場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)通過(guò)在輪胎吊四個(gè)門腿上各安裝一個(gè)激光掃描儀，并在兩條輪胎吊車道的背面之間以一定的距離或者以集裝箱長(zhǎng)度為間隔安裝立柱，立柱處于一條直線上，激光掃描儀檢測(cè)立柱位置和集裝箱堆場(chǎng)上集裝箱側(cè)面和集裝箱之間縫隙，檢測(cè)實(shí)現(xiàn)輪胎吊行走定位、在堆場(chǎng)內(nèi)箱位位置定位、自動(dòng)糾偏、防撞警報(bào)。本實(shí)用新型包括激光掃描儀、輪胎前輪支架、立柱、集裝箱、計(jì)算機(jī)、警報(bào)器、箱位管理顯示器、防雨罩、顯示器。激光掃描儀分別安裝在輪胎吊四個(gè)門腿輪胎前輪支架上，能隨輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。以立柱和集裝箱作為參考。激光掃描儀安裝在防雨罩內(nèi)。計(jì)算機(jī)安裝在電氣室。警報(bào)器安裝在輪胎吊駕駛室內(nèi)。激光掃描儀、警報(bào)器、箱位管理顯示器均與計(jì)算機(jī)相連。計(jì)算機(jī)與輪胎吊PLC相連，參與輪胎吊行走控制。
【專利說(shuō)明】場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于集裝箱裝卸作業(yè)中輪胎吊的定位、行走糾偏防撞，尤其適合輪胎吊吊運(yùn)集裝箱裝卸作業(yè)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，場(chǎng)地集裝箱輪胎吊行走糾偏和防撞的檢測(cè)手段包括GPS定位自動(dòng)糾偏法，單點(diǎn)激光測(cè)距儀結(jié)合反射板自動(dòng)糾偏法，圖像處理糾偏，人工糾偏，以集裝箱側(cè)面為參考面的輪胎吊糾偏法，但這些方法都各有缺點(diǎn)。GPS定位容易受到人為篡改數(shù)據(jù)導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯(cuò)且需定期校正。單點(diǎn)激光測(cè)距儀結(jié)合反射板自動(dòng)糾偏法，則需要在一旁安裝長(zhǎng)反射板，并不實(shí)用。圖像處理糾偏容易受天氣光線影響，穩(wěn)定性不夠。輪胎吊司機(jī)調(diào)整車輪行走方向，即人工糾偏，這種方法精度低，容易造成司機(jī)疲勞。以集裝箱側(cè)面為參考面的輪胎吊糾偏法則當(dāng)堆場(chǎng)上沒有集裝箱時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型通過(guò)在輪胎吊四個(gè)門腿輪胎前輪支架上各安裝一個(gè)激光掃描儀，并在輪胎吊車道背面過(guò)道中心線上以一定的距離或者以集裝箱長(zhǎng)度為間隔安裝立柱，激光掃描儀檢測(cè)立柱位置，實(shí)現(xiàn)輪胎吊在堆場(chǎng)內(nèi)箱位位置定位、自動(dòng)糾偏。
[0004]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:激光掃描儀、輪胎前輪支架、立柱、計(jì)算機(jī)、警報(bào)器、箱位管理顯示器(即駕駛室管理系統(tǒng)界面終端)、顯示器、集裝箱、輪胎吊PLC。安裝四個(gè)激光掃描儀在輪胎吊四個(gè)門腿輪胎前輪支架上，水平掃描，能隨輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。激光掃描儀均安裝在防雨罩內(nèi)。立柱以一定的距離或者以集裝箱長(zhǎng)度為間隔安裝在兩條輪胎吊車道背面之間過(guò)道中間線上，本實(shí)用新型是以立柱為主要參考，故所安裝立柱應(yīng)處于一條直線上。顯示器安裝在駕駛室內(nèi)，實(shí)時(shí)顯示輪胎吊在堆場(chǎng)上的位置以及偏離距離角度等。四個(gè)激光掃描儀可以檢測(cè)到堆場(chǎng)上集裝箱側(cè)面和集裝箱之間的縫隙的同時(shí)，其中兩個(gè)激光掃描儀可以檢測(cè)到立柱，作為輪胎吊箱區(qū)貝位定位及行走糾偏的參考。計(jì)算機(jī)安裝在電氣室。警報(bào)器安裝在輪胎吊駕駛室內(nèi)。激光掃描儀、警報(bào)器、箱位管理顯示器均與計(jì)算機(jī)相連。計(jì)算機(jī)與輪胎吊PLC相連，參與輪胎吊行走控制。
[0005]四個(gè)激光掃描儀，同時(shí)對(duì)集裝箱堆場(chǎng)上集裝箱側(cè)面和集裝箱與集裝箱之間縫隙掃描測(cè)距，但僅遠(yuǎn)離集卡車道的兩個(gè)激光掃描儀能檢測(cè)到立柱。在檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量多根相鄰立柱之間的距離以及立柱平面與輪胎吊行車方向的距離和角度來(lái)進(jìn)行糾偏。若輪胎吊偏離行車車道或輪胎吊輪胎方向偏離規(guī)劃線方向，激光掃描儀所測(cè)的各個(gè)立柱到激光掃描儀的距離會(huì)大于或小于正常情況下，計(jì)算機(jī)根據(jù)輪胎轉(zhuǎn)向角度，分析數(shù)據(jù)，可預(yù)判輪胎吊在預(yù)見范圍內(nèi)若不糾偏繼續(xù)行走的偏離距離。計(jì)算機(jī)發(fā)出糾偏信號(hào)給輪胎吊PLC，參與輪胎吊行走控制，把偏離距離控制在可容忍范圍內(nèi)。
[0006]激光掃描儀除了可以檢測(cè)到立柱外，還可以檢測(cè)到對(duì)面集裝箱的側(cè)面和集裝箱之間的縫隙。所以，輪胎吊的糾偏可以通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量對(duì)面集裝箱側(cè)平面與輪胎吊行車方向的距離和角度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007]由于激光掃描儀可以檢測(cè)到對(duì)面集裝箱列，這可作為確定貝位的基礎(chǔ)。若立柱安裝的距離是集裝箱長(zhǎng)度，則一個(gè)立柱相當(dāng)于一貝位，這也可作為確定貝位的基礎(chǔ)。當(dāng)輪胎吊到達(dá)工作集裝箱列，司機(jī)通過(guò)箱位管理顯示器得知當(dāng)前所在貝位數(shù)，按下確定鍵，計(jì)算機(jī)記憶當(dāng)前貝位。或通過(guò)吊具開閉鎖信號(hào)確認(rèn)提供當(dāng)前所在貝位數(shù)，可免去司機(jī)人工確認(rèn)。以當(dāng)前貝位作為原點(diǎn)，當(dāng)輪胎吊繼續(xù)往前或往后運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)確認(rèn)鍵或開閉鎖信息記憶當(dāng)前貝位與激光掃描儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)得出輪胎吊在行進(jìn)過(guò)程中的貝位數(shù)和下一個(gè)停車貝位數(shù)，獲取輪胎吊在堆場(chǎng)內(nèi)的定位。輪胎吊編碼器所提供的行走距離信息可校準(zhǔn)貝位，這樣可更精確獲取貝位數(shù)和大車位置。這一工作方法可以取代GPS定位。
[0008]在輪胎吊場(chǎng)內(nèi)行走過(guò)程中，四個(gè)安裝在輪胎吊門腿上的激光掃描儀實(shí)時(shí)檢測(cè)正前后方是否有障礙物。檢測(cè)范圍分為遠(yuǎn)區(qū)、中區(qū)和近區(qū)。檢測(cè)到遠(yuǎn)區(qū)車道上有障礙物，計(jì)算機(jī)視為無(wú)障礙，輪胎吊正常行駛；檢測(cè)到中區(qū)車道上有障礙物，計(jì)算機(jī)發(fā)慢速信號(hào)給輪胎吊PLC，輪胎吊慢速行駛；檢測(cè)到近區(qū)車道上有障礙物，計(jì)算機(jī)發(fā)警報(bào)信號(hào)給警報(bào)器，發(fā)控制信號(hào)給輪胎吊PLC停止輪胎吊前行或后退。
[0009]當(dāng)輪胎吊在大路上行走時(shí)，如果輪胎吊的輪胎朝外旋轉(zhuǎn)90度，四個(gè)激光掃描儀可用作輪胎吊前后行走防撞。激光掃描儀檢測(cè)前后方，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析，可知輪胎吊前后方在具體距離上是否有障礙物。若障礙物在較遠(yuǎn)的距離，計(jì)算機(jī)發(fā)出警報(bào)指令給警報(bào)器，以警示司機(jī)慢速。若障礙物在較近的距離，計(jì)算機(jī)發(fā)出停車指令，通過(guò)輪胎吊PLC給輪胎吊，輪胎吊停止行走。
[0010]司機(jī)駕駛室內(nèi)的顯示器通過(guò)圖形界面顯示輪胎吊當(dāng)前位置，偏移角度和距離，堆場(chǎng)上集裝箱之間縫隙大小等必要信息。
[0011]由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:實(shí)現(xiàn)輪胎吊行走定位，自動(dòng)糾偏，即使堆場(chǎng)上沒有集裝箱運(yùn)可以實(shí)現(xiàn)糾偏，自動(dòng)檢測(cè)行走路徑上的障礙，自動(dòng)防撞，消除安全隱患，減輕司機(jī)疲勞，有效提高場(chǎng)地集裝箱輪胎吊的吊運(yùn)集裝箱裝卸效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1輪胎吊行走定位糾偏及防撞原理示意圖
[0013]附圖2 —個(gè)輪胎吊和立柱安裝立體圖
[0014]附圖3兩個(gè)輪胎吊和立柱安裝俯視圖
[0015]附圖中主要部件的符號(hào)說(shuō)明:
[0016](I)計(jì)算機(jī)(8)集裝箱
[0017](2)激光掃描儀(防雨罩內(nèi))(9)小車
[0018](3)箱位管理顯示器(10)吊具
[0019]⑷警報(bào)器(11)駕駛室
[0020](5)輪胎吊PLC(12)車道規(guī)劃線
[0021](6)激光檢測(cè)線(13)立柱
[0022](7)輪胎吊(14)顯示器
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，激光掃描儀⑵、箱位管理顯示器(3)、警報(bào)器⑷、輪胎吊PLC(5)、顯示器(14)均和計(jì)算機(jī)(I)相連。警報(bào)器(4)可通過(guò)聲音或者聲光結(jié)合或其他方式對(duì)輪胎吊司機(jī)進(jìn)行警報(bào)。
[0024]如圖2所示是一個(gè)輪胎吊(7)與立柱(13)的安裝立體圖，計(jì)算機(jī)⑴和警報(bào)器
(4)均安裝在電氣室內(nèi)，顯示器(14)安裝在司機(jī)駕駛室(11)內(nèi)，司機(jī)可以實(shí)時(shí)了解到輪胎吊(7)在堆場(chǎng)上的位置和偏離角度以及堆場(chǎng)上集裝箱(8)之間間距。激光掃描儀(2)分別安裝在輪胎吊(7)四個(gè)門腿輪胎前輪支架上，能隨輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。立柱(13)安裝在輪胎吊(7)背面的過(guò)道中心線上，而且立柱(13)處于一條直線上，作為輪胎吊(7)糾偏參考。激光掃描儀(2)能檢測(cè)到對(duì)面集裝箱(8)的側(cè)面及其縫隙。
[0025]如圖3所示是兩個(gè)輪胎吊(7)和立柱(13)安裝俯視圖。由圖3可知，兩個(gè)輪胎吊(7)共用背面過(guò)道，故兩個(gè)輪胎吊(7)共用過(guò)道中心線上的立柱(13)。圖3所展示的實(shí)施方式，立柱(13)安裝距離是一個(gè)集裝箱(8)長(zhǎng)度，該立柱(13)安裝距離可以為輪胎吊(7)提供貝位推算基礎(chǔ)。即一個(gè)立柱(13)代表一個(gè)貝位。對(duì)面集裝箱(8)的側(cè)面及其縫隙也可以作為貝位推算的基礎(chǔ)，即一個(gè)集裝箱(8)作為一個(gè)貝位。
[0026]輪胎吊(7)進(jìn)入堆場(chǎng)前，在大路上行走時(shí)，如果輪胎吊(7)的輪胎朝外旋轉(zhuǎn)90度，四個(gè)激光掃描儀(2)可用作輪胎吊(7)前后行走防撞。激光掃描儀(2)檢測(cè)前后方，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)(I)的數(shù)據(jù)分析，可知輪胎吊(7)前后方在具體距離上是否有障礙物。若障礙物在較遠(yuǎn)的距離，計(jì)算機(jī)(I)發(fā)出警報(bào)指令給警報(bào)器，以警示司機(jī)慢速。若障礙物在較近的距離，計(jì)算機(jī)(I)發(fā)出停車指令，通過(guò)輪胎吊PLC(5)給輪胎吊，輪胎吊(7)停止行走。
[0027]輪胎吊(7)進(jìn)入堆場(chǎng)后，立柱(13)始終能被檢測(cè)到，四個(gè)激光掃描儀(2)便可檢測(cè)到堆場(chǎng)內(nèi)集裝箱⑶的側(cè)面以及集裝箱之間的縫隙。在輪胎吊⑵行走過(guò)程中，若輪胎吊(7)跑偏，激光掃描儀(2)到立柱(13)的距離就會(huì)變大或變小，計(jì)算機(jī)(I)分析處理測(cè)量數(shù)據(jù)便可知道輪胎吊(7)是否偏離車道規(guī)劃線(12)或輪胎吊(7)的輪胎轉(zhuǎn)向是否偏離車道規(guī)劃線(12)。當(dāng)輪胎吊(7)偏離道規(guī)劃線(12)在一定的小范圍內(nèi)的時(shí)候，計(jì)算機(jī)(I)發(fā)送減速命令和調(diào)整命令給輪胎吊PLC (5)，對(duì)輪胎吊(7)進(jìn)行減速調(diào)整控制。當(dāng)輪胎吊(7)偏離車道規(guī)劃線(12)超過(guò)一定的大范圍的時(shí)候，計(jì)算機(jī)(I)發(fā)送警報(bào)信號(hào)給警報(bào)器(4)，與此同時(shí)發(fā)送停車命令給輪胎吊PLC(5)，直至輪胎吊(7)停止行走。
[0028]在糾偏過(guò)程中，即使堆場(chǎng)內(nèi)無(wú)集裝箱(8)，并不影響本實(shí)用新型的糾偏功能。
[0029]當(dāng)輪胎吊(7)到達(dá)所工作集裝箱⑶列附近時(shí)，激光掃描儀(2)檢測(cè)集裝箱(8)之間的縫隙，以縫隙作為參考。若相鄰集裝箱有空缺(即沒有縫隙)，則以工作集裝箱(8)列左或右面為參考，實(shí)現(xiàn)輪胎吊(7)與工作集裝箱(8)列對(duì)準(zhǔn)。
[0030]在輪胎吊(7)場(chǎng)內(nèi)行走過(guò)程中，四個(gè)激光掃描儀(2)實(shí)時(shí)檢測(cè)正前后方是否有障礙物，若檢測(cè)到車道規(guī)劃線(12)上有障礙物，計(jì)算機(jī)(I)發(fā)警報(bào)信號(hào)給警報(bào)器(4)，發(fā)控制信號(hào)給輪胎吊PLC(5)停止輪胎吊(7)前行，實(shí)現(xiàn)防撞。
[0031]當(dāng)輪胎吊(7)到達(dá)工作集裝箱(8)列，司機(jī)通過(guò)箱位管理顯示器(3)得知當(dāng)前所在貝位數(shù)，按下確定鍵，計(jì)算機(jī)⑴記憶當(dāng)前貝位。當(dāng)前貝位數(shù)據(jù)即作為原點(diǎn)，當(dāng)輪胎吊(7)繼續(xù)往前或往后運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)(I)通過(guò)確認(rèn)鍵或開閉鎖信息記憶當(dāng)前貝位與激光掃描儀
(2)的檢測(cè)數(shù)據(jù)得出輪胎吊(7)在行進(jìn)過(guò)程中的貝位數(shù)和下一個(gè)停車貝位數(shù)，獲取輪胎吊
(7)在堆場(chǎng)內(nèi)的定位。輪胎吊編碼器所提供的行走距離信息可校準(zhǔn)貝位，這樣可更精確獲取貝位數(shù)和大車位置。
[0032]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，激光掃描儀，輪胎前輪支架，警報(bào)器，箱位管理顯示器，輪胎吊PLC，計(jì)算機(jī)，立柱，顯示器，集裝箱，其特征是:所述立柱以一定的距離或者以所述集裝箱長(zhǎng)度為間隔安裝在輪胎吊車道背面過(guò)道中心線上，所述激光掃描儀分別安裝在輪胎吊四個(gè)門腿所述輪胎前輪支架上，能隨輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，所述激光掃描儀檢測(cè)所述立柱位置以及對(duì)面所述集裝箱位置，實(shí)現(xiàn)輪胎吊行走定位糾偏防撞。
2.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，其特征在于:所述激光掃描儀檢測(cè)所述立柱位置時(shí)，是通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量多根相鄰所述立柱之間的距離以及所述立柱平面與輪胎吊行車方向的距離和角度來(lái)進(jìn)行糾偏。
3.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，其特征在于:所述激光掃描儀檢測(cè)對(duì)面所述集裝箱位置時(shí)，是通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量對(duì)面所述集裝箱側(cè)平面與輪胎吊行車方向的距尚和角度來(lái)進(jìn)行糾偏。
4.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)通過(guò)確認(rèn)鍵或開閉鎖信息記憶當(dāng)前貝位與激光掃描儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)得出輪胎吊在行進(jìn)過(guò)程中的貝位數(shù)和下一個(gè)停車貝位數(shù)，獲取輪胎吊在堆場(chǎng)內(nèi)的定位。
5.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，其特征在于:所述激光掃描儀、所述警報(bào)器、所述箱位管理顯示器、所述輪胎吊PLC、所述顯示器均與所述計(jì)算機(jī)相連，所述計(jì)算機(jī)安裝在電氣室，所述警報(bào)器安裝在輪胎吊駕駛室內(nèi)，所述激光掃描儀安裝在防雨罩內(nèi)，所述顯示器安裝在駕駛室內(nèi)，通過(guò)圖像方式實(shí)時(shí)顯示輪胎吊在堆場(chǎng)上的位置。
6.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，其特征在于:四個(gè)所述激光掃描儀實(shí)時(shí)檢測(cè)輪胎吊行走時(shí)前后方是否有障礙物，所述計(jì)算機(jī)按不同區(qū)域內(nèi)有障礙物發(fā)送不同的控制信號(hào)給所述輪胎吊PLC。
7.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，其特征在于:輪胎吊的輪胎朝外旋轉(zhuǎn)90度，四個(gè)所述激光掃描儀可用作輪胎吊前后行走防撞。
8.如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地集裝箱起重機(jī)的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，其特征在于:所述激光掃描儀的安裝高度應(yīng)低于所述立柱高度和低于一個(gè)所述集裝箱高度。
【文檔編號(hào)】B66C15/04GK204198280SQ201420560121
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】陸榮國(guó), 馬楚鴻, 黃愛平, 陸明路, 王辰 申請(qǐng)人:上海海鐳激光科技有限公司