本发明涉及码头集装箱运输技术领域，特别涉及一种自动化码头装卸系统。
背景技术
集装箱码头是集装箱运输系统的集结点和枢纽站，通常有大量的集装箱在码头集中、暂存和转运。集装箱码头可以分为码头前方(岸边)和码头后方(堆场)以及中间地带，码头前方的岸边集装箱起重机用于集装箱从集装箱船上装卸，码头后方的堆场用于堆放集装箱。两者之间使用卡车运输。
随着世界集装箱运输的旺盛需求和集装箱港口吞吐量不断增加，对集装箱装卸技术装备和装卸技术工艺提出了更新更高的要求，为了满足集装箱运输规模化、高速化和自动化对码头装卸生产率的要求，自动化集装箱码头已经在各大型码头实现，目前已建成的自动化码头主要布置在海港码头，使用自动导引运输车(automatedguidedvehicle，agv)代替传统的集卡进行集装箱的自动运输，有效实现了自动化、无人化。
然而目前的自动化码头应用在内河码头时由于地面的平整度没有海港码头理想，其堆场有不同程度的高低差，如果使用agv运输方式的话，agv需要在斜坡上穿行，造成功率的极大浪费，并且为了满足agv爬坡能力，需要修建很长的坡道，对于寸土寸金的堆场，会造成极大浪费。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种自动化码头装卸系统，以解决现有技术中由于山地落差，修建很长的坡道供集卡以及自动导引运输车运行造成的堆场空间的浪费以及集卡和自动导引运输车在斜坡上行驶造成动力浪费的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种自动化码头装卸系统，包括依次设置的码头前沿转运系统、中位堆场转运系统和高位堆场转运系统；
所述码头前沿转运系统包括第一起重机和水平运输设备，其中水平运输设备包括第一移动平台和第二移动平台，所述第二移动平台设置于所述第一移动平台上，所述第二移动平台用于在码头前沿和中位堆场之间转运集装箱；
所述中位堆场转运系统包括第二起重机，所述高位堆场转运系统包括第三起重机。
如上所述自动化码头装卸系统，所述第一移动平台的数量为一台或者多台；所述第二移动平台的数量为一台或者多台，当所述第二移动平台的数量为多台时，多台所述第二移动平台并排设置于所述第一移动平台上。
如上所述自动化码头装卸系统，所述第一移动平台的数量为一台或者多台；所述第二移动平台的数量为一台或者多台，当所述第二移动平台的数量为多台时，多台所述第二移动平台在竖直方向上平行设置。
如上所述自动化码头装卸系统，所述第一移动平台设置于第一轨道上，所述第一轨道包括两条平行设置的轨道、多个支撑所述第一轨道的钢管桩、设置于两条所述第一轨道之间的多个加强梁；
所述第一移动平台包括第一行走机构和位于所述第一行走机构上方的第一承载结构，所述第一行走机构带动所述第一承载机构沿所述第一轨道移动，所述第一承载结构包括两个平行设置的第二轨道；
所述第二移动平台包括第二行走机构和位于所述第二行走机构上的第二承载结构，所述第二行走机构带动所述第二承载结构沿所述第二轨道移动。
如上所述自动化码头装卸系统，所述第一承载结构为框架结构，所述框架结构包括拉杆和桁架，两个所述第二轨道的尾端设置有限位梁。
如上所述自动化码头装卸系统，所述第一轨道为高架轨道，所述高架轨道的下方设置有连接栈桥。
如上所述自动化码头装卸系统，所述第一起重机朝向中位堆场一侧具有第一悬臂，与所述第二轨道相邻的所述第二起重机朝向码头前沿一侧具有第二悬臂；
所述第一悬臂与所述第二轨道具有第一重合区，所述第二悬臂与所述第二轨道具有第二重合区；
所述第一重合区和所述第二重合区的长度均等于或者大于一个集装箱的宽度。
如上所述自动化码头装卸系统，相邻的所述第二起重机门架具有第三重合区；
所述第二起重机门架与相邻的所述第三起重机门架具有第四重合区；
相邻的所述第三起重机门架具有第五重合区。
如上所述自动化码头装卸系统，所述第三重合区、第四重合区、第五重合区的长度均等于或者大于一个集装箱的宽度。
如上所述自动化码头装卸系统，所述第一起重机、第二起重机和第三起重机为门式起重机和/或岸边集装箱起重机。
如上所述自动化码头装卸系统，所述第二起重机和所述第三起重机均为与地面高低落差配合的高低脚门式起重机。
本发明的自动化码头装卸系统包括码头前沿起重系统、中位堆场转运系统、高位堆场转运系统，码头前沿转运系统包括第一起重机和水平运输设备，其中水平运输设备包括第一移动平台和第二移动平台，第二移动平台设置于所述第一移动平台上，第二移动平台用于在码头前沿和中位堆场之间转运集装箱，中位堆场转运系统包括第二起重机，高位堆场转运系统包括第三起重机；本发明通过水平运输设备的第一移动平台和第二移动平台，有效地解决了码头前沿转运区高度差问题，实现了集装箱的水平运输，运输效率高；中位堆场和高位堆场通过起重机的接力实现不同程度高度差的山地码头集装箱的运输，取消了自动导引运输车以及集卡运输模式，减少了道路的修建，相对堆场面积增加，降低成本的同时提升了码头堆场的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统内河山地码头平面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的码头前沿转运系统局部结构在一视角的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的水平运输设备在一视角的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的水平运输设备在一视角的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的码头前沿转运系统局部结构在一视角的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统相邻门式起重机结构示意图；
图8为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的高低脚门式起重机结构示意图。
附图标记说明：
1－码头前沿转运系统；2－中位堆场转运系统；
3－高位堆场转运系统；4－第一重合区；
5－第二重合区；6－第三重合区；
7－第四重合区；8－第五重合区；
9－第五重合区；11－第一起重机；
12－第一移动平台；13－第二移动平台；
14－第一轨道；21－第二起重机；
31－第三起重机；121－第二轨道；
122－拉杆；123－桁架；
124－限位梁；141－高架轨道；
142－钢管桩；143－加强梁。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，除非另有说明，“多台”的含义是两台或两台以上。
集装箱码头是集装箱运输系统的集结点和枢纽站，通常有大量的集装箱在码头集中、暂存和转运。集装箱码头可以分为码头前方(岸边)和码头后方(堆场)以及中间地带，码头前方的岸边集装箱起重机用于集装箱从集装箱船上装卸，码头后方的堆场用于堆放集装箱。两者之间使用卡车运输。随着世界集装箱运输的旺盛需求和集装箱港口吞吐量不断增加，对集装箱装卸技术装备和装卸技术工艺提出了更新更高的要求，为了满足集装箱运输规模化、高速化和自动化对码头装卸生产率的要求，自动化集装箱码头已经在各大型码头实现，目前已建成的自动化码头主要布置在海港码头，使用自动导引运输车(automatedguidedvehicle，agv)代替传统的集卡进行集装箱的自动运输，有效实现了自动化，无人化。
图1为传统内河山地码头平面结构示意图，请参阅图1所示，传统内河山地码头主要由以下五个区域组成，1、码头前沿区；其主要功能在于放置岸边集装箱起重机，将集装箱装卸船，卸下的集装箱通过集卡(停留在岸边集装箱起重机下方)转运至中位、高位堆场。2、码头前沿水域区；此区域不同的码头有不同的配置，水域的宽度也是不相一致，前沿区与中位堆场使用栈桥连接。3、中位堆场；主要用于堆放装卸的集装箱，堆场内配置有一定数量的门式集装箱起重机，将从码头前沿区转运到此的集装箱卸下，或者将此处的集装箱装车，转运至码头前沿，装船。4、中、高位堆场转换区；此区域为内河山地码头的特殊地理位置所决定，造成不同堆场不在同一水平面，有较大的高低差，高低差甚至达近40米，甚至更多。目前常见的方式是修建一定坡度的长斜坡，集卡和agv可通过此斜坡将集装箱从中位堆场转移至高位堆场。5、高位堆场；主要用于堆放装卸的集装箱，堆场内配置有一定数量的门式集装箱起重机，可将堆场内的集装箱装卸到集卡上。现有中、高位堆场转换区由于地面的平整度没有海港码头理想，其堆场有不同程度的高低差，如果使用agv或者集卡运输方式，agv或者集卡需要在斜坡上穿行，造成功率的极大浪费，并且为了满足agv和集卡的爬坡能力，需要修建很长的坡道，对于寸土寸金的堆场，会造成极大浪费。
本发明基于以上问题提出一种自动化码头装卸系统。
以下对本申请中的部分用语进行解释说明，以便本领域技术人员理解。
集装箱码头堆场，是指集装箱码头办理集装箱交接、堆存和保管的场所。
集卡，集装箱运输卡车。
自动导引运输车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。
岸边集装箱起重机，是专门用于集装箱码头对集装箱船进行装卸作业的专业设备，一般安装在港口码头岸边。
门式起重机，(又称龙门起重机)是桥架通过两侧支腿支撑在地面轨道上的桥架型起重机。在结构上由门架、大车运行机构、起重小车和电气部分等组成。
下面结合具体实施例对本发明提供的自动化码头装卸系统进行详细介绍。
实施例一：
图2为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的结构示意图，图3为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的码头前沿转运系统局部结构在一视角的结构示意图，图4为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的码头前沿转运系统局部结构在一视角的结构示意图，请参阅图2－4所示，本实施例的自动化码头装卸系统包括依次设置的码头前沿转运系统1、中位堆场转运系统2和高位堆场转运系统3；
所述码头前沿转运系统1包括第一起重机11和水平运输设备，其中水平运输设备包括第一移动平台12和第二移动平台13，所述第二移动平台13设置于所述第一移动平台12上，所述第二移动平台13用于将集装箱在码头前沿和中位堆场之间进行转运；
所述中位堆场转运系统2包括第二起重机21，所述高位堆场转运系统3包括第三起重机31。
本实施例中，码头前沿是指沿码头岸壁到集装箱编排场之间的码头面积。码头前沿设置有第一起重机11及其运行轨道，码头前沿的宽度可根据第一起重机11的跨距和使用的其他装卸机械种类而定，一般为40m左右。本实施例中位堆场转运系统2、高位堆场转运系统3根据山地码头高度差依次设置，其中高度差没有特别限制。
本实施例的第一移动平台12根据第一起重机的作业位置在水平面上直线移动，第二移动平台13通过直线移动将集装箱从码头前沿转运到中位堆场，相对现有集卡需要绕道栈桥的曲线行走方式效率高，相对在码头前沿水域转运系统设置起重机的方式，集装箱在转运到第二移动平台13上时减少了对箱环节，转运效率高，而且移动平台结构较为简单、整体成本低。
本实施例在具体应用中可以根据岸桥的实际作业效率、码头前沿水域的宽度，匹配第一移动平台12和第二移动平台13的数量，例如一台第一起重机11对应一台或者多台第一移动平台12，一台第一移动平台12对应一台或者多台第二移动平台13，或者多台岸边集装箱起重机11对应一台或者多台第一移动平台12，一台第一移动平台12对应一台或者多台第二移动平台13，以实现整个堆场效率最优化，本实施例对第一移动平台12和第二移动平台23的数量不做特别限制。
本实施例的自动化码头装卸系统的各装卸作业方式如下：
1、卸箱至中位堆场：第一起重机11将集装箱卸在后伸距处，驱动第一移动平台12到合适位置，第二移动平台13、第二起重机21将集装箱接力转至中位堆场。
2、卸箱至高位堆场：岸边集装箱起重机将集装箱卸在后伸距处，驱动第一移动平台12到合适位置，第二移动平台13、第二起重机21、第三起重机31将集装箱接力转至高位堆场。
3、从中位堆场装船：中位堆场通过第二起重机21、第二移动平台13、将集装箱转移至第一起重机11伸距下方堆场，第一起重机11装船。
4、从高位堆场装船：经过第三起重机31、第二起重机21、第二移动平台13将集装箱转移至第一起重机11下方堆场，第一起重机11装船。
5、提箱作业：在高位堆场区，第三起重机31可实现自动转移集装箱至集卡，完成提箱作业。
本实施例的自动化码头装卸系统包括码头前沿起重系统、中位堆场转运系统、高位堆场转运系统，码头前沿转运系统包括第一起重机和水平运输设备，其中水平运输设备包括第一移动平台和第二移动平台，第二移动平台设置于所述第一移动平台上，第二移动平台用于在码头前沿和中位堆场之间转运集装箱，中位堆场转运系统包括第二起重机，高位堆场转运系统包括第三起重机；本发明通过水平运输设备的第一移动平台和第二移动平台，有效地解决了码头前沿转运区高度差问题，实现了集装箱的水平运输，运输效率高；中位堆场和高位堆场通过起重机的接力实现不同程度高度差的山地码头集装箱的运输，取消了自动导引运输车以及集卡运输模式，减少了道路的修建，相对堆场面积增加，降低成本的同时提升了码头堆场的利用率。
实施例二：
本实施例具有与实施例一相似的整体结构，不同的是本实施例具体介绍了码头前沿水域转运系统的具体结构。
图5为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的码头前沿转运系统局部结构在一视角的结构示意图，图6为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的码头前沿转运系统局部结构在一视角的结构示意图，请参阅图1－6所示，本实施例中，所述第一移动平台12设置于第一轨道14上，所述第一轨道14包括两条平行设置的高架轨道141、多个支撑所述高架轨道141的钢管桩142、设置于两个所述第一轨道141之间的多个加强梁143；
所述第一移动平台12包括第一行走机构和位于所述第一行走机构上方的第一承载结构，所述第一行走机构带动所述第一承载机构沿所述第一轨道141移动，所述第一承载结构包括两个平行设置的第二轨道121；
所述第二移动平台13包括第二行走机构和位于所述第二行走机构上的第二承载结构，所述第二行走机构带动所述第二承载结构沿所述第二轨道121移动。
进一步地，所述第一承载结构为框架结构，所述框架结构包括拉杆122和桁架123，进一步提高了第一承载结构的整体强度，两个所述第二轨道的尾端设置有限位梁124，用于限制第二移动平台13的最大行程，保证安全。
更进一步地，所述第一起重机11朝向中位堆场一侧具有第一悬臂，与所述第二轨道121相邻的所述第二起重机21朝向码头前沿一侧具有第二悬臂；
所述第一悬臂与所述第二轨道121具有第一重合区4，所述第二悬臂与所述第二轨道121具有第二重合区5；
所述第一重合区4和所述第二重合区5的长度均等于或者大于一个集装箱的宽度，便于在集装箱自动化转接时无缝对接。
进一步地，本实施例中所述高架轨道的下方设置有连接栈桥。如有特殊超长、超重的集装箱，集卡可直接通过连接栈桥开至岸边集装箱起重机轨道间通道，直接运走。
本实施例的自动化码头装卸系统的各装卸作业方式与实施例一相同，本实施例不再赘述。
实施例三：
本实施例具有与实施例一相似的整体结构，不同的是本实施例具体提供了第二移动平台13的设置形式。
本实施例中，根据岸桥的实际作业效率、码头前沿水域的宽度，第二移动平台13的数量可以为一台或者多台，当所述第二移动平台的数量为多台时，多台所述第二移动平台13并排设置于所述第一移动平台12上。或者，可选地，多台所述第二移动平台13在竖直方向上平行设置。优选地，本实施例中所述第二移动平台13的数量为两台。
本实施例在具体应用中可以根据岸桥的实际作业效率、码头前沿水域的宽度，匹配第二移动平台13的数量，从而使得整个堆场效率最优化。
本实施例的自动化码头装卸系统的各装卸作业方式与实施例一相同，本实施例不再赘述。
实施例四：
本实施例与实施例一有相似的整体结构，不同的是本实施例在实施例一或者实施例二的基础上提供了中位堆场转运系统、高位堆场转运系统的具体结构。
图7为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统相邻门式起重机结构示意图，图8为本发明实施例提供的自动化码头装卸系统的高低脚门式起重机结构示意图，请参阅图7、8所示，本实施例中，所述第一起重机、第二起重机和第三起重机为门式起重机和/或岸边集装箱起重机。
可选地，所述中位堆场转运系统2的第二起重机21和所述高位堆场转运系统3的第三起重机31为与地面高低落差配合的高低脚门式起重机，高低差台阶处采用高低脚门式起重机作为接力装置，成本低。或者，在高低差悬殊的台阶处，第二起重机21和第三起重机31为岸边集装箱起重机，可以利用岸桥的大跨距和大后伸距直接进行堆场作业，施工方便，成本相对门式起重机低。
请参阅图1所示，本实施例中，相邻的所述第二起重机21门架具有第三重合区6；所述第二起重机21门架与相邻所述第三起重机31门架具有第四重合区7；相邻的所述第三起重机31门架具有第五重合区8，本实施例中，相邻的起重机门架的重合区能够实现集装箱自动化转接时的无缝对接。
进一步地，本实施例中第三重合区6、第四重合区7、第五重合区8的长度设置为大于或等于一个集装箱的宽度。
本实施例的自动化码头装卸系统的各装卸作业方式与实施例一相同，本实施例不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。