专利名称：轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及龙门吊车技术领域，特别涉及轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统。轮胎 式集装箱龙门吊简称为"轮胎吊"。
技术背景现有技术中有申请号200610068525.4申请日2006.08.19，公开号CN1915782A， 名称《轮胎式龙门起重机的供电装置》，其在固定支架上架设有滑触线路，滑触线路的 集电器固定在可与滑触线平行移动的小车上，集电器的引出线与轮胎式龙门起重机的电 气系统连接，小车与轮胎式龙门起重机柔性连接。上述专利公开的技术，可以安装在滑 线支架上的小车实现供电功能，但小车不能脱离滑线支架，轮胎吊转换场地作业前，必 须有人工把轮胎吊和滑线支架上的小车分离开；进入新堆场后，必须有人工把轮胎吊和 滑线支架上的小车连接上。因此，该技术无法实现自动接入和脱离安全滑线及其轨道的 取电，由于轮胎吊大车行走时容易走偏；为使轮胎式集装箱龙门吊(以下简称"轮胎吊") 实现在刚性安全滑线上自动取电，即轮胎吊的取电装置通过连接机构安装在轮胎吊上， 由轮胎吊在不同的安全滑线供电线路段上，通过设计的专用机械结构、驱动机构(电动 推杆)和控制系统的配合，从而实现自动接入和脱离安全滑线及其轨道的取电。 发明内容本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种结构简单、动作准确 可靠、自动纠偏好的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为轮胎式集装箱龙门吊自动取电系 统，包括经动力系统和控制系统配合控制动作的取电装置和滑线轨道支架，其中取电 装置由取电小车、连接机构和取电器底座配装构成，滑线轨道支架由接入/脱离段和取 电段配装构成；取电小车由主框架、轨道定位器、弹性连接器、关节轴承，以及行走轮和安装在小 车上的取电刷配装而构成；连接机构包括有用于连接的第一连杆、第二连杆、第三连杆和用于实现状态转换的 浮动连杆、拉杆、弹簧、支撑杆、销、转换节、定位连杆；取电器底座包括有用于支承的底座支架、主轴，以及用于实现状态转换的水平转盘、 定位销、电磁铁；接入/脱离段包括有第一轨道、第二轨道、第一检测板、第二检测板、挡板、支撑立柱；取电段包括有配装在第一轨道、第二轨道上的取电端部检测板和滑线接入定位器； 连接机构能使取电小车与取电器底座的连接状态在接入/脱离状态和牵引取电状态 之间由控制系统的程序控制进行状态转换。 采取的措施还包括上述的动力系统包括电源、调速器以及第一电动推杆、第二电动推杆；控制系统包 括控制器、第一角度传感器、第二角度传感器、状态检测系统包括第一位置检测器件、 第二位置检测器件、第三位置检测器件、第四位置检测器件、第五位置检测器件、第六位置检测器件、第七位置检测器件以及控制程序器件。上述的控制系统中的第六位置检测器件、第七位置检测器件自动识别到取电装置位 于接入/脱离段位置后的信号，经控制程序器件的运算，通过动力系统控制第一电动推 杆、第二电动推杆、电源、调速器的执行接入动作，以及第一角度传感器、第二角度传 感器和第一位置检测器件、第二位置检测器件、第三位置检测器件、第四位置检测器件、 第五位置检测器件的信号反馈，使第一状态转换机构和第二状态转换机构按照设计的逻 辑顺序动作；连接机构经第一状态转换机构中包括的浮动连杆、拉杆、弹簧、支撑杆、 .销、转换节、定位连杆和第二状态转换机构中包括的水平转盘、定位销、电磁铁转换为 接入/脱离状态，在取电小车进入轨道定位器的协助下，准确平稳地实现取电小车接入 或脱离第一轨道、第二轨道。上述的取电小车位于第一轨道、第二轨道位置，连接机构经第一状态转换机构和第 二状态转换机构转换为牵引取电状态，取电小车在轮胎吊的牵引下沿第一轨道、第二轨 道行走，经滑线接入定位器的定位引导进入滑线，再进入取电段。上述的连接机构在第一状态转换机构和第二状态转换机构的作用下，能实现轮胎吊 相对于滑线轨道支架在空间三维上设计工况允许范围内的位置变化，取电小车具有正常 取电功能。上述的弹性连接器和连接机构配装的组合结构，能实现轮胎吊所在平面和滑线轨道 支架所在平面在空间设计工况允许范围内的不平行度的位置变化。上述的控制系统中的第六位置检测器件、第七位置检测器件自动识别到取电装置位 .于接入/脱离段位置后的信号，经控制器控制程序的运算，通过动力系统控制第一电动 推杆、第二电动推杆的执行脱离动作，以及第一角度传感器、第二角度传感器和第一位 置检测器件、第二位置检测器件、第三位置检测器件、第四位置检测器件、第五位置检 测器件的信号反馈，使第一状态转换机构和第二状态转换机构按照设计的逻辑顺序动 作，连接机构经第一状态转换机构和第二状态转换机构由牵引状态转换为接入/脱离段 状态后，取电小车脱离滑线轨道支架，轮胎吊驶至目的作业场区重新接入新的滑线轨道 支架，继续作业。上述的第一角度传感器、第二角度传感器对轮胎吊运行路线的方向状态进行识别， 当轮胎吊位置方向偏后，控制系统给出报警信息，并给出纠偏命令。上述的取电小车接入第一轨道、第二轨道过程中，在水平方向通过第五位置检测器 件的反馈空间位置信息和第二电动推杆实时调整机构运行速度，达到无接触式水平方向 的接入定位。上述的轨道定位器使取电小车允许接入第一轨道、第二轨道的窗口增大；第一连杆 对取电小车的牵引方式为硬牵引，因而取电小车行走起动时与轮胎吊同步加减速，把取 电小车起动时对轨道的冲击降至最低；第一轨道安装在槽钢的竖边顶部，且呈三角形； 取电端部检测板能提供取电保护功能，防止轮胎吊在正常取电时脱离滑线。与现有技术相比，本发明经动力系统和控制系统配合控制动作的取电装置和滑线轨 道支架，连接机构能使取电小车与取电器底座的连接状态在接入/脱离状态和牵引取电 状态之间由控制系统的程序控制进行状态转换；能使轮胎吊刚性安全滑线上实现自动取5电的功能外，并具有以下的功能创新 一是轮胎吊大车行走时自动纠偏；二是接入水平 方向无接触定位；三是取电器接入轨道时接入窗口大；四是取电小车与轮胎吊大车同步 行走，起动时对轨道侧向冲击小；五是选用免维护的动力器件，大大降低机构的维护工 作量；六是对集装箱场地沉降的适应性能，以及对轨道和支架等相对沉降、轮胎缺气等 危险状况的报警功能；七是能适应北方天气，对冰雪霜冻的适应和自动除冰雪霜冻等功 能；八是既可适用于交流供电的刚性安全滑线系统，又能适用于直流供电的刚性安全滑 线系统；九是实现相同功能的前提下，轨道支架和取电装置结构设计简单轻便，更节省 材料。
图1是本发明实施例的取电装置示意图；图2是图1中的俯视斜方向示意图；图3是图1中的取电小车的左视示意图；图4是本发明实施例的动力系统和控制系统配合控制动作示意图； 图5是本发明实施例的滑线轨道支架示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 如图1至图5所示，图标号说明如下-取电装置l，滑线轨道支架2，接入/脱离段21,第一轨道23A，第二轨道23B，第 一检测板24A，第二检测板24B，挡板25，支撑立柱26，取电段22，第一轨道23A，第二轨道23B，取电端部检测板27，滑线接入定位器28，取电小车3，主框架31，轨道定位器32，弹性连接器33，关节轴承34，行走轮35， 取电刷36，连接机构4，第一连杆41A,第二连杆41B，第三连杆41C，浮动连杆42、拉杆43、弹簧45、支撑杆46、销47、转换节44、定位连杆48，动力系统5，第一电动推杆51，第二电动推杆52，电源53，调速器54， 控制系统6，控制器61，第一角度传感器62A,第二角度传感器62B，第一位置检测器件63A，第二位置检测器件63B，第三位置检测器件63C，第四位置检测器件63D，第五位置检测器件63E，第六位置检测器件66A，第七位置检测器件66B，控制程序器件64。滑线7;取电器底座8，底座支架81，主轴82，水平转盘83，定位销84，电磁铁85。本发明实施例，轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，包括经动力系统5和控制系统 6配合控制动作的取电装置1和滑线轨道支架2，取电装置1由取电小车3、连接机构4 和取电器底座8配装构成，滑线轨道支架2由接入/脱离段21和取电段22配装构成；取电小车3由主框架31、轨道定位器32、弹性连接器33、关节轴承34，以及行走 轮35和安装在小车上的取电刷36配装而构成；连接机构4包括有用于连接的第一连杆41A、第二连杆41B、第三连杆41C和用于 实现状态转换的浮动连杆42、拉杆43、弹簧45、支撑杆46、销47、转换节44、定位连杆48;取电器底座8包括有用于支承的底座支架81、主轴82，以及用于实现状态转换的 水平转盘83、定位销84、电磁铁85;接入/脱离段21包括有第一轨道23A、第二轨道23B、第一检测板24A、第二检测 板24B、挡板25、支撑立柱26;取电段22包括有配装在第一轨道23A、第二轨道23B上的取电端部检测板27和滑 线接入定位器28;连接机构4能使取电小车3与取电器底座8的连接状态在接入/脱离状态和牵引取 电状态之间由控制系统6的程序控制进行状态转换。动力系统5包括电源53、调速器54以及第一电动推杆51、第二电动推杆52;控 制系统6包括控制器61、第一角度传感器62A、第二角度传感器62B、状态检测系统包 括第一位置检测器件63A、第二位置检测器件63B、第三位置检测器件63C、第四位置检 测器件63D、第五位置检测器件63E、第六位置检测器件66A、第七位置检测器件66B 以及控制程序器件64。控制系统6中的第六位置检测器件66A、第七位置检测器件66B自动识别到取电装 置1位于接入/脱离段21位置后的信号，经控制程序器件64的运算，通过动力系统控 制第一电动推杆51、第二电动推杆52、电源53、调速器54的执行接入动作，以及第一 角度传感器62A、第二角度传感器62B和第一位置检测器件63A、第二位置检测器件63B、 第三位置检测器件63C、第四位置检测器件63D、第五位置检测器件63E的信号反馈， 使第一状态转换机构和第二状态转换机构按照设计的逻辑顺序动作；连接机构4经第一 状态转换机构中包括的浮动连杆42、拉杆43、弹簧45、支撑杆46、销47、转换节44、 定位连杆48和第二状态转换机构中包括的水平转盘83、定位销84、电磁铁85转换为 接入/脱离状态，在取电小车3进入轨道定位器32的协助下，准确平稳地实现取电小车 3接入或脱离第一轨道23A、第二轨道23B。取电小车3位于第一轨道23A、第二轨道23B位置，连接机构4经第一状态转换机 构和第二状态转换机构转换为牵引取电状态，取电小车3在轮胎吊的牵引下沿第一轨道 23A、第二轨道23B行走，经滑线接入定位器28的定位引导进入滑线7，再进入取电段 22。连接机构4在第一状态转换机构和第二状态转换机构的作用下，能实现轮胎吊相对 于滑线轨道支架2在空间三维上设计工况允许范围内的位置变化，取电小车3具有正常 取电功能。弹性连接器33和连接机构4配装的组合结构，能实现轮胎吊所在平面和滑线轨道 支架2所在平面在空间设计工况允许范围内的不平行度的位置变化。从而，自动取电系统解决了轮胎吊在刚性安全滑线上自动取电功能和在刚性安全滑 线上自动取电时因外界因素变化引起空间位置相对变化而导致的对取电系统的破坏性 作用。控制系统6中的第六位置检测器件66A、第七位置检测器件66B自动识别到取电装 置1位于接入/脱离段21位置后的信号，经控制器61控制程序64的运算，通过动力系统控制第一电动推杆51、第二电动推杆52的执行脱离动作，以及第一角度传感器62A、 第二角度传感器62B和第一位置检测器件63A、第二位置检测器件63B、第三位置检测 器件63C、第四位置检测器件63D、第五位置检测器件63E的信号反馈，使第一状态转 .换机构和第二状态转换机构按照设计的逻辑顺序动作，连接机构4经第一状态转换机构 和第二状态转换机构由牵引状态转换为接入/脱离段21状态后，取电小车3脱离滑线轨 道支架2，轮胎吊驶至目的作业场区重新接入新的滑线轨道支架2，继续作业。第一角度传感器62A、第二角度传感器62B对轮胎吊运行路线的方向状态进行识别， 当轮胎吊位置方向偏后，控制系统6给出报警信息，并给出纠偏命令。取电小车3接入第一轨道23A、第二轨道23B过程中，在水平方向通过第五位置检 测器件63E的反馈空间位置信息和第二电动推杆52实时调整机构运行速度，达到无接 触式水平方向的接入定位。轨道定位器32使取电小车3允许接入第一轨道23A、第二轨道23B的窗口增大； 第一连杆41A对取电小车3的牵引方式为硬牵引，因而取电小车3行走起动时与轮胎吊 同步加减速，把取电小车3起动时对轨道的冲击降至最低；第一轨道23A安装在槽钢的 竖边顶部，且呈三角形；当出现雨雪以及杂物都落入底部，而不会留在第一轨道23A表 .面上，因而可以满足北方港口严寒季节的冰雪霜冻等天气下的使用，并在取电小车3行 走时可以通过入轨道定位器32清除掉轨道表面的霜冻和冰，达到自动除冰霜冻的功能； 取电端部检测板27能提供取电保护功能，防止轮胎吊在正常取电时脱离滑线7。取电小 车3的结构设计，不仅适用于直流供电的港口两根滑线，也适用于交流供电的港口四根 滑线。本发明的优点在于本发明能使轮胎吊刚性安全滑线上实现自动取电的功能外，并 具有以下的功能创新 一是轮胎吊大车行走时自动纠偏；二是接入水平方向无接触定位； 三是取电器接入轨道时接入窗口大；四是取电小车与轮胎吊大车同步行走，起动时对轨 道侧向冲击小；五是选用免维护的动力器件，大大降低机构的维护工作量；六是对集装 箱场地沉降的适应性能，以及对轨道和支架等相对沉降、轮胎缺气等危险状况的报警功 能；七是能适应北方天气，对冰雪霜冻的适应和自动除冰雪霜冻等功能；八是既可适用 于交流供电的刚性安全滑线系统，又能适用于直流供电的刚性安全滑线系统；九是实现 相同功能的前提下，轨道支架和取电装置结构设计简单轻便，更节省材料。本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不 会脱离本发明的范围。
权利要求
1、轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，包括经动力系统(5)和控制系统(6)配合控制动作的取电装置(1)和滑线轨道支架(2)，其特征是所述的取电装置(1)由取电小车(3)、连接机构(4)和取电器底座(8)配装构成，所述的滑线轨道支架(2)由接入/脱离段(21)和取电段(22)配装构成；所述的取电小车(3)由主框架(31)、轨道定位器(32)、弹性连接器(33)、关节轴承(34)，以及行走轮(35)和安装在小车上的取电刷(36)配装而构成；所述的连接机构(4)包括有用于连接的第一连杆(41A)、第二连杆(41B)、第三连杆(41C)和用于实现状态转换的浮动连杆(42)、拉杆(43)、弹簧(45)、支撑杆(46)、销(47)、转换节(44)、定位连杆(48)；所述的取电器底座(8)包括有用于支承的底座支架(81)、主轴(82)，以及用于实现状态转换的水平转盘(83)、定位销(84)、电磁铁(85))；所述的接入/脱离段(21)包括有第一轨道(23A)、第二轨道(23B)、第一检测板(24A)、第二检测板(24B)、挡板(25)、支撑立柱(26)；所述的取电段(22)包括有配装在第一轨道(23A)、第二轨道(23B)上的取电端部检测板(27)和滑线接入定位器(28)；所述的连接机构(4)能使取电小车(3)与取电器底座(8)的连接状态在接入/脱离状态和牵引取电状态之间由所述的控制系统(6)的程序控制进行状态转换。
2、 根据权利要求l所述的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，其特征是所述的 动力系统(5)包括电源(53)、调速器(54)以及第一电动推杆(51)、第二电动推杆(52); 所述的控制系统(6)包括控制器(61)、第一角度传感器(62A)、第二角度传感器(62B)、 状态检测系统包括第一位置检测器件(63A)、第二位置检测器件(63B)、第三位置检测器 件(63C)、第四位置检测器件(63D)、第五位置检测器件(63E)、第六位置检测器件(66A)、 第七位置检测器件(66B)以及控制程序器件(64)。
3、 根据权利要求2所述的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，其特征是所述的 控制系统(6)中的第六位置检测器件(66A)、第七位置检测器件(66B)自动识别到所述的 取电装置(1)位于接入/脱离段(21)位置后的信号，经控制程序器件(64)的运算，通过所 述的动力系统控制第一电动推杆(51)、第二电动推杆(52)、电源(53)、调速器(54)的执 行接入动作，以及第一角度传感器(62A)、第二角度传感器(62B)和第一位置检测器件 (63A)、第二位置检测器件(63B)、第三位置检测器件(63C)、第四位置检测器件(63D)、 第五位置检测器件(63E)的信号反馈，使第一状态转换机构和第二状态转换机构按照设 计的逻辑顺序动作；所述的连接机构(4)经第一状态转换机构中包括的浮动连杆(42)、 拉杆(43)、弹簧(45)、支撑杆(46)、销(47)、转换节(44)、定位连杆(48))和第二状态.转换机构中包括的水平转盘(83)、定位销(84)、电磁铁(85)转换为接入/脱离状态，在 取电小车(3)进入轨道定位器(32)的协助下，准确平稳地实现取电小车(3)接入或脱离第 一轨道(23A)、第二轨道(23B)。
4、 根据权利要求3所述的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，其特征是所述的取电小车(3)位于第一轨道(23A)、第二轨道(23B)位置，所述的连接机构(4)经第一状态 转换机构和第二状态转换机构转换为牵引取电状态，取电小车(3)在轮胎吊的牵引下沿 第一轨道(23A)、第二轨道(23B)行走，经滑线接入定位器(28)的定位引导进入所述的滑 线(7)，再进入所述的取电段(22)。
5、 根据权利要求l所述的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，其特征是所述的 连接机构(4)在第一状态转换机构和第二状态转换机构的作用下，能实现轮胎吊相对于 所述的滑线轨道支架(2)在空间三维上设计工况允许范围内的位置变化，所述的取电小 车(3)具有正常取电功能。
6、 根据权利要求l所述的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，其特征是所述的 弹性连接器(33)和连接机构(4)配装的组合结构，能实现轮胎吊所在平面和滑线轨道支 架(2)所在平面在空间设计工况允许范围内的不平行度的位置变化。
7、 根据权利要求2所述的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，其特征是所述的 控制系统(6)中的第六位置检测器件(66A)、第七位置检测器件(66B)自动识别到所述的 取电装置(1)位于接入/脱离段(21)位置后的信号，经控制器(61)控制程序(64)的运算， 通过动力系统控制第一电动推杆(51)、第二电动推杆(52)的执行脱离动作，以及第一角 度传感器(62A)、第二角度传感器(62B)和第一位置检测器件(63A)、第二位置检测器件 (63B)、第三位置检测器件(63C)、第四位置检测器件(63D)、第五位置检测器件(63E)的 信号反馈，使第一状态转换机构和第二状态转换机构按照设计的逻辑顺序动作，连接机 构(4)经第一状态转换机构和第二状态转换机构由牵引状态转换为接入/脱离段(21)状 态后，取电小车(3)脱离滑线轨道支架(2)，轮胎吊驶至目的作业场区重新接入新的滑线 轨道支架(2),继续作业。
8、 根据权利要求2所述的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，其特征是所述的 第一角度传感器(62A)、第二角度传感器(62B)对轮胎吊运行路线的方向状态进行识别， 当轮胎吊位置方向偏后，控制系统(6)给出报警信息，并给出纠偏命令。
9、 根据权利要求2所述的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，其特征是所述的 取电小车(3)接入第一轨道(23A)、第二轨道(23B)过程中，在水平方向通过第五位置检 测器件(63E)的反馈空间位置信息和第二电动推杆(52)实时调整机构运行速度，达到无 接触式水平方向的接入定位。
10、 根据权利要求l所述的轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，其特征是所述的 轨道定位器(32)使取电小车(3)允许接入第一轨道(23A)、第二轨道(23B)的窗口增大； 所述的第一连杆(41A)对取电小车(3)的牵引方式为硬牵引，因而取电小车(3)行走起动 时与轮胎吊同步加减速，把取电小车(3)起动时对轨道的冲击降至最低；所述的第一轨 道(23A)安装在槽钢的竖边顶部，且呈三角形；所述的取电端部检测板(27)能提供取电 保护功能，防止轮胎吊在正常取电时脱离滑线(7)。
全文摘要
轮胎式集装箱龙门吊自动取电系统，包括经动力系统和控制系统配合控制动作的取电装置和滑线轨道支架，取电装置有取电小车、连接机构和取电器底座，滑线轨道支架有接入/脱离段和取电段；取电小车由主框架、轨道定位器、弹性连接器、关节轴承，以及行走轮和安装在小车上的取电刷配装而构成；连接机构有第一连杆、第二连杆、第三连杆、浮动连杆、拉杆、弹簧、支撑杆、销、转换节、定位连杆；取电器底座有底座支架、主轴、水平转盘、定位销、电磁铁；接入/脱离段包括有第一轨道、第二轨道、第一检测板、第二检测板、挡板、支撑立柱；连接机构能使取电小车与取电器底座的连接状态在接入/脱离状态和牵引取电状态之间由控制系统的程序控制进行状态转换。
文档编号B66C13/00GK101565152SQ20091009842
公开日2009年10月28日 申请日期2009年5月7日 优先权日2009年5月7日
发明者崔连涛, 赖琦波 申请人:崔连涛;赖琦波