CN119486956A - 集装箱装卸系统 - Google Patents

Abstract

一种集装箱装卸系统，该集装箱装卸系统包括集装箱起重机(6)，该集装箱起重机被构造成在集装箱堆场(7)与装载/卸载区(8)之间移动集装箱(5)，装载/卸载区(8)被构造成接收用于运输集装箱(5)的运输载具(9)。装载/卸载区(8)还包括保护结构(10)，该保护结构被构造成覆盖装载/卸载区(8)的预定部段。

Description

集装箱装卸系统

技术领域

本发明涉及一种集装箱装卸系统，并且特别涉及利用起重机来装载/卸载集装箱。

背景技术

集装箱用于国家和大陆之间的陆地运输和海洋运输。集装箱尺寸是标准化的，由此易于由各种载具装卸。在港口，集装箱由起重机(诸如龙门起重机)装卸。在港口区域内，集装箱从一个地方移动到另一个地方或者从一个载具移动到另一个载具，例如从港口区域移动到在港口区域的内部或外部交通中使用的运输载具。例如，在港口区域的内部和外部交通中使用的运输载具包括卡车和码头牵引车。

用于拾取和堆垛集装箱的典型集装箱起重机被称为龙门起重机，其既可在轨道上移动(RMG，轨道式龙门起重机)也可在橡胶轮胎上移动(RTG，胶轮式龙门起重机)。当使用龙门起重机时，集装箱在龙门起重机的腿部之间装卸。通常，在龙门起重机的腿部之间留有车道，以使得集装箱能够在龙门起重机下方沿其行驶，从而被堆垛成行或被移动到另一载具。另一种类型的轨道式龙门起重机是自动堆垛起重机(ASC)，其由于自动化而允许更快且连续地堆垛、重新定位和取回集装箱。

然而，由于安全要求，运输载具的驾驶员在装载/卸载操作期间不允许停留在运输载具的车舱内，并且通常必须退出车舱并且离开装载/卸载区到离装载/卸载区一定距离的安全区。

这对运输载具的周转时间有影响。离开装载/卸载区并且返回到车舱会增加整个装载/卸载操作的时间，因为在驾驶员到达安全区之前，集装箱起重机不允许操作。例如，该安全措施通常由单独的致动器(诸如压力垫)监督。其也可以是具有传感器或相机的锁定或标记站，以检测驾驶员是否存在于指定区域。

发明内容

本发明的目的是提供更好的安全解决方案并且减少操作时间以缓解上述问题。独立权利要求限定了一种集装箱装卸系统，其特征在于在独立权利要求中公开的内容。本发明的优选实施方案在从属权利要求和具体实施方式中公开。

本发明基于在装载/卸载区中利用保护结构的思想。

附图说明

在下文中，将参考附图通过优选实施方案更详细地描述本发明，其中

图1示出了港口区域的概览；

图2示出了根据一个实施方案的保护结构的正视图；

图3示出了根据另一实施方案的保护结构的正视图；

图4示出了保护结构的俯视图；

图5示出了根据一个实施方案的具有保护结构的区域的侧视图；

图6示出了根据一个实施方案的具有保护结构的区域的俯视图；

图7示出了根据另一实施方案的保护结构的正视图。

具体实施方式

图1示出了港口区域的示例性概览，该港口区域包括集装箱码头区域1，在该集装箱码头区域处，集装箱经由船对岸(STS)起重机3从货船2移动出或移动到该货船。集装箱码头区域1通常被围住并锁定，具有高度安全措施。为了使卡车或其他载具进入集装箱码头区域1，需要标识区4。

本发明涉及当在水侧或陆地侧装卸集装箱5时的集装箱装卸系统。在水侧操作期间，例如使用码头牵引车将集装箱从STS起重机3运输到集装箱堆场7，或反之亦然。在陆地侧操作期间，例如使用卡车将集装箱从集装箱堆场8运输到港口区域之外，或反之亦然，这些卡车可具有不同的长度。该集装箱装卸系统包括集装箱起重机6，该集装箱起重机被构造成在集装箱堆场7与装载/卸载区8之间移动集装箱5。在该上下文中，装载/卸载区8既可指用于水侧操作的装载/卸载区，也可指用于陆地侧操作的装载/卸载区，或指这两者。集装箱起重机6可将集装箱5从集装箱堆场7提升到装载/卸载区8，并且反之亦然。

集装箱5是具有标准尺寸的箱式运输单元。典型的集装箱为约2.43米(8英尺)宽和6.06米(20英尺)或12.2米(40英尺)长和2.59米(8.5英尺)或2.89米(9.5英尺)高。集装箱5设有标准化的拐角铸件，使得集装箱5能够由不同的集装箱起重机提升并运送。集装箱起重机6通常设有悬挂在起重绳或链上的吊具，其中该吊具由伸缩机构根据待拾取的集装箱的长度进行调节。集装箱起重机6可以是能够在轨道上(RMG)或橡胶轮胎上(RTG)移动的龙门起重机。它也可以是末端进给式ASC。

集装箱堆场7通常是长储存区域，集装箱5堆垛并储存在该长储存区域中。通常，集装箱堆场7位于码头或干港，并且用于使集装箱5对齐以便装载在船2上，以及用于储存卸下的集装箱直到它们被运输到别处。该布局通常是块布局，其中最多至五个集装箱5彼此上下堆叠被称为块。这使得能够将大量集装箱储存在小区域内，诸如储存在集装箱港口中。

装载/卸载区8通常位于集装箱堆场7的末端，并且被构造成接收用于运输集装箱5的运输载具9。在该上下文中，运输载具可指适于运输一个或多个集装箱的任何载具。装载/卸载区8可具有供运输载具9停放的多个停车车道80。指定的停车车道80取决于集装箱从哪里取回或存放到哪里。水侧的装载/卸载区8通常用于停留在港口区域内(内部交通)的码头牵引车，并且陆地侧的装载/卸载区8通常用于从港口区域外(外部交通)到达的卡车。

图2示出了当观察装载/卸载区8的运输载具9所停放的一个停车车道80时根据一个实施方案的保护结构的正视图。在图2所示的实施方案中，装载/卸载区8还包括保护结构10，该保护结构被构造成覆盖装载/卸载区8的预定部段。保护结构10的目的是在装载/卸载过程期间保护驾驶员不受掉落或摇晃集装箱5的影响。保护结构10可以以坚固和支撑的方式(例如通过紧固件)固定到地面，使得即使重负载落到其上或从侧面撞击它也可保持稳定。然而，在一些实施方案中，保护结构10可以是可移动的并且利用轨道或带齿引导件或具有安装孔来固定，这在处理不同长度的集装箱或载具时可能是有帮助的。

保护结构10可包括两个侧面11，这两个侧面可能彼此平行，并且在它们之间支撑顶部12，使得运输载具9可在两个侧面11之间并且在顶部12下方经过。当从停车车道80的末端观察时，保护结构10可以是倒置的U形。每个侧面11可包括支柱或/和壁，该支柱或/和壁例如通过紧固件、焊接或其他已知方法连接到顶部12。例如，支柱可以是金属棒或混凝土支柱。例如，壁可由钢或混凝土或内部具有钢筋的混凝土制成。然而，可使用其他合适的材料或材料组合来获得坚固且稳健的结构。在一些实施方案中，顶部12可仅由一个支柱或一个壁支撑。在又另一实施方案中，侧面11和顶部12可以是一个整体部分，诸如弧形部。

顶部12可包括平屋顶120，其可由不可渗透材料(诸如坚固钢板)制成。钢板可为例如20mm至120mm厚，特别是40mm至80mm厚。顶部12还可或另选地包括金属网格或加强件，例如，以更好地吸收震动冲击力。

图3示出了根据另一实施方案的保护结构10的正视图，其中屋顶120可至少部分地倾斜(单坡屋顶)，具有用于引导雨水的斜坡。屋顶120的斜度可在1度至15度之间变化，并且特别是在1度至10度之间变化。屋顶120也可以是至少部分弯曲的形状。

雨水可朝向停车车道80的纵向边界的一侧被引导，诸如如图3所示，或者例如利用山墙屋顶朝向两侧被引导，或者朝向车舱的前方被引导。朝向车舱的后部引导雨水可引起可能的传感器活动的干扰。然而，取决于传感器的地点，也可能够朝向车舱的后部引导雨水。

如图3所示，装载/卸载区8的每个停车车道80可具有一个保护结构。然而，在一些实施方案中，一个统一的保护结构10可覆盖多于一个停车车道80。

图4示出了保护结构10的俯视图。图5示出了根据一个实施方案的集装箱堆场7和具有保护结构10的装载/卸载区8的区域的侧视图。图6示出了根据一个实施方案的集装箱堆场7和具有保护结构10的装载/卸载区8的区域的俯视图。

保护结构10被构造成覆盖(示出为条状区域)比运输载具9的车舱区域大的部段。例如，典型的卡车的车舱尺寸为2.6米宽和2.3米长。因此，保护结构10应该覆盖比2.6米乘2.3米大的部段。在实践中，由于运输载具9进出装载/卸载区8的移动，因此更宽的覆盖是优选的，例如与停车车道80一样宽，诸如最高至4米。保护结构10的长度也可最高至4米，使得燃油箱和寝车驾驶室也在顶部12下方得到保护。对于码头牵引车，尺寸比卡车小。例如，典型的码头牵引车的车舱尺寸为2.2米宽和1.6米长。因此，用于码头牵引车的保护结构10可被设计成覆盖比2.2米乘1.6米大的部段。保护结构10的长度可以是用于装载/卸载区8的标准，因为由于运输载具9倒车以及行驶通过保护结构10，多余长度保留在车舱的前面。

保护结构10的尺寸应使得侧面11和顶部12不会限制运输载具9的移动，也不会限制集装箱5的装载/卸载。运输载具9可在不接触保护结构10的情况下倒车进入以及驶离装载有集装箱5的装载/卸载区8。在一些实施方案中，顶部12的宽度可覆盖多于一个停车车道80并且在停车车道80之间具有支撑柱。例如，其可被构造成覆盖位于集装箱起重机6下方的装载/卸载区8的所有停车车道80。

在一些实施方案中，装载/卸载区8还可包括止轮器14，该止轮器用于指示运输载具9停止的正确地方并且防止运输载具9移动超过它。例如，此类止轮器14可由橡胶块或混凝土块制成。这有助于驾驶员将运输载具9停放在用于最佳装载/卸载操作的正确地方处。

在保护结构10固定到地面的情况下，止轮器14与保护结构10之间的距离可根据运输载具9进行定制，使得从后轮到车舱进行测量具有基本上相同的长度。这通常适用于仅在港口区域内操作的码头牵引车。这些保护结构的优点之一是高强度，以便承受集装箱5的移动。

然而，一些运输载具9具有不同的长度。例如，图5示出了被构造成同时运输两个集装箱的运输载具。在这些情况下，停车车道80可与相邻车道分组，使得保护结构10可相对于每个停车车道80的长度平行地布置在相同位置。例如，一组4个至5个车道用于16米长的卡车，并且一组2个至3个车道用于12米长的卡车。在这种布置中，集装箱起重机6可利用不同长度的运输载具。

如果系统想要利用多于2个至3个卡车的长度变化，则可使保护结构10能够从地面移动并且能够纵向地重定位。如果保护结构10位于错误地点，则可将它们移动到正确地点。另选地，如果驾驶员已经停车到保护结构10没有被调节到正确地点的错误停车车道80，则可将保护结构10移动到正确地点。移动并重定位可手动地或自动地进行。当自动地进行时，保护结构10可包括用于标识车舱的纵向位置的装置(诸如传感器或监测器)，并且将保护结构移动到正确地点。例如，移动可经由轨道17或轮18或提升来进行。

手动重定位可通过使用载具拖曳或顶推来进行，并且可例如通过轨道锁将保护结构10锁定在适当位置。对于每一载具长度，在轨道附近可存在标尺。当重定位很少发生时，可实施此类手动重定位。然而，当存在平行的若干停车车道80时，可由它们形成期望的长度。每个预留长度的停车车道80的数量可被指定给该时段内的未来载具长度。

在一些实施方案中，保护结构10还可包括内置传动马达，该内置传动马达可连接到保护结构10下方的轮。保护结构10可从保护结构10中的控制装置被引导到期望的位置。控制也可由远程起重机操作员进行，同时可给出关于围绕保护结构10的远程控制移动的警告。

标记或显示器19可设置在每个停车车道80的前面附近，以用于指示每个被指派的保护结构10的正确载具长度。显示器19可另选地附接到保护结构10的前边缘。显示器19可显示适于被指派的停车车道80和保护结构10的卡车类型，在这种情况下，驾驶员可选择正确的停车车道80。

图7示出了根据另一实施方案的保护结构10的正视图，其中保护结构10还可包括被构造成检测预定部段的移动的传感器13。传感器13可以是运动传感器，诸如，例如被动红外(PIR)传感器、微波传感器、超声波传感器、2D或3D激光扫描仪(LIDAR)或摄像机软件。

特别是在LIDAR中，激光由激光扫描仪以扫描仪的扩展角发射，该扩展角可以是例如180度。扩展角确定激光扫描仪扇的宽度。激光扫描仪的范围通常大于20m，但是该范围也可大于100m，这取决于激光扫描仪的型号。由LIDAR发射的激光在发射方向上从物体反射，由此可基于所发射和反射的光束来确定距物体的距离，例如通过确定激光束的传播时间。激光束作为扇形发射，其测量方向用度数来确定。因此，LIDAR针对激光束的每个发射方向给出距定位在发射方向上的物体的距离。

传感器13可附接到顶部12的下侧或附接到侧面11的内表面。特别地，传感器13可附接到车舱区域后面的顶部12的下侧的中间，使得可利用单个传感器13来观察由保护结构10覆盖的整个部段。在一些实施方案中，为了更好的覆盖，可将一个传感器13附接到保护结构的每个侧面11。

传感器13被构造成检测受保护部段内的移动并且无线地或有线地向控制器发送信号，该控制器可以是例如终端操作系统(TOS)。传感器13还可被构造成观察运输载具9的车舱后面的集装箱5的装载/卸载。传感器13还可被构造成检测集装箱5从运输载具9的平台的正确脱离，使得该脱离是安全的。如果由于任何原因集装箱5卡在平台上并且在平台和/或载具上升时也注意到提升，则将停止提升。

图5示出了安装在运输载具9后面的柱上的附加传感器130。该柱可以是例如用于支撑集装箱起重机6的柱中的一个柱。附加传感器130可被构造成观察运输载具9的车舱后面的集装箱5的装载/卸载，并且观察相对于止轮器14的正确地点。

传感器13或/和附加传感器130可被构造成检查保护结构10相对于车舱的正确位置。如果保护结构10是可移动的，则保护结构10可基于传感器13、130的测量值并借助于一个或多个传动马达而移动到对应于车舱的位置。

传感器13和附加传感器130一起可进一步被构造成监测装载情况，即集装箱5的下降和提升。在下降期间，传感器13、130可被构造成检测运输载具9的拐角锁20，并且基于拐角锁20的地点，可对集装箱起重机6进行控制以将集装箱5下降到拐角锁20上。

TOS被构造成控制并监督集装箱货场7中的集装箱起重机6的所有装载/卸载操作，诸如保持记录经过港口的所有集装箱5并且与集装箱起重机6通信。

如果传感器13检测到保护结构10下方的运动，则TOS可被构造成停止当前集装箱起重机6的正在进行的装载/卸载的所有操作。该运动可以是例如打开驾驶员的门、另一个港口工人经过、运输载具的移动等。TOS可被构造成在从检测开始经过预设时间之后恢复操作。

TOS还可被构造成利用视觉显示器(诸如相机馈送)或/和声音警报(如果观察到此类检测的话)来警告远程起重机操作员。远程起重机操作员可评估该情况并且相应地决定后续动作。

货物装卸系统还可包括紧急停止开关15，该紧急停止开关通信地连接到TOS，以用于在被激活时停止所有起重机操作。紧急停止开关15可以是安装在保护结构10的侧面11上的物理按钮或者悬挂在顶部12的下侧的应急电缆。紧急停止开关15对于坐在车舱内的驾驶员应该是可到达的。在另一实施方案中，紧急停止开关15可被集成在车载终端(VMT)装置内，该车载终端装置可被容易地安装在运输载具9的车舱内或者当在标识区4处进入集装箱码头区域1时由驾驶员接收。VMT装置被构造成与集装箱起重机6通信地连接。集装箱起重机6可具有其自己的操作系统，从而允许其作为单独的实体操作，但是也可与TOS通信并且属于TOS。因此，VMT装置也可经由集装箱起重机6通信地连接到TOS。

在一些实施方案中，系统还包括指示器16，诸如来自附接在保护结构10上的光源的信号灯或者VMT上的标志，当紧急停止开关已被激活或者传感器13已检测到移动时，该指示器打开或闪烁。指示器16向驾驶员指示所有起重机操作已经中断并且驾驶员应当等待来自远程起重机操作员的进一步指令。

本发明提供了一种用于运输载具9的驾驶员的保护结构10，使得驾驶员可在装载和卸载过程期间停留在车舱内。如果被提升的集装箱5从集装箱起重机6的吊具上掉落，或者如果集装箱起重机6的绳索失效，则保护结构10防止集装箱5撞击或掉落在驾驶员正在等待的车舱上。

本发明使得装载/卸载区8之外的安全区是多余的，因为驾驶员不再需要离开车舱并且走到安全区再返回，这缩短了装载/卸载过程的周转时间并且使得集装箱装卸系统成为高度自动化的过程。这也减少了远程起重机操作员的工作量，因为他们不再需要确保驾驶员已经离开车舱和装载/卸载区8并且因此接收与安全问题有关的较少警示。

Claims (15)

1.一种集装箱装卸系统，所述集装箱装卸系统包括：

集装箱起重机(6)，所述集装箱起重机被构造成在集装箱堆场(7)与装载/卸载区(8)之间移动集装箱(5)，

所述装载/卸载区(8)被构造成接收用于运输所述集装箱(5)的运输载具(9)，

其特征在于，所述装载/卸载区(8)还包括保护结构(10)，所述保护结构被构造成覆盖所述装载/卸载区(8)的预定部段。

2.根据权利要求1所述的集装箱装卸系统，其中所述保护结构(10)被构造成覆盖比所述运输载具(9)的车舱区域大的部段。

3.根据权利要求1或2所述的集装箱装卸系统，其中所述装载/卸载区(8)包括多个停车车道(80)，并且所述保护结构(10)被构造成覆盖具有所述多个停车车道(80)中的一个停车车道(80)的宽度的部段。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的集装箱装卸系统，其中所述保护结构(10)被固定到地面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的集装箱装卸系统，其中所述保护结构(10)包括两个侧面(11)并支撑顶部(12)，其中所述运输载具(9)能够在所述两个侧面(11)之间并且在所述顶部(12)下方经过。

6.根据权利要求5所述的集装箱装卸系统，其中所述顶部(12)包括由金属板和金属网格或加强件制成的屋顶(120)。

7.根据权利要求6所述的集装箱装卸系统，其中所述屋顶(120)至少部分地倾斜。

8.根据权利要求7所述的集装箱装卸系统，其中所述屋顶(120)的斜度在1度至15度之间变化，并且特别是在1度至10度之间变化。

9.根据权利要求7或8所述的集装箱装卸系统，其中所述屋顶(120)被构造成将雨水朝向所述停车车道(80)的纵向边界引导。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的集装箱装卸系统，其中所述侧面(11)包括支柱或/和壁。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的集装箱装卸系统，其中所述保护结构(10)包括传感器(13)，所述传感器被构造成检测所述预定部段内的移动。

12.根据权利要求11所述的集装箱装卸系统，其中所述传感器(13)是2D或3D激光扫描仪。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的集装箱装卸系统，其中所述装载/卸载区(8)还包括止轮器(14)，所述止轮器用于指示所述运输载具(9)停止的正确地方。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的集装箱装卸系统，其中货物装卸系统还包括紧急停止开关(15)，所述紧急停止开关用于在被激活时停止所有起重机操作。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的集装箱装卸系统，其中所述集装箱起重机(6)是自动堆垛起重机或胶轮式龙门起重机。