場地集裝箱起重機的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】場地集裝箱起重機的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)通過在輪胎吊四個門腿上各安裝一個激光掃描儀，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度為間隔安裝立柱，立柱處于一條直線上，激光掃描儀檢測立柱位置和集裝箱堆場上集裝箱側(cè)面和集裝箱之間縫隙，檢測實現(xiàn)輪胎吊行走定位、在堆場內(nèi)箱位位置定位、自動糾偏、防撞警報。本實用新型包括激光掃描儀、輪胎前輪支架、立柱、集裝箱、計算機、警報器、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門腿輪胎前輪支架上，能隨輪胎轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。以立柱和集裝箱作為參考。激光掃描儀安裝在防雨罩內(nèi)。計算機安裝在電氣室。警報器安裝在輪胎吊駕駛室內(nèi)。激光掃描儀、警報器、箱位管理顯示器均與計算機相連。計算機與輪胎吊PLC相連，參與輪胎吊行走控制。
【專利說明】場地集裝箱起重機的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實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集裝箱裝卸作業(yè)。
【背景技術】
[0002]目前，場地集裝箱輪胎吊行走糾偏和防撞的檢測手段包括GPS定位自動糾偏法，單點激光測距儀結合反射板自動糾偏法，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。GPS定位容易受到人為篡改數(shù)據(jù)導致數(shù)據(jù)出錯且需定期校正。單點激光測距儀結合反射板自動糾偏法，則需要在一旁安裝長反射板，并不實用。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，容易造成司機疲勞。以集裝箱側(cè)面為參考面的輪胎吊糾偏法則當堆場上沒有集裝箱時，無法準確對位。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實用新型通過在輪胎吊四個門腿輪胎前輪支架上各安裝一個激光掃描儀，并在輪胎吊車道背面過道中心線上以一定的距離或者以集裝箱長度為間隔安裝立柱，激光掃描儀檢測立柱位置，實現(xiàn)輪胎吊在堆場內(nèi)箱位位置定位、自動糾偏。
[0004]本實用新型采用以下技術方案:激光掃描儀、輪胎前輪支架、立柱、計算機、警報器、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。安裝四個激光掃描儀在輪胎吊四個門腿輪胎前輪支架上，水平掃描，能隨輪胎轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。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度為間隔安裝在兩條輪胎吊車道背面之間過道中間線上，本實用新型是以立柱為主要參考，故所安裝立柱應處于一條直線上。顯示器安裝在駕駛室內(nèi)，實時顯示輪胎吊在堆場上的位置以及偏離距離角度等。四個激光掃描儀可以檢測到堆場上集裝箱側(cè)面和集裝箱之間的縫隙的同時，其中兩個激光掃描儀可以檢測到立柱，作為輪胎吊箱區(qū)貝位定位及行走糾偏的參考。計算機安裝在電氣室。警報器安裝在輪胎吊駕駛室內(nèi)。激光掃描儀、警報器、箱位管理顯示器均與計算機相連。計算機與輪胎吊PLC相連，參與輪胎吊行走控制。
[0005]四個激光掃描儀，同時對集裝箱堆場上集裝箱側(cè)面和集裝箱與集裝箱之間縫隙掃描測距，但僅遠離集卡車道的兩個激光掃描儀能檢測到立柱。在檢測過程中，通過實時測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進行糾偏。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，激光掃描儀所測的各個立柱到激光掃描儀的距離會大于或小于正常情況下，計算機根據(jù)輪胎轉(zhuǎn)向角度，分析數(shù)據(jù)，可預判輪胎吊在預見范圍內(nèi)若不糾偏繼續(xù)行走的偏離距離。計算機發(fā)出糾偏信號給輪胎吊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到立柱外，還可以檢測到對面集裝箱的側(cè)面和集裝箱之間的縫隙。所以，輪胎吊的糾偏可以通過實時測量對面集裝箱側(cè)平面與輪胎吊行車方向的距離和角度來實現(xiàn)。
[0007]由于激光掃描儀可以檢測到對面集裝箱列，這可作為確定貝位的基礎。若立柱安裝的距離是集裝箱長度，則一個立柱相當于一貝位，這也可作為確定貝位的基礎。當輪胎吊到達工作集裝箱列，司機通過箱位管理顯示器得知當前所在貝位數(shù)，按下確定鍵，計算機記憶當前貝位?；蛲ㄟ^吊具開閉鎖信號確認提供當前所在貝位數(shù)，可免去司機人工確認。以當前貝位作為原點，當輪胎吊繼續(xù)往前或往后運動時，計算機通過確認鍵或開閉鎖信息記憶當前貝位與激光掃描儀的檢測數(shù)據(jù)得出輪胎吊在行進過程中的貝位數(shù)和下一個停車貝位數(shù)，獲取輪胎吊在堆場內(nèi)的定位。輪胎吊編碼器所提供的行走距離信息可校準貝位，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]在輪胎吊場內(nèi)行走過程中，四個安裝在輪胎吊門腿上的激光掃描儀實時檢測正前后方是否有障礙物。檢測范圍分為遠區(qū)、中區(qū)和近區(qū)。檢測到遠區(qū)車道上有障礙物，計算機視為無障礙，輪胎吊正常行駛；檢測到中區(qū)車道上有障礙物，計算機發(fā)慢速信號給輪胎吊PLC，輪胎吊慢速行駛；檢測到近區(qū)車道上有障礙物，計算機發(fā)警報信號給警報器，發(fā)控制信號給輪胎吊PLC停止輪胎吊前行或后退。
[0009]當輪胎吊在大路上行走時，如果輪胎吊的輪胎朝外旋轉(zhuǎn)90度，四個激光掃描儀可用作輪胎吊前后行走防撞。激光掃描儀檢測前后方，經(jīng)過計算機的數(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。若障礙物在較遠的距離，計算機發(fā)出警報指令給警報器，以警示司機慢速。若障礙物在較近的距離，計算機發(fā)出停車指令，通過輪胎吊PLC給輪胎吊，輪胎吊停止行走。
[0010]司機駕駛室內(nèi)的顯示器通過圖形界面顯示輪胎吊當前位置，偏移角度和距離，堆場上集裝箱之間縫隙大小等必要信息。
[0011]由于采用上述技術方案，本實用新型的有益效果是:實現(xiàn)輪胎吊行走定位，自動糾偏，即使堆場上沒有集裝箱運可以實現(xiàn)糾偏，自動檢測行走路徑上的障礙，自動防撞，消除安全隱患，減輕司機疲勞，有效提高場地集裝箱輪胎吊的吊運集裝箱裝卸效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[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 —個輪胎吊和立柱安裝立體圖
[0014]附圖3兩個輪胎吊和立柱安裝俯視圖
[0015]附圖中主要部件的符號說明:
[0016](I)計算機(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警報器(11)駕駛室
[0020](5)輪胎吊PLC(12)車道規(guī)劃線
[0021](6)激光檢測線(13)立柱
[0022](7)輪胎吊(14)顯示器
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，激光掃描儀⑵、箱位管理顯示器(3)、警報器⑷、輪胎吊PLC(5)、顯示器(14)均和計算機(I)相連。警報器(4)可通過聲音或者聲光結合或其他方式對輪胎吊司機進行警報。
[0024]如圖2所示是一個輪胎吊(7)與立柱(13)的安裝立體圖，計算機⑴和警報器
(4)均安裝在電氣室內(nèi)，顯示器(14)安裝在司機駕駛室(11)內(nèi)，司機可以實時了解到輪胎吊(7)在堆場上的位置和偏離角度以及堆場上集裝箱(8)之間間距。激光掃描儀(2)分別安裝在輪胎吊(7)四個門腿輪胎前輪支架上，能隨輪胎轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。立柱(13)安裝在輪胎吊(7)背面的過道中心線上，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)能檢測到對面集裝箱(8)的側(cè)面及其縫隙。
[0025]如圖3所示是兩個輪胎吊(7)和立柱(13)安裝俯視圖。由圖3可知，兩個輪胎吊(7)共用背面過道，故兩個輪胎吊(7)共用過道中心線上的立柱(13)。圖3所展示的實施方式，立柱(13)安裝距離是一個集裝箱(8)長度，該立柱(13)安裝距離可以為輪胎吊(7)提供貝位推算基礎。即一個立柱(13)代表一個貝位。對面集裝箱(8)的側(cè)面及其縫隙也可以作為貝位推算的基礎，即一個集裝箱(8)作為一個貝位。
[0026]輪胎吊(7)進入堆場前，在大路上行走時，如果輪胎吊(7)的輪胎朝外旋轉(zhuǎn)90度，四個激光掃描儀(2)可用作輪胎吊(7)前后行走防撞。激光掃描儀(2)檢測前后方，經(jīng)過計算機(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。若障礙物在較遠的距離，計算機(I)發(fā)出警報指令給警報器，以警示司機慢速。若障礙物在較近的距離，計算機(I)發(fā)出停車指令，通過輪胎吊PLC(5)給輪胎吊，輪胎吊(7)停止行走。
[0027]輪胎吊(7)進入堆場后，立柱(13)始終能被檢測到，四個激光掃描儀(2)便可檢測到堆場內(nèi)集裝箱⑶的側(cè)面以及集裝箱之間的縫隙。在輪胎吊⑵行走過程中，若輪胎吊(7)跑偏，激光掃描儀(2)到立柱(13)的距離就會變大或變小，計算機(I)分析處理測量數(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)。當輪胎吊(7)偏離道規(guī)劃線(12)在一定的小范圍內(nèi)的時候，計算機(I)發(fā)送減速命令和調(diào)整命令給輪胎吊PLC (5)，對輪胎吊(7)進行減速調(diào)整控制。當輪胎吊(7)偏離車道規(guī)劃線(12)超過一定的大范圍的時候，計算機(I)發(fā)送警報信號給警報器(4)，與此同時發(fā)送停車命令給輪胎吊PLC(5)，直至輪胎吊(7)停止行走。
[0028]在糾偏過程中，即使堆場內(nèi)無集裝箱(8)，并不影響本實用新型的糾偏功能。
[0029]當輪胎吊(7)到達所工作集裝箱⑶列附近時，激光掃描儀(2)檢測集裝箱(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，實現(xiàn)輪胎吊(7)與工作集裝箱(8)列對準。
[0030]在輪胎吊(7)場內(nèi)行走過程中，四個激光掃描儀(2)實時檢測正前后方是否有障礙物，若檢測到車道規(guī)劃線(12)上有障礙物，計算機(I)發(fā)警報信號給警報器(4)，發(fā)控制信號給輪胎吊PLC(5)停止輪胎吊(7)前行，實現(xiàn)防撞。
[0031]當輪胎吊(7)到達工作集裝箱(8)列，司機通過箱位管理顯示器(3)得知當前所在貝位數(shù)，按下確定鍵，計算機⑴記憶當前貝位。當前貝位數(shù)據(jù)即作為原點，當輪胎吊(7)繼續(xù)往前或往后運動時，計算機(I)通過確認鍵或開閉鎖信息記憶當前貝位與激光掃描儀
(2)的檢測數(shù)據(jù)得出輪胎吊(7)在行進過程中的貝位數(shù)和下一個停車貝位數(shù)，獲取輪胎吊
(7)在堆場內(nèi)的定位。輪胎吊編碼器所提供的行走距離信息可校準貝位，這樣可更精確獲取貝位數(shù)和大車位置。
[0032]本【技術領域】中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落入本實用新型權利要求書的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.場地集裝箱起重機的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，激光掃描儀，輪胎前輪支架，警報器，箱位管理顯示器，輪胎吊PLC，計算機，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度為間隔安裝在輪胎吊車道背面過道中心線上，所述激光掃描儀分別安裝在輪胎吊四個門腿所述輪胎前輪支架上，能隨輪胎轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，所述激光掃描儀檢測所述立柱位置以及對面所述集裝箱位置，實現(xiàn)輪胎吊行走定位糾偏防撞。
2.如權利要求1所述的場地集裝箱起重機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所述立柱位置時，是通過實時測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進行糾偏。
3.如權利要求1所述的場地集裝箱起重機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對面所述集裝箱位置時，是通過實時測量對面所述集裝箱側(cè)平面與輪胎吊行車方向的距尚和角度來進行糾偏。
4.如權利要求1所述的場地集裝箱起重機的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，其特征在于:所述計算機通過確認鍵或開閉鎖信息記憶當前貝位與激光掃描儀的檢測數(shù)據(jù)得出輪胎吊在行進過程中的貝位數(shù)和下一個停車貝位數(shù)，獲取輪胎吊在堆場內(nèi)的定位。
5.如權利要求1所述的場地集裝箱起重機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算機相連，所述計算機安裝在電氣室，所述警報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)，通過圖像方式實時顯示輪胎吊在堆場上的位置。
6.如權利要求1所述的場地集裝箱起重機的行走糾偏定位防撞系統(tǒng)，其特征在于:四個所述激光掃描儀實時檢測輪胎吊行走時前后方是否有障礙物，所述計算機按不同區(qū)域內(nèi)有障礙物發(fā)送不同的控制信號給所述輪胎吊PLC。
7.如權利要求1所述的場地集裝箱起重機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，四個所述激光掃描儀可用作輪胎吊前后行走防撞。
8.如權利要求1所述的場地集裝箱起重機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低于所述立柱高度和低于一個所述集裝箱高度。
【文檔編號】B66C15/04GK204198280SQ201420560121
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】陸榮國, 馬楚鴻, 黃愛平, 陸明路, 王辰 申請人:上海海鐳激光科技有限公司