一种防挂箱安全保护装置、集装箱装卸设备的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种防挂箱安全保护装置、集装箱装卸设备。

背景技术：

目前针对集装箱装卸作业主要广泛采用两种工程机械装备，一种为堆高机，另一种为正面吊设备。

堆高机，其结构简单、操控灵活、微动性好、防爆安全性能高。适用于狭窄通道和有限空间内的作业，是高架仓库、车间装卸托盘化的理想设备。当然其也被广泛应用在港口、货场、仓库等场所，进行集装箱的装卸、堆码和搬运作业。上述堆高机可以极大地提高工作效率，减轻工人的劳动强度，为企业赢得市场竞争的机会。

正面吊设备，英文名为reachstacker或reach stacker，是集装箱起重机的简称，俗称正面吊。集装箱正面吊是用来装卸集装箱的一种起重机，属于起重设备的一种，也可以说是一种流动机械。

但是，研究人员发现在很多情况下，上述两种集装箱装卸设备虽然应用广泛，但是其仍然存在一些安全控制隐患。举例说明，(如图1－图2所示)当堆高机执行对目标集装箱进行取出作业时，由于目标集装箱其上方(包括斜上方方向)正好有个集装箱存在错位并压在了当前目标集装箱上(或称压在了当前目标集装箱的一角或是一端上)，此时传统的上述集装箱装卸设备会继续执行卸载作业，然后将目标集装箱拖出，此时就会存在拖箱的隐患(即存在挂箱问题)，严重影响集装箱的安全装卸作业(甚至引起目标集装箱上方的集装箱掉落，同时后续处理很麻烦)。

综上，如何克服传统技术的上述技术缺陷是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种防挂箱安全保护装置、集装箱装卸设备，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型还提供了一种防挂箱安全保护装置，包括车辆行驶距离传感器、控制器以及报警装置和至少一个测距传感器；

所述控制器分别与所述车辆行驶距离传感器、所述测距传感器电连接；且所述控制器还与所述报警装置电连接；所述测距传感器设置在集装箱装卸设备上的吊具顶部位置处(即与目标集装箱上方的集装箱位置相对应)。

优选的，作为一种可实施方案；所述测距传感器为两个，分别为第一测距传感器、第二测距传感器；所述第一测距传感器、所述第二测距传感器分别设置在集装箱装卸设备上的吊具顶部两侧位置处。

优选的，作为一种可实施方案；所述车辆行驶距离传感器具体为超声波测距传感器或是激光距离传感器、红外测距传感器中的任意一种。

优选的，作为一种可实施方案；所述测距传感器具体为超声波测距传感器或是激光距离传感器、红外测距传感器中的任意一种。

优选的，作为一种可实施方案；所述报警装置具体为声光报警器。

相应地，本实用新型提供了一种集装箱装卸设备，包括防挂箱安全保护装置，还包括集装箱装卸设备本体；

所述防挂箱安全保护装置具体连接在所述集装箱装卸设备本体上；且所述防挂箱安全保护装置上的测距传感器具体连接所述集装箱装卸设备本体上的吊具顶部位置处。

优选的，作为一种可实施方案；所述集装箱装卸设备本体还包括车辆控制器；所述防挂箱安全保护装置上的控制器还与所述集装箱装卸设备本体上的所述车辆控制器电连接。

作为一种可实施方案；所述集装箱装卸设备本体具体为堆高机或是正面吊设备。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

本实用新型提供的一种防挂箱安全保护装置、集装箱装卸设备，分析上述防挂箱安全保护装置的主要结构可知：上述防挂箱安全保护装置，其主要由车辆行驶距离传感器、至少一个测距传感器、控制器以及报警装置等结构组成；其中，所述控制器分别与所述车辆行驶距离传感器、所述测距传感器电连接；且所述控制器还与所述报警装置电连接；所述测距传感器设置在集装箱装卸设备上的吊具顶部位置处。

由于上述控制器与车辆行驶距离传感器电连接，因此其可以获取到车辆行驶的距离；同时又因为上述控制器与测距传感器电连接，且所以其还可以同时获取到测距传感器检测到其到目标集装箱上方的被测集装箱距离；最后在后退过程中，通过控制器运算比较车辆行驶距离与吊具至被测集装箱距离的方式，判断目标集装箱上方的被测集装箱是否有随动(是否存在挂箱问题)，最终通过报警装置实施报警。

很显然，本实用新型提供的一种防挂箱安全保护装置、集装箱装卸设备，其可以帮助集装箱装卸设备更好的实现安全装卸作业，控制方式更自动化，且控制系统架构设计新颖合理、实用性也更强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为传统技术中的集装箱装卸设备后退过程中由挂箱状态到掉落状态的工作效果结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中具有一个测距传感器的防挂箱安全保护装置的主要控制原理结构图；

图3为本实用新型实施例一中具有一个测距传感器的防挂箱安全保护装置安装在集装箱装卸设备本体上进行后退前的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一中具有一个测距传感器的防挂箱安全保护装置安装在集装箱装卸设备本体上执行后退一段距离M后的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二中具有两个测距传感器的防挂箱安全保护装置的主要控制原理结构图；

图6为本实用新型实施例二中具有两个测距传感器的防挂箱安全保护装置安装在集装箱装卸设备本体上进行后退前的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二中具有两个测距传感器的防挂箱安全保护装置安装在集装箱装卸设备本体上进行后退一段距离M后没有引起挂箱隐患的结构示意图；

图8为本实用新型实施例二中具有两个测距传感器的防挂箱安全保护装置安装在集装箱装卸设备本体上进行后退一段距离M后所引起的一端挂箱隐患的结构示意图；

图9为本实用新型实施例二中具有两个测距传感器的防挂箱安全保护装置安装在集装箱装卸设备本体上执行后退一段距离M后所引起的两端均挂箱隐患的结构示意图；

图10为本实用新型实施例三提供的集装箱装卸设备一视角下的结构示意图。

标号：

控制器1；

车辆行驶距离传感器2；

测距传感器3；第一测距传感器31；第二测距传感器32；

报警装置4；

车辆控制器5；

集装箱装卸设备本体A；

目标集装箱B；

被测集装箱C。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，某些指示的方位或位置关系的词语，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，“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实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例一

如图2所示(另参见图3以及图4)，本实用新型实施例一提供了一种防挂箱安全保护装置，包括控制器1、车辆行驶距离传感器2和至少一个测距传感器3以及报警装置4；

所述控制器1分别与所述车辆行驶距离传感器2、所述测距传感器3电连接；且所述控制器1还与所述报警装置4电连接；所述测距传感器3设置在集装箱装卸设备本体A(或称集装箱装卸设备)上的吊具顶部位置处。同时该控制器1还与车辆控制器5实现连接，进而实现触发制动等动作。

需要说明的是，在本实用新型实施例一中，实施例一阐述的是具有一个测距传感器的情况；由于上述控制器与车辆行驶距离传感器电连接，因此其可以获取到车辆行驶的距离；同时又因为上述控制器与测距传感器电连接，且所以其还可以同时获取到测距传感器检测到其到目标集装箱B上方的被测集装箱C(注意本实用新型方案中涉及的“上方”包括斜上方情况)距离；最后在后退过程中，通过控制器运算比较车辆行驶距离与吊具至被测集装箱距离的方式，判断目标集装箱上方的被测集装箱是否有随动(是否存在挂箱问题)，最终通过报警装置实施报警。即当只有一个测距传感器时候，在卸下目标集装箱前，先通过测距传感器测量一个距离数据(即后退前测距传感器距离被测集装箱之间的距离L’)，后退一段距离后再测量一个距离数据(即后退后测距传感器距离被测集装箱之间的距离L)，通过两次距离之差与整车行驶距离进行对比，最后得到相应的判断结果；具体通过控制器运算可以得到相应的判断结果；在上述过程中，由车辆行驶距离传感器获得检测得到后移距离为M；在运算过程中，控制器则会判断得到测距传感器检测对应的L’－L与M之间的数值关系；如果运算得到L’－L＝M则判定当前目标集装箱不存在挂箱问题；如果运算得到L’－L小于M则当前目标集装箱存在挂箱问题，进而触发报警装置等实施报警操作。需要补充的是，目标集装箱(即对当前要实施卸载的集装箱)；被测集装箱(即位于目标集装箱上方(此包括斜上方)且正对着测距传感器的集装箱)。

实施例二

如图5所示(另参见图6、图7以及图8和图9)，本实用新型实施例二提供了一种防挂箱安全保护装置，包括控制器1、车辆行驶距离传感器2、至少一个测距传感器3以及报警装置4(实施例二具体为两个测距传感器的情况)；所述控制器1分别与所述车辆行驶距离传感器2、所述测距传感器3电连接；且所述控制器1还与所述报警装置4电连接；所述测距传感器3设置在集装箱装卸设备本体A上的吊具顶部位置处。同时该控制器1还与车辆控制器5实现连接，进而实现触发制动等动作。

很显然，本实用新型实施例二提供的防挂箱安全保护装置，其基于本实用新型的总的构思基础上进行设计，本实用新型实施例二与实施例一技术方案相近，不同的是，本实用新型实施例二所涉及的测距传感器为两个；同时本实用新型实施例二关于具体结构以及具体结构位置关系有所不同，详见实施例二。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的防挂箱安全保护装置，其主要由控制器1、车辆行驶距离传感器2、测距传感器3(具体包括第一测距传感器31、第二测距传感器32)以及报警装置4的结构构成；所述控制器1分别与所述车辆行驶距离传感器2、所述第一测距传感器31、所述第二测距传感器32电连接；且所述控制器1还与所述报警装置4电连接；所述第一测距传感器31、所述第二测距传感器32分别设置在集装箱装卸设备本体A上的吊具顶部两侧位置处。很显然上述控制器是市场上购买的能够进行距离运算使用的控制器，其涉及的程序设计并不是本实用新型实施了的保护重点，对此关于控制器的程序设计本实用新型实施例不再赘述。

上述第一测距传感器、第二测距传感器其安装位置具有独特的设计要求；同时利用控制器与车辆行驶距离传感器、第一测距传感器、第二测距传感器实施逻辑运算与判断，最终通过报警装置实施报警动作，起到提醒作用，保证集装箱装卸设备实施更好更安全的装卸作业工作。

很显然在上述防挂箱安全保护装置的架构中，上述第一测距传感器、第二测距传感器其是主要的测距传感器，其可以分别从左右两边测量得到测距传感器至目标集装箱B上方的集装箱(即被测集装箱C)之间的距离；同时车辆行驶距离传感器可以测量车辆行驶过程中的实际移动距离(例如后退卸载目标集装箱时候的整车行驶距离)。

在具体操作过程中；上述控制器是判断是否存在挂箱问题的主体，其根据整车行驶距离与测距传感器两次测距之差对比，实施运算判断的(如果存在挂箱则发送报警信号通过报警装置实施报警，并发送停车信号通过车辆控制器实现紧急制动动作等)。在此运算判断过程中，测距传感器(包括第一测距传感器、第二测距传感器)检测其至目标集装箱上方的集装箱(即被测集装箱)后退前、后退后的距离；车辆行驶距离传感器则检测后移的距离。

关于本实用新型实施例二的具体实施过程，做一下如下说明：

上述测距传感器在车辆后移之前实现第一次测距，即测距传感器(包括第一测距传感器和第二测距传感器)检测到测距传感器至被测集装箱的原始距离为L，如图6所示；然后执行对目标集装箱的后退动作，后退(move)一段距离后(即由车辆行驶距离传感器检测整车后退一段距离为M)，此时再由测距传感器(包括第一测距传感器和第二测距传感器)实施第二次检测，检测距离应当为L’(如图7、图8、图9所示)。

如果不存在挂箱问题，那么可以通过控制器运算得到相应的判断结果；即控制器则可以检测到第一测距传感器检测到的L’－L应当等于M；且第二测距传感器检测到的L’－L也应当等于M；那么控制器则可以判断目标集装箱后退动作是安全的，可以继续实施安全作业(具体如图7所示，即不存在挂箱隐患)。

如果存在挂箱，那么通过控制器运算也可以得到相应的判断结果；即控制器则会判断得到至少有一个测距传感器(包括第一测距传感器和第二测距传感器)检测对应的L’－L小于M；如果存在挂箱，那么还会再细分两种情况(即图8以及图9)；

细分情况一(如图8)；被测集装箱的一端或是被斜着挂出去，一种为被测集装箱左右两端中，其中一端(左端或是右端)被挂箱，那么此时一个传感器测量的L’－L应当大于M；另一个传感器测量的L’－L应当小于M；

细分情况二(如图9)；即被测集装箱左右两端同时挂箱，这是被测集装箱整体都会随着目标集装箱产生移动，此时左右两个检测数据是一样的，即其中一个传感器测量的L’－L应当小于M；另一个传感器测量的L’－L也应当小于M(如图9)。综上所述，如果不存在挂箱问题，则左右两个传感器检测数据一样，即通过控制器运算得到结果是L’－L应当等于M；如果存在挂箱，那么左右两个传感器则至少有一个存在如下运算结果，即至少一个测距传感器通过控制器运算结果是L’－L小于M。实际上图7、图8、图9中，均示意了两个后退后的距离L’即一个距离L’为第一测距传感器的，另一个距离L’为第二测距传感器的；但是附图7、附图8、附图9中的测距传感器位置重复(注意：其中一个被遮挡只能显示出一个)。同时实际上图6中，均示意了两个后退前的距离L，同样即一个距离L为第一测距传感器的，另一个距离L为第二测距传感器的。

关于本实用新型实施例二的具体技术：本实用新型实施例二提供的防挂箱安全保护装置包括(车辆行驶距离传感器)、第一测距传感器、第二测距传感器，控制器以及报警装置；

在后退前，控制器用于实时接收后退前的第一测距传感器的距离检测信号，并解析获得第一测距传感器距离被测集装箱(即目标集装箱上方的集装箱)的距离L；同时控制器还用于实时接收后退后的第二测距传感器距离被测集装箱的另一端的距离L(即测量得到左右两端)；

执行后退动作，随后控制器用于实时接收后退后的第一测距传感器的距离检测信号，并解析获得第一测距传感器距离被测集装箱(即目标集装箱上方的集装箱)的一端的距离L’；同时控制器还用于实时接收后退后的第二测距传感器距离被测集装箱的另一端的距离L’；即测距传感器实时发送执行后退动作前(L)以及后退动作后(L’)；

控制器用于实时接收车辆行驶距离传感器的行驶距离信号，并解析得到整车行驶距离为M；

控制器还用于实时判断每个测距传感器(包括第一测距传感器和第二测距传感器)对应的后退动作后测量的距离L’减去后退动作前测量的距离L的距离差与整车行驶距离M关系，并在任意一个测距传感器对应测算的距离差小于M时，判定存在挂箱问题；随后发送触发信号给报警装置以及车辆控制器(注意此时触发有两个方面，一个是触发报警装置控制实施报警动作，另一个是触发车辆控制，控制实施制动停车操作)；所述报警器用于在接收触发信号执行报警动作；所述车辆控制器用于在接收触发信号执行停车(挂空挡)制动动作。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述车辆行驶距离传感器具体为超声波测距传感器或是激光距离传感器、红外测距传感器中的任意一种。所述测距传感器具体为超声波测距传感器或是激光距离传感器、红外测距传感器中的任意一种。

需要说明的是，在本实用新型实施例二中，上述无论是车辆行驶距离传感器还是测距传感器都可以采用多种形式的传感器方式。超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波传感器具有测量精度高，成本低等技术特点。激光测距传感器：激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到光电二极管上。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。红外线测距传感器：其是利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。

同时上述激光距离传感器、红外测距传感器也都具有测量误差小，测量距离范围更大(0.5－300米)；全程精度误差10毫米；具备标准的RS232、RS422的通讯串口和以太网接口；同时上述测距传感器可利用简洁实用的通讯软件保证了现场工作的准确方便。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述报警装置具体为声光报警器。需要说明的是，在本实用新型实施例二中，该报警装置主要是声光报警器，可以实现报警响铃以及报警闪灯两个方面的报警动作，可以达到快速报警的技术目的。

实施例三

如图10所示，相应地，本实用新型实施例三还提供了一种集装箱装卸设备，包括上述防挂箱安全保护装置(该防挂箱安全保护装置如实施例一或是实施例二中的所涉及的防挂箱安全保护装置)，还包括集装箱装卸设备本体A；所述防挂箱安全保护装置具体连接在所述集装箱装卸设备本体A上；

在一个具体实施方式中，测距传感器只有一个，此时一个测距传感器则测距传感器具体连接所述集装箱装卸设备本体上的吊具顶部处(如图2)。

在另一个具体实施方式中，如果设计了两个测距传感器(包括第一测距传感器31和第二测距传感器32，如图5)；则防挂箱安全保护装置上的第一测距传感器31和第二测距传感器32分别具体连接所述集装箱装卸设备本体A上的吊具顶部两侧位置处。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述集装箱装卸设备本体A还包括车辆控制器5(由于车辆控制器属于集装箱装卸设备本身的器件，对此本实用新型实施例不再一一赘述)；所述防挂箱安全保护装置上的控制器还与所述集装箱装卸设备本体上的所述车辆控制器电连接。

基于上述实施例基础之上，进一步地，所述集装箱装卸设备本体具体为堆高机或是正面吊设备。

需要说明的是，本实用新型实施例三提供的上述集装箱装卸设备本体还可以采用其他具体实施技术方案；上述集装箱装卸设备本体包括但并不限于堆高机或是正面吊设备这两个主要的广泛应用的集装箱装卸设备，集装箱装卸设备的具体形式还可以使用多种形式，对此不再一一赘述。

本实用新型实施例三提供的集装箱装卸设备，可以保证目标集装箱卸载过程中的挂箱检测，自动报警以及停机等动作，可以保障集装箱卸载作业的顺利进行，实现安全作业的技术目的。另外，本实用新型实施例三提供的集装箱装卸设备，其还具有操作方便，系统架构新颖，实用性强，可靠性强高，功能完善等多种方面的技术优势。

基于以上诸多显著的技术优势，本实用新型提供的防挂箱安全保护装置、集装箱装卸设备必将带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。