CN111606200B - 传感器小车以及对应的集装箱起重机 - Google Patents

Abstract

本公开总体上涉及传感器调运车小车以及对应的集装箱起重机。提供了一种用于在集装箱起重机中使用的传感器小车。传感器小车包括：可以用于确定放置或拾取集装箱的目标的位置的传感器装置，以及其中传感器小车被配置成能够沿着集装箱起重机的水平小车支架移动，以便传感器装置覆盖在集装箱起重机下面的多个车辆车道。

Description

传感器小车以及对应的集装箱起重机

技术领域

本公开涉及集装箱起重机领域，并且特别地涉及用于放置或拾取集装箱的目标的定位。

背景技术

集装箱起重机用于处理货运集装箱，以在集装箱码头、货运港口等处的运输模式之间转移集装箱。标准的船运集装箱被用于在世界范围内运输大量且不断增长的货物。转运是货运处理中的关键功能。转运可能发生在每个转移点处，以及通常必须卸载巨大数量的集装箱、将其转移到临时堆栈中、以及然后再装载到另一艘船上，或者放回同一艘船上、或者装载到另一种运输形式，诸如公路车辆或火车。

传统的，在被安装在集装箱起重机上的操作室中控制集装箱起重机。然而最近，集装箱起重机已经变成远程控制以及甚至完全地自动化。这减少或消除了对于起重机操作员在集装箱起重机上被暴露在不便、危险甚至伤害下的需要。

然而，随着集装箱起重机尺寸的不断增大，集装箱和目标的准确的定位变得越来越困难。当部署完全地自动化系统以放置或拾取集装箱(例如与车辆底盘相关)时，最重要的是负载和目标的定位是准确的，因为任何错误都可能导致集装箱损坏车辆，甚至损坏驾驶室内的驾驶员。

发明内容

一个目的是改进用于放置或拾取集装箱的目标的定位的准确性。

根据第一方面，提供了一种用于在集装箱起重机中使用的传感器小车。传感器小车包括：传感器装置，能够用于确定放置或拾取集装箱的目标的位置，以及其中传感器小车被配置为能够沿着集装箱起重机的水平小车支架移动，以便传感器装置覆盖在集装箱起重机下面的多个车辆车道。

传感器装置包括光检测和测距LIDAR系统。

该LIDAR系统可以包括两个交叉布置的LIDAR。

传感器装置可以包括用于识别车辆和/或集装箱的相机。

传感器小车可以还包括视觉指示器，用于向在车辆车道中车辆提供指示。

指示可以包括使用哪个车辆车道的指示。

指示可以包括当车辆安全地行驶到放置或拾取集装箱的位置时的指示器。

传感器小车还可以包括光学参考标记。光学参考标记可以包括有源光源。

根据第二方面，提供一种集装箱起重机包括：吊具，被配置成可控制地附接至集装箱；集装箱小车，吊具经由电缆而被附接至集装箱小车，集装箱小车被设置在集装箱起重机的上部部分，并且能够沿着第一方向水平移动；两个水平小车支架，在集装箱起重机的竖直结构之间沿着第一方向被设置；根据第一方面的传感器小车，被设置成使得该传感器小车能够沿着水平小车支架中的一个水平小车支架移动。

集装箱起重机可以包括两个根据第一方面的传感器小车，各自被设置成使得两个传感器小车能够沿着两个水平小车支架移动。

水平支架可以是横梁。

通常，除非本文另外明确定义，否则权利要求中使用的所有术语将根据其在技术领域中的普通含义来解释。除非另外明确指出，否则所有对“一/一个/该元件、装置、部件、装置、步骤等”的引用应被开放的解释为是指该元件、装置、部件、装置、步骤等的至少一种实例。除非明确指出，否则本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序来执行。

附图说明

现在参考附图通过示例的方式描述有关方面和实施例，其中：

图1是示出了可以在其中应用本文呈现的实施例的环境的示意图；

图2是图1示出的传感器小车的集装箱起重机实施例的透视图；以及

图3是图2传感器小车的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图在下文中更全面地描述本公开的有关方面，其中示出了本发明的某些实施例。然而，这些方面可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限制；相反，这些实施例作为示例提供，使得本公开将是透彻和完整的，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

图1是示出了可以在其中应用本文呈现的实施例的环境的示意图。这里示出了船6，包括若干集装箱和集装箱起重机1。集装箱起重机1因此可以为船到岸集装箱。集装箱起重机1被示出在集装箱的上部部分7处具有吊臂17。

吊具4被配置为可控制的附接到集装箱8。吊具4经由电缆而被附接到集装箱小车。集装箱小车3被设置在集装箱起重机1的上部部分(诸如吊臂17)，以及能够沿着第一方向水平地(和线性地)移动，第一方向是附图中指示的坐标系中的X方向。该第一方向也被称为龙门方向。

因此，吊臂17支撑集装箱小车3使得其能够在第一方向上往复移动。应当注意，集装箱起重机1可以提供具有多个用于同时移动多个集装箱的吊具。

例如，集装箱起重机1将集装箱8从船6上提升并沿着路径举起，以将集装箱8放置在目标上，该目标可以是卡车或其他车辆(未示出)、另一个集装箱或放置地点(例如地槽)。集装箱起重机1在腿的每组15、16下方的轨道上沿纸平面内或外的方向(指示为Y方向)运行。码头19也被示出。

下部横梁5被设置以向集装箱起重机1的结构提供稳定性。事实上，如图2中更好被示出的，在第一(X)方向上有两个下部横梁。每个横梁5基本上水平地被设置在集装箱起重机1的竖直结构之间，更特别地在后腿15和前腿16之间。集装箱起重机还包括两个上部横梁9，每个上部横梁水平地被设置在前腿和前腿之间。每个横梁5可以是用于支撑传感器小车的水平小车支架的实施例，这将在下面更详细地描述。备选地，传感器小车由集装箱起重机的竖直结构之间的线支撑。线可以基本上是水平的。

集装箱起重机是非常高的。从码头19到吊臂17的距离可以大于50米，甚至可以是60米或更长。水平的小车支架(例如下部横梁或线)可以优选地位于码头19上方10-15米处。

图2是图1示出的传感器小车10的集装箱起重机实施例的透视图。为清楚起见，此处即未示出集装箱小车3上方的部件也未示出吊臂的整个范围。在此，清楚地示出了两个横梁5a-5b之间的区别。

在集装箱起重机1的下方，存在4个车辆车道20a-20d，在其中，车辆可以通过和停止。当车辆静止时，集装箱起重机1可以被用于将集装箱放置在车辆上或从车辆上拾取集装箱。应当注意的是，尽管这里示出了四个车道20a-20d，但是可以设置任何合适数量的车道。

负载定位系统11被设置在集装箱起重机3上。负载定位系统被用于确定负载(即集装箱8)的当前位置。负载定位系统11可以基于相机，诸如CCD(电荷耦合器件)。

在图2示出的示例中，集装箱8可以被放置在目标18上，在这种情况下是车辆的底盘上。在此，目标18在第二车辆车道2b中。

为了提供目标18的准确的定位，用于放置或拾取集装箱，传感器小车10被设置。在这个示例中，两个传感器小车10被设置。每个传感器小车10被配置为能够沿着水平的小车支架(在此体现为集装箱起重机1的(下部)横梁5a-5b)中的一个水平的小车支架移动。以这种方式，集装箱起重机的传感器装置覆盖了集装箱起重机1下方的多个车辆车道20a-20f。每个传感器小车被设置在集装箱小车的竖直下方，即比集装箱小车更靠近地面。(多个)传感器小车可以被设置为在集装箱小车的高度的20％-30％的高度。

两个传感器小车10提供目标18定位的更好的准确性。另外，两个传感器小车10允许识别并纠正集装箱起重机和车辆之间的偏斜。此外，使用两个传感器小车10减少或甚至消除了车辆的驾驶室阻塞底盘(即目标)的风险。两个传感器小车10使在集装箱起重机1下的交通能够双向流动。但是，在某些情况下，一个传感器小车10所提供的准确性就足够了，从而节省了成本。

由于传感器小车10设置在下部横梁5a-5b上并且能够沿着第一方向移动，因此简化了维护。为了进行维护，可以将传感器小车10放置在端部位置，并且可以使用梯子来使维护人员从地面轻松地到达传感器小车。由于下部横梁5a-5b处于不需要云梯的高度，因此可以使用梯子。

图3是图2的传感器小车10的示意图。传感器小车10包括轮子24或其他线性运动导向，以允许传感器小车10能够沿着水平的小车支架(例如横梁或线)线性地移动。传感器小车10包括传感器装置12，该传感器装置12可用于确定目标18的位置以放置或拾取集装箱8。

传感器装置12可以包括LIDAR(光检测和测距)系统23，以生成包含目标18的三维(3D)表示。LIDAR系统23可以包括交叉布置(即基本垂直)的两个LIDAR。备选地或附加地，传感器装置12基于二维(2D)激光、雷达或图像处理。

传感器装置12还可以包括用于识别车辆和/或集装箱的相机21。相机21可以例如是云台变焦(PTZ)相机。车辆可以具有视觉标记以允许用相机21识别。这允许识别当前车辆以及排队的任何车辆。集装箱可以例如通过在集装箱的短端上捕获集装箱识别符(诸如集装箱编号)的图像被识别。另外，(诸如危险品)的标语牌和集装箱的门方向可以被识别并记录。集装箱的图像可以被存储，以便以后进行损坏管理方面的验证。

可选地，传感器小车10被设置具有参考标记以允许负载定位系统11来确定传感器小车10相对于负载定位系统11的位置。参考标记可以是光学和/或结构标记，其可以由负载定位系统11清楚的识别。当参考标记是光学参考标记时，其可以包括有源光源。在这种情况下，其可以被配置为通过控制光源何时打开或关闭(例如闪烁图案)而提供可区别的光图案。

可选地，传感器小车10包括视觉指示器22，用于向在车辆车道20a-20f内的车辆18提供指示。指示可以例如包括以符号(例如箭头)和/或文本的形式指示使用哪个车辆车道。指示可以包括当车辆安全地行驶到用于放置或拾取集装箱的位置时的指示器。指示还可以包括车辆识别符，由此可以使用指示来指导特定车辆的驾驶员。例如“车辆X应该进入车道Y”。

因此，视觉指示器22在引导车辆的驾驶员去哪里、何时停止以及何时行驶离开是非常有用的工具。

传感器小车在集装箱起重机下方的区域中保持跟踪车辆的位置、运动和定向。当负载被自动放置在底盘上时，驾驶员可以通过这种方式安全地留在车辆中。传感器小车还可以中注册排队的下一辆车辆。

可选地，如果在集装箱即将放置或拾取时，传感器小车检测到车辆正在移动，会生成信号，该信号使集装箱起重机停止移动，或者备选地再次快速提升吊具(该吊具运载集装箱)，以防止损坏设备或人员。

使用本文所述的传感器小车，提供了目标的准确的定位。通过允许传感器小车穿过车道移动，传感器小车不会被其他车辆阻塞。

上面已经主要参考一些实施例描述了本公开的各方面。然而，如本领域技术人员容易理解的那样，除了上面公开的实施例以外的其他实施例同样可以落入由所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。因此，尽管本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。本文所公开的各个方面和实施例是出于说明的目的，而不是旨在进行限制，真实的范围和精神由所附权利要求书指示。

Claims (11)

1.一种用于在集装箱起重机(1)中使用的传感器小车(10)，所述传感器小车(10)包括：

传感器装置(12)，能够用于确定用于放置或拾取集装箱(8)的目标(18)的位置；以及

其中所述传感器小车(10)被配置为能够沿着所述集装箱起重机(1)的水平小车支架移动，以便所述传感器装置(12)覆盖在所述集装箱起重机(1)下面的多个车辆车道(20a-20f)；

其中，所述传感器小车(10)还包括视觉指示器(22)，所述视觉指示器(22)用于向在所述车辆车道(20a-20f)中车辆(18)提供指示。

2.根据权利要求1所述的传感器小车(10)，其中所述传感器装置(12)包括光检测和测距LIDAR系统(23)。

3.根据权利要求2所述的传感器小车(10)，其中所述LIDAR系统(23)包括两个交叉布置的LIDAR。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器小车(10)，其中所述传感器装置(12)包括用于识别车辆和/或集装箱的相机(21)。

5.根据权利要求4所述的传感器小车(10)，其中所述指示包括使用哪个车辆车道的指示。

6.根据权利要求4所述的传感器小车(10)，其中所述指示包括当所述车辆安全地行驶到用于放置或拾取集装箱的位置时的指示器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器小车(10)，还包括光学参考标记。

8.根据权利要求7所述的传感器小车(10)，其中所述光学参考标记包括有源光源。

9.一种集装箱起重机(1)，包括：

吊具(4)，被配置成可控制地附接至集装箱(8)；

集装箱小车(3)，所述吊具(4)经由电缆而被附接至所述集装箱小车(3)，所述集装箱小车(3)被设置在所述集装箱起重机(1)的上部部分，并且能够沿着第一方向(X)水平移动；

两个水平小车支架(5a-5b)，在所述集装箱起重机(1)的竖直结构之间沿着所述第一方向(X)被设置；

根据前述权利要求中任一项所述的传感器小车(10)，被设置成使得所述传感器小车能够沿着所述水平小车支架(5a-5b)中的一个水平小车支架移动，其中所述传感器小车(10)被设置在所述集装箱小车(3)的竖直下方。

10.根据权利要求9所述的集装箱起重机，包括两个根据权利要求1至6中任一项所述的传感器小车(10)，所述两个传感器小车(10)各自被设置成使得所述两个传感器小车能够沿着所述两个水平小车支架(5a-5b)移动。

11.根据权利要求9所述的集装箱起重机(1)，其中所述水平支架是横梁。

Images