CN201619961U - 岸桥集装箱吊装高度监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种岸桥集装箱吊装高度监控系统，包括吊具位置检测模块、集装箱堆放高度测量装置、“最佳高度”监控装置、吊具控制模块和/或警示提醒装置，吊具位置检测模块和集装箱堆放高度测量装置分别通过“最佳高度”监控装置电连接吊具控制模块和/或警示提醒装置，较佳地，吊具位置检测模块包括小车位置编码器和起升位置编码器，吊具控制模块包括小车控制单元和起升控制单元，本实用新型简洁新颖，能监控吊具和集装箱堆放的轮廓高度之间的距离，提醒司机实现吊装“最佳高度”运行状态，减少提升高度，节约能源，保证吊装高速、安全运行，提高作业效率，减少机械磨损，延长钢丝绳寿命，降低劳动强度，安全可靠，适于大规模推广。

Description

岸桥集装箱吊装高度监控系统

技术领域

本实用新型涉及集装箱装卸技术领域，特别涉及岸桥集装箱吊装过程控制系统技术领域，具体是指一种岸桥集装箱吊装高度监控系统。

背景技术

现代社会中，物流的快速发展使得集装箱吊装越来越追求高效，岸桥集装箱吊装是把岸边轮船上的集装箱吊到陆上运输工具上(如集装箱卡车)或把陆上运输工具上的集装箱吊到轮船上，由于轮船上集装箱堆放错落有致、高低不齐。吊装中间稍有不慎，就会撞翻集装箱，并可能导致严重的安全事故。另外，岸桥自身小车运动速度非常快，司机位置在吊具的上部，对吊具的高度观测不是非常敏感，因此，为了绝对安全起见，在吊装过程中司机往往把吊具拉的很高，远高于吊具下方相关的集装箱高度，然后再移动小车，避免吊具在运动过程中与轮船上集装箱发生严重碰撞和翻箱事故。但这种高高拉起的运行轨迹，增加了运行距离，特别是增加了起升高度，可能导致吊装时间增加，效率下降，大大增加吊车能耗，同时也增加机械磨损和减少了钢丝绳寿命。

吊装过程中，如果能减少不必要的运行高度，可以使得作业效率高、节约能源、减少机械磨损等优点，但如前所述的由于司机是在吊具的上部，对吊具的高度观测不是非常敏感，这样的控制高度非常困难，也容易由于运动速度、视觉障碍、疲劳驾驶、操作失误等人为因素，造成吊具和轮船上的集装箱或其它结构发生碰撞导致严重事故。

为了能够让吊具在起升和下放的过程中行走在“最佳高度”，需要引入能够协助司机知道吊具与其下方相关的集装箱堆放的轮廓高度的距离，从而实现起升在必要的安全高度，而不是远远高于必要的安全高度进行运行。

现行的岸桥集装箱吊车也有采用半自动控制，即半自动岸桥，它的吊装轨迹是自动生成和控制的，即不是司机控制的，它走的轨迹也是比较理想的“最佳高度”轨迹。该系统非常复杂、成本也很高、由于轨迹运行是自动控制存在一定的安全问题，同时，在半自动岸桥吊装的运动轨迹必须和防摇功能、自动轨迹功能联合使用，而防摇功能和自动轨迹功能目前由于种种原因还没有被广泛接受，我们在这里提出的是运行轨迹仍然是司机操作，包括防摇，但借助于高度测量装置得到准确的高度信息，相当于把半自动岸桥的功能进行了分解，让设备去实现人很难做到的事情(如测量高度)，而保留人做自己相对比较容易做的(如防摇和自动轨迹)，而没有必要来捆绑一起使用半自动系统，通过这种改变，系统结构系统非常简单、实用、安全性很高，特别是经济性好、实用、易于推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种岸桥集装箱吊装高度监控系统，该岸桥集装箱吊装高度监控系统结构简洁新颖，能够监控吊具和集装箱堆放的轮廓高度之间的距离，实现吊装“最佳高度”运行状态，减少提升高度，节约能源，保证吊装的高速、安全运行，提高作业效率，减少机械磨损，延长钢丝绳寿命，降低劳动强度，安全可靠，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本实用新型的岸桥集装箱吊装高度监控系统具有如下构成：

该岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特点是，包括吊具位置检测模块、集装箱堆放高度测量装置、“最佳高度”监控装置、吊具控制模块和/或警示提醒装置，所述吊具位置检测模块和所述集装箱堆放高度测量装置分别通过所述“最佳高度”监控装置电连接所述吊具控制模块和/或警示提醒装置。

较佳地，所述吊具位置检测模块包括小车位置编码器和起升位置编码器，所述小车位置编码器和所述起升位置编码器分别电连接所述“最佳高度”监控装置。

更佳地，所述小车位置编码器包括小车位置相对编码器和小车限位开关单元，所述小车位置相对编码器和所述小车限位开关单元分别电连接所述“最佳高度”监控装置。

更佳地，所述小车位置编码器是小车位置绝对编码器。

更佳地，所述起升位置编码器包括起升位置相对编码器和起升限位开关单元，所述起升位置相对编码器和所述起升限位开关单元分别电连接所述“最佳高度”监控装置。

更佳地，所述起升位置编码器是起升位置绝对编码器。

较佳地，所述集装箱堆放高度测量装置是激光测距仪或超声测距仪，所述警示提醒装置是声音警示提醒装置或视觉警示提醒装置。

较佳地，所述吊具控制模块包括小车控制单元和起升控制单元，所述“最佳高度”监控装置分别电连接所述小车控制单元和所述起升控制单元。

较佳地，所述“最佳高度”监控装置和所述吊具控制模块分别采用PLC可编程逻辑控制器或专用控制器或工业电脑。

较佳地，所述“最佳高度”监控装置和所述吊具控制模块整合为一体。

本实用新型的有益效果在于：由于本实用新型通过吊具位置检测模块检测吊具的运行高度，通过集装箱堆放高度测量装置负责测量吊具下集装箱堆放的高度轮廓，通过“最佳高度”监控装置负责对吊具的运行高度与相关的集装箱堆放高度之间的距离进行实时监控判断，用以提示协助司机控制吊具在“最佳高度”运行。

与传统人工操作相比，本实用新型可以保证吊装的运行高度在最佳的高度运行，即保证吊装的高速、安全、节能运行，又避免吊装高度升高过度，即减少提升高度、减少机械磨损、延长钢丝绳寿命，同时，由于有高度的自动提示和报警，可以大大降低劳动强度，减少安全事故等。

与现有的半自动岸桥相比，由于半自动岸桥的自动轨迹功能必须和防摇功能一起使用，而目前防摇功能其效率和人体舒适度仍然不能令人满意，所以，半自动岸桥在实际操作时，很难被司机接受，另外，半自动岸桥由于在相当的运动过程中是机器自动运行的，因此，对于系统的安全性、复杂性、可靠性和经济性都存在很多挑战，而本实用新型的吊具的运行轨迹仍然由司机操作，但借助于“最佳高度”监控装置准确监控吊具和集装箱高度之间的距离，这种结构系统非常简单、实用、安全性很高，成本低。

如同，目前的汽车倒车辅助系统和汽车倒车半自动系统，前者由于由人操作，系统比较简单、可靠、经济，而后者由于半自动，系统比较复杂、可靠性和经济性很难保证，所以，两者应用状况和领域不一样，可推广性也不一样。

本实用新型的有益效果在于，可以用简单的、低成本的方法解决岸桥起吊中的主要的问题，而不需要与其它技术和设备捆绑一起使用，通过使用岸桥集装箱吊装高度监控系统，集装箱吊装的高度由本实用新型的监控系统辅助实现最佳高度运行，而吊装中的防摇和运行轨迹则仍然有司机完成，也就是把人很难实现的功能(如高度判断)交由设备来帮助，而人能够实现的部分(防摇和运行轨迹)仍然保留给人来操作，从而实现使用低成本的手段解决主要矛盾，实现岸桥吊装的节能降耗，由于经济性好、非常适用，应用范围很广。

附图说明

图1为本实用新型的一具体实施例的结构示意图。

图2为图1所示的具体实施例的工作原理示意图。

图3为图1所示的具体实施例的工作流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参见图1所示，本实用新型的岸桥集装箱吊装高度监控系统包括吊具位置检测模块、集装箱堆放高度测量装置、“最佳高度”监控装置、吊具控制模块和/或警示提醒装置，所述吊具位置检测模块和所述集装箱堆放高度测量装置分别通过所述“最佳高度”监控装置电连接所述吊具控制模块和/或警示提醒装置。吊具位置检测模块检测吊具的运行高度，集装箱堆放高度测量装置负责测量吊具下集装箱堆放的高度轮廓，“最佳高度”监控装置负责对吊具的运行高度与相关的集装箱堆放高度之间的距离进行实时监控判断，用以提示协助司机控制吊具在“最佳高度”运行。

较佳地，所述吊具位置检测模块包括小车位置编码器和起升位置编码器，所述小车位置编码器和所述起升位置编码器分别电连接所述“最佳高度”监控装置。

在本实用新型的具体实施例中，所述小车位置编码器包括小车位置相对编码器和小车限位开关单元，所述小车位置相对编码器和所述小车限位开关单元分别电连接所述“最佳高度”监控装置。所述小车位置编码器也可以是小车位置绝对编码器。

在本实用新型的具体实施例中，所述起升位置编码器包括起升位置相对编码器和起升限位开关单元，所述起升位置相对编码器和所述起升限位开关单元分别电连接所述“最佳高度”监控装置。所述起升位置编码器也可以是起升位置绝对编码器。

较佳地，所述集装箱堆放高度测量装置是激光测距仪或超声测距仪，所述警示提醒装置是声音警示提醒装置或视觉警示提醒装置。

在本实用新型的具体实施例中，所述吊具控制模块包括小车控制单元和起升控制单元，所述“最佳高度”监控装置分别电连接所述小车控制单元和所述起升控制单元。

较佳地，所述“最佳高度”监控装置和所述吊具控制模块分别采用PLC可编程逻辑控制器或专用控制器或工业电脑，可以是分别的独立单元，也可以是共用的一个单元。

本实用新型安装时，由于通常吊车在其自身控制系统中已经配备有小车位置相对编码器和小车限位开关单元，因此本实用新型可以直接采用吊车已有的小车位置相对编码器和小车限位开关单元，通过它们可以得到小车在吊具移动空间中的左右位置，当然该位置也可以由小车位置绝对编码器获得；由于吊车在其自身控制系统中已经还配备有起升位置相对编码器和起升限位开关单元，因此本实用新型可以直接采用吊车已有的起升位置相对编码器和起升限位开关单元，通过它们可以得到吊具在吊具移动空间中的上下位置，当然该位置也可以有起升位置绝对编码器获得。它们的信息共同形成吊具在吊具移动空间的空间位置。高度测量装置可以是激光测距仪或超声测距仪，测距仪可以安装在小车上面与小车一起运动得到下面集装箱堆放的轮廓，也可以是固定在吊车大梁上线扫描式测距仪18(见图2)得到下面集装箱堆放的轮廓。

在实际使用当中，请参阅图2所示，起重机11可以整车移动到一个轮船上的箱位，其中该图2为一个箱位的剖面图，在该箱位上，小车12可以左右移动，吊具14可以上下移动，通过控制小车12和吊具14的移动，即可以对集装箱16进行装卸操作，通常是把轮船17上的集装箱吊装到卡车15上，或者是把卡车15上的集装箱吊装到轮船17上。装卸时，司机坐在司机室13里与小车12一起联动。

吊车在吊装过程中，行走路线可以示意如a、b、c三条路线，a路线表示高于轮船上集装箱的最高高度运行的轨迹，它是最安全的，但运行高度最高、距离最远。c路线表示如果借助于高度测量装置司机运行在“最佳高度”轨迹，即是安全的、也是高度最低、距离最短。b线路表示目前司机运行状况，由于没有高度测量装置，司机根据自己的经验操着运行的轨迹，由于前述的司机观察角度是从上而下的，高度判断不很敏感，通常司机为安全起见，走的轨迹远远高于“最佳高度”轨迹c。

通过小车位置相对编码器和小车限位开关单元得到小车在吊具移动空间中的左右位置，或可以通过小车位置绝对编码器得到小车在吊具移动空间中的左右位置，通过起升位置相对编码器和起升限位开关单元可以得到吊具在吊具移动空间中的上下位置，或可以通过起升位置绝对编码器得到起升在吊具移动空间中的左右位置，从而共同形成吊具在吊具移动空间的空间位置；通过固定在吊车大梁上线扫描式测距仪18得到下面集装箱堆放的轮廓，并将所有测得的信息传输给“最佳高度”监控装置，“最佳高度”监控装置负责对吊具的运行高度(通过吊具位置测量模块实现)与相关的集装箱堆放高度(通过集装箱堆放高度测量装置实现)之间的距离进行实时监控，用以提示协助司机控制吊具在“最佳高度”运行。

无论是有集装箱或无集装箱，可以计算出吊具的实际高度，当吊具在集装箱堆放上方进行上升或下降运动时，如果吊具与相关的集装箱堆放有发生碰撞的可能，即没有进入到安全区域时，和吊具进入到安全区域时，给出相应的提醒，如声光和显示报警等，甚至参与吊具的起升和小车运动控制，如限制速度、减速或放开限速等，这样司机可以及时地知道和控制吊具是否在“最佳高度”运行。

吊具运行的位置控制是通过吊车控制模块(它也是吊车已有的设备，通常由PLC可编程逻辑控制器或专用控制器或工业电脑来实现)来进行小车控制和起升控制，“最佳高度”监控装置是为吊具是否进入安全高度帮助司机实现“最佳高度”运行的，它指挥吊车控制模块。通常由PLC可编程逻辑控制器或专用控制器或工业电脑来实现，可以与吊车控制模块是独立的控制单元，也可以是一体的控制单元。

请参阅图3所示，本实用新型的岸桥集装箱吊装高度监控系统中，软件流程是通过“最佳高度”监控装置来实现的，首先，读集装箱堆放高度检测装置计算相关集装箱堆放高度轮廓，再读小车和起升编码器信息，计算出吊具的位置，然后通过了解吊具是否吊有集装箱，修正安全运行距离，该安全距离根据吊具运行速度是有一定变化的。计算吊具与相关集装箱堆放轮廓的安全距离，判断是否在安全运行高度，如果判断运行是安全的，则提醒或取消限速，吊具可以高速运行，如果判断运行不是在安全区域的，则立即报警或启动减速或限速或停车运行程序，最后，运行中操作人员可以由此得到“最佳高度”吊装运行状态。

采用了本实用新型，通过吊具位置检测模块检测吊具的运行高度，通过集装箱堆放高度测量装置负责测量吊具下集装箱堆放的高度轮廓，通过“最佳高度”监控装置负责对吊具的运行高度与相关的集装箱堆放高度之间的距离进行实时监控判断，用以提示协助司机控制吊具在“最佳高度”运行。

综上，与传统人工操作相比，本实用新型可以保证吊装的运行高度在最佳的高度运行，即保证吊装的高速、安全、节能运行，又避免吊装高度升高过度，即减少提升高度、减少机械磨损、延长钢丝绳寿命，同时，由于有高度的自动提示和报警，可以大大降低劳动强度，减少安全事故等。

与现有的半自动岸桥相比，由于半自动岸桥的自动轨迹功能必须和防摇功能一起使用，而目前防摇功能其效率和人体舒适度仍然不能令人满意，所以，半自动岸桥在实际操作时，很难被司机接受，另外，半自动岸桥由于在相当的运动过程中是机器自动运行的，因此，对于系统的安全性、复杂性、可靠性和经济性都存在很多挑战，而本实用新型的吊具的运行轨迹仍然由司机操作，但借助于“最佳高度”监控装置准确监控吊具和集装箱高度之间的距离，这种结构系统非常简单、实用、安全性很高，成本低。

如同，目前的汽车倒车辅助系统和汽车倒车半自动系统，前者由于由人操作，系统比较简单、可靠、经济，而后者由于半自动，系统比较复杂、可靠性和经济性很难保证，所以，两者应用状况和领域不一样，可推广性也不一样。

本实用新型的有益效果在于，可以用简单的、低成本的方法解决岸桥起吊中的主要的问题，而不需要与其它技术和设备捆绑一起使用，通过使用岸桥集装箱吊装高度监控系统，集装箱吊装的高度由本实用新型的监控系统辅助实现最佳高度运行，而吊装中的防摇和运行轨迹则仍然有司机完成，也就是把人很难实现的功能(如高度判断)交由设备来帮助，而人能够实现的部分(防摇和运行轨迹)仍然保留给人来操作，从而实现使用低成本的手段解决主要矛盾，实现岸桥吊装的节能降耗，由于经济性好、非常适用，应用范围很广。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，包括吊具位置检测模块、集装箱堆放高度测量装置、“最佳高度”监控装置、吊具控制模块和/或警示提醒装置，所述吊具位置检测模块和所述集装箱堆放高度测量装置分别通过所述“最佳高度”监控装置电连接所述吊具控制模块和/或警示提醒装置。

2.根据权利要求1所述的岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，所述吊具位置检测模块包括小车位置编码器和起升位置编码器，所述小车位置编码器和所述起升位置编码器分别电连接所述“最佳高度”监控装置。

3.根据权利要求2所述的岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，所述小车位置编码器包括小车位置相对编码器和小车限位开关单元，所述小车位置相对编码器和所述小车限位开关单元分别电连接所述“最佳高度”监控装置。

4.根据权利要求2所述的岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，所述小车位置编码器是小车位置绝对编码器。

5.根据权利要求2所述的岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，所述起升位置编码器包括起升位置相对编码器和起升限位开关单元，所述起升位置相对编码器和所述起升限位开关单元分别电连接所述“最佳高度”监控装置。

6.根据权利要求2所述的岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，所述起升位置编码器是起升位置绝对编码器。

7.根据权利要求1所述的岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，所述集装箱堆放高度测量装置是激光测距仪或超声测距仪，所述警示提醒装置是声音警示提醒装置或视觉警示提醒装置。

8.根据权利要求1所述的岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，所述吊具控制模块包括小车控制单元和起升控制单元，所述“最佳高度”监控装置分别电连接所述小车控制单元和所述起升控制单元。

9.根据权利要求1所述的岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，所述“最佳高度”监控装置和所述吊具控制模块分别采用PLC可编程逻辑控制器或专用控制器或工业电脑。

10.根据权利要求1所述的岸桥集装箱吊装高度监控系统，其特征在于，所述“最佳高度”监控装置和所述吊具控制模块整合为一体。

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