱；若水平运输设备6还未停留在交互车道8上，则等待直至水平运输设备6停在交互车道8上。

水平运输设备6从交互车道8运行到行驶车道7上后离开。

卸船作业流程具体包括：

当码头作业控制系统下发的为卸船指令时，轨道式起重机4驱动其小车44沿轨道梁43运行至载箱支架5上方(此时岸边装卸设备3已经将集装箱放置于载箱支架5上)，从载箱支架5上吊箱，驱动小车44沿轨道梁43运行至交互车道8上，将集装箱装载至交互车道8上等待的空载水平运输设备6上。

载箱水平运输设备6从交互车道8行驶到行驶车道7上离开。

基于本发明多用途轨道式起重系统及其使用方法，为传统码头配备该轨道式起重机即可以经济可行的架构实现自动化升级，实现岸边装卸设备与水平运输设备的自动交互。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种多用途轨道式起重系统，其特征在于：包括轨道式起重机、水平运输设备、岸边装卸设备和码头作业控制系统；

所述轨道式起重机、所述水平运输设备、所述岸边装卸设备均设于码头上；

所述轨道式起重机位于所述岸边装卸设备的陆侧；

所述水平运输设备位于所述轨道式起重机的下方；

所述码头作业控制系统对所述轨道式起重机、所述水平运输设备、所述岸边装卸设备下发装船/卸船指令。

2.根据权利要求1所述的多用途轨道式起重系统，其特征在于：所述轨道式起重机采用双悬臂结构、龙门架结构或单悬臂结构，包括海侧大车、陆侧大车、轨道梁、小车和载箱支架；

所述海侧大车、所述陆侧大车平行设置，且所述海侧大车靠近所述岸边装卸设备设置；

所述轨道梁架设于所述海侧大车、所述陆侧大车之间；

所述小车设于所述轨道梁上，并沿所述轨道梁行走；

所述载箱支架设于所述海侧大车或所述陆侧大车上。

3.根据权利要求2所述的多用途轨道式起重系统，其特征在于：所述海侧大车或所述陆侧大车的运行轨道上还设有大车定位装置；

所述轨道式起重机上设有大车接收系统；

所述大车接收系统用以检测所述大车定位装置，以实现所述轨道式起重机的定位。

4.根据权利要求3所述的多用途轨道式起重系统，其特征在于：所述岸边装卸设备的运行轨道上还设有定位装置；

所述岸边装卸设备上设有接收系统；

所述接收系统用以检测所述定位装置，以实现所述岸边装卸设备的定位。

5.根据权利要求2所述的多用途轨道式起重系统，其特征在于：所述轨道梁的下方跨距内设有行驶车道、交互车道；

所述水平运输设备沿所述行驶车道进行行走，或沿所述交互车道与所述小车进行交互。

6.根据权利要求5所述的多用途轨道式起重系统，其特征在于：所述水平运输设备为集卡、无人集卡、自动导引车或跨运车。

7.根据权利要求5所述的多用途轨道式起重系统，其特征在于：所述行驶车道具有2条，均设于所述海侧大车的陆侧；

所述交互车道分设于所述陆侧大车的两侧，每侧各设2条。

8.一种基于权利要求1-7之一所述的多用途轨道式起重系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述轨道式起重机接收所述码头作业控制系统下发的跟随指令；

S2、所述轨道式起重机基于跟随指令驱动自身移动至所述岸边装卸设备的指定位置；

S3、所述轨道式起重机接收所述码头作业控制系统下发的指令，以执行装船/卸船作业流程。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述步骤S3中，装船作业流程具体包括：

当所述轨道式起重机接收所述码头作业控制系统下发的装船指令时，所述轨道式起重机驱动所述小车沿所述轨道梁运行至所述交互车道位置，与所述交互车道上所述水平运行设备交互将集装箱吊起，再驱动所述小车沿所述轨道梁运行至所述载箱支架位置，将集装箱装载至所述载箱支架上；

所述岸边装卸设备再从所述载箱支架上取集装箱。

10.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述步骤S3中，卸船作业流程具体包括：

当所述轨道式起重机接收所述码头作业控制系统下发的卸船指令时，所述轨道式起重机驱动所述小车沿所述轨道梁运行至所述载箱支架位置，并与所述载箱支架交互将所述载箱支架上的集装箱吊起；

所述轨道式起重机驱动所述小车沿所述轨道梁运行至所述交互车道位置，再将集装箱装载至所述交互车道上的所述水平运输设备上。