TWI709522B - 感應器吊運車及相應的貨櫃起重機 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於貨櫃起重機中的感應器吊運車。該感應器吊運車包含:感測器配置，其能夠決定一用於放置或撿取貨櫃的目標物的位置；及其中該感應器吊運車被建構成可沿著該貨櫃起重機的水平吊運車支撐件移動，用以讓該感測器配置能夠涵蓋在該貨櫃起重機下方的多條車道。

Description

感應器吊運車及相應的貨櫃起重機

本揭露內容係關於貨櫃起重機的領域且更具體地係關於放置或撿取貨櫃的目標定位。

貨櫃起重機被用來搬運貨運貨櫃，用來將貨櫃轉換於貨櫃場(container terminals)、貨運碼頭及類此者的運送模式之間。標準型海運貨櫃被用來在全世界的範圍內運送大量且成長中的貨運量。轉運(trans-shipment)是貨運處理的一項關鍵功能。轉運可發生在每一轉運點且通常有大量的貨櫃必須被卸貨、轉送至暫時的貨櫃堆，且稍後被裝載至另一艘船上、或回到同一艘船上或被裝載至另一型式的運輸工具上，譬如路運車輛或火車上。

傳統上，該貨櫃起重機是由一安裝在該貨櫃起重機上的操作艙來控制。然而，最近貨櫃起重機已變成遠端控制，甚至是完全自動化。這降低了或完全消除了對於位在貨櫃起重機上不方便、危險、甚至是易受傷的起重機操作員的需求。

然而，隨著不斷加大的貨櫃起重機尺寸，貨櫃及目標的精確定位變成更加困難。當全自動化系統被佈署來例如相關於車輛的車架(chassis)放置或撿取貨櫃時，貨櫃及目標的精準定位是至關重要的，因為任何的錯誤都會導致貨櫃傷害到車輛或甚至是在駕駛室內的駕駛。

本發明的一個目的是要改善定位一目標的精確度，用來放置或撿取貨櫃。

依據第一態樣，一種用於貨櫃起重機中的感應器吊運車。該感應器吊運車包含：感測器配置，其能夠決定一用於放置或撿取貨櫃的目標物的位置；及其中該感應器吊運車被建構成可沿著該貨櫃起重機的水平吊運車支撐件移動，用以讓該感測器配置能夠涵蓋在該貨櫃起重機下方的多條車道。

該感測器配置可包含LIDAR(光偵測及測距)系統。

該LIDAR系統可包含兩個交叉地安排的LIDAR。

該感測器配置可包含用於辨認車輛及/或貨櫃的攝像機。

該感測器吊運車可進一步包含視覺指示器，用於對車道內車輛提供指示。

該等指示可包含用於指出使用哪個車道的指示。

該等指示可包含一用於車輛可安全地開至用來放置或撿取貨櫃的位置時的指示器。

該感應器吊運車可進一步包含光學參考標誌器。該光學參考標誌器可包含主動光源。

依據第二態樣，一種貨櫃起重機包含：貨櫃吊具(spreader)，其被建構成可控地附裝至貨櫃；貨櫃吊運車，該貨櫃吊具經由纜索被附裝至該貨櫃吊運車，該貨櫃吊運車被設置在該貨櫃起重機的上部且可沿著第一方向被水平地移動；兩個水平的吊運車支撐件，其沿著該第一方向被設置在該貨櫃起重機的垂直結構之間；依據第一態樣的感應器吊運車，其被設置成使得它可沿著該等水平的吊運車支撐件的一者移動。

該貨櫃起重機可包含兩個依據第一態樣的感應器吊運車，其分別被設置成它們可沿著該兩個水平的吊運車支撐件移動。

該水平的起重機支撐件可以是橫樑(crossbeam)。

大致上，所有使用於申請專利範圍中的用語應依據其在技術領域中的平常的意義來解讀，除非在本文中明確地作出不同的界定。所有關於“一/一個/該元件、設備、構件、手段、步驟等等”的用語應被開放性地解讀為意指至少一個元件、設備、構件、手段、步驟等等，除非在本文中明確地作出不同的解釋。任何揭露於本文中的方法的步驟並不一定要嚴格按照被揭露的順序來實施，除非被明確地如此陳述。

本揭露內容的態樣現將參考顯示出本發明的某些實施例的附圖於下文中作更完整的描述。然而，這些態樣將被以許多不同的形式體現且不應被解讀為其限制；相反地，這些實施例是以舉例的方式被提出，使得本揭露內容將會是徹底且完整的，並對熟習此技藝者完整地傳達本發明所有態樣的範圍。在整個描述中相同的元件符號被用於相同的元件。

圖1是示意圖，其例示本文中提出的實施例可被應用於其中的環境。在此圖中顯示出一艘船6，其包含數個貨櫃及一貨櫃起重機1。該貨櫃起重機1可以是船對岸起重機。該貨櫃起重機1被顯示為在貨櫃的上部7具有吊桿17。

一貨櫃吊具(spreader)4被建構成可控地附裝至一貨櫃8。該貨櫃吊具4藉由纜索而被附裝至貨櫃吊運車3。該貨櫃吊運車3被設置在該貨櫃起重機1的上部，譬如吊桿17，且可沿著第一方向(其在標示於圖式中的座標系統中是X方向)水平地(且直線地)移動。此第一方向亦被稱為支架(gantry)方向。

在此處，該吊桿17支撐貨櫃吊運車3，使得貨櫃吊運車3可在第一方向上來回移動。應指出的是，該貨櫃起重機1可被設置多個貨櫃吊具，以用於多個貨櫃的同時移動。

該貨櫃起重機1例如將貨櫃8從船6中吊出並沿著一路徑將該貨櫃8放置到目標物上，該目標物可以是卡車或其它車輛(未示出)、另一貨櫃、或放置地點，譬如地面空位。該貨櫃起重機1在位於每一組腳15，16底下的軌道上移動於一進出紙張所在平面的方向(其被標示為Y方向)上。碼頭19亦被示出。

一下橫樑5被設置用以提供該貨櫃起重機1的結構穩定性。事實上，在第一方向(X)方向上有兩個下橫樑，其在圖2中看得較清楚。每一橫樑5被實質水平地設置在該貨櫃起重機1的垂直結構之間，更具體地在後腳15和前腳16之間。該貨櫃起重機1亦包含兩個上橫樑9，每一上橫樑被水平地設置在一前腳和一後腳之間。每一橫樑5可 以是一用來支撐感應器吊運車的水平的吊運車支撐件的實施例，這將於下文中更詳下地描述。或者，該感應器吊運車被一鋼繩支撐在該貨櫃起重機的垂直結構之間。該鋼繩可以是實質水平的。

該貨櫃起重機非常高。從碼頭19到該吊桿17的距離可大於50公尺，且甚至可以大於60公尺或更高。該水平的吊運車支撐件(如，下橫樑或鋼繩)較佳地可位在碼頭19上方10~15公尺處。

圖2是圖1的貨櫃起重機的實施例的立體圖，其顯示一感應器吊運車10。為了清楚起見，此圖中並未示出在該貨櫃吊運車3上方的部件及該吊桿的全部內容。在此圖中，兩個橫樑(水平的吊運車支撐件)5a，5b之間的差別被清楚地示出。

在該貨櫃起重機1下方有四條車輛車道20a-20d，車輛可在車道通過或停在車道上。當一台車輛是停止不動時，該貨櫃起重機1可被用來將一貨櫃放置在該車輛上或從該車輛撿取一貨櫃。應指出的是，雖然在圖中顯示有四條車道20a-20d，但可設置任何數量的車道。

一負載定位系統11被設置在該貨櫃吊運車3上。該負載定位系統11被用來決定負載(如，貨櫃8)目前的位置。該負載定位系統11可以是基於攝像機(譬如，CCD(電荷耦合裝置))。

在圖2所示的例子中，該貨櫃8要被放置在目標物18上(在此例子中是放在車輛的車架上)。該目標物18在此圖中是位在第二車道2b內。

為了要提供目標物18的精準定位以用於放置或撿取貨櫃，一感應器吊運車10被提供。在此例子中，兩個感應器吊運車10被提供。每一感應器吊運車10被建構成可沿著水平的吊運車支撐件(在此實施例中是貨櫃起重機1的(下)橫樑5a，5b)的一者移動。以此方式，該貨櫃起重機的感應器配置涵蓋在該貨櫃起重機1下方的多條車道20a-20f。每一感應器吊運車在垂直方向上被設置成比貨櫃吊運車更低，即更接近地面。感應器吊運車可被設置在貨櫃吊運車的高度的20-30%的高度處。

兩個感應器吊運車10提供更精確的目標物18定位。而且，兩個感應器吊運車10允許該貨櫃起重機與待辨識及待校正的車輛之間偏斜。此外，使用兩個感應器吊運車10可降低或甚至消除車輛的駕駛艙擋到車架(即，目標物)的風險。兩個感應器吊運車10能夠允許該貨櫃起重機1底下的交通雙向流動。然而，在一些情況中，一個感應器吊運車10提供的精確度就已足夠，可因而節省成本。

因為感應器吊運車10被設置在下橫樑5a，5b上且可沿著第一方向移動，所以維修被簡化。為了維修，該感應器吊運車10可被置於末端位置且可用樓梯讓維修人員輕易地從地面到達該感應器吊運車。樓梯可被使用是因為下橫樑5a，5b位在一無需使用高空作業車(sky lift)的高度。

圖3是圖2的感應器吊運車10的示意圖。該感應器吊運車10包含輪子24或其它直線運動引導件，用以允許感應器吊運車10沿著水平的吊運出支撐件(如，橫樑或鋼繩)直線地運動。感應器吊運車10包含感應器配置12，其能夠決定一用於放置或撿取貨櫃8的目標物18位置。

該感應器配置12可包含LIDAR(光偵測及測距)系統23以產生一包含該目標物18的三維(3D)代表物。該LIDAR系統23可包含兩個被交叉地(即，實質垂直地)設置的LIDAR。替代地或額外地，該感應器配置12是基於二維(2D)雷射、雷達或影像處理。

該感應器配置12亦可包含用於辨識車輛及/或貨櫃的攝像機21。該攝像機21例如可以是搖鏡-抬鏡-促鏡(pan-tilt-zoom,PTZ)攝像機。車輛可具有視覺記號以允許用攝像機21辨識。這允許當下的車輛被辨識，以及在等待線上的任何車輛被辨識。貨櫃可被漸識，如藉由捕捉在貨櫃的短邊上的貨櫃識別物(譬如，貨櫃號碼)的影像。而且，標示牌(placard)(譬如，用於危險物品)及貨櫃的門的方向可被辨識並記錄。貨櫃的影像可被儲存以供稍後的損害管理確認之用。

非必要地，該感應器吊運車10被提供參考標誌器以允許該負載定位系統11決定該感應器吊運車10相對於該負載定位系統11的位置。該參考標誌器可以是光學式及/或結構式記號，它可以該負載定位系統11清楚地辨識。當該參考標誌器是光學式參考標誌器時，它可包含主動式光源。在此例子中，它可被建構成藉由控制該光源何時開或關來提供可區別的光圖案(如，閃爍圖案)。

非必要地，該感應器吊運車10包含一用來給位在車道20a-20f內的車輛18提供指示的視覺指示器22。該等指示例如可包含以符號(如，箭頭)及/或文字的形式指出哪個車道可被使用的指示。該等指示器可包含一車輛可安全地開至一用來放置或撿取貨櫃的位置時的指示器。該等指示器亦可包括車輛辨識器，一特殊車輛的駕駛可藉由使用該等指示而被引導。例如，“車輛X應進入車道Y”的指示。

視覺指示器22因而是一種工具，其對於引導車輛駕駛將車開至何處、何時停車及何時開走很有用。

該感應器吊運車追蹤在該貨櫃吊運車下方區域內的車輛的位置、運動及方位。以此方式，當負載被自動地放置於車架上時，駕駛可安全地待在車輛內。該感應器吊運車登錄在等待線上的下一輛車。

非必要地，如果該感應器吊運車偵測到當貨櫃將被放置或被撿取時車輛正在移動的話，則一訊號被產生，該訊號造成該貨櫃起重機停止移動，或者快速地將該貨櫃吊具(它可能攜載著貨櫃)再次吊起，用以防止傷到器具或人員。

使用描述於本文中的感應器吊運車可提供目標物的精確定位。藉由允許感應器吊運車移動橫跨車道，該感應器吊運車不會被其它車輛擋住。

本揭露內容的態樣已參考一些實施例於上文中被描述。然而，如熟習此技藝者可以輕易地瞭解地，在 隨附的申請專利範圍所界定的本發明的範圍內可以有不同於上文所揭露的實施例的其它實施例。因此，雖然不同的態樣及實施例已被揭露於本文中，但其它態樣和實施例對於熟習此技藝者將會是明顯的。揭露於本文中的這些不同的態樣和實施例是為了舉例的目的，而不是要用來限制，因為真實的範圍和精神是由下面的申請專利範圍來界定。

1:貨櫃起重機

3:貨櫃吊運車

4:貨櫃吊具

5:下橫樑

6:船

7:上部

17:吊桿

8:貨櫃

9:上橫樑

15:後腳

16:前腳

X:第一方向

19:碼頭

5a:橫樑(水平的吊運車支撐件)

5b:橫樑(水平的吊運車支撐件)

20a-20f:車道

18:目標物

10:感應器吊運車

24:輪子

12:感測器配置

23:LIDAR系統

21:攝像機

11:負載定位系統

22:視覺標誌器

態樣及實施例現參考附圖以舉例的方式被描述，其中：

[圖1]是示意圖，其顯示本文提出的實施例可被使用的環境；

[圖2]是圖1的貨櫃起重機的實施例的立體圖，其顯示出一感應器吊運車；及

[圖3]是圖2的感應器吊運車的示意圖。

1:貨櫃起重機 3:貨櫃吊運車 4:貨櫃吊具 5a:橫樑 5b:橫樑 7:上部 8:貨櫃 9:上橫樑 10:感應器吊運車 11:負載定位系統 18:目標物 19:碼頭 20a~20d:車道

Claims (12)

1. 一種用於貨櫃起重機(1)中的感應器吊運車(10)，該感應器吊運車(10)包含：感測器配置(12)，其能夠決定一用於放置或撿取貨櫃(8)的目標物(18)的位置；及其中該感應器吊運車(10)被建構成可沿著該貨櫃起重機(1)的水平吊運車支撐件移動，用以讓該感測器配置(12)能夠涵蓋在該貨櫃起重機(1)下方的多條車道(20a-20f)。
2. 如請求項1之感應器吊運車(10)，其中該感測器配置(12)包含LIDAR(光偵測及測距)系統(23)。
3. 如請求項2之感應器吊運車(10)，其中該LIDAR系統(23)包含兩個交叉地安排的LIDAR。
4. 如請求項1至3項中任一之感應器吊運車(10)，其中該感測器配置(12)包含用於辨認車輛及/或貨櫃的攝像機(21)。
5. 如請求項1之感應器吊運車(10)，進一步包含視覺指示器(22)，用於對車道(20a-20f)內的車輛(18)提供指示。
6. 如請求項5之感應器吊運車(10)，其中該等指示器包含關於使用哪個車道的指示。
7. 如請求項5或6之感應器吊運車(10)，其中該等指示器包含一用於車輛可安全地開至用來放置或檢取貨櫃的位置時的指示器。
8. 如請求項1之感應器吊運車(10)，進一步 包含光學參考標誌器。
9. 如請求項8之感應器吊運車(10)，其中該光學參考標誌器可包含主動光源。
10. 一種貨櫃起重機(1)，包含：貨櫃吊具(spreader)(4)，其被建構成可控地附裝至貨櫃(8)；貨櫃吊運車(3)，該貨櫃吊具(4)經由纜索被附裝至該貨櫃吊運車，該貨櫃吊運車(3)被設置在該貨櫃起重機(1)的上部且可沿著第一方向(X)被水平地移動；兩個水平的吊運車支撐件(5a-5b)，其沿著該第一方向(X)被設置在該貨櫃起重機(1)的垂直結構之間；如請求項1至9項中任一項的感應器吊運車(10)，其被設置成使得它可沿著該等水平的吊運車支撐件(5a-5b)的一者移動，其中在垂直方向上該感應器吊運車(10)被設置成低於該貨櫃吊運車(3)。
11. 如請求項10之貨櫃起重機(1)，其包含兩個如請求項1至9項中任一之感應器吊運車(10)，該等感應器吊運車分別被設置成使得它們可沿著該兩個水平的吊運車支撐件(5a-5b)移動。
12. 如請求項10或11之貨櫃起重機(1)，其中該等水平的支撐件是橫樑。

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