貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備的製作方法

2023-12-09 17:45:26 2

專利名稱：貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備的製作方法
貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備技術領域
本發明屬於貨櫃專用設備技術領域，具體地說，是涉及一種用於對安裝在集裝 箱上的固定旋鎖進行安裝和拆卸的專用設備。
背景技術：
貨櫃是指具有一定強度、剛度和規格，專供周轉使用的大型裝貨容器。使用集裝 箱轉運貨物，可以直接在發貨人的倉庫裝貨，運到收貨人的倉庫卸貨，中途更換車、船時，無 須將貨物從箱內取出換裝。貨櫃最大的成功在於其產品的標準化以及由此建立的一整套 運輸體系，能夠讓一個載重幾十噸的龐然大物實現標準化，並且以此為基礎逐步實現全球 範圍內的船舶、港□、航線、公路、中轉站、橋梁、隧道、多式聯運相配套的物流系統。
貨櫃運輸是現代貨物運輸最安全的載體，安全則是貨櫃運輸的「生命線」。承 載著十幾噸重貨物的箱體，一旦滑移或者側翻脫離車體，那對人身生命和財產安全會帶來 不可估量的損失。因此，在貨櫃與車體之間必須通過專門的鎖具進行連接固定。
在目前的貨櫃碼頭上，用於對貨櫃進行裝鎖和拆鎖的方式均採用人工安裝和 拆卸方式，平均一臺貨櫃岸橋地面進行拆裝鎖的人員需要2人，因此必須佔用大量的勞 動力從事重複性較強的簡單機械式工作。此外，由於現場流動機械較多，車輛廢氣、灰塵以 及交通安全都嚴重影響著現場工作人員的身體健康，國內外曾經發生多起現場拆裝鎖人員 傷亡的事故。發明內容
本發明的目的在於提供一種貨櫃固定旋鎖的自動裝卸設備，可以對貨櫃所使 用的固定旋鎖實現自動安裝和拆卸，在大量減少現場工作人員數量的同時，可以顯著提高 工作效率。
為了解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案予以實現一種貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，包括貨櫃停放平臺、限位擋塊、智能機械手和控 制裝置；所述貨櫃停放平臺為凸臺，凸出部分用於支撐貨櫃底面，凹陷部分使貨櫃的 四角懸空；所述限位擋塊安裝在貨櫃停放平臺上或者貨櫃停放平臺的外側，用於對集 裝箱在貨櫃停放平臺上的停放位置進行限位；所述智能機械手至少包括兩臺，分別位於 貨櫃停放平臺的左右兩側，用於拆卸位於貨櫃底部四角處的旋鎖或者將旋鎖安裝到集 裝箱底部的鎖孔中；所述控制裝置連接智能機械手，控制智能機械手的動作軌跡。
進一步的，所述智能機械手設置有六臺，其中四臺為拆裝鎖用智能機械手，分別對 應安裝在貨櫃停放平臺的四角位置，且在垂直方向上與停放在所述貨櫃停放平臺上的 貨櫃底部的四個鎖孔位置一一相對，用於旋轉拆裝旋鎖；另外兩臺為移送用智能機械手， 對應安裝在貨櫃停放平臺的左右兩側，分別用於向位於左側的兩臺拆裝鎖用智能機械手 或者位於右側的兩臺拆裝鎖用智能機械手輸送旋鎖進行裝鎖作業或者將拆裝鎖用智能機 械手拆下的旋鎖取回。
為了方便貨櫃在停放平臺上定點停放，在所述限位擋塊的內側形成向外傾斜的 導向斜面，使吊放過程中的貨櫃可以沿導向斜面滑移到限定的停放區域內，降低貨櫃 岸橋作業人員的操作難度。
優選的，所述限位擋塊至少設置有四塊，分別對應安裝在貨櫃停放平臺的前、 後、左、右四個位置，環繞形成輔助導向槽，以實現對貨櫃停放位置的準確定位。
為了滿足對不同尺寸貨櫃進行拆裝鎖作業的設計要求，在所述貨櫃停放平臺 上，前後位置對應安裝有多對限位擋塊，在每兩對限位擋塊之間的貨櫃停放平臺上分別 開設有凹槽，以便在小尺寸的貨櫃停放在所述貨櫃停放平臺上時，能夠使所述的小尺 寸貨櫃的四角懸空。
為了對停放在貨櫃停放平臺上的貨櫃進行位置檢測，在所述貨櫃停放平臺 上設置有限位檢測開關，在檢測到貨櫃停放到位後，輸出檢測信號至所述的控制裝置，通 過控制裝置啟動智能機械手進行拆裝鎖作業。
優選的，所述限位檢測開關優選設置四個，包括兩個橫向限位檢測開關和兩個縱 向限位檢測開關，分別用於對貨櫃的前、後、左、右四個側面進行位置檢測。
進一步的，所述限位檢測開關形成兩對，每一對中均包含一個橫向限位檢測開關 和一個縱向限位檢測開關，兩對限位檢測開關對應安裝在貨櫃的兩個邊角位置，所述的 兩個邊角為貨櫃對角線方向上的兩個邊角。
再進一步的，在所述貨櫃停放平臺的左右兩側的前後位置分別對應設置有一個 旋鎖存放箱，在旋鎖存儲箱中設置有對每一個旋鎖的擺放位置進行限位的分割區，對旋鎖 進行定點有序存放。
更進一步的，所述控制裝置為計算機，設置在一個監控室內，通過通信線纜連接智 能機械手，並與運送貨櫃的岸橋進行數據通信；所述岸橋將運送的貨櫃吊放在貨櫃 停放平臺上，向計算機發送裝鎖或者拆鎖的控制指令，並在接收到計算機反饋的作業完成 指令後，重新吊起貨櫃運走。
與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是本發明的貨櫃固定旋鎖自動裝 卸設備利用智能機械手代替人手對貨櫃上的固定旋鎖進行安裝和拆卸作業，整個裝鎖或 者拆鎖作業可以在廣3秒鐘內自動完成，不僅提高了工作效率，提升了碼頭的安全管理水 平，而且可以大量減少現場工作人員的數量，降低人工成本，確保現場作業人員的人身安 全，並且對於目前國際上貨櫃加固流行使用的各種自動及半自動旋鎖均適用。
結合附圖閱讀本發明實施方式的詳細描述後，本發明的其他特點和優點將變得更 加清楚。


圖1是本發明所提出的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備的一種實施例的整體架構 示意圖；圖2是圖1中A部分的放大圖；圖3是圖1的俯視圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細地描述。
本實施例的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備主要由貨櫃停放平臺1、限位擋塊2、 3、智能機械手4和控制裝置8等部分組成，參見圖1、圖3所示。其中，貨櫃停放平臺I用 於承載貨櫃6，形成中間高、左右兩邊低的凸臺，中間高出部分用於支撐貨櫃6的底面， 左右兩邊低的部分可以使得位於貨櫃6底面四角處的旋鎖7或者用於安裝所述旋鎖7的 鎖孔外露，以便於智能機械手4進行拆裝鎖作業。限位擋塊2、3用於對貨櫃6在貨櫃 停放平臺I上的停放位置進行限位，可以豎立安裝在貨櫃停放平臺I上，也可以豎立設置 在貨櫃停放平臺I的外側。為了提高貨櫃6停放位置的精確度，本實施例優選在集裝 箱停放平臺I的前、後、左、右四個方向上分別設置限位擋塊2、3，環繞形成輔助導向槽，以 實現對貨櫃6的精確定位。作為本實施例的一種優選設計方案，優選將用於左、右限位的 限位擋塊2安裝在貨櫃停放平臺I的外側，且對應貨櫃停放平臺I的左、右兩側的中間 位置；將用於前、後限位的限位擋塊3安裝在貨櫃停放平臺I上，且對應貨櫃停放平臺 I的前、後位置。通過在前、後、左、右四個方向上對貨櫃6的停放位置進行限定，可以保證 停放在貨櫃停放平臺I上的每一個貨櫃6的位置相同，由此也就保證了安裝和拆卸旋 鎖7的位置固定。這樣一來，只需在控制裝置8中編寫特定的程序，控制智能機械手4按照 預定的行動軌跡動作，即可對每一個貨櫃6上的旋鎖實現自動拆卸和安裝作業。
由於貨櫃6在停放到貨櫃停放平臺I上時，大多都是通過岸橋吊放到貨櫃 停放平臺I上的。在岸橋司機操作貨櫃岸橋吊放貨櫃6時，很難將貨櫃6精確地吊 放進限位擋塊2、3所限定的區域內。為了降低岸橋司機的操作難度，本實施例優選在限位 擋塊2、3的內側形成向外傾斜的導向斜面10，如圖1所示，以擴大貨櫃6的下放口面積， 使得岸橋司機只需將貨櫃6吊放入該下放口區域內，貨櫃6即可在導向斜面10的導向 作用下準確地停放到貨櫃停放平臺I上設定好的停放位置處。
由於貨櫃的尺寸有大有小，為了使得同一臺貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備可以 適應多種尺寸的貨櫃，實現對不同尺寸貨櫃的拆裝鎖作業，本實施例優選在貨櫃停 放平臺I上，其前、後位置對應安裝多對限位擋塊3，例如三對，且在每兩對限位擋塊3之間 的貨櫃停放平臺I上分別開設凹槽14，參見圖1、圖3所示。在將小尺寸的貨櫃6停放 到該貨櫃停放平臺I上時，可以通過調節左、右兩側限位擋塊2的位置，來改變貨櫃6 停放位置的劃定區域，並通過貨櫃停放平臺I上開設的凹槽14，來使得小尺寸貨櫃的 四角懸空，以便於智能機械手4進行拆裝鎖作業。
本實施例的智能機械手4可以設置兩臺，對應安裝在貨櫃停放平臺I的左、右兩 側，位於左側的智能機械手4負責對貨櫃6底部的左前角和左后角位置的兩個旋鎖進行 安裝和拆卸作業，位於右側的智能機械手4負責對貨櫃6底部的右前角和右后角位置的 兩個旋鎖進行安裝和拆卸作業。拆下的旋鎖7可以直接放置到位於貨櫃停放平臺I四角 處的旋鎖存放箱5中(優選在貨櫃停放平臺I的左、右兩側的前、後位置分別對應設置一 個旋鎖存放箱5)進行保存；在進行裝鎖作業時，智能機械手4可以直接從旋鎖存放箱5中 取出旋鎖7，安裝到貨櫃6底部的鎖孔中。
當然，所述智能機械手4也可以設置四臺，對應安裝在貨櫃停放平臺I的四角位 置，分別對貨櫃6上每一個邊角位置的旋鎖7進行安裝和拆卸作業。
考慮到智能機械手4在進行旋鎖7的安裝和拆卸作業時，不僅要完成旋轉動作，還有完成伸縮、平移、曲臂等動作，若在一臺機械手上實現所有的動作，在機械結構設計上顯 然是比較複雜的。為了簡化機械手的結構設計，本實施例優選分兩部分設計所述的智能機 械手，即將智能機械手分成拆裝鎖用智能機械手9和移送用智能機械手4兩部分。其中，拆 裝鎖用智能機械手9可以設置四臺，分別對應安裝在貨櫃停放平臺I的四角位置，且在垂 直方向上與停放在所述貨櫃停放平臺I上的貨櫃6底部的四個鎖孔位置一一相對，如 圖1、圖2所示，用於旋轉拆裝旋鎖7。移送用智能機械手4可以設置兩臺，對應安裝在集裝 箱停放平臺I的左、右兩側的中間位置，如圖1、圖3所示。位於左側的移送用智能機械手4 負責向位於貨櫃停放平臺I左側的兩臺拆裝鎖用智能機械手9輸送旋鎖7，以進行裝鎖作 業；或者將拆裝鎖用智能機械手9拆下的旋鎖7取回，並對應放入到位於貨櫃停放平臺I 左側的旋鎖存放箱5中。位於右側的移送用智能機械手4負責向位於貨櫃停放平臺I右 側的兩臺拆裝鎖用智能機械手9輸送旋鎖7，以進行裝鎖作業；或者將拆裝鎖用智能機械手 9拆下的旋鎖7取回，對應擺放到位於貨櫃停放平臺I右側的旋鎖存放箱5中。
在進行裝鎖作業時，當貨櫃6在貨櫃停放平臺I上停放到位後，控制裝置8首 先啟動左、右兩側的移送用智能機械手4動作，控制移送用智能機械手4按照設定的運動軌 跡伸出手臂到旋鎖存放箱5中抓取一個旋鎖7，送至拆裝鎖用智能機械手9，由拆裝鎖用智 能機械手9上的夾持裝置15牢固夾持後，向上伸出手臂，將旋鎖7插入到貨櫃6底部的 鎖孔中，然後正轉90°，將旋鎖7固定於鎖孔中，參見圖2所示。在完成裝鎖作業後，控制拆 裝鎖用智能機械手9復位，等待進行下一次裝鎖或者拆鎖作業。
反之，在進行拆鎖作業時，當貨櫃6在貨櫃停放平臺I上停放到位後，控制裝 置8首先啟動拆裝鎖用智能機械手9動作，控制拆裝鎖用智能機械手9向上伸出手臂，通過 夾持裝置15夾住貨櫃6底部的旋鎖7並反轉90°，然後收回手臂，將旋鎖7取下。與此 同時，可以控制移送用智能機械手4按照設定的運動軌跡伸出手臂到拆裝鎖用智能機械手 9的位置，取回拆下的旋鎖7，並有序地放置到旋鎖存放箱5中。在完成拆鎖作業後，控制移 送用智能機械手4復位，等待進行下一次裝鎖或者拆鎖作業。
為了對貨櫃6是否停放到位進行檢測，以確定何時啟動智能機械手動作，本實 施例在所述貨櫃停放平臺上I上還進一步設置了限位檢測開關11、12，如圖3所示。所述 限位檢測開關優選設置四個，包括兩個分別用於對貨櫃6的前、後兩個側面進行位置檢 測的橫向限位檢測開關12和兩個分別用於對貨櫃6的左、右四個側面進行位置檢測的縱 向限位檢測開關11。當貨櫃6準確地停放到貨櫃停放平臺I上時，四個限位檢測開關 11、12同時輸出有效的檢測信號至控制裝置8，通知控制裝置8貨櫃6已停放到位，然後 控制裝置8輸出控制信號，啟動智能機械手4、9進行拆裝鎖作業。
若控制裝置8沒有接收到來自四個限位檢測開關11、12發出的有效檢測信號(也 可能會出現只接收到三個、兩個或者一個有效檢測信號的情況，或者一個有效檢測信號也 沒有的情況)，則認為貨櫃6沒有停放到位，不啟動智能機械手4、9，以確保智能機械手4、 9動作安全。
為了提高對貨櫃6停放位置檢測的精確度，本實施例優選將四個限位檢測開關 11、12形成兩對，每一對中均包含一個橫向限位檢測開關12和一個縱向限位檢測開關11， 兩對限位檢測開關11、12對應安裝在貨櫃6的兩個邊角位置。所述的兩個邊角最好選擇 貨櫃6對角線方向上的兩個邊角，例如左後方和右前方的兩個邊角，如圖3所示，通過檢測貨櫃6的兩個對角是否停放到位，以判斷貨櫃6是否準確停放。
本實施例為了便於移送用智能機械手4能夠從旋鎖存放箱5中準確地取放旋鎖7， 在旋鎖存儲箱5中設置了對每一個旋鎖7的擺放位置進行限位的分割區，由此來實現對旋 鎖7的定點有序存放。
對於所述控制裝置8來說，本實施例為了改善拆裝鎖作業人員的工作環境，優選 將控制裝置8安裝於監控室13中，如圖1所示。所述控制裝置8優選採用計算機對整套 系統進行集中控制，一方面通過通信線纜連接智能機械手4、9，對智能機械手4、9動作的時 間、路徑、順序等進行程序設定，並發送動作指令，控制智能機械手4、9完成對貨櫃6的拆 裝鎖作業；另一方面採用有線或者無線通信方式與運送貨櫃6的岸橋進行數據交互，以 傳送拆裝鎖和起吊指令。具體來講，當岸橋司機將貨櫃6從貨船上取下後，吊放到貨櫃 停放平臺I上，然後向計算機發送裝鎖或者拆鎖的控制指令。當計算機接收到岸橋發來的 裝鎖或者拆鎖的控制指令後，檢測貨櫃6是否停放到位，若停放到位，立即啟動智能機械 手4、9進行裝鎖或者拆鎖作業。待裝鎖或者拆鎖作業完成後，計算機向岸橋發送作業完成 指令，通知岸橋起鉤，將貨櫃6吊放到拖車上運走。
在拆鎖作業時，計算機只需等到懸掛在貨櫃6四角處的旋鎖7與貨櫃6分離， 即可通知岸橋起鉤，將貨櫃6吊走。因此，岸橋在將貨櫃6吊放到貨櫃停放平臺I上 後，只需等待2 3秒，即可起鉤吊走貨櫃6，工作效率大大提升。
對於整個貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備工作所需的電源，可以利用貨櫃岸橋的 外部電源提供，也可以在設備上配置發電機自行提供電源供給。
此外，整個設備可以由貨櫃岸橋吊起固定在岸橋海或者陸側下橫梁上進行作業 使用，減少設備對裝卸現場的佔用。當然，也可以將所述設備放置在集卡託盤上，用集卡拖 車任意拖動到不妨礙裝卸設備工作的任何區域完成旋鎖的拆裝作業。
當然，以上所述僅是本發明的一種優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於包括貨櫃停放平臺、限位擋塊、智能機械手和控制裝置；所述貨櫃停放平臺為凸臺，凸出部分用於支撐貨櫃底面，凹陷部分使貨櫃的四角懸空；所述限位擋塊安裝在貨櫃停放平臺上或者貨櫃停放平臺的外側，用於對貨櫃在貨櫃停放平臺上的停放位置進行限位；所述智能機械手至少包括兩臺，分別位於貨櫃停放平臺的左右兩側，用於拆卸位於貨櫃底部四角處的旋鎖或者將旋鎖安裝到貨櫃底部的鎖孔中；所述控制裝置連接智能機械手，控制智能機械手的動作軌跡。
2.根據權利要求1所述的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於所述智能機械手設置有六臺，其中四臺為拆裝鎖用智能機械手，分別對應安裝在貨櫃停放平臺的四角位置，且在垂直方向上與停放在所述貨櫃停放平臺上的貨櫃底部的四個鎖孔位置一一相對，用於旋轉拆裝旋鎖；另外兩臺為移送用智能機械手，對應安裝在貨櫃停放平臺的左右兩側，分別用於向位於左側的兩臺拆裝鎖用智能機械手或者位於右側的兩臺拆裝鎖用智能機械手輸送旋鎖進行裝鎖作業或者將拆裝鎖用智能機械手拆下的旋鎖取回。
3.根據權利要求1所述的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於在所述限位擋塊的內側形成有向外傾斜的導向斜面。
4.根據權利要求3所述的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於所述限位擋塊至少設置有四塊，分別對應安裝在貨櫃停放平臺的前、後、左、右四個位置，環繞形成輔助導向槽。
5.根據權利要求4所述的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於在所述貨櫃停放平臺上，前後位置對應安裝有多對限位擋塊，在每兩對限位擋塊之間的貨櫃停放平臺上分別開設有凹槽。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於在所述貨櫃停放平臺上設置有限位檢測開關，在檢測到貨櫃停放到位後，輸出檢測信號至所述的控制裝置，通過控制裝置啟動智能機械手進行拆裝鎖作業。
7.根據權利要求6所述的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於所述限位檢測開關設置有四個，包括兩個橫向限位檢測開關和兩個縱向限位檢測開關，分別用於對貨櫃的前、後、左、右四個側面進行位置檢測。
8.根據權利要求7所述的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於所述限位檢測開關形成兩對，每一對中均包含一個橫向限位檢測開關和一個縱向限位檢測開關，兩對限位檢測開關對應安裝在貨櫃的兩個邊角位置，所述的兩個邊角為貨櫃對角線方向上的兩個邊角。
9.根據權利要求1至5中任一項所述的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於在所述貨櫃停放平臺的左右兩側的前後位置分別對應設置有一個旋鎖存放箱，在旋鎖存儲箱中設置有對每一個旋鎖的擺放位置進行限位的分割區，對旋鎖進行定點有序存放。
10.根據權利要求1至5中任一項所述的貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，其特徵在於所述控制裝置為計算機，設置在一個監控室內，通過通信線纜連接智能機械手，並與運送貨櫃的岸橋進行數據通信；所述岸橋將運送的貨櫃吊放在貨櫃停放平臺上，向計算機發送裝鎖或者拆鎖的控制指令，並在接收到計算機反饋的作業完成指令後，重新吊起貨櫃運走。
全文摘要
本發明公開了一種貨櫃固定旋鎖自動裝卸設備，包括貨櫃停放平臺、限位擋塊、智能機械手和控制裝置；所述貨櫃停放平臺為凸臺，凸出部分用於支撐貨櫃底面，凹陷部分使貨櫃的四角懸空；所述限位擋塊安裝在停放平臺上或者停放平臺的外側，用於對貨櫃在停放平臺上的停放位置進行限位；所述智能機械手至少包括兩臺，分別位於停放平臺的左右兩側，用於拆卸位於貨櫃底部四角處的旋鎖或者將旋鎖安裝到貨櫃底部的鎖孔中；所述控制裝置連接智能機械手，控制智能機械手的動作軌跡。使用該設備可以對貨櫃所使用的固定旋鎖實現自動安裝和拆卸，在大量減少現場工作人員數量，降低人工成本的同時，提升碼頭的安全管理水平，提高工作效率。
文檔編號B65G69/34GK103043463SQ20121058768
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者張衛, 劉洋, 王書章, 劉俊泉, 許丹, 李雪梅 申請人:青島港(集團)有限公司