集装箱输送工具及其止动装置制造方法
【专利摘要】本发明揭示了一种集装箱输送工具的止动装置，该止动装置是由底座、摇臂、水平连杆和止动块构成的四连杆机构，其中底座上开有一槽，摇臂、水平连杆和止动块位于槽中。止动装置具有弹起止动位置和压下水平位置，在无外力时，止动块的重量分配使得止动块具有旋转趋势，带动四连杆机构使得止动装置处于弹起止动位置，在弹起止动位置水平连杆高于底座的顶面，在水平连杆承受下压力时，四连杆机构转动使得止动装置处于压下水平位置，在压下水平位置，水平连杆下降至与底座的顶面平齐。本发明还揭示了一种使用上述止动装置的集装箱输送工具。
【专利说明】集装箱输送工具及其止动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及集装箱输送工具，更具体地说，涉及一种集装箱输送工具以及用于该输送工具的止动装置。
【背景技术】
[0002]在集装箱运输过程中，需要使用不同的输送工具，包括AGV、集卡、火车、轮船等。为防止集装箱在运输过程中发生窜动，需要在输送工具上安装锁紧或止动装置。集装箱装有角配件，角配件上面有锁口，通过锁销和锁口配合能将集装箱锁止在各种类型的输送工具上。
[0003]但是有一部分的输送工具在装载集装箱时，无法使用集装箱的角配件。比如通过结构主梁来承载集装箱输送工具，在结构主梁承载结构输送集装箱时，集装箱的角配件处于悬空状态，此时无法利用角配件上的锁口来锁止集装箱。对于这种状况，通常会在输送工具上设置止动装置，止动装置从集装箱的两个端面和两个侧面挡住集装箱，来固定集装箱的位置。通常，这种止动装置不具备自动锁止和解锁功能，需要通过一系列复杂的操作来进行锁止或者解锁，会严重影响集装箱的输送效率。
[0004]美国专利US4，626，155揭示了一种具备自动锁止和解锁功能的紧固装置。该紧固装置用于将集装箱锁止至诸如甲板或者车辆或者承载物上，或者准备进行叠放的另一个集装箱上。该紧固装置具有基座、几座具有突出的止动块，该突出的止动块位于集装箱的锁口中。一个头部在解锁位置和锁止位置之间旋转，该头部在锁止位置穿过集装箱的锁口。自动锁止和解锁功能由基座中的弹簧实现，弹簧使得头部偏置以进入到锁止位置，而解锁的功能通过头部上的凸轮面来实现。头部处于锁止位置还是解锁位置可以通过可见的标记来表示。US4，626，155所揭示的紧固装置虽然具备自动锁止和解锁功能，但是依旧存在两个问题:
[0005]I)该紧固装置只能针对一种特定规格的集装箱，在目前主流集装箱存在三种主要规格的情况下，通用性能较差，不能满足多种规格集装箱的需求。
[0006]2)该紧固装置使用弹簧作为自动锁止和解锁的驱动力，结构比较复杂，同时，弹簧随着使用时间的延续会出现老化而导致的弹簧力减弱，将影响自动锁止和解锁的功能。
【发明内容】
[0007]本发明旨在提出一种具备自动锁止和解锁功能的止动装置，并且能适应不同尺寸的集装箱的输送工具。
[0008]根据本发明的一实施例，提出一种集装箱输送工具的止动装置，该止动装置是由底座、摇臂、水平连杆和止动块构成的四连杆机构，其中底座上开有一槽，摇臂、水平连杆和止动块位于槽中。止动装置具有弹起止动位置和压下水平位置，在无外力时，止动块的重量分配使得止动块具有旋转趋势，带动四连杆机构使得止动装置处于弹起止动位置，在弹起止动位置水平连杆高于底座的顶面，在水平连杆承受下压力时，四连杆机构转动使得止动装置处于压下水平位置，在压下水平位置，水平连杆下降至与底座的顶面平齐。
[0009]在一个实施例中，摇臂的底端通过第一轴转动安装在底座上，摇臂的顶端通过第二轴与水平连杆的第一端转动连接，水平连杆的第二端通过第三轴与止动块的顶部转动连接，止动块的中部通过第四轴转动安装在底座上，构成四连杆机构。第二轴与第三轴的高度相同，使得水平连杆处于水平状态，止动块的底部重量大于顶部重量，使得止动块具有旋转趋势，该旋转趋势使得止动块的顶部被抬高，带动水平连杆和摇臂的顶端抬高至高于底座的顶面，该旋转趋势还使得止动块的底部延伸超出底座的底面以下。
[0010]在一个实施例中，底座上具有卡板，卡板安装在底座的底面上，卡板与止动块的底部接触，限制止动块的旋转位置。卡板与止动块接触的位置对应于止动装置的弹起止动位置。
[0011 ] 在一个实施例中，摇臂的底端具有凸起，底座上安装有传感器，传感器在止动装置处于压下水平位置时被凸起遮挡。
[0012]在一个实施例中，水平连杆的长度大于集装箱底部的水平横梁之间的间距。
[0013]根据本发明的一实施例，提出一种集装箱输送工具，包括:基座、端面挡板、侧面挡板和止动装置。基座呈矩形，基座的面积足以承载一个45英尺集装箱。端面挡板安装在基座的第一端和第二端。侧面挡板安装在基座的两侧。止动装置安装在基座上的安装孔中，止动装置是如前述的止动装置，止动装置的安装位置对应于三种尺寸的集装箱。
[0014]在一个实施例中，止动装置为四组，第一组止动装置和第四组止动装置分别布置在靠近基座的第一端和第二端的位置，第二组止动装置和第三组止动装置分别布置在靠近基座的长度方向中点的位置。第一组止动装置和第四组止动装置处于弹起止动位置时，其水平连杆之间的距离为40英尺。第二组止动装置处于弹起止动位置时，其水平连杆与基座的第一端的端面挡板之间的距离为20英尺。第三组止动装置处于弹起止动位置时，其水平连杆与基座的第二端的端面挡板之间的距离为20英尺。
[0015]在一个实施例中，每一组止动装置包括并列设置的一对止动装置。
[0016]在一个实施例中，位于基座的两端的端面挡板之间的距离为45英尺，位于基座的两侧的侧面挡板之间的距离为标准集装箱的宽度。
[0017]本发明的集装箱输送工具及其止动装置可以设置在诸如AGV、集卡、火车或者轮船上，适合于三种主要尺寸的标准集装箱。该止动装置依靠自身配重实现自动锁止和解锁，结构简单，运行可靠，且不会随着使用时间延长而出现显著地老化。该止动装置采用传感器进行集装箱规格的指示。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中:
[0019]图1揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具的止动装置的结构图。
[0020]图2a和图2b揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具的止动装置的工作原理。
[0021]图3揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具的止动装置中水平连杆的尺寸设计示意图。[0022]图4a和图4b揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具的结构示意图。
[0023]图5揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具对两个20英尺集装箱进行止动的示意图。
[0024]图6揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具对一个40英尺集装箱进行止动的示意图。
[0025]图7揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具对一个45英尺集装箱进行止动的示意图。
【具体实施方式】
[0026]如今，集装箱已经发展出了多种不同的规格，其中最主要的集装箱有三种规格:20英尺、40英尺和45英尺。这三种集装箱长度不同，分别为20英尺、40英尺和45英尺，宽度相同，均为8英尺。在同样长度的集装箱中，高度可能还略有不同。在本发明中，集装箱高度并不影响止动装置的布置，因此仅考虑集装箱的长度和宽度。
[0027]集装箱输送工具和止动装置需要能够适应上述三种主要规格的集装箱，能实现集装箱的自动锁止和解锁，并且能够检测输送工具上输送的集装箱的规格。
[0028]参考图1所示，图1揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具的止动装置的结构图。该止动装置100是由底座110、摇臂102、水平连杆104和止动块108构成的四连杆机构。底座110上开有一槽111，摇臂102、水平连杆104和止动块108位于槽111中。槽111为摇臂102、水平连杆104和止动块108提供运动的空间。该止动装置100具有弹起止动位置和压下水平位置，在无外力时，止动块108的重量分配使得止动块108具有旋转趋势，该旋转趋势带动四连杆机构使得止动装置100处于弹起止动位置，在弹起止动位置水平连杆104高于底座110的顶面。在水平连杆104承受下压力时，下压力大于止动块108自身重力作用使得止动块108反向旋转，四连杆机构转动使得止动装置100处于压下水平位置，在压下水平位置，水平连杆104下降至与底座110的顶面平齐。
[0029]继续参考图1所示，摇臂102的底端通过第一轴101转动安装在底座110上(位于槽111内)。摇臂102的顶端通过第二轴103与水平连杆104的第一端转动连接，水平连杆104的第二端通过第三轴105与止动块108的顶部转动连接。止动块108的中部通过第四轴106转动安装在底座110上(位于槽111内)，构成四连杆机构。第二轴103与第三轴105的高度相同，使得水平连杆104处于水平状态。止动块108的重量分配为:止动块108的底部重量大于顶部重量，使得止动块具有旋转趋势，该旋转趋势使得止动块108的顶部被抬高，从而带动水平连杆104和摇臂102的顶端抬高至高于底座110的顶面，该旋转趋势还使得止动块108的底部延伸超出底座110的底面以下。在图1所示的实施例中，由重量分配导致的该旋转趋势是使得止动块108逆时针旋转，需要说明的是，如果采用具有对称结构的止动装置，止动块的选择趋势将变成顺时针方向。在图1所示的实施例中，在底座110上还具有卡板109，卡板109安装在底座110的底面上，卡板109与止动块108的底部接触，卡板109限制止动块108的旋转位置。卡板109与止动块108接触的位置对应于止动装置100的弹起止动位置。
[0030]摇臂102的底端具有凸起121，底座110上安装有传感器107，传感器107在止动装置100处于压下水平位置时，被凸起121遮挡。在其余的状态下，传感器107不被凸起121遮挡。传感器107通过感知是否被凸起121遮挡来判断集装箱的规格，这将在后面进行描述。
[0031]水平连杆104的长度有下述的要求:水平连杆104的长度要大于集装箱底部的水平横梁之间的间距。图3揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具的止动装置的尺寸设计示意图。在集装箱300底部具有多根水平横梁302，这些水平横梁302使得集装箱的底部呈现凹凸波浪状，如果水平连杆104卡在两根水平横梁302之间的凹处，将会影响四连杆机构的正常运作，使得止动装置100不能正确工作，因此水平连杆104的长度至少要横跨两个水平横梁302，即大于水平横梁302之间的间距。对于标准化的集装箱来说，其底部的水平横梁之间的间距也是标准尺寸。对于某些集装箱，如果其底部没有水平横梁，则集装箱的底部直接接触水平连杆104。
[0032]图2a和图2b揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具的止动装置的工作原理。其中图2a揭示了止动装置处于弹起止动位置的示意图，图2b揭示了止动装置处于压下水平位置的示意图。如前面所述的，止动块108的重量分配为底部重量大于头部重量，从而使得止动块108在重力作用下绕第四轴106具有旋转趋势，在图2a所示的实施例中，该旋转趋势为逆时针方向，旋转的角度为α，当旋转至角度α时，卡板109卡住止动块108的底部，使得止动块108不再转动。此时，由于四连杆机构的联动作用，整个四连杆机构旋转并弹起，水平连杆104高于底座110的顶面，起到阻挡集装箱200的作用。在图2a所示的状态下，传感器107没有被摇臂102底端的凸起121所遮挡。图2b揭示了止动装置处于压下水平位置的示意图。集装箱200的底部(对于具有水平横梁的集装箱来说，通过底部的水平横梁)压在水平连杆104上，水平连杆104带动四连杆机构一起旋转，该旋转的方向与止动块108自身重力作用下的旋转趋势相反,在图2b所示的实施例中，该旋转是顺时针方向。水平连杆104被压下至与底座110的顶面平齐的位置，在图2b所示的实施例中，通过四连杆机构的联动，止动块108也处于水平状态。当集装箱200压住水平连杆104时，传感器107被摇臂102底端的凸起121所遮挡。
[0033]图4a和图4b揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具的结构示意图。其中图4a是集装箱输送工具的侧视图，图4b是集装箱输送工具的俯视图。如图4a和4b所示，该集装箱输送工具400包括:基座402、端面挡板404、侧面挡板406和止动装置100。基座402呈矩形，基座402的面积足以承载一个45英尺集装箱。通常，基座402的尺寸应当略大于一个45英尺集装箱的占地面积，在设置了端面挡板和侧面挡板之后45英尺集装箱能够被置于端面挡板和侧面挡板的内侧。端面挡板404安装在基座402的第一端和第二端。端面挡板404的数量不做限制，可以根据需要在基座402的两端设置所需要数量的端面挡板。位于基座的两端的端面挡板之间的距离为45英尺。侧面挡板406安装在基座402的两侧。侧面挡板406的数量也不做限制，可以根据需要布置所需要数量的侧面挡板。考虑到该集装箱输送工具需要输送不同规格的集装箱，特别是可能需要同时输送两个20英尺集装箱，因此需要在长度方向上布置至少两组侧面挡板406 (每一组侧面挡板406包括布置在两侧的各一个侧面挡板)，以确保在输送两个20英尺集装箱时，每个20英尺集装箱能被至少一组侧面挡板阻挡。位于基座的两侧的侧面挡板之间的距离为标准集装箱的宽度，该宽度通常为8英尺。止动装置100是如图1所示的止动装置。止动装置100安装在基座402上的安装孔中，止动装置100的安装位置(或者说安装孔的位置)对应于三种尺寸的集装箱。[0034]参考图4a和图4b所示，在基座402上总共布置了四组止动装置，每一组止动装置包括并列设置的一对止动装置100。第一组止动装置和第四组止动装置分别布置在靠近基座的第一端和第二端的位置，第二组止动装置和第三组止动装置分别布置在靠近基座的长度方向中点的位置。第一组止动装置和第四组止动装置处于弹起止动位置时，其水平连杆之间的距离为40英尺。第二组止动装置处于弹起止动位置时，其水平连杆与基座的第一端的端面挡板之间的距离为20英尺。第三组止动装置处于弹起止动位置时，其水平连杆与基座的第二端的端面挡板之间的距离为20英尺。
[0035]图5?图7揭示了该集装箱输送工具输送不同尺寸的集装箱时的示意图，从图5?图7中可以看到止动装置100 (或者说安装孔)在基座402上的布置位置。
[0036]图5揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具对两个20英尺集装箱进行止动的示意图。在放置两个20英尺集装箱时，第一个20英尺集装箱501紧靠位于基座402的第一端的端面挡板404，压在第一组止动装置511上，第一组止动装置511处于压下水平位置。第二组止动装置512处于弹起止动位置。第一个20英尺集装箱501的两端分别由基座第一端的端面挡板404和弹起的第二组止动装置512阻挡，第一个20英尺集装箱501的两侧由侧面挡板406阻挡。第二组止动装置512处于弹起止动位置时，其水平连杆与基座的第一端的端面挡板之间的距离为20英尺，正好容纳一个20英尺集装箱。与之类似的，第二个20英尺集装箱502紧靠位于基座402的第二端的端面挡板404，压在第四组止动装置514上，第四组止动装置514处于压下水平位置，第三组止动装置513处于弹起止动位置。第二个20英尺集装箱502的两端分别由基座第二端的端面挡板404和弹起的第三组止动装置513阻挡，第二个20英尺集装箱502的两侧由侧面挡板406阻挡。第三组止动装置513处于弹起止动位置时，其水平连杆与基座的第二端的端面挡板之间的距离为20英尺，正好容纳一个20英尺集装箱。
[0037]图6揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具对一个40英尺集装箱进行止动的示意图。40英尺集装箱601压在第二组止动装置512和第三组止动装置513上，第二组止动装置512和第三组止动装置513处于水平压下位置，第一组止动装置511和第四组止动装置514处于弹起止动位置。40英尺集装箱601的两端分别由弹起的第一组止动装置511和第四组止动装置514阻挡，40英尺集装箱601的两侧由侧面挡板406阻挡。第一组止动装置511和第四组止动装置514处于弹起止动位置时，其水平连杆之间的距离为40英尺。
[0038]图7揭示了根据本发明的一实施例的集装箱输送工具对一个45英尺集装箱进行止动的示意图。45英尺集装箱701压在全部的四组止动装置上，所有的四组止动装置都处于水平压下位置。45英尺集装箱701的两端分别由基座两端的端面挡板404阻挡，45英尺集装箱701的两侧由侧面挡板406阻挡。
[0039]利用止动装置上的传感器107，通过各组止动装置的传感器107发出的信号，能够判断当前基座上装载的集装箱的尺寸规格，具体而言:
[0040]I)如果所有四组止动装置的传感器均发出被遮挡的信号，则说明当前基座装载了一个45英尺集装箱(参考图7的状态)。
[0041 ] 2)如果第一组和第四组止动装置的传感器没有发出被遮挡的信号，第二组和第三组止动装置的传感器发出被遮挡的信号，则说明当前基座装载了一个40英尺集装箱(参考图6的状态)。
[0042]3)如果第一组止动装置的传感器发出被遮挡的信号，第二组止动装置的传感器没有发出被遮挡的信号，则说明当前基座在前半部分装载了一个20英尺集装箱。
[0043]4)如果第四组止动装置的传感器发出被遮挡的信号，第三组止动装置的传感器没有发出被遮挡的信号，则说明当前基座在后半部分装载了一个20英尺集装箱。
[0044]5)如果同时出现3)和4)的信号组合，则说明当前基座装载了两个20英尺集装箱。
[0045]6)所有四组止动装置的传感器均没有发出被遮挡的信号，则说明当前基座没有装载集装箱。
[0046]7)如果出现上述I)?6)以外的信号组合，说明书存在故障或者有不正常的装载状态。
[0047]本发明的集装箱输送工具及其止动装置可以设置在诸如AGV、集卡、火车或者轮船上，适合于三种主要尺寸的标准集装箱。该止动装置依靠自身配重实现自动锁止和解锁，结构简单，运行可靠，且不会随着使用时间延长而出现显著地老化。该止动装置采用传感器进行集装箱规格的指示。
[0048]上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可对上述实施例做出种种修改或变化而不脱离本发明的发明思想，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
【权利要求】
1.一种集装箱输送工具的止动装置，其特征在于，所述止动装置是由底座、摇臂、水平连杆和止动块构成的四连杆机构，其中所述底座上开有一槽，所述摇臂、水平连杆和止动块位于所述槽中； 所述止动装置具有弹起止动位置和压下水平位置，在无外力时，所述止动块的重量分配使得止动块具有旋转趋势，带动所述四连杆机构使得止动装置处于弹起止动位置，在弹起止动位置水平连杆高于底座的顶面，在水平连杆承受下压力时，所述四连杆机构转动使得止动装置处于压下水平位置，在压下水平位置，水平连杆下降至与底座的顶面平齐。
2.如权利要求1所述的集装箱输送工具的止动装置，其特征在于， 摇臂的底端通过第一轴转动安装在底座上，摇臂的顶端通过第二轴与水平连杆的第一端转动连接，水平连杆的第二端通过第三轴与止动块的顶部转动连接，止动块的中部通过第四轴转动安装在底座上，构成四连杆机构； 所述第二轴与第三轴的高度相同，使得水平连杆处于水平状态，所述止动块的底部重量大于顶部重量，使得止动块具有旋转趋势，该旋转趋势使得止动块的顶部被抬高，带动水平连杆和摇臂的顶端抬高至高于底座的顶面，该旋转趋势还使得止动块的底部延伸超出底座的底面以下。
3.如权利要求2所述的集装箱输送工具的止动装置，其特征在于，所述底座上具有卡板，卡板安装在底座的底面上，所述卡板与止动块的底部接触，限制止动块的旋转位置； 卡板与止动块接触的位置对应于止动装置的弹起止动位置。
4.如权利要求2所述的集装箱输送工具的止动装置，其特征在于，所述摇臂的底端具有凸起，所述底座上安装有传感器，所述传感器在所述止动装置处于压下水平位置时被所述凸起遮挡。
5.如权利要求1所述的集装箱输送工具的止动装置，其特征在于，所述水平连杆的长度大于集装箱底部的水平横梁之间的间距。
6.一种集装箱输送工具，其特征在于，包括: 基座，所述基座呈矩形，基座的面积足以承载一个45英尺集装箱； 端面挡板，安装在基座的第一端和第二端； 侧面挡板，安装在基座的两侧； 止动装置，安装在基座上的安装孔中，所述止动装置是如权利要求1-5中任一项所述的止动装置，所述止动装置的安装位置对应于三种尺寸的集装箱。
7.如权利要求6所述的集装箱输送工具，其特征在于，所述止动装置为四组，第一组止动装置和第四组止动装置分别布置在靠近基座的第一端和第二端的位置，第二组止动装置和第三组止动装置分别布置在靠近基座的长度方向中点的位置； 第一组止动装置和第四组止动装置处于弹起止动位置时，其水平连杆之间的距离为40英尺； 第二组止动装置处于弹起止动位置时，其水平连杆与基座的第一端的端面挡板之间的距离为20英尺； 第三组止动装置处于弹起止动位置时，其水平连杆与基座的第二端的端面挡板之间的距离为20英尺。
8.如权利要求7所述的集装箱输送工具，其特征在于，每一组止动装置包括并列设置的一对止动装置。
9.如权利要求6所述的集装箱输送工具，其特征在于， 位于基座的两端的端面挡板之间的距离为45英尺； 位于基座的两侧的 侧面挡板之间的距离为标准集装箱的宽度。
【文档编号】B65D90/00GK103935653SQ201410163049
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】张海炜, 刘前锋, 胡文辉 申请人:上海振华重工(集团)股份有限公司