CN209259520U - 一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，包括主控制器、传感器、按键模块、门架举升比例阀和门架下落比例阀；传感器采集门架伸缩长度传递至主控制器，按键模块接收用户选择的待取的集装箱所在层数传递至主控制器，主控制器根据门架伸缩长度和待取的集装箱所在层数，控制门架举升比例阀和门架下落比例阀的开度，以控制举升油缸驱动吊具的升降进而实现将吊具自动升降定位到待取的集装箱。本实用新型的自动升降定位装置，根据用户选择的待取集装箱所在层数，自动升降门架以使门架对准待取的集装箱，实现了门架升降自动定位功能。用户不必频繁地操作手柄，降低操作者工作强度。

Description

一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置

技术领域

本实用新型涉及集装箱空箱堆高机技术领域，具体涉及一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置。

背景技术

相关术语解释：

门架：用来搬运载荷的，在固定立柱上进行滑动的框架结构件。布置在车辆正前方，底部与车架铰接，具有伸缩和俯仰功能，是集装箱空箱堆高机取物装置的主要承重结构。

吊具：安装在内门架滑道内，用于提取货物并堆垛，是集装箱空箱堆高机最通用的属具配置。

检测传感器：一种检测装置，能感受到被检测的信息，并能将感受的信息，按照一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出。

控制器：车辆的核心工作单元，进行各种动作的逻辑控制。

CAN总线：即现场总线网络，一种在工业控制上普遍应用的通讯协议，具有连接简单、通讯可靠等特点。

集装箱空箱堆高机是集装箱装卸、堆码和水平运输的专用机械，可适用于码头、港口、中小型火车站、仓库等场所集装箱等重物的吊运、堆垛作业。

集装箱空箱堆高机主要有司机室、起升油缸、门架、吊具、车桥、燃油箱、发动机、变速箱、平衡重、轮胎、俯仰油缸、车架、机棚等重要部件组成。取物时，驾驶堆高机小心靠近集装箱堆，车辆中心线尽量对准集装箱堆中心线，升高吊具直至高过集装箱堆顶部，将门架置于垂直状态抓取集装箱后，向后倒车将吊具尽量下降至最低位置，以不影响驾驶员的视野为宜，并将门架后倾，此时可将操作车辆将集装箱搬运至其它位置。将集装箱搬运至目的地后，将吊具抬高到合适的位置，门架垂直。缓慢将集装箱置于堆放处，停稳车辆，降低吊具。当集装箱摆放平稳后，此时将门架稍微前倾、放下集装箱，抬起吊具后，将车辆后退，开始下一个工作循环。

目前行业中主要采用电液比例控制系统来逐步实现门架倾斜及起升，以进一步完成集装箱的堆垛工作。电液比例控制系统：通过电比例手柄的来控制相应动作比例阀的得电关系，从而控制俯仰及起升油缸的大小腔压力变化，实现门架倾斜及起升。利用手柄上的按钮来控制吊具阀组得电情况，通过不同阀组动作的匹配来实现吊具定位。

目前行业中的电液比例控制系统均能满足集装箱空箱堆高机基本的使用需求。由于堆高机的使用工况较为频繁，不同作业工况，需要操作者不停调整门架及吊具的位置实现货物堆垛。

电液比例控制系统存在定位目标不确定因素，针对不同工况，需要操作者反复性地调节门架及位置，工作强度大、工作效率低，容易产生操作疲劳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，自动升降门架以使门架对准待取的集装箱，实现了门架升降自动定位功能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，其特征是，包括主控制器、传感器、按键模块、门架举升比例阀和门架下落比例阀；

传感器用来采集门架伸缩长度，按键模块包含对应待取的集装箱所在层数的多个按键开关，门架举升比例阀和门架下落比例阀连接对应的举升油缸以控制举升油缸的伸缩，

传感器的输出端连接主控制器，按键模块的输出端连接主控制器，主控制器的输出端连接门架举升比例阀和门架下落比例阀，

传感器采集门架伸缩长度传递至主控制器，按键模块接收用户选择的待取的集装箱所在层数传递至主控制器，主控制器根据门架伸缩长度和待取的集装箱所在层数，控制门架举升比例阀和门架下落比例阀的开度，以控制举升油缸驱动吊具的升降，进而实现将吊具自动升降定位到待取的集装箱。

进一步的，按键模块包含S1到S8共8个按键开关。

进一步的，还包括采集门架倾角的传感器，此传感器的输出端连接主控制器。

进一步的，还包括门架前倾比例阀和门架后倾比例阀，主控制器的输出端连接门架前倾比例阀和门架后倾比例阀，门架前倾比例阀和门架后倾比例阀连接对应的倾斜油缸，以控制门架的倾斜角度。

进一步的，还包括操作手柄，操作手柄的输出端连接主控制器。

进一步的，还包括动力切断开关，动力切断开关的输出端连接主控制器。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型的自动升降定位装置，主控制器、传感器、按键开关、门架举升比例阀和门架下落比例阀均可采用现有技术中的元件来实现，通过本实用新型规定的系统各元件之间的关联关系进行协作，根据用户选择的待取集装箱所在层数，自动升降门架以使门架对准待取的集装箱，实现了门架升降自动定位功能。

附图说明

图1是本实用新型装置的原理示意图。

附图标记：B1、门架伸缩长度传感器；B2、门架角度传感器；A1、主控制器；A2、显示器；A3、按键模块；Y1、先导油源阀；Y2、吊具先导阀；Y3门架前倾比例阀；Y4、门架后倾比例阀；Y5门架举升比例阀；Y6、门架下落比例阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型专利的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本实用新型专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型专利中的具体含义。

本实用新型的一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，参见图1所示，包括主控制器、传感器、按键模块、门架举升比例阀和门架下落比例阀；

传感器用来采集门架伸缩长度，按键模块包含对应待取的集装箱所在层数的多个按键开关，门架举升比例阀和门架下落比例阀连接对应的举升油缸以控制举升油缸的伸缩，

传感器的输出端连接主控制器，按键模块的输出端连接主控制器，主控制器的输出端连接门架举升比例阀和门架下落比例阀，

传感器采集门架伸缩长度传递至主控制器，按键模块接收用户选择的待取的集装箱所在层数传递至主控制器，主控制器根据门架伸缩长度和待取的集装箱所在层数，输出控制命令至门架举升比例阀和门架下落比例阀，以控制举升油缸驱动吊具的升降，进而实现将吊具自动升降定位到待取的集装箱。

本实用新型的自动升降定位装置，主控制器、传感器、按键开关、门架举升比例阀和门架下落比例阀均可采用现有技术中的元件来实现，通过本实用新型规定的系统各元件之间的关联关系进行协作，根据用户选择的待取集装箱所在层数，自动升降门架以使门架对准待取的集装箱，实现了门架升降自动定位功能。用户不必频繁地操作手柄，降低操作者工作强度。

实施例

参见图1所示，本实用新型的集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，主要包括按键模块A3、显示器A2、操纵手柄A4、动力切断开关S60、主控制器A1、门架倾角传感器B1、门架伸缩长度传感器B2、门架举升比例阀Y5和门架下落比例阀Y6、门架前倾比例阀Y3和门架后倾比例阀Y4，以及先导阀Y1/Y2。

门架倾角传感器B1，用来检测吊具的门架与竖直方向的倾斜角度。门架前倾比例阀Y3和门架后倾比例阀Y4连接对应的倾斜油缸，以控制门架角度的微调。门架倾角传感器B1的输出端连接主控制器A1，主控制器A1的输出端连接门架前倾比例阀Y3和门架后倾比例阀Y4，操作手柄A4的输出端连接主控制器A1。门架倾角传感器B1将门架倾斜角度数据传递至主控制器A1，主控制器A1将此倾斜角度数据通过CAN总线传输至显示器A2进行显示，操作人员通过显示器显示的角度判断门架是否倾斜，通过操纵手柄A4控制主控制器调节门架前倾比例阀Y3和门架后倾比例阀Y4的电流，以控制门架前倾比例阀Y3和门架后倾比例阀Y4的开度，驱动倾斜油缸的伸缩，调整门架到倾角0°位置（即竖直位置）。

动力切断开关S60的输出端连接主控制器，当调整好门架为竖直方向后，将动力切断开关S60闭合，以便主控制器下面进入自动升降定位功能。

按键模块A3中包含S1到S8共8个按键开关，S1-S8分别对应待取的集装箱所在层数1-8，集装箱都是采用统一的规格，每个集装箱的高度都是一样的，为2.55米（m）。用户首先判断待取的集装箱所在层数，按下对应层数的按键开关，按键模块A3将用户选择的集装箱所在层数发送至主控制器A1，主控制器A1根据集装箱所在的层数和集装箱的高度，即可知道集装箱所在位置的高度，也是吊具的门架所要达到的目标高度。

门架伸缩长度传感器B2，用来检测吊具上门架的当前高度。实现原理为：首先根据门架伸缩长度传感器B2电流值上下限，和门架伸缩长度上下限计算出长度/电流的线性梯度， 主控制器A1根据采集的传感器B2实际输出电流值，乘以长度/电流线性梯度即可计算出门架实际伸缩长度，即门架当前高度。

主控制器A1，可采用现有技术中的单片机或微控制器来实现。主控制器A1，比较门架当前高度和目标高度的大小来判断吊具是处于自动上升或自动下降的状态，具体判断过程为：若门架高度小于目标高度，且两者之差大于0.1m时，则判断吊具为自动上升；若门架高度大于目标高度，且两者之差大于0.1m时，则判断吊具为自动下降。

当判断出吊具处于自动上升或自动下降的状态时，主控制器输出控制信号控制先导阀Y1、Y2得电，以便进一步控制门架举升比例阀Y5和门架下落比例阀Y6。

主控制器进一步判断：当吊具处于自动上升状态时，主控制器根据门架高度与目标高度的高度差值来调节门架举升比例阀Y5的电流，以调节门架举升比例阀Y5的开度，进而控制举升油缸的伸出长度，以驱动吊具上升，直至门架高度上升到目标高度；当吊具处于自动下降状态时，主控制器根据门架高度与目标高度的高度差值来调节门架下落比例阀Y6的电流，以调节门架下落比例阀Y6的开度，进而控制举升油缸的回缩长度，以驱动吊具下降，直至门架高度下降到目标高度。

主控制器进行的上升或下降状态的判断以及比例阀开度的判断，均是现有的简单逻辑判断过程，本领域技术人员可知，现有的单片机或微控制器均可实现。

显示器A2，显示器的输入端通过CAN总线连接主控制器，用来显示集装箱的目标高度以及吊具门架的实时高度、门架的倾斜角度。

本实用新型的自动升降定位装置，主控制器、传感器、按键开关、门架举升比例阀和门架下落比例阀均可采用现有技术中的元件来实现，通过本实用新型规定的系统各元件之间的关联关系进行协作。首先获取用户选择的待取集装箱所在层数，以及门架的当前高度；然后通过比较吊具当前高度、目标高度来判定吊具为自动上升或下降，根据高度差计算比例阀Y5/Y6控制电流，进一步控制发动机转速，最终使吊具自动起升或下降到目标高度。实现了门架升降自动定位功能，用户不必频繁地操作手柄，降低操作者工作强度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，其特征是，包括主控制器、传感器、按键模块、门架举升比例阀和门架下落比例阀；

传感器用来采集门架伸缩长度，按键模块包含对应待取的集装箱所在层数的多个按键开关，门架举升比例阀和门架下落比例阀连接对应的举升油缸以控制举升油缸的伸缩，

传感器的输出端连接主控制器，按键模块的输出端连接主控制器，主控制器的输出端连接门架举升比例阀和门架下落比例阀，

传感器采集门架伸缩长度传递至主控制器，按键模块接收用户选择的待取的集装箱所在层数传递至主控制器，主控制器根据门架伸缩长度和待取的集装箱所在层数，控制门架举升比例阀和门架下落比例阀的开度，以控制举升油缸驱动吊具的升降，进而实现将吊具自动升降定位到待取的集装箱。

2.根据权利要求1所述的一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，其特征是，按键模块包含S1到S8共8个按键开关。

3.根据权利要求1所述的一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，其特征是，还包括采集门架倾角的传感器，此传感器的输出端连接主控制器。

4.根据权利要求3所述的一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，其特征是，还包括门架前倾比例阀和门架后倾比例阀，主控制器的输出端连接门架前倾比例阀和门架后倾比例阀，门架前倾比例阀和门架后倾比例阀连接对应的倾斜油缸，以控制门架的倾斜角度。

5.根据权利要求4所述的一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，其特征是，还包括操作手柄，操作手柄的输出端连接主控制器。

6.根据权利要求1所述的一种集装箱空箱堆高机的吊具自动升降定位装置，其特征是，还包括动力切断开关，动力切断开关的输出端连接主控制器。