集装箱控制装置、尤其是底部倾卸式集装箱的控制装置的制作方法

[0001]
本发明涉及货物装卸设备，尤其涉及集装箱控制装置，例如吊具，并且本发明用于接合、保持和移动集装箱以及用于卸载装运散装货物的集装箱，尤其是底部倾卸式集装箱(底部卸载集装箱)。


背景技术：

[0002]
用于接合和移动集装箱，包括大容量iso集装箱的装置是已知的，其被称为吊具。吊具可以允许执行附加操作，例如打开集装箱的盖子(舱口)以提供对其内容物的存取，以及通过使集装箱围绕基本上平行于集装箱的长边的水平轴线旋转或通过使集装箱倾斜来倾卸集装箱。
[0003]
因此，国际申请wo2013006141描述了一种进行集装箱接合和移动的吊具，所述吊具还包括盖接合装置，所述盖接合装置还包括扭锁和用于竖直移动所述扭锁的机构。所述扭锁与位于所述集装箱顶部的所述盖上的相应铸件接合，并且然后扭锁上部位置的竖直运动能够提升所述盖。所述吊具不会旋转集装箱；这一功能由其他装置执行，或者集装箱可以通过用另一附加装置抓取其内容物来进行卸载。显然，这种集装箱的卸载速度很低，而且，卸载需要使用附加的装置，因而需要额外的空间。
[0004]
申请au2017201522、wo2017196260描述了一种吊具，除了接合和提升位于集装箱顶部的盖子之外，所述吊具还对集装箱执行旋转，这样可以更快地卸载集装箱。为此，已知的吊具包括用于使集装箱绕基本上平行于集装箱的长边的水平轴线旋转的机构。这种吊具可以加速集装箱的卸载，并且不需要使用附加的装置或人工操作。
[0005]
专利ru2667206描述了一种吊具，除了接合和保持集装箱之外，所述吊具还通过使集装箱绕基本平行于集装箱短边的水平轴线倾斜并通过位于集装箱一端的舱口(门)倾卸货物来进行集装箱的卸载。在这种类型的常规吊具中，打开和锁定舱口(门)的操作是人工进行的，而不是借助于减慢操作速度的吊具机构。
[0006]
用于卸载并在常规吊具中实施的已知(包括上述方式)技术方案具有以下主要缺陷。
[0007]
首先，对吊具结构的刚度和耐用性有更严格的要求，由于需要额外的加强构件和将集装箱保持在部分或完全翻转(倾斜)位置的构件，吊具结构的设计变得更复杂。作为集装箱工业标准的接合和保持机构(扭锁)的使用也是不是显而易见的，因为它们为沿扭锁的纵向轴线作用载荷而设计，而不是设计成用于弯曲(破坏)载荷。
[0008]
此外，对集装箱结构的刚性和耐久性也有更严格的要求。国际集装箱安全公约(csc)的要求(日内瓦，1972年12月2日)和相应的iso标准不包含用于测试集装箱配件和框架在集装箱倾斜或旋转时作用载荷的规范以及方法。这可能导致需要耗费劳动力，并且需要长期开发和批准这种规范和测试方法，或者如果不能获得这些规范和方法，则可能导致限制对这种集装箱的使用。
[0009]
此外，没有通用吊具可以用于装卸不同尺寸并且具有不同的货物重心位置的集装
箱。如果集装箱高度改变，和/或装卸具有不同堆密度，以及相应地，集装箱内的重心位置不同的货物，则经常需要设置和应用不同的吊具。
[0010]
常规吊具的另一个缺点是当装卸通过底部而不是通过上盖或位于一端的舱口(门)卸载的新式集装箱时，吊具的功能有限。这种新式集装箱的一个例子是根据专利ru2673991的集装箱。新式集装箱的特征在于，在集装箱箱体的下部布置有用于倾卸货物(或底部卸货)的可打开及可固定的舱口(门)。如果使用传统的吊具，则解锁、打开、关闭和锁定位于集装箱下部的门将需要附加的设备，或者当前更可能使用劳动力，这将是已知的困难。
[0011]
因此，存在的一个任务是提供一种能够装卸所述底部倾卸式集装箱的吊具，并且不仅能接合、保持和移动底部倾卸式集装箱，而且能操纵这种集装箱的舱口，即确保解锁、打开、关闭和锁定舱口。在这种意义上，根据本发明的吊具也可以称为集装箱控制装置，因为它提供了附加功能，这些附加功能通常不是本领域已知吊具的特征。在本申请的框架内，术语“吊具”和“集装箱控制装置”应被认为是等同的。


技术实现要素：

[0012]
本发明的目的在于消除常规吊具的缺点，并开发一种集装箱控制装置，所述装置能够接合、保持和移动集装箱，以及操纵底部倾卸式集装箱的舱口(门)，包括通过仅使用所述装置的机构(在下文中也称为“吊具”)以全自动模式进行操纵。
[0013]
所要求保护的吊具至少执行以下主要功能：
[0014]
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为了移动集装箱，接合并保持任何种类的集装箱，包括标准iso集装箱，例如20英尺集装箱；
[0015]
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控制底部倾卸式集装箱的舱口(门)。通常，可以通过底部倾卸式集装箱的舱口执行以下操作：解锁、打开、关闭、锁定所述舱口。所述舱口通过牵引杆而运动；所述牵引杆的一端附接到所述舱口，而另一端优选地被引出到集装箱的上部，并且可以借助于适于此目的连接器(特别是标准集装箱配件)连接到布置在吊具中的致动器以用于执行这些操作。
[0016]
在集装箱高度、舱口尺寸和形状、集装箱内的货物特性、货物分布等发生大范围变化的情况下，这些功能可以由所要求保护的吊具来实现。
[0017]
为了解锁、打开、关闭和锁定所述舱口，通过作用于所述牵引杆而移动舱口；移动距离可能很大并且可能超过1.7米。在通常的方法过程中，即当致动器沿所述吊具的横向侧竖直布置时，所述吊具可以很高，高达2米或更高，由于许多原因，这不是所期望的。
[0018]
因此，本发明要解决的其他任务是提供所提出的吊具的紧凑结构，首先是它的高度。
[0019]
最后，在所要求保护的吊具的结构中提供的另一性能是可通过将两个吊具悬挂在特殊的横梁上而同时操作这两个吊具，这将使工作效率提高两倍。由于要求保护的吊具中使用的结构构件的布置以及所述结构构件相应的选择，吊具结构不会以任何方式构成阻碍。
[0020]
本发明的技术效果是：扩大了用于接合、保持和移动集装箱以及控制集装箱卸载的工程工具的范围；提供底部倾卸式集装箱的可能性；使卸载这种集装箱的过程自动化、简化和加速。
[0021]
通过集装箱控制装置或吊具解决了设定的任务并实现了所述的技术效果，所述装置或吊具包括框架，所述框架具有将集装箱安装在面的标准装置，例如，用于接合和保持集装箱的扭锁、致动器、具有附加接合装置的可移动接合机构、以及连接所述致动器与所述可移动接合机构的力传递装置。所述致动器和所述力传递装置可以基本上沿着所述框架的长边设置，而所述可移动接合机构基本上设置在所述框架的短边上。在此，所述致动器被构造成主要在垂直于所述框架平面的方向上，即在竖直方向上，将往复运动施加到可移动接合机构，包括超过吊具的尺寸(所述框架的轮廓、下平面)。
[0022]
所要求保护的集装箱控制装置可以与任何常规集装箱一起使用，并且尤其旨在用于具体在专利ru2673991中所描述的底部倾卸式集装箱的自动控制。
[0023]
关于保持和移动集装箱，所述吊具与大多数类似的解决方案没有区别，并且所述吊具包括其上布置有扭锁的装载框架、致动器装置(液压或电动)以及用于控制、发信号和与操作者通信的适当装置。
[0024]
关于操纵集装箱的舱口，首先，所述吊具设置有用于操纵所述集装箱的舱口的专用装置，以捕获和保持舱口控制牵引杆。此装置(可移动接合机构)包括用于连接到所述集装箱的舱口的连接杆的附加接合装置(例如扭锁)，并且所述装置能够在平行于所述集装箱的端壁的平面中相对于所述吊具移动超过吊具高度的距离，为此目的，可移动接合机构通过柔性负载连接(缆线、链条)固定到所述致动器上。
[0025]
所述致动器可以实现为电机和液压驱动器，如果需要的话，可以实现为具有齿轮箱。所述致动器可以直接设置在可移动接合机构上方，位于所述吊具端框架中或吊具的中部。优选地，所述致动器经由力传递装置(例如，旋转块)连接到位置更靠近所述吊具中部的线性动力机构(例如，液压缸)上，力从所述线性动力机构传递到与所述可移动接合机构连接的缆线(或链条)上。
[0026]
通过使用力传递装置将由致动器提供的主要在水平面(平行于集装箱的长边的框架平面)中的往复运动转换成可移动接合机构主要在竖直面(垂直于框架平面、垂直于集装箱的长边)中的往复运动，可以实现高度小的所要求保护吊具，并且在不使用附加装置的情况下，包括舱口处于高载荷的情况下，确保操纵底部倾卸式集装箱的舱口所需的力的传递。显然，附加配备有致动器、力传递装置和可移动接合机构的吊具能够使控制底部倾卸集装箱的过程完全自动化，消除了使用劳动力的需求，并且因此加速了倾卸这种集装箱的过程。
[0027]
此外，在集装箱控制装置的优选实施例中，解决了设定任务并且实现了所述技术效果，根据所述装置：
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所述吊具包含设置在所述框架上的配件，用于直接地或通过中间框架(横梁)将所述吊具安装或悬挂在起重机设备上；
[0029]
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所述致动器是液压驱动器并且包括至少一个液压缸，而所述液压驱动器可以基本上位于所述框架的中部；
[0030]
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所述吊具还包括用于控制所述致动器和/或所述扭锁以安装到集装箱配件中的控制单元；
[0031]
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所述控制单元包括用于液压致动器的压力产生装置。可替代地，所述控制单元可以包括例如从起重机设备为液压驱动装置供应压力的装置；
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所述力传递装置可以是缆线-滑块机构，更优选地，所述缆线-滑块机构包括滑
轮组；
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所述可移动接合机构包括旋转机构，并且所述附加接合装置是与集装箱的配合部接合的扭锁。
[0034]
下面，将参考附图详细描述本发明及其相对于已知类似解决方案的优点。
附图说明
[0035]
图1示出了根据本发明的集装箱控制装置。
[0036]
图2示出了根据本发明的集装箱控制装置，所述装置具有延伸的可移动接合机构。
[0037]
图3示意性地示出了将集装箱控制装置安装到集装箱上。
[0038]
图4示出了安装在集装箱上的集装箱控制装置。
[0039]
图5示意性地示出了使用所述集装箱控制装置来控制集装箱的舱口。
具体实施方式
[0040]
图1和图2示意性地示出了要求保护的集装箱控制装置或吊具1，并且包括上面安装有扭锁3的框架2、致动器4、可移动接合机构5以及连接致动器4与可移动接合机构5的力传递装置。
[0041]
与常规吊具和其它移动集装箱的装置类似，扭锁3用于接合和保持集装箱6，并且可以插入到集装箱的相应配件7中，这些配件位于集装箱6的顶部(图3)。为了方便将扭锁3与集装箱的配件7配合，可以在框架2上额外安装轨道(图中未示出)。
[0042]
如在下文所描述，致动器4旨在移动可移动接合机构5，并且相应地操纵集装箱6的舱口。致动器4可以是任何已知的致动器，例如，电致动器、磁致动器、液压致动器等。考虑到对集装箱装卸装置的高要求，例如所提供的动力和可靠性，致动器4优选地实现为液压驱动器。在这种情况下，致动器4可以包括一个或多个液压缸，这取决于其必须提供的动力以及由所要求保护的吊具1控制的集装箱的总体尺寸。
[0043]
优选地，如图1和图2所示，致动器4基本上沿着(平行于或接近平行于)框架2的长边设置，并且分别沿着集装箱1的长边或水平设置。首先，这确保了所要求保护的集装箱控制装置的设计紧凑。其次，致动器4的这种布置使其能够比致动器4例如竖直地设置在吊具1的端侧时更大，并且致动器4的尺寸大还意味着其能够提供更高的动力，从而增加其可靠性。此外，如图1和图2所示，将致动器4基本上布置在框架2的中部是合理的，以确保吊具1的最佳平衡以及确保足够的空间来容纳框架2上的力传递装置。
[0044]
可移动接合机构5构造成与用于控制舱口的相应装置接合，该用于控制舱口的相应装置控制集装箱6的舱口8的位置(图5)。为此，可移动接合机构5可包括例如附加扭锁9，并且优选地包括旋转机构10(图2)，旋转机构10用于当附加扭锁9与用于控制舱口8的装置配合时旋转附加扭锁9，以将附加扭锁9与用于控制舱口8的装置互锁。
[0045]
这些用于控制舱口8的装置可以是牵引杆11，牵引杆11的第一端连接到相应的舱口8，而第二端接合可移动接合机构5。这种接合例如可以通过位于牵引杆11的第二端的附加扭锁9和配合配件(图中未示出)来实现。
[0046]
可移动接合机构5位于框架2的短边或端侧上，这使得能够将可移动接合机构5布置成尽可能靠近用于控制集装箱6的舱口的装置。
[0047]
由于致动器4和可移动接合机构5的移动方向基本上相互垂直，所以连接致动器4与可移动接合机构5的力传递装置应当确保力施加方向的改变。为此，力传递装置可以通过本领域技术人员已知的任何方法实现，例如，可以是缆线-滑块机构。
[0048]
作为示例，图1示出了缆线-滑块机构形式的力传递装置的实施例，该装置至少包括缆线12(或链条或其它合适的装置)和辊轴机构13(或滑块)。缆线12的一端连接到致动器4，并且另一端连接到可移动接合机构5；并且辊轴机构13用于改变所述移动方向。此外，尤其是当与大的、重负载的集装箱6一起工作时，缆线-滑块机构还可以包括滑轮组(图中未示出)，该滑轮组允许增加所传递的力，或者更优选地允许提升可移动接合机构5的运行(当使用返回滑轮组时)。
[0049]
因此，根据本发明，可移动接合机构5基本上在垂直于框架2的平面的竖直方向上移动，接合控制舱口的配合配件，并将力从致动器4传递到集装箱6的舱口8。为了便于观察，图2示出了在延伸位置的可移动接合机构5，可移动接合机构5延伸超过框架2的下平面的边界，可移动接合机构5的该位置可对应于舱口8的最大开口。如图1所示，很清楚，例如当关闭舱口8时，可移动接合机构5也可升高到框架2的下平面上方。
[0050]
此外，力传递装置可确保不仅将往复运动从致动器4传递到可移动接合机构5，而且还可以将力传递到旋转机构10，以提供附加扭锁9的旋转运动，附加扭锁9用于接合牵引杆11的第二端的配合配件。可替代地，旋转机构10本身可以是确保扭锁9的旋转运动的驱动器，在任何情况下，这都能够使操纵集装箱6的舱口8的过程自动化。
[0051]
框架2可以附加地容纳控制单元14，该控制单元用于致动器4和扭锁3的驱动器以接合和保持集装箱6。特别地，如果致动器4是电动致动器或磁性致动器，则控制单元14可以是发电机，或者例如是外部供电的配电板。如果致动器4是液压致动器，则控制单元14可包括用于液压致动器的压力产生装置，或者可简单地包括从外部(例如从外部压缩机)为液压致动器供应压力的装置。此外，控制单元14本身或其他附加装置可包括用于监测、故障检修、控制吊具1、与操作员或其它外部设备通信的电子系统。
[0052]
与致动器4类似，优选的是，力传递装置基本上沿着框架2的长边设置(平行于长边或接近平行位置)，因此沿着集装箱6的长边设置或者水平设置。这确保了吊具1的紧凑性，并且还能够将高动力(力)传递至舱口8，并且确保了所要求保护的集装箱控制装置的可靠性。
[0053]
所要求保护的集装箱控制装置可以通过任何已知的方法，例如通过附加扭锁15，直接悬挂在起重机或其它用于提升和移动货物的传统装置上。
[0054]
对所要求保护的集装箱控制装置进行如下操作。
[0055]
吊具1例如通过框架2或附加扭锁15悬挂(安装)在起重机或其它用于提升和移动货物的传统装置上。
[0056]
然后，吊具1移动到集装箱6(图3)并下降到集装箱6上(图4)。扭锁3与集装箱6顶部的配件7接合，并且它们的接合通过例如旋转机构10旋转扭锁3而锁定。
[0057]
在锁定扭锁3和配件7之间的接合之后，起重机或用于提升和移动货物的装置可以移动吊具1和附接到吊具1的集装箱6。
[0058]
为了打开和关闭集装箱6的舱口8，例如，当倾卸集装箱6时，通过使用致动器4和力传递装置，将可移动接合机构5移动到配合的舱口控制器，并使它们相互接合。可移动接合
机构5的进一步移动导致配合舱口控制器的移动，并且相应地导致舱口8的移动。
[0059]
例如，如上所述，可移动接合机构5包括旋转机构10和附加扭锁9，并且用于控制舱口的配合装置包括配合配件(图中未示出)和连接配合配件与舱口8的牵引杆11。致动器4通过力传递装置(包括例如线缆12和辊轴机构13)将可移动接合机构5移动到配合配件，使附加扭锁9进入配合配件。此外，旋转机构10旋转附加扭锁9(例如，通过内置驱动器，或通过从致动器4传递相应的力，或其可以人工完成)，使附加扭锁9接合配合配件。然后，可移动接合机构5的向上或向下移动引起配合配件的类似移动，通过这种方式，拉杆11相应的向上或向下移动控制舱口8的打开和关闭。
[0060]
应当注意，为了打开舱口8，可能需要连接杆11的简单单向向下移动，或者更复杂的移动，例如首先连接杆11向上进行小长度的位移，然后再向下进行较大长度的位移。例如，当舱口8应当被略微提升以首先解锁时，并且仅在舱口8能够通过向下移动牵引杆11而被打开之后，可能需要牵引杆11的这种两阶段移动。显然，可通过使用致动器4和/或控制单元14来实现使可移动接合机构5移动以解锁、打开、关闭和锁定舱口8所需的任何算法。
[0061]
此外，通过使用致动器4和/或控制单元14，还可以实现附加或服务功能，例如通过向舱口8或整个集装箱6施加低频振荡来清洁舱口8或整个集装箱6，这容易通过本领域技术人员在使用所要求保护的集装箱控制装置时已知的方法来实现。
[0062]
因此，所要求保护的集装箱控制装置能够显著地扩展用于接合、保持、移动和卸载集装箱的传统吊具的功能，确保卸载底部倾卸式集装箱的可能性，并且使倾卸这种集装箱的过程自动化、简化和加速。