一种无人驾驶门座式起重机的制作方法

本发明属于港口货物转运，具体为一种无人驾驶门座式起重机。

背景技术：

1、随着全球运输业进入综合物流时代，港口在经济发展中的作用和地位发生了深刻的变化，港口作为全球综合物流运输网络的主要环节，其功能已经由传统的物流搬运向综合性物流装卸发展。门座式起重机作为港口设备的一种，越来越多地承担着重要的装卸角色。

2、在“中国制造2025”和“工业4.0”背景下，门座式起重机正在朝着无人化、智能化方向发展。在门座式起重机定位和环境感知、门座式起重机决策规划以及门座式起重机轨迹跟踪控制等领域，无人驾驶门座式起重机均取得了一定的进展。

3、门座式起重机一般有吊钩、抓斗两种吊具，以便分别通过吊钩及抓斗起升转运集装箱或煤炭、粮食等散货。传统的无人驾驶门座式起重机，吊钩、抓斗互换时，需要将吊具降落至地面且保持钢丝绳处于松弛状态，气焊工使用气焊的方式将钢丝绳切割，再将钢丝绳绕至另一吊具的滑轮，最后再将钢丝绳焊接到一起，完成吊钩、抓斗两种吊具的互换。

4、也就是说，传统的无人驾驶门座式起重机，吊钩、抓斗的互换过程仍需要人工介入，且需要钢丝绳的切割与焊接，效率较低。而且，若吊具互换的过于频繁，会导致钢丝绳的性能受到较大的伤害，严重影响门座式起重机作业的安全性。

5、因此，亟需能够实现无人化、智能化的吊钩、抓斗快换的门座式起重机，以解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出一种无人驾驶门座式起重机，包括：

2、卷绕单元，可转动地安装于象鼻梁的前端，且配置有吊绳单元，且吊具安装于吊绳单元的下端；

3、安装基础，安装于吊绳单元的下端；

4、抓斗总成，可拆卸地安装于安装基础的下端，包括抓斗快换工装以及安装于抓斗快换工装下方的抓斗元件；

5、吊钩总成，可拆卸地安装于安装基础的下端，包括吊钩快换工装以及安装于吊钩快换工装下方的吊钩元件；

6、吊具放置车，抓斗总成及吊钩总成可分离地放置于吊具放置车；

7、其中，抓斗快换工装包括第一工装本体以及安装于第一工装本体上端面的一对第一连接座，且第一连接座的上端面开设有第一齿槽腔；

8、吊钩快换工装包括第二工装本体以及安装于第二工装本体上端面的一对第二连接座，且第二连接座的上端面开设有第二齿槽腔；

9、安装基础括基础本体以及固定安装于基础本体下端面的一对大弹性齿单元，且大弹性齿单元可相对伸缩地配置于第一齿槽腔及第二齿槽腔内；

10、其中，大弹性齿单元插入第一齿槽腔及第二齿槽腔内时，大弹性齿单元可相对第一连接座及第二连接座移动；

11、大弹性齿单元拔出第一齿槽腔及第二齿槽腔内时，一种状态下，大弹性齿单元可相对第一连接座及第二连接座移动，又一种状态下，大弹性齿单元不能相对第一连接座及第二连接座移动；

12、抓斗快换工装及吊钩快换工装均还包括安装于第一工装本体及第二工装本体上端面的定位座，且定位座的上端开设有定位孔；

13、基础本体下端面还设置有与定位孔相匹配的定位柱；

14、吊具放置车的下方设置有麦克纳姆轮，吊具放置车的上方设置有位置检测单元。

15、进一步的，大弹性齿单元包括插入部以及设置于插入部两侧的可弹性伸缩的弹性齿，插入部内开设有配置腔，且配置腔内设置有弹性元件；

16、其中，弹性元件包括固定设置于配置腔内的可调弹簧以及设置于可调弹簧两侧的一对定弹簧，定弹簧的一端连接可调弹簧，另一端连接弹性齿；

17、第一齿槽腔及第二齿槽腔的两侧面均设置有与弹性齿相匹配的齿槽，弹性齿具有小角度面以及大角度面，且大弹性齿单元插入时，小角度面为作用面，大弹性齿单元拔出时，大角度面为作用面。

18、进一步的，定位孔包括上下连通的倒锥台形孔和圆柱形孔，且圆柱形孔的内径与定位柱的外径相等。

19、进一步的，吊钩总成还包括固定安装于第二工装本体上端的吊钩安装板，且吊钩安装板固定安装有一对吊钩贯穿筒；

20、其中，吊钩贯穿筒的下端面位于吊钩安装板的下方，吊钩元件固定安装于吊钩贯穿筒的下端面，吊钩贯穿筒的上端面位于吊钩安装板的上方；

21、抓斗元件包括一对可转动地安装于第一工装本体下端的连杆，一对连杆的下端均可转动地安装有抓斗，第一工装本体的下方还设置有滑轮座，且滑轮座的侧端固定设置有枢转轴，一对抓斗远离连杆的一端均铰接安装于枢转轴；

22、抓斗总成还包括固定安装于第一工装本体上端的抓斗安装板，且抓斗安装板可向上滑动地安装有一对抓斗贯穿筒；

23、其中，抓斗贯穿筒的下端面位于抓斗安装板的下方，滑轮座固定安装于抓斗贯穿筒的下端面，抓斗贯穿筒的上端面位于抓斗安装板的上方；

24、基础本体开设有导向孔，且导向孔内可向上滑动地安装有配重筒，配重筒的下端与吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒的上端面连接。

25、进一步的，吊钩贯穿筒的上端面开设有第三齿槽腔，抓斗贯穿筒的上端面开设有第四齿槽腔；

26、安装基础还包括安装于配重筒下端面的小弹性齿单元，且小弹性齿单元可相对伸缩地配置于第三齿槽腔以及第四齿槽腔；

27、小弹性齿单元插入第三齿槽腔以及第四齿槽腔内时，小弹性齿单元可相对吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒移动；

28、小弹性齿单元拔出第三齿槽腔以及第四齿槽腔内时，一种状态下，小弹性齿单元可相对吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒移动，又一种状态下，小弹性齿单元不能相对吊钩贯穿筒以及抓斗贯穿筒移动。

29、进一步的，卷绕单元包括可转动地安装于象鼻梁前端的线筒，且吊绳单元包括外侧吊绳以及内侧吊绳；

30、外侧吊绳的一端固定连接于线筒，另一端固定连接基础本体的吊绳连接部，内侧吊绳的一端固定连接于线筒，另一端固定连接配重筒的上端；

31、其中，第一状态时，外侧吊绳以及内侧吊绳同步运动；第二状态时，外侧吊绳以及内侧吊绳不同步运动。

32、进一步的，滑轮座的上端设置有滑轮，抓斗元件还包括附接绳二，附接绳二围绕滑轮，且附接绳二的两端分别固定连接抓斗贯穿筒的下端面。

33、进一步的，卷绕单元还包括辊轴，且线筒安装于辊轴的外周；

34、线筒包括中间线筒以及设置在中间线筒两端的侧线筒，中间线筒及侧线筒均套设在辊轴的外周，内侧吊绳固定连接于中间线筒，外侧吊绳固定连接于侧线筒；

35、其中，中间线筒与辊轴配置为定刚性联结，侧线筒与辊轴配置为动刚性联结。

36、进一步的，辊轴与侧线筒结合的部位的外周阵列设置有若干弹性球，侧线筒的中央开设有轴孔，且轴孔的内周面圆周阵列设置有若干与弹性球相匹配的球形通槽；

37、其中，弹性球配置有三个弹性状态：

38、抓斗元件保持闭合或打开状态时，弹性球处于第一弹性状态；

39、抓斗元件由打开切换为闭合状态时，弹性球处于第二弹性状态；

40、抓斗元件由闭合切换为打开状态时，弹性球处于第三弹性状态；

41、并且，第一弹性状态大于第二弹性状态，第二弹性状态大于第三弹性状态。

42、进一步的，吊具放置车还包括车体，麦克纳姆轮安装于车体的两侧；

43、车体的上端面安装有若干支撑柱，若干支撑柱的上端安装有一配置框体，位置检测单元安装于配置框体的上端面；

44、配置框体的内侧安装有至少一对伸缩夹持器，第一工装本体及第二工装本体的侧面设置有与伸缩夹持器相匹配的定位夹持部。

45、本发明的优点在于：

46、1.吊具放置车载着吊具转移至安装基础的下方，位置检测单元检测定位孔与定位柱是否对准，若对准则启动卷绕单元完成吊具的分离或结合，若未对准则通过麦克纳姆轮原地调整吊具放置车的位置，对准后再启动卷绕单元。配合通过安装基础的下落和上升完成抓斗以及吊钩的安装和拆卸，可快速实现抓斗以及吊钩的互换，并且互换过程无需人工介入，实现了门座式起重机的无人化和智能化。同时，无需其他诸如焊接等操作，效率高，不会导致钢丝绳的性能受到任何伤害，不影响门座式起重机作业的安全性。

47、2.大弹性齿单元通过弹性齿的结构设计，结合弹性元件，并与齿槽腔配合，通过安装基础的下落和上升，实现了安装基础与抓斗快换工装以及吊钩快换工装的快速结合与分离，可快速实现抓斗以及吊钩的互换。同时，互换过程无需人工介入，无需其他诸如焊接等操作，效率高。

48、3.本发明的吊钩、抓斗快换式吊具机械，抓斗贯穿筒可相对抓斗安装板向上移动，配合内侧吊绳及配重筒，可实现抓斗元件状态的切换；吊钩贯穿筒固定配置于吊钩安装板，配合内侧吊绳及配重筒，可实现第二连接座与基础本体的三点分布式结合，提高吊钩总成与安装基础结合的牢固性以及吊钩总成运动的稳定性。由此，既能显著提升抓斗总成与吊钩总成互换的快速性，又能实现抓斗元件的工作，同时还提高吊钩总成与安装基础结合的牢固性以及吊钩总成运动的稳定性。

49、4.进一步通过小弹性齿单元以及抓斗贯穿筒、吊钩贯穿筒的配合设置，进一步提高安装基础与吊钩快换工装结合牢固性的前提下，并通过安装基础的下落和上升完成抓斗以及吊钩的安装和拆卸，可快速实现抓斗以及吊钩的互换。

50、5.抓斗元件、抓斗快换工装、抓斗贯穿筒、基础本体、配重筒以及吊绳单元的配合，在实现抓斗以及吊钩的快速互换的情况下，还能控制抓斗元件的打开与闭合，无需为抓斗元件额外配置驱动滑轮座的动力装置。

51、6.实现了外侧吊绳以及内侧吊绳可选择性地同步运动或不同步运动，结合通过线筒与辊轴的配合设置，再加抓斗元件、抓斗快换工装、抓斗贯穿筒、基础本体、配重筒以及吊绳单元的耦合作用，可以在实现抓斗以及吊钩的快速互换的情况下，还能控制抓斗元件的打开与闭合，无需为抓斗元件额外配置驱动滑轮座的动力装置。