[發明專利]自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201910160633.1
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109795953A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 張連鋼;楊杰敏;殷健;呂向東;王心成;秦洪建;王國勇;欒新剛;修方強;高榮生;趙臻;譚為寧
• 申請（專利權）人: 青島港國際股份有限公司;青島新前灣集裝箱碼頭有限責任公司
• 主分類號: B66C13/46
• 分類號: B66C13/46;B66C13/08;B66C15/06
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 王笑

1.自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統，其特征在于，包括自動著箱模塊和自動作業檢測模塊；所述自動著箱模塊包括軌道吊定位單元、吊具姿態調整單元和集卡拖盤鎖頭定位單元；所述自動作業檢測模塊包括集卡防吊起單元、集卡防移動單元和箱底異物檢測單元；

所述軌道吊定位單元，用于軌道吊對目標集裝箱進行定位；所述吊具姿態調整單元，用于獲取并基于目標集裝箱信息控制吊具與目標集裝箱的對位；所述集卡拖盤鎖頭定位單元，用于獲取并基于集卡拖盤鎖頭圖像定位鎖頭的位置；

所述集卡防吊起單元，用于獲取并基于集卡及集裝箱的圖像信息判斷集卡是否被吊起；所述集卡防移動單元，用于獲取并基于集卡的圖像信息判斷集卡停車位置是否發生移位；所述箱底異物檢測單元，用于獲取并基于集裝箱箱底與集卡拖盤之間的圖像信息判斷箱底是否存在異物。

2.根據權利要求1所述的自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統，其特征在于，所述軌道吊定位單元包括大車定位裝置、小車定位裝置和起升定位裝置；

所述大車定位裝置包括大車電機上同軸安裝的大車增量編碼器和安裝在場地上的射頻磁釘，通過所述大車增量編碼器和所述射頻磁釘提供的信息實現大車定位；

所述小車定位裝置包括小車電機上同軸安裝的小車增量編碼器和安裝在小車軌道梁上的線性磁尺絕對值編碼器，通過所述小車增量編碼器和所述線性磁尺絕對值編碼器提供的信息實現小車定位；

所述起升定位裝置包括起升電機同軸安裝的起升增量編碼器和與鋼絲繩卷筒同軸安裝的絕對值編碼器，通過所述起升增量編碼器和所述絕對值編碼器提供的信息實現起升定位。

3.根據權利要求2所述的自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統，其特征在于，所述吊具姿態調整單元包括軌道吊上安裝的激光掃描儀、CPU、PLC和微動機構；

所述激光掃描儀，用于掃描目標集裝箱獲取所述目標集裝箱信息，所述目標集裝箱信息包括高度、長度、箱子輪廓和/或陸側集卡拖盤鎖頭位置信息；所述CPU，用于接收并對所述目標集裝箱信息進行處理，并基于處理結果分配所述PLC控制所述微動機構的方向和位移。

4.根據權利要求2所述的自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統，其特征在于，所述軌道吊定位單元還包括微動定位裝置，所述微動定位裝置包括吊具上架上安裝的四個帶絕對值編碼器的電動推桿，通過四個微動電機的控制調整所述吊具在大車和小車方向上的定位誤差。

5.根據權利要求1所述的自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統，其特征在于，所述集卡拖盤鎖頭定位單元，包括集卡車道一側安裝的若干升降裝置和安裝于升降裝置上的攝像頭，集卡車道的另一側安裝標有檢測刻度的隔離板，基于攝像頭拍攝到的鎖頭在隔離板上的投影實現對鎖頭的定位。

6.根據權利要求1所述的自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統，其特征在于，所述集卡防吊起單元，包括安裝在集卡車道側方或者后方的攝像頭，用于采集卸車過程中集卡及集裝箱的圖像信息。

7.根據權利要求1所述的自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統，其特征在于，所述集卡防移動單元，包括安裝在集卡車道側方或者后方的攝像頭，用于獲取吊具下降過程中集卡的圖像信息。

8.根據權利要求1所述的自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統，其特征在于，所述箱底異物檢測單元，包括安裝在集卡交區車道一側的若干攝像頭，用于獲取集裝箱箱底與集卡拖盤之間的圖像信息。

9.根據權利要求1所述的自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統，其特征在于，所述自動作業檢測模塊還包括檢測異常處理單元，用于在集卡被吊起、集卡停車位置發生移位和/或箱底存在異物時發出報警信息，并將異常信息顯示至遠程監控屏上，以及，接收遠程監控指令并執行；所述遠程監控指令為繼續自動化作業指令或停止自動化作業指令。

10.自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行控制方法，應用于如權利要求1-9任一項所述的自動化集裝箱碼頭堆場陸側自動化運行系統中，包括如下步驟：

若接收到收箱作業指令，所述軌道吊定位單元控制軌道吊大車、小車運行至陸側集卡的目標集裝箱上方，并控制吊具下降；所述吊具姿態調整單元控制吊具在水平面內平移，以消除吊具和目標集裝箱的位置偏差，實現吊具與目標集裝箱的對位；在吊具吊起集裝箱后，所述集卡防吊起單元判斷集卡是否被吊起，在被吊起時發出報警信息并停止起升動作；以及，在吊具吊起集裝箱過程中，所述箱底異物檢測單元檢測箱底是否存在異物，在存在異物時發出報警信息并停止吊具上升動作；

若接收到發箱作業指令，所述軌道吊定位單元控制吊具帶箱運行至陸側目標集卡上方，所述集卡拖盤鎖頭定位單元對鎖頭進行定位，所述吊具姿態調整單元控制吊具在水平面內平移，以消除吊具所吊集裝箱和目標集卡拖盤鎖頭的位置偏差，實現吊具所吊集裝箱與目標集卡拖盤鎖頭的對位；在吊具下降過程中，所述集卡防移動單元判斷目標集卡停車位置是否發生移位，在發生移位時發出報警信息并停止吊具下降動作；以及，在吊具下降過程中，所述箱底異物檢測單元檢測箱底是否存在異物，在存在異物時發出報警信息并停止吊具下降動作。