一种线材盘圆装箱设备及装箱方法与流程

本发明属于集装箱运输领域，更具体地说，涉及一种线材盘圆装箱设备及装箱方法。

背景技术：

集装箱运输具有高效、环保、高质量的优势，相比传统水运，集装箱运输对货物在运输过程中的保护明显，对货物运输批量的要求较小，较灵活；由于各地区码头、航线资源的不均衡，而集装箱码头资源更多，使集装箱运输可以更经济的向各地运送货物。随着国家环境保护要求不断提升，并大力发展多式联运，集装箱运输货物的范围也越来越广。

经过行业从业者的努力，钢材使用集装箱运输的比例越来越大，品种也越来越多。但因钢材线材盘圆体积密度小、形状尺寸与集装箱尺寸不匹配，传统的装箱方法会造成装箱亏吨严重，不能使集装箱内的空间得到充分利用，增加了货主的成本，也影响了集装箱业务的扩展。

且目前各钢厂出产的钢材线材盘圆，因为直径又较大，无法两两并排放入集装箱中，也不能上下叠加放入集装箱中，在现有的装箱设备下，只能上下斜着纵向于集装箱放置，如图13所示，当多组钢材线材盘圆均上下斜着纵向放置于装箱后，会造成两种后果，一方面，装箱后亏吨位较多，造成运输成本的上升，另一方面，上下斜放的上部线材盘圆，会对集装箱侧壁造成很大的压力，由于集装箱设计制造时结构特点，其侧壁抵抗向外压力的能力非常低，上下斜着纵向于集装箱放置方法，会导致集装箱的侧壁膨出而损坏。为避免集装箱侧壁损坏，行业中有在上层盘圆下部垫专用架子的方法解决，这样又存在增加成本，消耗宝贵的木材的问题。虽然现有行业中也有通过减小圆盘直径的方式来避免这一问题，以增加集装箱装入盘圆的数量，但是这种方法需要钢厂对产品生产线进行改造，增加了钢厂生产的难度和成本，同时，因为盘圆变细变长，还会使盘圆吊装的通用性变差，使原有包装失效，影响线材的流通。

经检索，中国专利公开号：cn1464857a；公开日：2003年12月31；公开了一种卷状搬运物用的货盘、卷状搬运物在货盘的装载构造体、卷状搬运物装载货盘相对集装箱的收容构造体及搬运方法，该申请案的货盘包括货盘本体、设于该货盘本体上侧的四个载置部、及设于该货盘本体下侧的四侧开放的下部开放空间；上述货盘本休具有可接触于集装箱的内壁和其它货盘的接触框体部；该申请案通过货盘将按垂直方向状态装载的规定数量的卷状搬运物排列成交错状装载到集装箱中，相比于现有的装箱方法，通过该申请案的装置可以解决装箱后集装箱侧壁受压力易损坏的问题且提升了集装箱空间利用率，但是通过该申请案的装置及方法，需要针对每个卷装线材均配置有专门设计的货盘，造价成本太高，且每次装箱前需先将卷装线材垂直置于货盘上，货盘还需交错布置，导致装箱过程过于繁琐麻烦，运输效率不高。

技术实现要素：

为了低成本，低消耗的解决现有线材盘圆装箱时空间利用率低下、易损坏集装箱的问题，根据本发明的一方面，提供了一种线材盘圆装箱设备，该设备包括：

叉车的车体、设于车体前端的叉车门架和滑动连接于叉车门架上的升降块，所述升降块在叉车控制下做升降运动，还包括抓取工装，其包括：

基架；

固定卡爪，其设于基架一侧，所述固定卡爪与升降块连接；

上悬臂，其水平连接于基架另一侧的上端；

下悬臂，其水平连接与基架另一侧的下端，且所述上悬臂的长度大于所述下悬臂的长度；

抓取钩，其设于上悬臂和下悬臂的自由端端部，所述抓取钩抓取固定线材盘圆。

通过本方案的设备，一次抓取运输两个线材盘圆，一高一低，两线材盘圆的轴线方向均与集装箱的宽度方向相同，且两线材盘圆在竖直方向上不同心，即两线材盘圆一前一后，上方的线材盘圆靠前，即远离叉车的方向，下方的线材盘圆靠后，即靠近叉车的方向，使线材盘圆横向装入集装箱中，装箱后线材盘圆间相互依靠支撑，充分利用了集装箱底部与顶部空间，且不会对集装箱侧壁、顶部造成损害，完全解决了空间利用率低、易损坏集装箱的问题。

根据本发明方案的线材盘圆装箱设备，可选地，所述抓取工装还包括钢管，其水平设于上悬臂和下悬臂的自由端端部，所述钢管沿叉车宽度方向布置，所述抓取钩插接在钢管的两端。

通过沿叉车宽度方向布置的钢管，是的“匚”型的抓取钩能插接在空心钢管的两端，抓取钩和上下悬臂呈非硬性连接，因此抓取钩可以始终下垂向地面，减少抓取钩抓取线材盘圆后自身受到的扭力，且插接在钢管中的同一悬臂上的两抓取钩间距可调可换，方便针对各线材盘圆的抓取/放置操作。

根据本发明方案的线材盘圆装箱设备，可选地，所述钢管还包括：

驱动件，其置于钢管内，位于钢管中部；

伸缩杆，其置于钢管内，所述伸缩杆一端与驱动件连接，另一端与抓取钩传动式连接。

通过在钢管中设置驱动件驱动伸缩杆带动两端抓取钩的运动，可实现叉车对线材盘圆自动化的抓取、放置操作，节约了人力劳动，进一步提高本设备的装箱效率。

根据本发明方案的线材盘圆装箱设备，可选地，所述抓取工装还包括加强杆，其由第一加强杆和第二加强杆组成，所述第一加强杆一端与上悬臂固定连接，另一端与第二加强杆固定连接；所述第二加强杆一端与下悬臂固定连接，另一端与基架固定连接。

通过设置加强杆来强化抓取工装结构的稳定性，更具体地说是强化上悬臂与下悬臂的稳定性，通过本方案的第二加强杆，在进行线材盘圆运输时，受到下悬臂传来的向下的载荷，第一加强杆受到上悬臂传来的向下的载荷，第一加强杆的一端部固定连接在第二加强杆上，通过载荷作用，减小了第二加强杆与基架连接端的负荷，由此进一步强化了加强杆的强化效果，使得抓取工装的有效使用寿命进一步提升。

根据本发明方案的线材盘圆装箱设备，可选地，还包括监控单元，其包括：

摄像头，其固定连接于钢管下方，镜头朝向叉车前进方向前方；

显示屏，其固定连接于叉车门架一侧，屏幕朝向驾驶室方向。

通过摄像头和显示屏的设置，可解决货物对叉车的驾驶人员视线的遮挡问题，使叉车的驾驶人员方便清晰的看到前方的情况，以及被抓取的线材盘圆的位置情况，方便对其在集装箱中准确的进行放置，保证装箱质量。

根据本发明方案的线材盘圆装箱设备，可选地，所述抓取钩包括：

上横杆，其插接在钢管端部中；

下横杆，其位于上横杆下方，与上横杆平行布置，承载线材盘圆；

竖杆，上横杆和下横杆的一侧端部通过竖杆固定连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种线材盘圆装箱方法，步骤如下：

一、首次装箱：叉车控制抓取工装上悬臂抓取线材盘圆，下悬臂不抓取线材盘圆，驾驶叉车运输至集装箱最里端，线材盘圆的轴线方向与集装箱宽度方向相同，运输到位后，启动驱动件，松开抓取钩放置上悬臂上的线材盘圆；

二、二次装箱：驶出集装箱内的叉车，控制抓取工装上悬臂和下悬臂均抓取线材盘圆，驾驶叉车运输至上次装箱的线材盘圆前，进行放置，下悬臂抓取的线材盘圆置于上次上悬臂放置的线材盘圆前，上悬臂抓取的线材盘圆置于两个底部有的线材盘圆上方之间；

三、后续装箱：重复步骤二，至将集装箱内装满；

四、拆箱：拆箱步骤和装箱步骤相反。

本发明的线材盘圆装箱方法，线材盘圆在集装箱中呈两层堆叠放置，不会压迫到集装箱的侧壁，对集装箱内部空间的利用率也大大提高，增加了线材盘圆进行集装箱运输时的效率及集装箱的有效使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1示出了本发明的线材、盘圆用集装箱装箱设备结构示意图；

图2示出了本发明的叉车结构示意图；

图3示出了本发明的抓取工装结构示意图；

图4为本发明下悬臂的a向视图；

图5为图1中b-b向截面图；

图6示出了加设监控单元的装修设备结构示意图；

图7示出了加设摄像头的上悬臂a向视图；

图8示出了实施例中的一种抓取钩结构；

图9～图12为本发明的装箱设备进行装箱时的过程状态示意图；

图13示出了现有的线材盘圆装箱后的示意图。

附图标记：

1、车体；10、叉车门架；11、升降块；12、提升机构；13、伸缩臂；

2、抓取工装；20、基架；21、固定卡爪；22、上悬臂；23、下悬臂；24、抓取钩；240、上横杆；241、下横杆；242、竖杆；25、钢管；250、驱动件；251、伸缩杆；252、液压系统附件；26、加强杆；260、第一加强杆；261、第二加强杆；

3、监控单元；30、摄像头；31、显示屏。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分；同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；同样，“上”、“下”、“前”、“后”以及类似的词语并不表示任何特定的绝对方向限制，而是相对于一参照系用来区分不同的相对位置。

根据现有的线材盘圆尺寸大小，装箱时常采用一组两个线材盘圆上下斜放的方式进行装箱，装箱后状态如图13所示，通过叉车货叉叉在线材盘圆的中空处将其运输进集装箱中，线材盘圆的轴线方向与集装箱的长度方向相同，这种装箱方法造成两个缺陷，一是对集装箱内空间利用率低，造成装箱吨位亏损，提高了运输成本，二是多组线材盘圆装箱后，对集装箱侧壁造成过大的压力，易导致集装箱损坏。

根据本发明的实施例，对于上述不足，可以采用本发明的设备如图1所示，一次抓取运输两个线材盘圆，一高一低，两线材盘圆的轴线方向均与集装箱的宽度方向相同，且两线材盘圆在竖直方向上不同心，即两线材盘圆一前一后，上方的线材盘圆靠前(即远离叉车的方向)，下方的线材盘圆靠后(即靠近叉车的方向)，使线材盘圆横向装入集装箱中，装箱后的线材盘圆如图10中所示，线材盘圆间相互依靠支撑，且充分利用了集装箱底部与顶部空间，且不会对集装箱侧壁、端部造成负荷，完全解决了空间利用率低、易损坏集装箱的问题。

例如，如图2所示的叉车结构：

叉车的车体1及位于车体1前端的叉车门架10均为现有叉车的常规结构，升降块11活动连接于叉车门架10上，在叉车的操作下升降块11于叉车门架10上做升降运动，其中升降运动可通过设于叉车车体1前端的提升机构12来实现，进一步地，叉车车体1前端还设置有伸缩臂13，可以控制叉车门架10俯仰角度移动，方便叉车装卸货物时的前后微调操作，并使线材盘圆顺利进入集装箱入口的小空间；

图3为本发明的抓取工装2结构：

基架20竖直设置，基架20的一侧设有固定卡爪21，通过固定卡爪21可使本发明的抓取工装2与叉车的升降块11固定，以便于通过叉车来控制抓取工装2的升降操作；基架20另一侧的上端和下端分别水平连接有上悬臂22和下悬臂23，其中上悬臂22的长度要大于下悬臂23的长度，以实现抓取两线材盘圆后的竖直方向不同心；在上悬臂22和下悬臂23的端部均设有抓取钩24，用于线材盘圆的抓取，在本实施例中，抓取钩24的形状为“匚”形，通过从线材盘圆轴线方向的两端进行卡抓来实现对线材盘圆的抓取；上悬臂22和下悬臂23之间还设有加强杆26，由第一加强杆260和第二加强杆261组成，其与分别上悬臂22、下悬臂23及基架20固定连接，用于强化本发明抓取工装2结构的稳定性，以提高其有效使用寿命；

进一步地，图4为抓取工装2进一步优化的结构，在上悬臂22和下悬臂23的端部均设置有中空的钢管25，从图1所示叉车结构的a向看去，钢管25呈水平横向布置，“匚”型的抓取钩24的上端则分别插入钢管25的两端；通过此结构可方便的进行统一悬臂上抓取钩24间距的调整，以便于进行抓取/放置操作，同时也方便抓取钩24的更换；

进一步地，图5为抓取工装2的进一步优化结构，在钢管25中部设置有驱动件250，驱动件250可为液压缸等结构，插入钢管25中的抓取钩24端部通过伸缩杆251与驱动件250连接，通过驱动件250控制伸缩杆251来驱动同一悬臂上两抓取钩24的开合，以实现对线材盘圆自动化的抓取、放置操作；同时，抓取钩24和伸缩杆251是非硬性连接，使抓取钩24能始终下垂向地面，以减少抓取钩24抓取线材盘圆后自身受到的扭力，增加其使用寿命；本实施例驱动件250采用液压缸，液压系统附件252如液压油储存单元、辅助单元等置于叉车门架10和基架20间，如图6所示。

进一步地，为了避免叉车在抓取线材盘圆时视线被线材盘圆过分遮挡的问题，本实施例还设置了监控单元3，如图6和图7所示，由摄像头30和显示屏31组成，摄像头30和显示屏31信号连接，摄像头30设置于钢管25中部下方，镜头朝向叉车行进方向前方，显示屏31设置于叉车门架10一侧面，优选的，设置于侧上方，屏幕朝向驾驶室方向，方便驾驶员观察叉车前方的环境路况，同时显示屏31也不会遮挡叉车侧面的视野；

进一步地，本实施例对抓取钩24的结构进行改进，抓取钩24的“匚”型结构具体由上横杆240、下横杆241和竖杆242构成，具体结构如图8所示，上横杆240插接在钢管25端部中，下横杆241承载被抓取的线材盘圆，竖杆242将上横杆240和下横杆241连接，竖杆242为伸缩可调形式，具体可以是由液压缸控制的伸缩杆结构，通过竖杆242可灵活调节上横杆240与下横杆241的间距，增加抓取工装2在进行线材盘圆抓取时的适用范围以及抓取稳定性。

图9～图12体现了本发明的设备在进行线材盘圆装箱时的顺序流程：

如图9所示，先采用本发明的设备上悬臂22抓取一线材盘圆，下悬臂23不抓取，驾驶叉车将其运输至集装箱最里面，运输到位后启动驱动件250，松开抓取钩24，将其放置；然后叉车退出集装箱，上悬臂22和下悬臂23个抓取一线材盘圆，如图10所示，运输到集装箱内，下悬臂23抓取的线材盘圆置于第一次放置的线材盘圆前，此时上悬臂22抓取的线材盘圆位于集装箱底部放置的两线材盘圆上方之间，放置上悬臂22抓取的线材盘圆；然后叉车退出集装箱，每次运输上下悬臂均各抓取一线材盘圆，如图11所示；最终，将集装箱内装满，如图12所示，即完成了装箱操作；拆箱操作则相反，叉车每次进入集装箱上悬臂22和下悬臂23各抓取一个线材盘圆，最后一次叉车进入集装箱，上悬臂22抓取集装箱最里端的一线材盘圆运出，最终完成拆箱操作。

通过本发明的线材盘圆集装箱装箱设备，可将线材盘圆抓取后横向置入集装箱中，且通过配合本发明的装箱方法，线材盘圆在集装箱中呈两层堆叠放置，不会压迫到集装箱的侧壁，对集装箱内部空间的利用率也大大提高，增加了线材盘圆进行集装箱运输时的效率及集装箱的有效使用寿命。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。