用于负载处理设备的抓具和起重机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于负载处理设备的抓具。在本发明的上下文中，起重机指的是能够在人和/或自动控制下举起和处理诸如集装箱的负载的设备。本发明的一个具体应用是对待处理的负载或待处理负载周围的物体的距离测量。
【背景技术】
[0002]大多数国际货物运输通过集装箱进行。集装箱是标准形状的运输单元，在运输期间，货物被包装在该运输单元中。典型地，集装箱在长度上具有20英尺、40英尺或45英尺三种不同的尺寸。集装箱约为2.5米宽。
[0003]在集装箱码头(在港口或内陆)通过特别的集装箱起重机处理集装箱，该集装箱起重机包括轨道式龙门起重机(RMG起重机)和轮胎式龙门起重机(RTG起重机)。集装箱港口的轨道式龙门起重机的一种特别类型是船到岸起重机，该船到岸起重机用于将待卸载的集装箱从船上举起到码头上，并且对应地用于将带到码头的集装箱装载到集装箱船上。
[0004]为了处理集装箱，集装箱起重机典型地具有特殊的集装箱抓具(散布机)，该集装箱抓具被安装在集装箱起重机上，以抓取和举起集装箱。可以根据正在处理的集装箱的长度改变散布机的长度。
[0005]当处理集装箱时，集装箱典型地一个被装载到另一个的顶部或从一个堆栈搬运到另一个堆栈。集装箱的堆叠需要非常精确。堆栈可以具有多个集装箱，例如5个，因此，在堆叠集装箱中的不精确可能导致整个堆栈倒塌，并由此危及堆栈周围的工作人员和设备。
[0006]当处理集装箱时，抓具可以经受来自各种来源的振动和撞击。例如当抓具被放置在集装箱的顶部上并且抓取集装箱时，典型地产生振动和撞击。振动和撞击使得集装箱的具有足够精度的就位变得复杂。另一方面，减弱振动可能需要很长时间，这推迟了集装箱处理，并且降低了处理的效率。可能在约1000m/S2的加速度、即约100G下发生撞击。
[0007]起重机操作日益自动化，以加速集装箱处理。在自动化集装箱处理中，驾驶员可以在起重机驾驶室中或例如从办公室通过远程连接在显示器上监视该处理。驾驶员不需要一直监视该处理，但是当需要驾驶员注意时，自动系统可以警告驾驶员。由于驾驶员与待处理的集装箱没有直接的视觉接触，因此，关于集装箱处理的效率，用于自动处理的设备的精确操作和可靠性是基本方面。自动设备的维修或故障导致在起重机操作中的服务中断，并且阻止对集装箱的处理。从起重机所有者的观点，服务中断是昂贵的，并且例如在起重机码头导致集装箱处理的积压。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的一个目的是提供一种方法和实现该方法的设备，从而可以缓解或解决至少一个上述问题。本发明的目的通过一种抓具和一种起重机实现，该抓具和该起重机的特征由独立权利要求给出。从属权利要求中披露了本发明的优选实施例。
[0009]根据本发明的一方面，用于负载处理(搬运，装卸)设备的抓具包括光学测距装置和紧固装置，该紧固装置以柔性方式将该光学测距装置紧固至该抓具。向抓具的柔性紧固减小了从抓具指向光学测距装置的力，这使得能够防止测距装置的故障。由于光学测距装置被连接至抓具，因此该测距装置靠近待处理的诸如集装箱的负载，因此可以使用抓具精确地实现对集装箱的处理。尽管多个集装箱的移动产生冲击式负载，但柔性紧固降低了光学测量装置的振动，也使集装箱处理中的基本上恒定水平的精度能维持很长时间。
[0010]根据一个方面，诸如悬臂式起重机、桥式起重机、集装箱起重机或龙门起重机的起重机包括根据本发明的任一方面的抓具。由于光学测量装置的柔性紧固，可以减少起重机服务中断的次数，这增加了起重机的处理效率。另外，根据该方面的起重机使得能在诸如集装箱的负载的处理中实现根据一方面的抓具的优点。
[0011 ] 下面的说明中公开了其它优点。
【附图说明】
[0012]现在将结合优选实施例并参考附图更加详细地说明本发明，在附图中:
[0013]图1示出使用根据一实施例的抓具的负载处理，该抓具具有紧固在其上的光学测距装置；
[0014]图2示出根据一实施例的抓具部分，该抓具部分包括用于将光学测距装置紧固至抓具的紧固装置；
[0015]图3a、3b和3c示出根据一实施例的用于将光学测距装置紧固至抓具的紧固装置；
[0016]图4是光学测距装置的紧固的3D视图；
[0017]图5a和5b是从光学测距装置的紧固的下方看到的2D平面视图；
[0018]图6示出使用根据一实施例的抓具的负载处理；
[0019]图7示出根据一些实施例的挡雨板；和
[0020]图8示出用于调节根据本发明的挡雨板的开口的可移动的板。
【具体实施方式】
[0021]在该应用中，可以根据重力的方向确定向上和向下方向。因此，向下指的是重力、即地球引力作用的方向。因此，向下的表面例如底面朝向地面或搁在地面上结构、例如地板。相反地，向上指的是与重力作用的方向相对的方向。因此，向上的表面、例如顶部表面朝向远离重力的作用方向的方向。当通过抓具处理集装箱时，通常至少沿着竖直的方向处理该集装箱，在该情况下，当集装箱被堆叠在地面或另一集装箱顶部上时，该集装箱被降低，当集装箱被抓住并且被向上举起以将其运送到新的位置时，该集装箱被举起。
[0022]多个实施例披露了一种用于负载处理设备的抓具。该抓具具有光学测距装置和将该光学测距装置以柔性方式紧固至抓具的紧固装置。由于柔性紧固，现在可以实现抓具的自动化和/或包括该抓具的负载处理设备的自动化，该自动化在以前由于缺少技能或勇气而不可能。
[0023]在工作周期期间，尽管在诸如集装箱的负载的处理期间对抓具进行反复撞击，但是可以使用柔性紧固将光学测距装置紧固至抓具。撞击可能在lOOOm/s2、即约100G的加速度下发生。诸如激光扫描仪的光学测距装置典型地具有约10至15G的抗撞击性。换句话说，在负载处理期间对抓具的撞击超过了对光学测距装置的抗撞击值。例如通过抓具在长绳的端部的摇摆导致高的加速度，通过对诸如起重机的负载处理设备的驱动移动，例如起重绳的顶部紧固点和升降机械在就位期间的移动可以加强该摇摆。起重机驾驶员对各集装箱位置和高度的有利的视角可以使得该就位复杂。测试显示，在多种实施例中披露的柔性紧固使得能够将传统的抗撞击性的传感器安装在永久使用的抓具上。
[0024]应当注意，以柔性方式紧固至抓具的光学测距装置能够在连续的基部上或在所选择的时间例如在负载处理期间测距。柔性紧固使得能够防止光学测距装置被损坏。尽管例如在抓具经受撞击时进行测量，并且可以纠正由撞击导致的测量误差，但还有可能不在撞击期间进行测量或忽略在撞击期间进行的测量。在负载处理操作中可以管理由于撞击的持续而丢失的测量，该持续典型地为约0.5秒。
[0025]使用现有技术的光学测距装置，唯一的可能性是将该装置放置在起重机的固定式结构侧上、即例如在主梁处，以保护光学测距装置免于撞击。多个实施例披露了多个方案，其中，光学测距装置也可以被安装至在绳子上、即在诸如起重机的负载处理设备的高度处摇摆的抓具，也就是“降低一个结构组”。在该情况下，光学测距装置更靠近待监测和辨别的负载，例如集装箱。
[0026]图1示出使用根据一实施例的抓具102的负载处理，该抓具102具有紧固在其上的光学测距装置104。光学测距装置优选地紧固至抓具的角部件103上。在图1中，抓具的角部件103被图示成在抓具的端梁处通过虚线隔开的部分。典型的抓具包括两个端梁，可以调节它们彼此之间的距离，以紧固至具有不同长度的集装箱。可以例如通过现有技术中已知的伸缩结构实现对端梁之间的距离的调节。该抓具典型地用于处理具有固定尺寸的诸如集装箱的负载152、154。这种类型的抓具被称作散布机。散布机可以被调节成抓取具有不同长度的集装箱。
[0027]光学测距装置可以是激光扫描仪，该激光扫描仪沿着测量方向传送激光束并且基于由物体反射的激光束沿着测量方向测量与物体的距离。该测量可以基于对传送和反射的激光束的传播时间的测量。测量方向可以包括多个激光束传送方向，这些传送方向可以被确定成激光束的传送角。
[0028]可以通过多种方式提供负载和抓具之间的紧固。对于散布机和待提供的集装箱之间的联接，散布机的角部件包括角锁，该角锁被布置成在散布机位于集装箱上方并且角锁在各自的角部时，以传统的方式紧固至集装箱的角部并且锁定就位。
[0029]负载处理可以包括多个行为，包括沿着竖直、水平或深度方向将负载运送到负载将被处理的区域。可以通过抓具和安装该抓具的起重机提供竖直和水平移动。负载的竖直移动通常通过抓具提供，或举起该负载或降低该负载。如在例如龙门起重机中那样，可以通过空中吊运车实现负载的水平移动，其中，起重绳被紧固至在桥架上移动的空中吊运车。可以通过整个起重机在负载的处理区域中的移动实现沿着深度方向的移动。
[0030]图1示出抓具，该抓具已经抓取了集装箱152，并且已经通过紧固至抓具的紧固点158和159的绳子156将该集装箱举起到空中。集