专利名称：高架桥式集装箱装卸系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及港口作业领域，特别涉及一种高架桥式集装箱装卸系统。
背景技术：
目前，大多数的港口对集装箱的装卸、处理还是采用岸桥对船作业，堆场上一般多 用集卡和场桥(包括轮胎式龙门吊和轨道式龙门吊)配合作业的作业方式，辅以叉车、正面 吊和堆高机等。也有的港口采用跨运车方式。极少数港口使用自动导引车系统。现存的作业方式无疑都存在作业环节多且需要各环节密切配合，堆场利用率低， 导致整个集装箱码头作业效率偏低，堆场通过能力满足不了需求。当港口陆域面积受到自 然条件及城市规划等社会条件限制不能无限扩大时，堆场的通过能力低下就会严重限制港 口的发展。尤其在土地资源日益减少，深水岸线难得以及节能环保呼声越来越高的现状下， 迫切需要一种装卸效率高，堆场利用率高并且节能环保的新型一体化装卸系统。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高架桥式集装箱装卸系统，解决现在 传统集装箱码头作业效率偏低，过分倚重扩大规模来提高堆场通过能力，传统作业方式环 节繁琐，衔接要求高，容易出现“瓶颈”及安全系数低，污染严重等问题。为了达到上述目的，本实用新型提供的一种高架桥式集装箱装卸系统，包括由立 柱支撑的多条等间距高架轨道，并通过斜拉钢索固定，两相邻高架轨道之间搭设大车桥，所 述大车桥沿高架轨道运动，所述大车桥上设有可来回往复运动的小车，所述小车上设有集 装箱专用吊具。本装卸系统突破传统的多机种协同作业的作业方式，采用一体化作业这种全新的 运营模式。用全自动单机作业取代了过去包括岸桥、场桥等多种集装箱专用起重机械在内 的作业功能。它仿照了现代大跨度斜拉桥的建造工艺以立柱和高架轨道构成了整个系统的 承载基础(如图2)。等间距分布的高架轨道不仅覆盖了整个堆场，也覆盖了码头泊位停靠船 舶的上方(如图1)。众多的大车桥携带着装有集装箱专用吊具的小车在高架轨道上往复运 动。小车就在这些大车桥上来回运动。当两相邻的轨道间的大车桥在同一条直线上时，其 上的小车就可以由这个大车桥运动到另一个大车桥上去，实现了小车的跨轨运动(如图3)。 这样，整个系统上的任一小车都可以运动到高架轨道所覆盖到的所有地方。同时，本系统在 软件支持下可以建成精确的坐标定位系统。由于高架轨道是固定不动的，所以很容易在其 覆盖的范围内建立精确的二维平面及三维立体坐标。其精度可以精确到毫米。这样的精确 度对于集装箱吊具的对位及相邻高架轨道间的大车桥在组成临时单轨道时的对位来说已 经足够了。本系统的发明运用具有众多的优势和实际效果。( 1)高效率这种作业方式可以容纳多小车同时作业。当在船舶上方建立多条由大车桥形成的临时单轨道时，在合理的规划小车运行路线的基础上，同一时间内的作业小车数量可以远 远超过传统的多岸桥作业时的小车数量，实现对船舶的“全覆盖作业”，因此效率可以成倍提尚。(2)精确定位，自动化程度高由于系统建立了精确的坐标定位系统，所以可以真正实现集装箱码头的整体无人 操作，而且三维的立体坐标还可以根据集装箱箱位的高度合理控制吊具的收放速度，以保 证效率和安全。综上，使用本系统将大大降低劳动力的使用量，加快吊具的对位速度，优化 吊具的收放速度，提高整体效率。(3)翻箱、倒垛便捷尽管所有的集装箱码头都在做一项努力，那就是尽量减少翻箱和倒垛。但是由于 各种原因和现实导致堆场内的翻箱和倒垛作业还是非常普遍。而传统的堆场作业机械在进 行翻箱和倒垛作业时都有效率低下，动作繁琐，重复操作的弊端。高架桥式集装箱装卸系统 在堆场的集装箱倒垛、翻箱作业上却有得天独厚的优势。传统场桥或者其他堆场作业机械 只能一个一个的将箱子取出后依次放于他处，将要提取的箱子提走后再依次把其他箱子取 回。这之中包含了大量的场桥移动、吊具的对位起吊和放置。而本系统就可以多小车同时 上阵，起吊后随大车桥沿高架轨道移动一段距离后停止不动，其他小车依次动作。最后一个 小车提走箱子后，各小车再依次返回。这样省去了很多步骤，减少了对位过程，大大提高了 效率。(4)提高堆场利用率和通过能力在堆场的利用率上，采用本系统的集装箱码头取消了码头前沿的岸桥运行空间和 大部分集卡车道。堆场内部只需要很少的集卡通道以备不时之需。实际上可以让集卡在闸 门口直接卸箱由高架桥系统上的小车运送集装箱到箱位。但为了作业更灵活可以预留少量 的集卡通道。传统场桥的运行也需要相当大的安全空间都可以节省出来用来设置箱位。堆 场内的机构设置可以省去大部分的集卡停车场。维修车间、加油点等的规模可以大大减小。 加之系统在翻箱上存在无可比拟的优势并且高架轨道的高度很高，所以堆场内的集装箱可 以适当的增加层数。通过这两方面的改进，堆场的通过能力也会大幅提高。堆场利用率有 了很可观的提高，这样就可以在码头规划时减少堆场的面积，节省投资。(5)安全流畅可以看出，本系统对集装箱的作业是一体化作业。从集装箱船舶到堆场的堆垛再 到集装箱出间门前(包括其逆过程)都是有本系统单机作业，减少了中间机械间的衔接过 程，既省去了很多的吊具与箱子的对位过程又避免了诸如龙门吊大车走偏撞箱等这类的事 故。这样既加快了作业效率，又提高了作业的安全系数。(6)运行成本低本系统采用市电供电，没有燃料油到电能的转换过程，运行费用大大减少。没有了前方堆场，也就避免了将集装箱提前提取到前方堆场再进行装船的二次操 作，节省了大量时间和成本。而且由于系统本身装卸效率极高，翻箱简易，在船舶上方的装 船顺序及位置都很灵活，可以降低船舶配积载的难度，很好的弥补了前方堆场职能丧失的 不便。系统的精确定位及高度自动化的运行也比传统集装箱码头节省了大量的人力资源。(7)节能减排本系统借鉴电车的供电方式及现在广为流行的场桥“油改电”技术，大车桥采用轨 道内侧滑触供电，小车则是大车桥下单轨道双外侧滑触供电，电能直接来源于城市电网。基 本实现了集装箱堆场废气的零排放，节省了能源，降低了运营成本，大大加速了港口的绿色 化进程，顺应了建设绿色港口的时代要求。(8)间接节省大量投资虽然初始投资较高，但采用本系统作为集装箱码头的装卸系统后，码头前沿及堆 场在建设时就不再需要考虑高轮压的破坏作用而刻意加大地面强度了。这样的话，码头的 建设成本就会降低很多。加之上文所述堆场面积的节省，码头的初期投资会有一个很可观 的折扣。采用本系统后，人力资源的减少，全电力驱动的节能环保也会减少码头以后的运 营成本。由于本系统是单一机械系统涵盖了对场内所有的操作流程，基本不需要或很少需 要其他种类机械的配合，这在整机购买时会比单独分别购买和更新如岸桥、场桥、集卡、跨 运车、叉车、堆高机、自动导引车等要有利一些。而且可以避免单独更新造成的各种机械种 类之间的通过能力的不匹配，形成瓶颈的问题。避免了多机种联合作业难以协调一致，容易 一环不畅全盘卡死的问题。同时，单一机种的维护保养也比多机种联合保养维修要容易的 多，人力、维修车间的成本都会大幅下降。这些成本上的节省、减少都极大的缓解了本系统 的初始购机成本高对港口造成的资金压力。
图1是高架桥式集装箱装卸系统整体俯视图。图2是一条高架轨道的侧视图。图3是图1中I处放大图(即高架轨道、大车桥和小车的连接关系示意图)。附图标识1、高架轨道；2、大车桥；3、码头岸线；4、立柱；5、斜拉钢索；6、小车。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。如图1至图3所示，本实施例的高架桥式集装箱装卸系统，包括由立柱4支撑的 多条等间距高架轨道1，并通过斜拉钢索5固定，两相邻高架轨道1之间搭设大车桥2，所述 大车桥2沿高架轨道1运动，所述大车桥2上设有可来回往复运动的小车6，所述小车6上 设有集装箱专用吊具。系统主要由支撑立柱、高架轨道、大车桥、小车、吊具及装卸车操作员 驾驶室等组成。高架轨道垂直于码头岸线而等间距平行架设，覆盖了整个码头泊位水域上 方和绝大部分堆场。每两条高架轨道间都有若干大车桥在其上沿轨道往复运动。小车则沿 大车桥下方的大车轨道运行或者由大车桥携带随大车桥一起运动。大车桥与高架轨道间的 高架滑触线接触供电(类似电车的供电)，小车则采用大车轨道外侧滑触供电。当两个相邻高架轨道上的大车桥在一条直线上时，其中一个大车桥上的小车就可 以运动到另一个大车桥上，实现跨轨运动。由于立柱及高架轨道都有一定的厚度，所以相邻 的两个大车桥之间就会有一个距离。要实现跨轨运动小车的长度就必须大于两倍的这个距离(一般取1. 25——1. 35倍)，而且小车的轮子一定要多于三排。这样小车在跨轨时当一端 已经接触到另一个大车桥时，其重心还在原来的大车桥上。这时小车由于和两个大车桥同 时接触，实际上有两个电源并联供电。当另一端离开原来的大车桥时，重心已经提前转移到 新的大车桥上了。这样就保证了小车顺利的跨轨。本系统有精确的坐标定位操作子系统。实际上是两套坐标系统的拟合。一套是用 于整个系统在运作过程中实现精确定位，准确的执行操作指令的，是具体精确的距离坐标。 一套是用于操作界面，便于操作员下达动作指令的箱位坐标。整个系统由码头的控制塔遥 控操作。控制塔内的操作员每人负责至少两组高架轨道，控制两个以上(视熟练情况而定) 的小车，并要负责调度高架轨道内的大车桥配合小车运行。操作员的操作界面是集装箱堆 场和船舶上的集装箱位代码和一个选择操作对象的选择界面共同组成的。以卸船过程为例。当船舶开始系缆时，高架桥上的扫描定位系统就开始对船舶进 行初步扫描定位。船舶靠泊完毕时，系统也就完成了对船舶的精确定位。配合船舶的积载 图，系统会自动对船舶生成上述两套坐标体系。每一个箱位代码都会有一个精确的距离坐 标与之匹配。操作员选择小车完成起吊后，再选择大车桥作为操作对象，输入目的箱位代码 的字母代码，则大车桥就带动小车向目的箱位所在的排运动。这时操作员应转而选择其他 大车桥来完成临时轨道的构建。当携带小车的大车桥进入到临时轨道线并制动后，操作员 重新选择小车，输入目的箱位代码的数字代码，则小车沿临时轨道做跨轨运动到达目的箱 位后制动，最后放下箱子完成卸船过程。如果集装箱需要直接提箱出港，则小车运动到临近 港区闸门的集卡装卸车位上方，将集装箱卸在定位完毕的集卡上由其直接运出港区。小车 选择合适路线或沿原路返回进行下一个集装箱的卸船过程，这就完成了一个完整的工作循 环。
权利要求1. 一种高架桥式集装箱装卸系统，其特征在于，所述高架桥式集装箱装卸系统包括 由立柱(4)支撑的多条等间距高架轨道(1)，并通过斜拉钢索(5)固定，两相邻高架轨道(1) 之间搭设大车桥(2)，所述大车桥(2)沿高架轨道(1)运动，所述大车桥(2)上设有可来回往 复运动的小车(6 )，所述小车(6 )上设有集装箱专用吊具。
专利摘要本实用新型公开了一种高架桥式集装箱装卸系统。所述高架桥式集装箱装卸系统包括由立柱(4)支撑的多条等间距高架轨道(1)，并通过斜拉钢索(5)固定，两相邻高架轨道(1)之间搭设大车桥(2)，所述大车桥(2)沿高架轨道(1)运动，所述大车桥(2)上设有可来回往复运动的小车(6)，所述小车(6)上设有集装箱专用吊具。
文档编号B66C17/06GK201864488SQ20102057894
公开日2011年6月15日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者王天阳, 赵越超, 陈小凤 申请人:大连海事大学