一种高架桥式集装箱起重机及作业方法与流程

本发明涉及港口集装箱堆场的起重机领域，特别涉及一种全自动化港口集装箱堆场的高架桥式集装箱起重机用作业方法。

背景技术

目前国内外的全自动化港口集装箱堆场的装卸作业均采用轮胎式集装箱龙门起重机(rmg)，如图1所示。rmg大车1体积大重量大，移动较迟缓；rmg小车02安装在大车01顶部，大车01每一次移动仅能运送一个集装箱03；事实上，大车01本身就是一台能够移动的龙门架，小车02就是安装在龙门架横杠上，可沿横杠滑动的吊车，大车01每一次移动只能通过小车02完成装箱或卸箱其中一个操作，无法实现边装边卸；且大车01移动过程中，需考虑集装箱的防摇问题。在rmg中，起重机体积大，重量大，占用大量堆场空间，运行过程相对缓慢；rmg的一次作业过程仅能运送一个集装箱01，单次作业量少；rmg的每一次移动，仅能完成装箱或卸箱中的一个操作，不能同时进行装箱和卸箱操作；rmg移动过程中，会产生集装箱的摇晃问题，为减少集装箱摇晃带来的损失，需配套相应的防摇方案。在以上因素的影响下，rmg的作业效率受限，堆场作业效率受到影响。

技术实现要素：

本发明针对rmg的作业效率受限，堆场作业效率受到影响，提供一种全自动化港口集装箱堆场的高架桥式起重机及作业方法。

本发明实现其技术目的技术方案是：一种高架桥式集装箱起重机，包括大车和小车；还包括沿与码头岸线垂直方向布置的至少两条高架轨道，所述的大车为内部可容纳多个集装箱的大箱体结构，所述的大车两端通过行走机构沿高架轨道移动，所述的小车沿纵向安装在大车顶部的小车轨道滑动；所述的大车底部具有能切换打开状态和关闭状态的封底机构，所述的打开状态时向两边打开供小车吊装集装箱进入大车内，所述关闭状态时向中间夹紧支撑集装箱。

提供一种全自动化港口集装箱堆场的高架桥式集装箱起重机，能够极大提高堆场作业效率。

进一步的，上述的高架桥式集装箱起重机中：所述的集装箱摆放时的长度方向与大车长度方向平行。

进一步的，上述的高架桥式集装箱起重机中：所述的高架轨道沿与码头岸线垂直方向布置。

进一步的，上述的高架桥式起重机中：所述的小车轨道两侧外部设置有外栅栏，顶部设置有钢丝绳。

进一步的，上述的高架桥式起重机中：所述的封底机构包括液压缸、过渡连杆、固定连杆、封底曲柄；所述的液压缸内，液压滑块的自由端与过渡连杆通过转动副连接，固定连杆与外栅栏连接作为固定转动副，过渡连杆的另一端与封底曲柄的一端固定连接，过渡连杆驱动封底曲柄绕固定连杆转动，实现封底曲柄在平行于外栅栏和垂直于外栅栏之间摆动，封底曲柄垂直于外栅栏时，两端横跨大车底部。

进一步的，上述的高架桥式起重机中：还包括夹紧曲柄、大刚度弹簧和橡胶触头；所述的大刚度弹簧安装于夹紧曲柄前端，橡胶触头安装于大刚度弹簧顶端；过渡连杆驱动夹紧曲柄绕固定连杆转动，实现在夹紧曲柄与所述的封底曲柄同步摆动，在封底曲柄上支撑有集装箱时，夹紧曲柄上的大刚度弹簧和橡胶触头从一侧与集装箱侧面接触挤压形成夹紧集装箱的机构。

本发明还提供一种根据上述高架桥式起重机的作业方法，所述的作业方法包括装箱作业、卸箱作业和装卸作业三个作业模式：

所述的单一装箱作业包括以下步骤：

步骤a1：初始时大车内空载，大车移动至目标装箱位置；

步骤a2：封底夹紧机构打开；

步骤a3：小车吊具降落，起吊集装箱至大车内；

步骤a4：封底夹紧机构关闭，小车吊具离开集装箱并回升至顶端；

步骤a5：若箱体空间有剩余，重复上述作业；

步骤a6：大车内满载，封底夹紧机构关闭；

所述的单一卸箱作业包括以下步骤：

步骤b1：初始时大车内满载，大车移动至目标卸箱位置，小车吊具降落；

步骤b2：封底夹紧机构打开；

步骤b3：降吊大车内集装箱至目标位置；

步骤b4：吊具离开集装箱并回升至顶端；

步骤b5：若大车内仍剩余集装箱，重复上述作业；

步骤b6：大车内无集装箱剩余，封底夹紧机构关闭；

所述的边装边卸作业包括以下步骤：

步骤c1：初始时大车内装有集装箱，但并未满载，大车移动至目标位置；

步骤c2：封底夹紧机构打开；

步骤c3：小车吊具降落，降吊大车内集装箱至目标位置；

步骤c4：卸箱完成后，吊具起吊目标位置集装箱至大车内，完成装箱；

步骤c5：封底夹紧机构关闭，吊具离开集装箱并回升至顶端。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为现有轮胎式集装箱龙门起重机(rmg)示意图。

图2为本发明需应用的特定堆场布置方案示意图。

图3为本发明的一种全自动化港口集装箱堆场的高架桥式起重机大车主视图。

图4为本发明的一种全自动化港口集装箱堆场的高架桥式起重机大车俯视图。

图5为本发明的一种全自动化港口集装箱堆场的高架桥式起重机大车左视图(剖视)。

图6为本发明的封底夹紧机构原理示意图。

图7为本发明的封底夹紧机构的俯视图(关闭状态)。

图8为本发明的封底夹紧机构的主视图(关闭状态)。

图9为本发明的封底夹紧机构的右视图(关闭状态)。

具体实施方式

参见图2，本实施例是高架桥式起重机特定的堆场布置方案：沿与码头岸线垂直方向布置多条高架轨道2，大车4通过行走机构3沿高架轨道2移动，集装箱1摆放方向需与大车长度方向平行，小车5安装在大车4内部，通过沿高架轨道移动，大车4体积显著减小，运动更灵活。

参见图3、图4、图5，本实施例提出的一种全自动化港口集装箱堆场的高架桥式起重机大车。大车4设计为大箱体结构，十二根方钢，四根长的方钢和八根短的方钢，焊接成一个六面体，前后两面采用安装外栅栏7，上面设置小车轨道6，下面是一种可以开合的封底机构8，合起来时可以支撑放在大车里面的集装箱1，分开后，小车5可以将集装箱1吊入，在大车4内部可容纳多个集装箱，显著增加了起重机单次作业量；

如图3所示，大车4两侧为大车行走机构3；大车内部顶上安装小车轨道6，小车轨道6分为两侧，大车4底部与大车行走机构3连接，顶部由钢丝绳9连接，避免产生轨道变形而影响使用，小车5可在小车轨道6内沿大车4内长度方向左右移动，完成集装箱作业——将集装箱1起吊至大车4内，或将大车4内集装箱1降吊至堆场，即装箱或卸箱；小车轨道6外侧安装外栅栏7，起到挡护作用；在大车4底部安装封底机构8，共安装同向8套封底机构，大车前后两侧各4套。

参见图6，本发明的封底机构8实际上为一种通过液压驱动滑块水平运动引起异形曲柄转动的曲柄滑块机构。封底机构及夹紧机构均采用此原理，由转动的曲柄执行封底和夹紧动作。机构的打开状态a及关闭状态b如图6所示。

参见图7、图8、图9，本发明的封底机构8由两个部分组成，一是封底机构，用于支撑装入到大车4内的集装箱1，一是夹紧机构，在集装箱1装入到大车内以后，从两侧夹紧集装箱1，防止集装箱1在大车内晃动。驱动装置采用液压缸800，通过液压滑块801的水平运动驱动封底机构和夹紧机构；如图7所示，夹紧机构包含作为驱动装置的液压缸800、过渡连杆802、固定连杆804、夹紧曲柄803、大刚度弹簧806及橡胶触头807，大刚度弹簧806安装于夹紧曲柄803前端，橡胶触头807安装于大刚度弹簧806顶端，过渡连杆802与液压滑块801通过转动副连接，固定连杆804与外栅栏7连接作为固定转动副，由液压滑块801的水平移动驱动过渡连杆802转动，过渡连杆802驱动夹紧曲柄803绕固定连杆804转动，本实施例中，在液压缸800内，液压滑块的行程与夹紧曲柄803从平行于外栅栏7摆动到垂直于外栅栏7对应；封底机构包含同一个液压缸800作为驱动装置、同一个过渡连杆802和固定连杆804及可以横跨大车4底部的长的封底曲柄809穿过大车4前后的长的封底曲柄809，过渡连杆802与液压滑块801通过转动副连接，固定连杆804与外栅栏连接作为固定转动副，由液压滑块801的水平移动驱动过渡连杆802转动，过渡连杆802驱动封底曲柄809绕固定连杆804转动。本实施例中，封底机构和夹紧机构合并组成一套封底夹紧机构，在集装箱1装入大车内时，支撑和夹紧集装箱1.

本实施例中，封底夹紧机构通过绕固定连杆804的转动，在作业中反复切换打开状态及关闭状态：

(1)打开状态：当小车5吊具与集装箱1连接或正进行装卸作业进行时，封底夹紧机构处于打开状态，此时封底曲柄809及夹紧曲柄804均平铺于外栅栏7外侧，与集装箱1无接触。

(2)关闭状态：当小车吊具与集装箱无连接或装卸作业结束时，封底夹紧机构处于关闭状态，此时封底曲柄809与集装箱1底部接触，承载集装箱的重量，夹紧曲柄803的橡胶触头807与集装箱1侧面接触，当大车4移动时，两侧橡胶触头807通过弹簧806缓冲，弹性控制集装箱1在大车箱体内的水平移动及摇晃。

封底夹紧机构配合大车与小车，能够实现边装边卸，并能有效防止集装箱摇晃。

参见图3、图4、图5，本发明的高架桥式起重机提供一种作业方法，具有三种工作模式，包括以下步骤：

一、单一装箱作业时：

步骤1：初始时大车内空载，大车移动至目标装箱位置；

步骤2：封底夹紧机构打开；

步骤3：小车吊具降落，起吊集装箱至大车内；

步骤4：封底夹紧机构关闭，吊具离开集装箱并回升至顶端；

步骤5：若箱体空间有剩余，重复上述作业；

步骤6：大车内满载，封底夹紧机构关闭，吊具离开集装箱并回升至顶端；

二、单一卸箱作业时：

步骤1：初始时大车内满载，大车移动至目标卸箱位置；

步骤2：封底夹紧机构打开；

步骤3：小车吊具降落，降吊大车内集装箱至目标位置；

步骤4：吊具离开集装箱并回升至顶端；

步骤5：若大车内仍剩余集装箱，重复上述作业；

步骤6：大车内无集装箱剩余，封底夹紧机构关闭；

三、边装边卸作业时，以同一目标位置先卸后装举例：

步骤1：初始时大车内装有集装箱，但并未满载，大车移动至目标位置；

步骤2：封底夹紧机构打开；

步骤3：小车吊具降落，降吊大车内集装箱至目标位置；

步骤4：卸箱完成后，吊具起吊目标位置集装箱至大车内，完成装箱；

步骤5：封底夹紧机构关闭，吊具离开集装箱并回升至顶端。

本发明的一种全自动化港口集装箱堆场的高架桥式起重机适用于全自动化港口集装箱堆场，可显著增加堆场空间利用率，提高堆场作业效率，降低防摇成本。