装卸起重机装置、集装箱码头以及装卸船只的方法

装卸起重机装置、集装箱码头以及装卸船只的方法
【专利摘要】本发明提供一种装卸起重机装置（35），包括：吊臂（37）（特别是横向伸出的吊臂），该吊臂用于使用连接到所述吊臂的抓具（7）从船只卸载货物或向船只装载货物；以及横向输送轨道（77），该横向输送轨道用于在横向方向上向内陆移动卸载的货物并向船只移动待装载的货物；其特征在于，所述装置设置有具有运载工具（81）的输送平台（75），运载工具能够至少在所述横向方向上移动穿过所述输送平台以移动货物，输送平台具有第一输送平台部（751）以及具有第二输送平台部（752），在第一输送平台部，所述运载工具能够接收所述抓具的货物并且位于所述运载工具上的货物能够被提供到所述抓具，第二输送平台部用于将货物从所述运载工具提供到所述横向输送轨道（77）并将货物从所述横向输送轨道接收到所述运载工具上。
【专利说明】装卸起重机装置、集装箱码头以及装卸船只的方法
[0001]本发明涉及一种具有吊臂(boom)，特别是伸出吊臂的装卸起重机装置，用于使用连接于吊臂的抓具从码头地面向船只装货或者从船只向码头地面卸货，吊臂通过铰接点铰接地连接到臂(arm)。本发明进一步涉及一种包括装卸起重机组件、缓冲区以及堆栈区的集装箱码头(container terminal)。本发明还涉及一种通过装卸起重机组件来装卸船的方法。
[0002]有一种以这样的方式来设计和构建用于港口的新的集装箱码头的世界性的趋势:使用所谓的船对岸(Ship-To-Shore(STS))的起重机来装卸集装箱运货船能够更快地进行，使得集装箱港口的集装箱运货船的周转时间能够减少。结果是，必须改变码头上的货物吊运(cargo handling)以能够使装货和卸货同时发生,使得空车运行能够尽可能少地发生，这也被称为双重循环(dual cycling)。
[0003]图1表示现有的装卸起重机装置I的示意图。这种装置I整体能够沿着两条沿纵向延伸、基本平行于码头27 (特别是平行于码头27的水侧(water side))的路轨(rail)23和25移动。路轨25被定位为最靠近码头27的水侧29，集装箱运货船能够停靠在水侧29上。路轨23优选嵌入(recess)码头27的地面(surface) 21中，使得运载工具能够在远离水侧29的方向上与路轨23成直角并横向于码头容易地移动而不受到路轨的阻碍。因此，路轨25能够被安装在码头地面21上，以代替安装在码头地面21中。
[0004]装卸起重机装置I包括轮子31，通过轮子31，装卸起重机装置I能够在路轨23、25上沿着码头27的纵向方向，也就是与所述横向方向成直角地移动。
[0005]装卸起重机装置I还包括吊臂3，吊臂3的下面安装有抓具或吊具(hoist)7，通过已知的驱动单元，抓具或吊具7能够沿着吊臂3的下侧横向移动。通常，用于操作者的操作室V靠近抓具7设置。术语抓具或吊具意图表示任何设置在吊臂3上并能够抓取集装箱运货船150上的集装箱且将其提升的设备。吊臂3通过铰链33连接于装卸起重机装置的支撑部。所述支撑部形成包括各种部件的固定结构。这些部件包括臂13，臂13在纵向方向上靠近吊臂3延伸，并以这样的方式设置:吊具7能够沿着吊臂3的下侧移动到臂13的下面，并且吊具7能够沿着臂13的下面移动到吊臂3的下面。在臂13下方的位置处，所述吊具通过标记7’’来标示。臂13支撑于结构15上，结构15依次支撑于支柱17和19上。支柱17和19设置有所述轮子31。吊具V ’和臂13下方的位于支柱17和19之间的区域2也被称为缓冲区域2，并用于暂时存放集装箱。
[0006]吊具7能够通过自身已知的方式从吊臂3向下运动，以抓取保持在船只中的某些货物(例如集装箱)，并随后能够再次向上运动。
[0007]臂13上设置有机器房9，机器房9容纳有本身已知的机器，该机器通过钢索5连接到吊臂3。操作者能够控制所述机器，使具有线缆5的吊臂3能够围绕铰链33被向上拉起，使得船只能够更容易地停泊而不碰撞吊臂3。参考数字3’表示位于竖立位置的吊臂。
[0008]臂13上设置有配重11，配重11具有重量，这样，连同STS起重机自身的重量，装卸起重机装置始终在路轨上保持平衡，无论吊具7是否抓取负载。
[0009]装卸起重机装置I的固定结构通常包括四个支腿或支柱17、19，轮子31安装在支柱17、19的底部，并且支腿或支柱17、19承受装卸起重机装置的全部重量。
[0010]如图1和12所示，传统的装卸起重机装置用于使用吊具7从船只抓取集装箱并将该集装箱放置在所谓的缓冲区域2。对于已知的设备，缓冲区域2通常为位于臂13下方以及支柱17和19之间的区域。在该区域中，集装箱随后被例如跨运车(straddle carrier)103拾取并被运送到更内陆的储藏仓库4，在该储藏仓库4中，集装箱随后例如被装载到专用卡车6上以进行公路运输。
[0011]这就必须使位于内陆的路轨31被嵌入安装在码头中，使得跨运车能够在该路轨上行驶。在运行中,这种嵌入的结构要求更多的维护并也导致运载工具(例如跨运车103)在操作过程中位于装卸起重机装置的下方，这就要求在缓冲区域中与通过吊具7降落和拾取集装箱的操作相互协调。
[0012]现有的结构尤其具有以下缺陷。已知的装卸起重机装置I具有轮子31，通过轮子31，该装置能够在路轨23、25上移动。轮子31和路轨23、25之间没有拉力传送，因此，该装置必须被制成很重以实现所需的平衡，特别是通过巨大的自身重量并装配大量的例如配重11形式的压载。由于使用的材料昂贵，并且作为增加重量的结果，需要更多的动力来移动所述装置，以及作为增加重量的结果，关于路轨23、25和码头27的强度和稳定性的需求增加，因此，根据上述事实，巨大的自身重量和压载的使用是不利的。事实是，如果有两个这样的平行路轨23、25并且起重机具有四个轮组31，这种起重机的全部重量的几乎一半重量可在任何时间点作用在所述路轨上的任何位置上。为此，直到现在，集装箱运货船停泊的码头必须十分坚固和牢固。当利用现有码头来在陆地上建造集装箱码头时，所述码头必须被替换，并且陆地上没有码头，没有新的码头，集装箱码头将无法建造。
[0013]另一个缺点是以下事实:由于船只变的越来越宽的事实，吊臂3必须进一步从结构15上伸出，这将增加在装卸过程中作用在路轨25上的压力，并且增加路轨23上方的更大配重11的需求。对于传统方法，水侧路轨25由于这个原因将尽可能靠近码头27的边缘设置，这限制了位于路轨25外侧上的工作空间。
[0014]此外，码头凹槽中的路轨也具有缺陷，即凹槽需要清理以保持其畅通无阻和可用，并且由于路轨能够导致员工摔倒或绊倒，这将形成风险。在码头上移动装卸起重机装置I对码头上的所有其他交通同样是一种风险。
[0015]虽然EP1923338A1显示了图1的设备的一个变化体，该变化体通过将路轨设置在升高的位置来处理了关于码头中的路轨的问题，但是该设备也具有新的缺陷。因此，例如，根据EP1923338A1，如果被提升的负载必须被带着越过路轨栏(column)，则需要附加的操作。其结果是，这种解决方案不是很实用。这种解决方案中使用的材料的数量和整体的重量并未比上述的现有技术明显减少。
[0016]与目如现有的起重机相关的另一问题是起重机具有定位在相当闻的闻度的配重。所述配重增加了起重机的材料成本。起重机相对高的重心(在一定程度上是由于配重导致)对于结构的稳定性和安全性是不利的。
[0017]较短卸载时间的问题之一是在例如使用跨运车、牵引车、自动导向运载工具(Automated Guided Vehicle) (AGV)等等将集装箱运送到所需的位置以将集装箱运送到储藏库中的堆叠点(在储藏库中，集装箱可以随后被卡车拾取)之前，需要更多的运输设备和较大的地面面积，以用于集装箱的暂时存放(缓冲)。[0018]展示了目前码头的方式，需要大量的空间以能够从STS起重机的下方(缓冲区域)将集装箱运输到堆栈区域。不论这些运输方式是通过AGV或者是通过跨运车来进行，这样的运输方式在直接位于STS区域后面的区域中都需要大量的操作空间。
[0019]本发明的目的是解决这些问题中的至少一个或一些。
[0020]本发明具有在附随的独立权利要求中分别主张权利的多个方面，但是，该多个方面也能够以任何所需的结合方式应用。
[0021]本发明提供一种装卸起重机装置，包括:
[0022]吊臂(特别是横向伸出的吊臂)，该吊臂用于使用连接到所述吊臂的抓具从船只卸载货物或向船只装载货物；以及
[0023]横向输送轨道，该横向输送轨道用于在横向方向上向内陆移动卸载的货物并将待装载的货物向船只移动。横向输送轨道可以设置有输送设备(例如能够沿着所述轨道移动的另外的抓具或机械手)，以移动货物。所述输送设备也能够具有带的形式，例如输送带。所述装置设置有适于支撑运载工具的输送平台，运载工具能够至少在所述横向方向上移动穿过所述输送平台以移动货物。运载工具可以设置有输送平台。输送平台具有第一输送平台部并具有第二输送平台部，在第一输送平台部，所述运载工具能够从所述抓具接收货物，并且位于所述运载工具上的货物能够被提供到所述抓具，第二输送平台部用于将货物从所述运载工具提供到所述横向输送轨道和将货物从所述横向输送轨道接收到所述运载工具上。
[0024]通过输送平台，在已经使用抓具将货物从船只卸载后，货物能够被运载工具沿正确的输送平台的纵向方向有效并快速地移动，由此，货物能够被输送到下游存储点。输送平台的一些优点是对码头上的员工来说危险更小，因为集装箱不必放置在码头水平面上。另夕卜，不需要码头，因此，起重机和输送平台装置也能够部分地设置在水面上方。这种实施方式和以下实施方式的进一步优点将参考附图详细说明。
[0025]本发明的一种实施方式中，所述输送平台部分地或全部地位于码头表面或水面上方。没有必要将码头表面直接设置在输送平台下方。起重机组件的部分离岸的装置也是可能的，例如，该装置中，支撑支柱设置在床中。输送平台仍然位于上方，也就是高于位于更深入内陆的码头表面。
[0026]本发明的一种实施方式中，所述第一输送平台部不与所述第二输送平台部重叠。由于没有货物输送设备相互阻挡的风险，这能够以更简单和更节省费用的方式构建抓具和横向输送轨道。
[0027]本发明的一种实施方式中，所述吊臂通过铰接点铰接地连接于臂，该臂设置在至少一个陆地侧的导向装置和一个水侧的导向装置上，所述导向装置通过各自的陆地侧和水侧的支柱来支撑。通过在支柱上放置导向装置(也就是处于升高的水平面)，码头水平面的安全性得以提高。另外，该措施使得离岸装置成为可能。另外，与路轨设置在码头表面中的已知的装置相比，对于将支柱锚固在其中的地面(码头或床)的强度要求更少了。
[0028]本发明的一种实施方式中，所述第一输送平台部在水侧的支柱的水侧上延伸，所述第二输送平台部在陆地侧的支柱的陆地侧上延伸。支柱的水侧排形成两个平台部之间的分隔。抓具将不是必须能够越过支柱的水侧排，这就结构工程来说是有益的。
[0029]本发明的一种实施方式中，至少一个支柱或一行支柱设置在床中。其结果是，昂贵的码头岸壁能够以有利的方式部分或全部省掉。[0030]本发明的一种实施方式中，所述运载工具为自驱动运载工具。所述运载工具可以包括柴油电力(diesel-electric)推进系统。在一种实施方式中，所述运载工具包括电机(electric engine),所述输送平台上设置有电力供应设备(例如以电导轨的形式)。所述运载工具能够在轨道上或在输送平台的凹槽中行驶或者在输送平台的平直部上自由地行驶。
[0031]本发明的一种实施方式中，AGV设直为在预定的路径上移动或循环移动。AGV路径可设置为避免交叉以及不必要的转弯。这允许AGV设置有电机，该电机通过输送平台上的电力导轨持续地提供电力。在这种情况下，AGV无需设置现有的AGV上所设置的柴油发动机。
[0032]本发明的一种实施方式中，所述运载工具为自动导向运载工具(AGV)，优选地为全方向AGV或双向AGV。
[0033]本发明的一种实施方式中，在靠近所述输送平台的码头侧上设置有用于堆栈舱口盖的足够的空间，使得在装卸船只时能够将舱口盖堆栈在例如位于起重机装置和船只之间的码头平台上的该空间中。
[0034]本发明的一种实施方式中，所述输送平台设置有一个或多个纵向输送轨道，所述运载工具能够在该纵向输送轨道上移动。本发明的一种实施方式中，设置有至少两个纵向输送轨道，在所述至少两个输送轨道之间设置有可控制的节点，以将所述运载工具从一个输送轨道转移到另一个输送轨道上。其结果是，在被移动到更深入内陆之前，从船只卸载的货物能够在纵向方向上运输。作为在输送平台上设置有一个或多个纵向输送轨道的一种可选择的方式，也能够使用(例如)所谓的例如通过激光导向的全方位自动导向装卸工具(AGV)，或者双向AGV，该全方位自动导向装卸工具(AGV)或者双向AGV从输送平台结构直接提供电力。
[0035]本发明的一种实施方式中，所述装置还设置有横向输送轨道，该横向输送轨道邻近水侧的支柱并用于从内陆的输送平台移动货物。所述横向输送轨道能够有利地用于在输送平台和集装箱码头的更深入内陆的部分例如缓冲区域、堆栈区域以及可选择的扫描区域之间输送货物。
[0036]本发明的具有至少两个横向输送轨道的实施方式中，所述至少两个横向输送轨道之间的车道宽度为船只的大致标准的集装箱船舱宽度的整数倍。这能够将货物以与在船只上基本相同的位置放置在缓冲区域和堆栈区域中。
[0037]本发明的一种实施方式中,所述输送轨道设置有副输送轨道，在第一位置，该副输送轨道基本位于所述输送平台的上方，在第二位置，该副输送轨道将使所述输送平台上方的空间空闲。本发明的一种实施方式中，所述副输送轨道能够通过铰链相对于所述输送轨道枢转。在本发明的一种可选择的实施方式中，所述副输送轨道能够通过移动设备在所述横向输送轨道的纵向方向上移动。这样，需要时，所述副输送轨道使所述输送平台能够接近吊臂的抓具。
[0038]本发明的一种实施方式中，所述横向输送轨道和/或副输送轨道设置有具有用于抓取货物的抓具的机械手，该机械手能够在所述轨道上移动。该机械手能够手动操作，或者能够(基本上)自动操作。
[0039]作为提供副输送轨道的一种可选择的方式，上述的全方位AGV或双向AGV也能够用于在输送平台上移动货物。这些AGV能够在纵向方向和横向方向上移动，而不用改变所运送的货物的定位。其结果是，AGV可以在其能够接近吊臂的抓具的位置自身定位，并能够随后在纵向和横向方向上移动到能够接近横向输送轨道的抓具的位置。这种AGV的使用使枢转式或滑动式的副输送轨道成为多余。
[0040]本发明还提供一种集装箱码头，包括:
[0041]具有以上所述的一个或多个特征的装卸起重机组件，该装卸起重机组件通过支柱固定于码头和/或床中；
[0042]缓冲区域，根据码头表面的存在，缓冲区域可位于支柱之间或更深入内陆，缓冲区域用于暂时存放货物；
[0043]堆栈区域，堆栈区域可基本上位于所述缓冲区域的内陆侧上，用于长期存放货物；
[0044]其中，所述装卸起重机组件的所述横向输送轨道配置为将货物从所述输送平台选择性地运送到所述缓冲区域或所述堆栈区域。
[0045]本发明的一种实施方式中，所述集装箱码头还设置有用于将货物装载到卡车上和从卡车卸载货物的装卸区域，其中，所述输送轨道也配置为从所述装卸区域运出货物和向所述装卸区域运进货物。其结果是，货物能够可以说是以一种平稳的操作从输送平台运到卡车或者火车和从卡车或者火车运到输送平台。
[0046]本发明的一种实施方式中，所述集装箱码头还设置有扫描区域，该扫描区域设置有扫描设备，扫描设备配置为检查放置在其中或者在其中移动的货物，其中，所述输送轨道也配置为从所述扫描区域运出货物和向所述扫描区域运进货物。本发明的一种实施方式中，所述扫描区域位于所述缓冲区域和所述堆栈区域之间。本发明的一种可选择的实施方式中，所述扫描区域基本上位于所述支柱之间，并基本上处于和所述输送平台相同的水平面。以这种方式整合扫描区域(优选为部分自动化的)的结果是，能够实现高频率集装箱扫描。
[0047]本发明的一种实施方式中，所述扫描区域设置有一个或多个扫描轨道，该扫描轨道用于移动位于所述扫描轨道上的货物和/或可移动的扫描设备。
[0048]本发明还提供一种使用装卸起重机组件卸载船只的方法，该方法包括:
[0049]使用所述装卸起重机组件的抓具从船只提升货物；
[0050]将所述货物放置在位于输送平台的第一输送平台部上的运载工具上；
[0051]将所述运载工具移动到所述输送平台的第二输送平台部；
[0052]将所述货物从所述输送平台直接地并选择性地移动到缓冲区域、扫描区域、堆栈区域或装卸区域。
[0053]本发明的一种实施方式中，所述货物从所述船只移动到位于所述输送平台的纵向输送轨道上的运载工具上，其后，在被选择性地移向更深入内陆(在横向方向上)之前，该货物在纵向方向上被移动。
[0054]本发明的一种实施方式中，使用以上描述的装卸起重机和/或集装箱码头。
[0055]本发明还提供一种用于搬运货物的双向自动导向运载工具，所述运载工具包括沿纵向方向定位的纵向轮和沿横向方向定位的横向轮。根据本发明的一种实施方式，所述纵向或横向轮设置为可伸缩的，使得所述运载工具能够选择性地被纵向或横向轮支撑。
[0056]本发明将通过多个附图来说明，附图显示了本发明各个方面的典型的实施方式。本领域技术人员将理解的是，这些附图的部分用于说明，并且标准零件能够被实现相同或本质上相同功能的技术等同部件替换。同样，与附图中的部件形状相比，部件的形状也能够改变，而技术功能基本上并未改变。
[0057]整体结构可由本领域技术人员已知的标准材料制得。但是，本发明的思想也能够使用能够实现正确功能但只可能在将来变为可利用的材料来实施。附图显示相对或绝对的尺寸的地方，这些用作实施例，并且本发明并不被图示的尺寸或设计或相对于海岸的位置或者假定的尺寸之间的相互关系限定。
[0058]图1表示已知的装卸起重机装置的示意图；
[0059]图2a至图2p表示根据本发明的一个方面的装卸起重机装置的示意图；
[0060]图3a至图3b表示根据本发明的一个方面的装卸起重机装置的立体示意图；
[0061]图4表不已知的装卸起重机装直的俯视不意图；
[0062]图5表示根据本发明的一个方面的装卸起重机装置的俯视示意图；
[0063]图6a至图6d表示根据本发明的一个方面的装卸起重机装置的示意图；
[0064]图7a至图7b表示根据本发明的一个方面的装卸起重机装置的示意图；
[0065]图8a至图8d表示根据本发明的一个方面的装卸起重机装置的示意图；
[0066]图9a至图9e表不根据本发明的一个方面的用于装卸起重机装置的输送平台和输送轨道的示意图；
[0067]图1Oa至图1Ob表不输送轨道和输送平台的俯视图；
[0068]图1la至图1lb表示不同实施方式中的输送平台的立体图；
[0069]图12表示已知的装卸起重机装置和堆栈区域的俯视图；
[0070]图13a表示根据本发明的一个方面的装卸起重机装置和整合在STS区域中的堆栈区域的俯视图；
[0071]图13b表示装卸过程的示意图；
[0072]图13c至图13d表示一种实施方式中在输送平台上同时装卸的过程的俯视图，该输送平台包括位于成排的支柱51外侧上的三个轨道和位于内侧上的四个轨道；
[0073]图14表示装置的总览图，依靠该装置能够将集装箱装载到卡车或货厢中；
[0074]图15表示根据本发明的一个方面的具有整体的堆栈区域和STS区域的装卸起重机装置的侧视图；
[0075]图16表示扫描装置的侧视图；
[0076]图17表示扫描装置的立体图；
[0077]图18a至图18c显示了在根据本发明的输送平台上使用的运载工具。
[0078]附图中，相同的参考数字表示相同的部件。图1已在上述介绍中详述。
[0079]图2a至图2p表示根据本发明多个方面的装卸起重机装置35的示意图。该装置35具有吊臂37，吊具7设置在吊臂37的下侧上以便能够移动。吊具7具有和图1中的吊具相同的功能并能够实现基本相同的运动。在使用中，吊臂37在水面上方延伸，使得装载货物的船只150能够在吊臂37下方通过。
[0080]图2b中显示的尺寸仅作为安装的一定尺寸的标示。根据吊臂37的更大或更小的伸出，标示的尺寸可变更大或更小。
[0081]在陆地侧，吊臂37固定地连接于稍微竖直的臂41。为了提供强度，一个或多个固定部件49 (例如钢制件)装配在竖直臂41和吊臂37上的多点之间。优选地，固定部件49相互装配为框架结构，更优选地，固定部件49相互装配为三维框架结构。因此，竖直臂41基本上以刚性方式连接于吊臂37。任何情况下，臂41和吊臂37之间的连接为:当臂41从图2a显示的位置围绕铰接点39朝向陆地方向倾斜时，吊臂37将沿着以下方式倾斜，该方式中，吊臂37的远端远离水面运动。在陆地上方，装置35设置有臂43，如图所示，臂43相对于水平面(或者吊臂37，如果吊臂37位于降低的位置)以锐角装配。在后侧上，臂43具有(例如水平的)平台44，配重能够放置在该平台44上。优选地，通过以重量分配的方式配置臂43、臂41以及吊臂37的结构以使它们一起确保所述装置在吊具7已抓取负载时的位置和在起重机7未抓取负载时的位置都能够保持足够的平衡，省略了配重。机器室45设置在平台44上。机器室45中的机器用于通过线缆47和拉杆47’使吊臂37围绕铰接点39倾斜。
[0082]吊臂37与竖直臂41以及框架结构49的其他杆件一起形成一个尺寸上稳定突出的并具有三角形截面的横梁。
[0083]这将能够以这样的方式来选择吊臂的尺寸:100米或更长的突出部分是可能的，而不会导致任何问题。
[0084]图2b中，由于支柱(column)51到码头27的距离±30米，这仍然能够实现足够大的伸展以能够装卸最宽的船只。码头27和固定结构的水侧支柱51之间的±30米的工作空间能够为了在固定结构的外侧上装卸的目的而完成基本上全部的纵向集装箱位移，同时也允许用于堆叠舱口盖的足够空间。
[0085]图2g表示水侧的路轨横梁61上的伸出部分37、49的沿着横向方向(也就是与沿着码头的线成直角)的视图。这种在尺寸上稳定的伸出结构能够围绕铰接点39从水平位置向上旋转到几乎垂直的位置，或者至少使得端部离船只150的侧部足够远(参见图2b)。已知的起重机中，通常使用基本上二维伸展的臂(例如，参见图1和图4)。这种二维的臂必须被制造得特别具有强度以达到所需的刚度。使用如图2a至图2ο所示的框架结构能够使起重机组件轻得多，这将导致直接节省材料并在关于沿码头的纵向方向的移动而言导致间接节能。由于使用较轻的材料，还能够在原地装配的过程中以有利的方式实现节约。
[0086]另外，框架结构优选地为三维稳定的，其结果是，由于暴风雨和飓风导致的损坏风险能够显著地减小。在设计中必须要考虑地震、台风等的区域，图示的框架结构提供足够的可能性，以将风险减小到最低。
[0087]优选地，通过结构49连接臂37和臂41的固定框架结构不使用线缆和绞盘。因此，起重机这部分的线缆和绞盘上的磨损将不会发生，并且以有利的方式，将比已知的结构例如图1所示的结构需求更少的维护。由于吊臂的刚性框架结构37、41、49，起重机模块35例如能够比已知的通过线缆和绞盘固定的伸出臂更好地抵抗暴风雨和飓风。
[0088]起重机组件35的陆地侧的臂43有效地形成起重机组件的基座。在下侧55(也就是，平台44的侧上，如图2c和2d所示)和上侧57 (也就是，铰接点39的侧上，如图2e和2f所示)上，臂43分别具有轮组55和57，通过该轮组55和57，整个起重机组件能够在纵向方向(基本上平行于码头)上沿着升高的水侧导向装置或路轨梁61以及降低的陆地侧导向装置或路轨梁55移动。吊臂37、臂41以及结构49的上部通过铰链39和拉杆47’连接于形成所述基座的陆地侧的臂43。[0089]图2a的实施方式中，陆地侧的路轨梁59定位为低于水侧的路轨梁61大约15_25米。与例如图1所示的现有技术相比，这将导致显著地节省所需的结构材料。额外的优点是整个起重机组件35的重心73 (参见图7)将明显低于现有技术中已知的重心，这对组件35的稳定性和气流敏感性具有有益的作用。整个起重机组件35 (特别是包括37、49、41、43、44、45、47的整个装配体)的重心低于水侧的路轨梁61大约10-15米。因此，整个起重机组件35的重心处在例如陆地侧的路轨梁59和水侧的路轨梁61的高度之间的高度上。
[0090]起重机组件35的两部分，即上部37、41、49和下部43能够分别预先制造和运输，这与已知的生产和运输方法相比,产生显著的简化。
[0091]包括吊臂37、结构49以及竖直臂41的装配体通过铰链39连接到臂43。这以使得吊臂37与臂41能够一起以使得吊臂37能够被带到竖直位置的方式完成，从而船只能够停泊在吊臂37的下方而不会碰撞吊臂37。铰接点39位于靠近固定支撑结构61和51的陆地侧上。当从船只运送集装箱或向船只运送集装箱时，吊臂37、49、41上的全部负载经由臂43通过轮57转移到路轨61上。因此，不管任何负载，铰链39仅受到很小的负载。为此，轮57设置有“底座(mounting)”结构或“凸轮(cam)”结构。
[0092]线缆47基本平行于拉杆47’设置在臂41的上部和臂43的下侧之间。当起重机组件的上部37、41、49被拉起或降低时，线缆47处于操作中。一旦吊臂37处于水平位置，固定的拉杆47’将承受拉力，该拉力也降低线缆47和绞盘上的磨损。优选地，在线缆47和拉杆47’中的一个发生紧急情况时，线缆47和拉杆47’用作备用设备。
[0093]在臂43的上侧上，“停车平台”90 (参见图2e)连接于抓具7和起重机操作者的驾驶室7’的端侧。因此，当上部在提升中或已被提升时，抓具7和驾驶室7’能够分别从上部37、39、41停在停车平台90上。
[0094]图21显示，如果暴风雨或飓风能够被预期，在竖直位置，上部37、39、41如何能够容易地以抗风方式固定在水侧的路轨梁61上。支柱51的上侧上，绞盘44上具有线缆46。线缆46的端部连接于可移动的并优选地远程控制的锚具48，锚具48可移动地布置在吊臂37的侧部或下侧上。锚具48向上移动后，线缆46将通过绞盘44进行抗风。已知的起重机组件的问题是，起重机组件会在暴风雨天气情况下倒塌。上部37、39、41的抗风锚具以有利的方式使起重机组件更坚固，特别是由于锚具优选地与路轨梁61在铰接点的位置接合并具有例如±60米的范围。对于已知的STS起重机，锚固点(如果可以应用的话)处于码头水平位置(quay level)，也就是低于铰接点大约50米并具有例如±27米的范围。
[0095]装置35具有位于码头27的水侧上的第一组固定机械腿或支柱51和位于码头27的陆地侧上的第二组固定机械腿或支柱53。这些第一组固定机械支柱51和第二组固定机械支柱53牢固地固定于地面上，并因此不能够如图1中所示的情况那样沿着路轨31移动。装卸起重机装置35设置有轮55、57以及支撑轮63、65，但这些轮并不用于在码头水平面27上自身驱动。当支柱51和53之间的区域97位于干燥地面上时，其标示为该范围内的缓冲区域(buffer-1n area)97。顺便地,如图2m所示，固定的装置能够同样很好地建造在斜坡29’’上，或者如图2n和图2o所示，通过将支柱51、53设置在床(bed) 29’中而完全建造在水面上方。在这些情况下，码头27也指停泊设施27’，例如稍微间隔设置的防护墙或多个停泊柱或者系缆柱。
[0096]第一组支柱51的上侧上设置有第一导向装置或路轨61，第一导向装置或路轨61沿着码头27的方向延伸(例如参见图3a)。所述导向装置61配置为使得轮57能够在该导向装置61上沿平行于码头27的方向驱动。以相类似的方式，第二组支柱53的上侧设置第二导向装置59，该导向装置59沿着码头27的方向延伸。所述导向装置59配置为使得轮55能够在该导向装置59上沿平行于码头27或停泊结构27’的方向驱动。
[0097]组合体配置为使得吊臂37能够向上摆动，同时，轮57仍然保持在导向装置61上。装置35包括一个或多个转轮(running wheel)63,转轮63能够在导向装置61中的凹槽中水平地转动。因此，装置35也具有一个或多个转轮65，转轮65能够在导向装置59的凹槽中水平地转动。因此，该导向装置/轮连接以有利的方式配置为在很大程度上吸收拉力，特别是能够使起重机组件倾斜的力。转轮63可设置在导向装置61的陆地侧或水侧的凹槽中。转轮65可设置在导向装置59的陆地侧或水侧的凹槽中。参考数字67 (图2h)，例如为钩子的形状，表示装置35到陆地侧上的路轨结构的机械锚具。
[0098]图2h详细地显示了臂43和位于陆地侧路轨梁59上的轮55的布置。紧固部件91以这样的方式形成:当起重机组件35设置在路轨梁59上时，轮55接触到路轨梁59的上表面，并且支撑轮65在路轨梁59的凹槽中滚动。在必须提升非常沉重的负载的情况下，能够打开的部分钩子67形成额外的锚具。
[0099]依靠位于陆地侧的路轨梁59上的部件43的锚具67 (同样参见图2i)，即便起重机组件35需要任何压载重量(ballast weight),压载重量也很小。该锚具67在集装箱的装卸过程中使用。产生的拉力通过该锚具67被传递到固定结构，并通过支柱53传递到地基(foundation) 69 (同样参见图 3a)。
[0100]虽然起重机组件在纵向方向上平行于码头驱动，并且当在提升较少的重物而静止时，风负载和制动力导致的任何拉力都将通过支撑轮65转移到陆地侧的路轨梁59(参见图2j和图2k)。通过这种负载的结合，将不需要锚具67。
[0101]在水侧上，路轨梁61处，起重机组件35还设置有紧固部件92，该紧固部件92通过轮57和支撑轮63以类似的方式与路轨梁61配合。
[0102]图2m显示了一种变化体，其中，支柱或一组支柱51设置在床29’中。术语床29’通常也可理解为指的是位于水面上方或水面下方并可以加强或者不加强的斜坡29”。图2m中，因此没有设置码头岸壁，但从陆地侧向水侧的方向观测，码头地面21在某点终止，越过该点，加强的或者未加强的斜坡延伸到水侧。这种变化体能够以有利的方式提供装卸起重机装置35，而无需加强的码头27。优选地，设置有停泊设施27’，使得船只不能太靠近陆地侧。
[0103]图2n显示了 一种变化体，其中，两组支柱51和53已经被设置在床29 ’或斜坡29 ’ ’中。
[0104]图2ο显示一种变化体，其中，第二停泊设施27’’被设置在第一停泊设施27’的陆地侧上，结果是，内河船只(river vessel)能够停泊在停泊设施27’和成组的支柱53之间。显然，同样能够在成组的支柱51和53之间构建第二停泊设施。在图2ο的变化体中，装置35因此也作为船对船装卸起重机装置。集装箱船只150的货物能够被抓具7抓取，并通过输送平台(conveyor floor) 75和横向输送轨道(conveyor track) 77来运送到内河船只151。
[0105]虽然图2a至图2p显示了装置35中，臂43与吊臂37成角度设置，但这对本发明的方面不是严格必须的，例如，在码头和/或床中使用框架结构或支柱51、53的地基。支柱53可以具有和支柱51相同的长度，路轨59、61可以基本上位于相同的高度。
[0106]结合图2a至图2p描述的实施方式能够以有利的方式使用比已知的起重机组件更少的材料生产。例如，路轨梁59和61的横截面可以(在特定的实施方式中)具有最多2米的高度，优选地，最多1.5米，并且具有大约最多2米的宽度，优选地，最多1.5米，其结果是，能够显著地节省材料。路轨梁可以具有箱型(box)轮廓。
[0107]根据上下文，术语装卸起重机装置可以用于指示单个装卸起重机组件或例如支柱组51、53，导向装置59、61以及能够在所述导向装置上移动的一个或多个装载起重机组件的装配体。
[0108]图2a至图2p表示根据本发明各方面的装卸起重机装置的不同视图，图3a和图3b分别立体地图示了吊臂相对较小的伸出和相对较大的伸出。能够清楚地看到第一组支柱的多个支柱53以及第二组支柱的多个支柱51。另外，图3a显示了第一组支柱53的每个支柱通过各自的地基件69牢固地固定于地面(码头27或床)，并且第二组支柱51的每个支柱通过各自的地基件71牢固地固定。最后，图3a显示了完整的结构可以包括装卸起重机装置35，35’ ’的两个或多个相邻的可移动的起重机组件，该两个或多个相邻的可移动的起重机组件都能够在相同的导向装置59、61上驱动。每个这种起重机组件包括吊臂37、臂41和臂43以及通过其自身能够在导向装置59、61上驱动的所有描述过的部件。
[0109]图2a至图2p和图3a至图3b显示的结构尤其具有以下优点。在图2a至图2o和图3a至图3b所示的结构中，不需要使用或者几乎不使用压载物(例如图1中的配重)，这将节省材料。导向装置59、61上的任何拉力都通过支柱组51、53和地基件69、71传递到地面。根据本发明一个方面的装卸起重机装置35可以用相对小的能量移动。另外，所述移动在码头表面21 (如果存在)上方一定距离处进行，其结果是提高了码头表面21上的交通安全。最后，由于使用升高的导向装置，不再必须保持码头表面上的路轨凹槽的清洁。
[0110]根据本发明的一个方面，码头上(特别是水侧上)的结构要求将以有利的方式减少。如图3a已经显示的，全部的结构可以配置为使得每个支柱51能够具有各自的地基件71。不再有图1中的情况的任何路轨25。通过在导向装置61上行驶的装卸起重机装置35的可移动部件施加在导向装置61上的负载将被传递到固定设置的支柱51。地基件71可以安装在地面中，并且根据布置位置，在旱地上的连续码头的情况下，码头27的每个部件并不像图1所示的情况那样必须根据最大负载来设计尺寸。只有支柱51必须能够承受负载。两个相邻的支柱51之间的距离为例如27至30米。这将能够在水面上方建造集装箱码头，而不需要码头岸壁。
[0111]根据本发明的一个方面，码头场所上(特别是陆地侧上)的结构需求将以有利的方式进一步减少。如图3a进一步显示，整个结构能够配置为:在陆地侧上，每个腿53能够具有自身的地基件69。不再有如图1所示的情况的任何路轨23。通过在导向装置59上行驶的装卸起重机装置35的可移动部件施加在导向装置59上的负载将被传递到固定地设置的支柱53。地基件69可以安装在地面中。
[0112]只有支柱53必须能够承受负载。两个相邻的支柱53之间的距离为例如27至30米。
[0113]无须为了使运载工具能够相对于码头27进行横向移动(与路轨成直角地)而在码头场地上设置其中装配有路轨31的路轨凹槽。也就是说，码头场所在结构的陆地侧上不需要任何障碍。
[0114]图4表示传统的装卸起重机装置I的俯视图。图4显示了现有技术中的吊臂3包括两个吊臂3a、3b,吊臂3a、3b相互平行地延伸，并且吊具7位于吊臂3a、3b之间。如图4所示，如果吊臂3a、3b以使得抓具能够到达集装箱船只的船舱(bay)中的集装箱的方式设置，平行的吊臂3a、3b将阻挡相邻的船舱。然后，对于可能的第二装卸起重机装置I来说，无法接近这些船舱。因此，这种结构不能够从两个相邻的船舱同时装卸集装箱。
[0115]然而，本发明的另一方面中，如图5所示，吊臂37能够配置为单个的吊臂，在该吊臂的下方设置能够沿横向方向(远离水29和朝向水29)移动的吊具7。在这种情况下，仅有一个竖直臂41和一个臂43用于每个吊臂37。这将能够使装卸起重机装置的可移动的起重机组件具有较小的宽度，使得两个相邻的组件能够装卸船只中的集装箱的相邻的船舱。其结果是，多个相邻的起重机组件能够同时操作，致使更快地装卸船只。
[0116]如图1所示，传统的装卸起重机装置在伸出的吊臂3上具有铰链33。然而，根据本发明的一个方面，吊臂37具有位于陆地侧上靠近支柱51的铰接点。如图6a至图6d所示，吊臂37与臂41 一起枢转。臂41因此能够固定地连接于吊臂37，其结果是，需求更少的具有绞盘的线缆。这继而导致易磨损的部件更少。同样，吊臂37仅需求很小的配重(如果有的话)，因为这已经由臂41来提供。臂41和吊臂37之间的连接49可以包括三角或矩形的尺寸稳定的框架梁、牢固的杆、牢固的钢丝绳或其他足够坚固的牢固材料。
[0117]对于传动的STS起重机，臂13与伸出的吊臂3处于相同的水平。这是必须的，因为吊具7及其压载物必须能够从吊臂3到臂13来回移动。其结果是，配重11高高地位于地面的上方，例如在差不多50米的位置处。结果是，整个装卸起重机装置I的重心也位于很高的位置，例如，仍然在臂13的上方并在铰链33的陆地侧上。这对于稳定性是不利的。这将被以下事实加剧:能够在路轨31上移动的全部重量可在800至2200吨之间。
[0118]本发明的一个方面涉及装卸起重机装置35可移动部件的这样一种形式，也就是起重机组件，其重心要低得多。图7a和图7b表示装卸起重机装置35的另一侧视图，该装卸起重机装置35已在先前的附图中显示，但在这种情况下，重心73被清楚地标示，并且当吊臂37处于装卸位置(较低位置)时，重心73位于吊臂37所在的水平面之下。这是由于臂43以向下的有向角(directed angle)通过铰链39连接到吊臂37,使得臂43 (包括平台44和配重435，如果存在的话)的重心低于吊臂37在处于其操作位置时所在的水平面。这从材料的消耗和稳定性的角度来说是有益的。因此，整个可移动的起重机组件能够制造得重量更轻，并仅需要使用很少的配重45 (如果有任何配重的话)。存在更少的动态负载。
[0119]图8a至图8d显不了本发明的另一方面。图8a再次显不了装卸起重机装直35的侧视图，其中，装卸起重机装置35处于通过吊具7卸载船只150的过程中。根据本发明的该方面，装卸起重机装置35具有输送平台75，在使用中，该输送平台75优选地位于码头场地(假设装卸起重机装置的下方设置有码头)的上方。输送平台的高度能够根据码头的特定位置和特定的整体尺寸来自由地选择。
[0120]在一种实施方式中，吊臂37的抓具7配置为使得其不会移动到比输送平台75上方的位置更进入内陆。这将能够使吊臂37的设计以有利的方式更加简化。特别地，随后能够省略允许抓具越过铰接点39或水侧导向装置61的机构，这降低了成本。顺便地，如果未设置输送平台，同样能够利用吊臂13和抓具7的这种有效的实施方式。在码头上位于水侧支柱51和海岸之间的空间(所谓的STS区域)随后能够被用于集装箱和船只船舱盖的暂时存储。
[0121]实际上，输送平台75包括两个输送平台部751、752 (例如参见图8c和图9e)。第一输送平台部751被定义为输送平台75的能够接近抓具7的部分，第二输送平台部752被定义为输送平台75的能够接近位于输送平台75和下游储藏点之间的第二输送轨道的部分，第二输送轨道例如为图9e中的横向输送轨道77。两个输送平台可相互分离设置，也就是，他们相互不重叠。这具有某些设计优点，因为不再存在输送轨道77和抓具7相互挡道的风险。在这种情况下，输送平台必须设置有用于在第一输送平台751和第二输送平台752之间移动货物的第三输送设备。这种输送设备在下面描述。
[0122]图8a和图8b显示了输送平台75下方的码头27。然而，如果设置有输送平台，也可以并且有利地将该平台至少部分地设置在水面上方，例如如果支柱51和/或53没有安装在码头27上而是安装在床29’中。如果存在码头27，操作者能够在该输送平台75下方行走，并且运载工具也能够在该输送平台75下方移动。输送平台75例如通过适当的支撑设备连接于支柱51，该支撑设备以这样的方式支撑输送平台75:输送平台能够在预定的表面上搬运预定数量的集装箱。但是，如果固定结构全部或部分地离岸(offshore)，如果需要，则可在码头水平面设置位于输送平台75下方的通道和/或桥梁结构(还参见图2m和图2n)。
[0123]输送平台75沿着码头27在纵向方向上延伸，如图8b所示，图8b表示从水面29观测装卸起重机装置35的前视图。为了能够从输送平台75上将集装箱运送到内陆的其他储存位置，装卸起重机装置35包括横向输送轨道77，该横向输送轨道77例如由支柱51、53以适当的方式支撑。输送轨道77设置有适当的吊具79、80，吊具79、80能够通过本身已知的驱动设备移动到位于输送平台75上方的位置。该吊具79、80配置为从输送平台75抓取集装箱、将集装箱提升、在横向输送轨道77下方向内陆移动集装箱并将集装箱在装卸起重机装置35的后方放下，例如放下到地面上(但是，也可以放下到更高或更低的位置)。在那里，通过其他的输送设备将集装箱将放置到卡车或货物车厢上，以进行下一步运输。
[0124]横向输送轨道77延伸到支柱51的水侧的一行，以实现STS区域和堆栈区域的完全整合。因此，上方的起重机79能够将集装箱从输送平台75移动到堆栈区域，而无需使用其他输送设备。当然，这也可以在其他方向应用，例如，从堆栈到船只。
[0125]显然，横向轨道77及其吊具也能够用于在相反方向上运输集装箱，也就是说，从内陆的储藏位置从装卸设备35输送到输送平台75，以便随后被装载到船只上。
[0126]装卸起重机组件35的上部将集装箱从船只运送到位于输送平台75上的位置，在该实施例中，输送平台75位于支柱51的外部结构的水侧上的码头水平面上方大约11至12米的高度。输送平台的宽度可根据所需的生产能力和所需的装卸速度来自由选择。输送平台相对于码头水平面的高度位置也能够根据码头的其他功能自由选择。
[0127]图9a至图9b和图1Oa至图1Ob显示了 一种输送平台75，该输送平台设置有位于支柱组51的水侧上的两个纵向的输送轨道94和95以及位于支柱组51的码头侧的纵向输送轨道93。实例图示的纵向输送轨道93、94、95例如包括固定的路轨或起重机路轨结构(每个轨道具有两个路轨89)，但是也可以包括固定的钢“槽”轮廓(每个轨道具有两个槽)，或者甚至是如图9e所示的完全平的板。轨道(rail track)上具有足够的运载工具81,以用于起重机组件35将集装箱降低放置在该运载工具81上。轨道设置有节点96，使得例如沿着纵向输送轨道94移动的运载工具81能够移动到输送轨道93上。运载工具81能够手动地、独立地或者自动地在纵向方向上穿过输送平台移动。在平板的情况下或者在例如用于运载工具81的横向导向装置和纵向导向装置都设置在平台75上的情况下，运载工具81也能够在输送设备79的范围内在横向方向移动或被移动。因此，装载有集装箱的运载工具能够位于适当的位置，使得上方的起重机79能够提升集装箱，随后，集装箱沿着横向输送轨道77被运送。这能够以有利的方式避免了使船只严格的纵向位置(特别是船只的集装箱船舱相对于起重机组件35的横向输送轨道77的相对位置)对集装箱的装卸成为至关重要的因素。
[0128]对于本领域技术人员来说清楚的是:在论述横向输送轨道和纵向输送轨道77、93、94、95时，原则上也可以将这些输送轨道设置在码头中和码头上方，而无需设置输送平台75。因此，纵向输送轨道93、94、95例如可以设置在STS区域中，并且横向输送轨道77可以延伸到这些输送轨道93、94、95中。但是，使用作为升高的装卸平台75的输送轨道的多个优点将丢失。因此，例如，无法提高码头水平面的安全性，输送轨道易于被码头上的其他交通损坏，离岸的起重机装置不再能够使用或远远不够实用，等等。
[0129]代替在输送平台75上设置一个或多个纵向输送轨道，例如也可以在另外的平直的输送平台上使用全方位(All-Directional)自动导向车(AGV)(未显示)，该全方位AGV在输送平台上例如通过激光引导。在包括纵向和横向(路轨)导向装置的输送平台的另一个实施方式中，能够使用特定的双向(Two-Directional) AGV (参见图18a至图18c)。
[0130]在优选的实施方式中，装卸起重机装置35包括两个或更多个横向输送轨道77，该横向输送轨道77依次布置，并横向于码头27延伸(参见图1Oa和图10b)。
[0131]如果这种相邻的输送轨道77之间的沿在码头27的纵向方向测量的相互距离以及输送轨道77轴线之间的相互距离与所有集装箱(包括中间空隙)在船只上沿集装箱的纵向所占据的距离一样大，这是特别有利的。为了该目的，具有固定的标准距离，使得所述间距(intermediate distance)能够预先以简单的方式确定。输送轨道77的轴线之间的这种尺寸精度能够在陆地上的储存位置以与在船只上相同的方式和大约相同的间距来堆栈集装箱。也就是说:网格类型的尺寸适于堆栈尺寸。这大幅地增加了陆地上能够存放集装箱的有效平台表面。陆地上不再需要用于能够自由移动输送设备例如跨运车的空间。两个输送轨道77之间的距离例如大约基本上等于一个集装箱船舱的宽度，适于船只的集装箱船舱中例如装载有四个20英尺的集装箱或两个40英尺的集装箱。轨道77之间的距离也可以等于集装箱船舱的宽度(包括集装箱船舱之间的通道)的两倍，如图1Oa所示。通常，因此，如果两个输送轨道77之间的距离为船只的集装箱船舱的宽度(包括中间空隙)的整数倍数，这是有利的。
[0132]根据本发明的一个方面，当有多个装卸起重机组件时，相互之间的距离适于相邻输送轨道之间的间距。这些装卸起重机组件的尺寸可以是这样的:这些装卸起重机组件可以相互足够接近，使得两个相邻的装卸起重机组件能够同时处理相邻的集装箱船舱。
[0133]例如，输送平台75的宽度可选择为大约7至8米，其结果是，两个图示的纵向输送轨道94、95能够实现靠近支柱51的外部结构的水侧。如已经提到的，图9a的实施例中，支柱51的外部结构的内侧上具有一个输送轨道93。但是，本发明也能够在陆地侧和/或水侧上使用不同数量的纵向输送轨道来实现。
[0134]因此，当前的集装箱码头有一种趋势，六个STS起重机并排相互同时操作。为了能够快速地卸载船只，在成排支柱51的外侧上需要至少三个纵向输送轨道。为了能够同时快速地装载船只，三个输送轨道必须设置在成排支柱51的内侧上，相关部件如图9e所示。
[0135]选择必须适于所需的处理速度和在出现故障的情况下所需的多余选择。图1Oa和图1Ob显示的轨道93、94、95的节点96，例如，能够引导运载工具81绕过特定的纵向输送轨道上的堵塞。
[0136]对于在堆栈区99中选择的“车道宽度(lane width)”(参见图1Oa的例子，输送轨道77之间的距离)大约为27至30米(这同样在缓冲区域97中持续)，集装箱通过例如位于输送平台上的纵向输送轨道93、94、95进行的纵向运送仍然是十分有限的。如果该“车道宽度”还适于船只上的“船舱”的宽度，则在输送平台上的纵向输送的必要性将进一步降到最小。
[0137]码头布置是这样选定的:相对于现有的船只能够提供足够的灵活性。本发明的实施方式能够让位于纵向输送轨道(形成输送平台75的一部分)上的全部集装箱手动、或者利用链系统、或者半自动地、或者全自动地移动到缓冲区域97的“车道宽度”中，缓冲区域97的“车道宽度”优选地基本上等于堆栈区域99的“车道宽度”。
[0138]通过将一个或多个节点结构合并到输送平台中，集装箱也能够被运送到固定结构的内侧，而不用必须使用折叠式的高架起重机系统(fold-out overhead crane system)85(参见图9a和图9b)或者移动设备87’(参见图9c和图9d)。
[0139]输送平台上的轨道节点系统96提高了灵活性，并且不仅在局部故障的情况下是必要的。除了从以上描述的沿着输送平台的小的纵向位移，当然也能够使集装箱在输送平台75上沿着纵向方向移动很大的距离，这可以是必须的。
[0140]如图9a和图9b进一步说明的，本发明的进一步方面关注具有专用吊具或专用机械手设备(robot device) 79的输送轨道77。输送轨道77延伸至支柱51,并通过该支柱51来支撑。通过铰链87,输送轨道77连接于副输送轨道(subconveyor track)85,在使用中，该副输送轨道85能够在输送平台75上方以使得输送平台75沿与输送轨道77 —致地延伸的方式摆动。具有适当吊具80的机械手79能够在输送轨道77的上通过适当的驱动设备沿横向方向驱动。如图％所示，在使用中，副输送轨道85位于向下的位置，机械手79能够从输送轨道77移动到副输送轨道85，并且能够从副输送轨道85移动到输送轨道77。
[0141]图9a显示了集装箱是怎样堆栈在码头上的位于支柱51和53之间的缓冲区域97中的。该图显示了机械手设备79的吊具80如何从堆栈抓取集装箱88并将其提升到较高位置。图9b显示了该集装箱88如何通过机械手79移动到位于运载工具81上方的位置，在该位置，集装箱88被放置在运载工具81上。运载工具81设置在位于输送平台75上的纵向输送轨道93、94、95中的一个上，并能够沿着码头27的方向移动。运载工具81能够通过适当的驱动设备选择性地手动或自动地移动。通过运载工具81，集装箱在被吊具7装载到船只之前仍然能够在纵向方向上移动。这对于在船只上堆栈的集装箱沿码头27的纵向方向与缓冲区域中的堆栈不是完全匹配的情形是必须的。代替运载工具，也能够使用输送带，例如链式。
[0142]图9a和图9b显示当集装箱从缓冲区域移动到船只上的过程。显然，也能够以相反方向工作。
[0143]图9a也显示了集装箱83，集装箱83被吊具7 (图9a中未显示)夹持，并处于向上/向下移动的中间位置处，以将集装箱83放置在运载工具81上或者从运载工具81上提升。在输送轨道77的位置，该集装箱83和吊具7绝不能与副输送轨道85碰撞。因此，副输送轨道85处于及时围绕铰链87向上拉起的点，使得副输送轨道85并不处在集装箱83的路径上。
[0144]为了确保当集装箱83在输送轨道77的位置上时，副输送轨道85不处在吊具7和集装箱83的路径上，所述结构也可以被配置为使得副输送轨道85能够通过移动设备87’沿横向方向(与码头27成直角地)(参加图9c和图9d)缩回或伸出。当缩回时，副输送轨道85’并不位于运载工具81的上方，也不位于具有集装箱83的吊具7的路径上。当伸出时，副输送轨道85’位于运载工具81的上方，使得机械手79能够移动到运载工具81上方的位置处并能够在该位置装卸集装箱。
[0145]如图9e所示，作为提供副输送轨道的一种替换方式，也能够使用全方位AGV或者双向AGV以在输送平台移动货物，如图1lb所示。这些全方位或双向AGV能够在纵向方向和横向方向上移动，而不用改变其运输的货物的方位。其结果是，AGV可以在其能够接近吊臂的抓具的位置自身定位，并随后能够在纵向和横向方向上移动到能够接近横向输送轨道77的抓具79的位置。这种AGV的使用使铰链式或滑动式的副输送轨道成为多余。
[0146]图1Oa至图1Ob和图1la至图1lb通过示意性的俯视图和立体图说明了一些方面。能够清楚地看到，运载工具81能够沿着码头27在纵向方向上移动，以时码头侧上的堆栈和船只上的堆栈匹配。参考数字79表示为了装卸集装箱而位于在运载工具81上方的副输送轨道85上的位置处的机械手。参考数字79’表示位于缓冲区域97上方位置处的机械手。
[0147]图12表示已知的集装箱码头的整体视图。该码头具有缓冲区域2，该缓冲区域2基本上位于水侧路轨25和陆地侧路轨23之间，并位于起重机组件I的吊臂3a、3b以及固定臂13的下方。在缓冲区域2的后面，沿朝向陆地侧方向设置有堆栈区域4，并且能够在相邻的部分6装卸卡车。
[0148]海运船舶上的集装箱通常沿船只的纵向方向堆栈，也就是，集装箱的纵向轴线平行于船只的纵向轴线延伸。已知的STS起重机或起重机组件I从船只提升集装箱并将集装箱放置在缓冲区域2，而没有使其转向，也就是，集装箱的纵向轴线仍然平行于码头延伸。从缓冲区域2,集装箱被跨运车、牵引车或者正面吊运车(reach-stacker) 103运送到堆栈区域4中的储存场所。在该运送过程中，集装箱通常转动90°，使得其纵向轴线与码头成直角地终止。
[0149]图13a表示根据本发明的一个特定有益方面的实施方式，其中，STS (起重机)区域98、缓冲区域97、堆栈区域99以及卡车装载区域99’的大小相互匹配。在STS或起重机区域，也就是位于码头27和支柱51的外部结构之间的区域98中，只有少量的集装箱需要很小的纵向移动，并且这发生在输送平台上，在该实施例中，输送平台大约在码头水平面上方11至12米。
[0150]缓冲区域97、位于缓冲区域97后面的堆栈区域99以及卡车装载区域99’具有完全相同宽度，使得(在原则上)不需要另外的纵向移动。
[0151]以上描述的实施方式去除了转动集装箱的需要，也减少了集装箱移动的米数。其结果是，提高了集装箱码头的生产能力，并减少了能量消耗。集装箱更少的移动意味着更少的浪费空间，以及更少的损耗，更少的CO2排放和以及更少的细颗粒物排放，更少的噪声以及更少的安全风险。
[0152]集装箱码头上的集装箱主要通过机械手设备或高架的起重机79沿着输送轨道77输送。这具有以下优点:相对于移动的重量具有相对较低的自身重量，以及钢轨上的钢轮的滚动摩擦较低。用于提升和驱动的驱动机构是电力的，因此，节省了(石化)燃料，并导致更少的排放物，更少的CO2，更少的噪声，并且如果需要，可以为100%自动。
[0153]通过描述的有益的实施方式,卡车能够在区域99’中装载,而卡车无须进入到集装箱码头场所。另外，根据轨道的位置，能够通过相同的系统装载火车。
[0154]图13b和图13c表示在特定情况下装卸过程的示意图。由于每个集装箱在水平面和垂直面中的位置是已知的，并且根据可预先设定的相互成直角的路线和使用可预先设定的运送方式和速度来进行运送的距离，因此，集装箱码头上集装箱的运输能够完全自动化。相同平面上的交通从不交叉。图13d表示装卸过程的另一示意图。它类似于图13c的实施例，除了使运载工具沿环路(顺时针方向)移动，这有利地减少了两个运载工具相互阻挡的可能性。
[0155]装载过程和卸载过程能够通过一个STS起重机组件同时实现，这是最新一代的集装箱码头的重要需求。
[0156]将堆栈区域(77，79，79’)的运送系统整合到STS区域的输送平台75上方的结果是，全部集装箱都能够越过码头场地从船只卸载或装载到船只上，而不用使用其他运送设备，例如跨运车、码头牵引车以及AGV。这将导致更高的处理速度，更少的空间浪费，更短的距离，提高的安全性以及更少的污染影响。
[0157]图14显示了装置的总览图，通过该装置，集装箱能够从存储空间装载到卡车或者货物车厢，或者能够从卡车或者货物车厢上卸载。图14的实施方式中，输送轨道77不仅延伸到位于储存空间的上方的位置，而且还延伸到卡车能够行驶的路的上方。可以使用设置有吊具80的相同的机械手79进行装卸。
[0158]然而，在可选择的实施方式中，为了装卸的目的，设置有附加的机械手。这明显意味着这些机械手将必须与位于相同输送轨道77上的机械手79协调操作。为了实现装卸卡车的灵活过程，吊具80优选地配置为也能够与输送轨道77的方向成直角地移动，也就是，沿储存的集装箱的纵向方向和路上的卡车的行驶方向。
[0159]由于这些措施，能够节省大量的能量，并更快地装卸。另外，将产生更少的噪音，并能够提高自动化程度。
[0160]图15显示了位于缓冲区域97和堆栈区99之间的扫描区域100。图15中，扫描区域100形成横向带，该横向带设置有扫描轨道101。在当前的实施例中，扫描轨道101基本上纵向延伸，也就是，平行于码头。另外，扫描区域100中设置有集装箱检测系统102、103，在当前的实施例中，集装箱检测系统102、103为综合集装箱检测系统(Integrated ContainerInspection System)(ICIS)，参见图16和图17。以下的装置用作所述系统的一部分:VACIS(运载工具和货物检测系统(Vehicle And Cargo Inspection System))入口、用于福射监视(“福射入口监视(Radiation portal monitoring)”)的模块、OCR模块(集装箱自动识别)、以及“空车查看系统(Empty view system)”。[0161]在特别有利的一种变化体中，如果输送平台75全部或部分地位于水面29上方，并且其结果是，支柱51和53之间存在很少的或不存在堆栈空间，扫描区域100也能够基本上设置在输送平台的平面上，基本上位于支柱51和53之间或者靠近支柱51和53。然后，扫描区域100能够与输送平台75—体设置，特别是，输送平台75的纵向轨道93、94、95可以与扫描轨道101共用。
[0162]优选地，使用的是移动的扫描装置103。已知的移动扫描装置能够以每小时10到20km或更快的速度在集装箱上并沿着集装箱行驶，以产生完整的扫描结果，同时通过高速无线网络与中心的ICIS服务器通信。
[0163]根据本发明的一种实施方式，如果需要，扫描能够在三个单位高的集装箱堆栈上并沿着该堆栈进行。另外，进行扫描的区域100是无人操作的，因此，扫描过程中使用的辐射不会导致健康风险。
[0164]当处理少量的集装箱时，高架的起重机79能够沿着输送轨道77将集装箱从输送平台75提取，并将该集装箱直接以预定的行数(例如三个单位的高度)放置在扫描轨道101上。在这种情况下，缓冲区域97不需要暂时的储存。扫面后，集装箱通过高架的起重机79运送到堆栈点或堆栈区域99。
[0165]当处理大量的集装箱时，集装箱将被放置在缓冲区域97和扫描区域100中，并且扫描将在非高峰时段中继续。
[0166]移动的扫描装置103能够手动地、半自动地或者全自动地控制。高架的起重机79能够被设计为根据扫描轨道101上的固定方案和频率来放置集装箱(例如在晚上)，并在扫描后将集装箱运送到堆栈区域99。
[0167]优点是，根据轨道的数量和移动的扫描装置的数量，全部集装箱能够在被放置到堆栈区域之间被扫描。
[0168]已知的集装箱码头中，集装箱仅仅随机地扫描。在已知的集装箱码头中，被选中进行扫描的集装箱被卡车或其他码头运载工具驱动到固定的扫描装置。本发明，图15、图16以及图17显示的实施方式能够实际上检查全部的集装箱，从安全和追踪的角度，这是非常合乎需要的。
[0169]除了扫描，在码头的其他部件出现故障或紧急情形的情况下，横向扫描轨道101还能够用于沿纵向方向(也就是平行于码头)将集装箱从一个轨道移动到其他轨道，或者将集装箱从一个堆栈99移动到其他堆栈。
[0170]在船只的装载构成集装箱运输的重要部分的集装箱码头中，输送轨道101可以主要用于从堆栈到船只的集装箱的运输。这使得卸载和装载(所谓的双重循环)能够以最佳的方式进行。例如，如果输送平台75上的纵向输送轨道93、94、95用于将集装箱从船只运走，则纵向输送轨道101能够用于同时将其他集装箱运送到船只。然后，高架的起重机79和STS起重机组件35能够总是满载返回到那个时间点卸载过程发生的位置。
[0171]在横向扫描区域100，多个输送轨道101装配在铁路或起重机路轨(每个轨道两个)上，或者装配在嵌入的凹槽中，或者装配在平直的平台上，位于连接在一起的轮组上的高架的起重机将集装箱放下到所述平台上。其结果是，能够在纵向方向上移动集装箱。
[0172]移动扫描装置也在码头的纵向方向上沿着专用的、选择性地升高或凹入的轨道系统移动，根据需要，轨道的轨距能够适用于横向带上的输送轨道的数量，如图17所示。[0173]图18a至图18b示意地显示了运载工具810，运载工具810特别适用于用作输送平台75上的输送运载工具81，如图18c所示。运载工具810包括上部801 (适用于支撑集装箱)以及一个或多个底架(undercarriage) 802 (在当前的实施例中，三个底架)。每个底架802设置有发动机或用于移动底架的其他驱动设备，并包括两排纵向轮803 (在当前实施例中，一行具有三个轮)和两排横向轮804。纵向轮和横向轮相互垂直。
[0174]底架设置有升高和降低纵向的成排的轮803的设备。成排的轮803、804因此以使得底架802可以上下运动(沿着方向u)的方式设置在底架802上。当纵向成排的轮803降低时，底架向上移动(参见图18a (1))，纵向轮将支撑运载工具810。然后，运载工具能够在纵向方向上移动。当纵向成排的轮803升高时，底架将降低直到横向成排的轮804支撑底架(18a (2))。随后，运载工具准备好在横向方向上移动。
[0175]该一般原则的多个变化体是可能的。例如，可以保持纵向轮803相对于底架802固定，并使得横向轮804能够沿着方向u垂直移动。轮、排以及底架的数量是可以变化的。
[0176]运载工具810可由相对(与已知的AGV相比)轻质的材料制得，例如合成材料。特别是，上部801和/或轮可以用合成材料制得，以减少重量。和已知的全方位AGV不同，双向运载工具810的基本原理允许仅在两个基础方向上移动，并且例如没有对角运动，允许简单和稳健的设计。当运载工具重量减少时，输送平台75的结构上的损坏将减少，允许更低费用的结构。
[0177]图18c显示了位于输送平台750上的运载工具810，该输送平台上设置有用于纵向轮803的纵向导向装置811和用于横向轮的横向导向装置812。也可以在输送平台或导向装置中或导向装置上设置有电导体，以驱动运载工具810中的电机。在这种情况下，运载工具能够利用运载工具中的发动机来独立地并自动地移动，而不需要设置还必须定期充电的电池。
[0178]需要理解的是，本发明仅由附加的权利要求和其等同技术来限定。在本文和其权利要求中，动词“包括”和其词形变化以非限制意思使用，以表示包括该词下文的项目，但不排除未特别说明的项目。另外，通过不定冠词“任一”或“一个”指代的部件并不排除存在一个以上该部件的可能性，除非上下文清楚地要求必须是一个部件或仅有一个部件。因此，不定冠词“任一”或“一个”通常意味着“至少一个”。
【权利要求】
1.装卸起重机装置(35)，该装卸起重机装置(35)包括: 吊臂(37)，该吊臂(37)特别是横向伸出的吊臂，所述吊臂(37)用于使用连接到所述吊臂的抓具(7)从船只卸载货物或向船只装载货物；以及 横向输送轨道(77),该横向输送轨道(77)设置有用于在横向方向上向内陆移动卸载的货物并向船只移动待装载货物的输送设备； 其特征在于: 所述装置设置有适于支撑运载工具(81)的输送平台(75)，所述运载工具能够至少在所述横向方向上移动经过所述输送平台以移动货物，所述输送平台具有第一输送平台部(751)和第二输送平台部(752)，在第一输送平台部(751)，所述运载工具能够从所述抓具(7)接收货物并且所述运载工具上的货物能够被提供到所述抓具(7)，所述第二输送平台部(752 )用于将货物从所述运载工具提供到所述横向输送轨道(77 )的所述输送设备并用于将货物从所述横向输送轨道的所述输送设备接收到所述运载工具上。
2.根据权利要求1所述的装卸起重机装置(35)，其中，所述输送平台(75)部分地或全部地位于码头表面(21)或水面(29)上方。
3.根据权利要求1或2所述的装卸起重机装置(35)，其中，所述第一输送平台部(751)不与所述第二输送平台部(752)重叠。
4.根据上述任意一项权利要求所述的装卸起重机装置(35)，其中，所述吊臂(37 )通过铰接点(39)铰接地连接于臂(43)，所述臂(43)设置在至少一个陆地侧的导向装置(59)和一个水侧的导向装置(61)上，所述导向装置(59，61)通过各自的陆地侧和水侧的支柱(53，51)来支撑。
5.根据权利要求4所述的装卸起重机装置(35)，其中，所述第一输送平台部(751)很大程度地在水侧的支柱(51)的水侧上延伸，并且所述第二输送平台部(752)很大程度地在陆地侧的支柱(53)的陆地侧上延伸。
6.根据权利要求4或5所述的装卸起重机装置(35)，其中，至少一个支柱或一行支柱(51,53)设置在床(29’)中。
7.根据上述任意一项权利要求所述的装卸起重机装置(35)，其中，所述运载工具(81)为自驱动运载工具，例如从所述输送平台(75)提供电力的自驱动电动运载工具(810)。
8.根据上述任意一项权利要求所述的装卸起重机装置(35)，其中，所述运载工具(81)为自动导向运载工具AGV，优选地为全方位AGV或双向AGV (810)。
9.根据上述任意一项权利要求所述的装卸起重机装置(35)，其中，在靠近所述输送平台(75)的码头侧上设置有足够的空间，以用于堆栈舱口盖。
10.根据上述任意一项权利要求所述的装卸起重机装置(35)，其中，所述输送平台(75)设置有至少一个纵向输送轨道(93，94，95)，所述运载工具(81)能够在所述纵向输送轨道上移动。
11.根据权利要求10所述的装卸起重机装置(35)，其中，设置有至少两个纵向输送轨道(93，94，95)，并且其中，在至少两个输送轨道之间设置有能够控制的节点(96)，以将所述运载工具(81)从一个输送轨道转移到另一个输送轨道上。
12.根据上述具有至少两个横向输送轨道(77)的装卸起重机装置(35)的权利要求中的任意一项所述的装卸起重机装置(35)，其中，所述至少两个横向输送轨道(77)之间的车道宽度为船只的标准集装箱船舱宽度的整数倍。
13.根据上述任意一项权利要求所述的装卸起重机装置(35)，其特征在于，所述输送轨道(77 )设置有副输送轨道(85 )，在第一位置，所述副输送轨道(85 )基本位于所述输送平台(75)的上方，并且在第二位置，所述副输送轨道(85)使所述输送平台(75)上方的空间空闲。
14.根据权利要求13所述的装卸起重机装置(35)，其特征在于，所述副输送轨道(85)能够通过铰链(87)相对于所述横向输送轨道(77)枢转。
15.根据权利要求13所述的装卸起重机装置(35)，其特征在于，所述副输送轨道(85)能够通过移动设备(87’)在所述横向输送轨道(77)的纵向方向上移动。
16.根据上述任意一项权利要求所述的装卸起重机装置(35)，其特征在于，所述横向输送轨道(77)和/或副输送轨道(85)的所述输送设备包括具有用于抓取货物的抓具的机械手，所述机械手能够在所述轨道上移动。
17.集装箱码头，该集装箱码头包括: 根据上述任意一项权利要求所述的装卸起重机组件(35)，该装卸起重机组件(35)通过支柱(51，53)固定于码头(27)和/或床(29’)中； 缓冲区域(97)，根据码头表面(21)的存在，所述缓冲区域(97)能够位于支柱(51，53)之间或更深入内陆，以暂时存放货物； 堆栈区域(99)，该堆栈区域(99)能够基本上位于所述缓冲区域(97)的内陆侧上，以长期存放货物； 其中，所述装卸起重机组件(35)的所述横向输送轨道(77)配置为将货物从所述输送平台选择性地运送到所述缓冲区域(97)或所述堆栈区域(99)。
18.根据权利要求17所述的集装箱码头，所述集装箱码头还设置有用于向卡车装载货物并从卡车卸载货物的装卸区域(99’)，其中，所述输送轨道还配置为从所述装卸区域(99 ’)运出货物和向所述装卸区域(99 ’)运进货物。
19.根据权利要求17或18所述的集装箱码头，该集装箱码头还设置有扫描区域(100)，该扫描区域(100)设置有扫描设备(103)，该扫描设备(103)被配置为检查放置在其中的货物，其中，所述输送轨道还配置为从所述扫描区域运出货物和向所述扫描区域运进货物。
20.根据权利要求19所述的集装箱码头，其中，所述扫描区域(100)位于所述缓冲区域(97)和所述堆栈区域(99)之间。
21.根据权利要求19所述的集装箱码头，其中，所述扫描区域(100)基本上位于所述支柱(51，53)之间，并基本上处于和所述输送平台(75)相同的水平面。
22.根据权利要求19-21中任意一项所述的集装箱码头，其中，所述扫描区域(100)设置有至少一个扫描轨道(101)，以移动位于所述扫描轨道(101)上的货物和/或可移动的扫描设备(103)。
23.根据权利要求22所述的集装箱码头，其中，所述扫描轨道(101)被配置为在船只的装卸过程中使用，以将待装载到船只的货物提供到所述横向输送轨道(77)，同时，所述输送平台(75)的所述输送轨道(93，94，95)用于将从船只卸载的货物提供到所述横向输送轨道(77)，使得所述横向输送轨道的双重循环形式能够实现。
24.使用装卸起重机组件(35)卸载船只的方法，所述方法包括: 使用所述装卸起重机组件(35)的抓具(7)从船只提升货物； 将所述货物放置在位于输送平台(75)的第一输送平台部(751)上的运载工具(81)上； 将所述运载工具(81)移动到所述输送平台(75)的第二输送平台部(752)； 将所述货物从所述输送平台(75)直接地并选择性地移动到缓冲区域(97)、扫描区域(100)、堆栈区域(99)或装卸区域(99’)。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述货物从所述船只移动到位于所述输送平台(75)的纵向输送轨道(93，94，95)上的运载工具(81)上，其后，在被选择地移向更深的内陆之前，所述货物在纵向方向上被移动。
26.根据 权利要求24或25所述的方法，其中，该方法使用根据权利要求1-17中任意一项所述的装卸起重机(35)和/或根据权利要求17-23中任意一项所述的集装箱码头。
27.用于搬运货物的双向自动导向运载工具AGV(810)，所述双向自动导向运载工具包括沿纵向方向定位的纵向轮(803 )和沿横向方向定位的横向轮(804 )。
28.根据权利要求27所述的双向AGV(810)，其中，所述纵向轮(803)或所述横向轮(804)设置为能够伸缩，使得所述双向自动导向运载工具能够选择性地被所述纵向轮或所述横向轮支撑。
【文档编号】B65G63/00GK103459279SQ201280007749
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年2月3日 优先权日:2011年2月3日
【发明者】F·科赫 申请人:工程咨询F·科氏公司