解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的装卸方法及岸桥

摘要

本发明公开了一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的装卸方法，具体将两个40英尺集装箱从集装箱船上运至集装箱搁箱悬架组上的任一双40英尺集装箱的搁置位后，举升式AGV将位于集装箱搁箱悬架组的搁置位上的集装箱运至后方堆场的卸船方法和装船方法，装船方法是卸船方法的反过程；本发明还公开了一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的装卸系统，在常规的双40英尺岸桥的陆侧门框的陆侧门框立柱上设有集装箱搁箱悬架组，并与设置在搁置位下方的举升式AGV组合；这样AGV与岸桥都是独立作业，不受互等的困惑，随到随工作。解决了传统AGV与岸桥组合进行集装箱装卸船作业时的“耦合”问题，节约了宝贵的码头区面积，具有非常好的发展前景和市场应用空间。

说明书

技术领域

本发明涉及港口自动化集装箱码头技术领域，特别涉及一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的装卸方法及岸桥，可以提升自动化集装箱码头系统效率，并解决AGV与岸桥组合进行集装箱装卸船作业时存在的衔接“耦合”问题。

背景技术

目前国内外自动化集装箱码头水平运输设备主要有2种选择：自动导向车（AGV）或跨运车。

这两种设备各有优缺点：

（1）AGV易于实现自动化作业，且定位精确，另外，设备造价较低，且目前已实现了全电力驱动。但由于AGV本身不具有装卸箱的功能，因此当仅具有水平搬运功能的AGV与岸桥组合，进行装卸船作业时，存在2种设备互相等待的情况，从而影响系统能力的发挥（即2种设备存在所谓的作业衔接“耦合”现象）。为尽可能保证岸桥能力的发挥，自动化集装箱码头需配置较多数量的AGV来弥补这一问题，同时需要在码头区设置24米宽的AGV缓冲排队区；如图7如示，介绍目前常规的双小车岸桥，主要包括岸桥本体，岸桥本体包括大梁600和门架，大梁600架设于门架上方，门架下方水平设有中转台400，中转台400上运行有副小车300，中转台400下方设有进行衔接作业的AGV,大梁600上运行有主小车500，主小车500在大梁600上可将集装箱作垂直或水平运输；卸船流程为：主小车500先将集装箱从集装箱船700上运输至中转台400，副小车300再将中转台400上的集装箱运输至AGV100上，AGV100最后将集装箱运至后方堆场。那么AGV100需要在24米宽的AGV缓冲排队区200内排队等候。这一方面严重影响了自动化码头的工作效率，也一定程度地降低了码头装卸区面积的有效利用。

（2）由于跨运车本身就配备起升机构，因此当具备装卸箱及水平运输双重功能的跨运车与岸桥组合，进行装卸船作业时，不存在2种设备互相等待的情况，即：岸桥将集装箱直接卸至码头面上的跨运车车道后，不需要等候跨运车的到来，就可以进行下一次的装卸船作业，岸桥的工作循环不受水平运输是否到位的影响，装卸效率可以得到充分的发挥（即所谓的“解耦”）。也正是由于这种“解耦”，使得采用该水平运输设备的自动化集装箱码头只需配置较少数量的跨运车即可满足系统的装卸需求。但是，跨运车设备定位不如AGV精确，实现无人自动化作业相对较难。另外，跨运车设备造价相对较高，动力供给还尚处在混合动力阶段，环保节能效果不如AGV。

根据不完全统计，目前全球自动化集装箱码头中水平运输设备采用AGV的码头数量要高于采用跨运车的码头数量。但AGV与岸桥组合进行集装箱装卸船作业时尤其对双40英尺岸桥所需的高效率水平运输存在的衔接“耦合”问题，始终困扰着港口规划和生产部门对自动化码头方案的建设决心。

发明内容

本发明的目的，在于开发一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥“耦合”问题的装卸方法，使得岸桥的装卸船作业和水平运输接送箱作业能够相对独立，互不等待，从而提升整个系统的装卸效率，进而可以减少水平运输设备在系统中的配置数量，减少系统投入成本；由于岸桥小车只需在有导向功能的集装箱搁箱悬架组上起落箱，无须直接对AGV进行精确定位装卸车，无须采用价格昂贵的双小车岸桥；可保障AGV随到随工作，无需设置常规自动化码头所需的AGV缓冲排队区，节约了宝贵的码头区面积。

本发明的技术方案如下：

一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的岸桥，其主体结构包括陆侧门框、海侧

门框和架设陆侧门框和海侧门框之上的大梁，陆侧门框和海侧门框由海陆侧门框联系横梁连接，大梁上设有岸桥小车运行轨道，岸桥小车运行在岸桥小车运行轨道上，岸桥小车可一次性吊起两个40英尺集装箱，陆侧门框的陆侧门框立柱后方设有集装箱搁箱悬架组，岸桥小车用于集装箱由集装箱船至集装箱搁箱悬架组的垂直及水平运输；所述集装箱搁箱悬架组包括两个平行的集装箱搁箱悬架主梁，两个平行的集装箱搁箱悬架主梁之间垂直设有两组双40英尺集装箱的搁置位，每个搁置位包括垂直连接于两个平行的集装箱搁箱悬架主梁之间的两个悬架联系梁，每个悬架联系梁下方由若干吊杆连接有托架；每个悬架联系梁内侧设有两个集装箱导向槽。每个集装箱搁箱悬架主梁均与悬架拉杆连接，悬架拉杆固定在两个陆侧门框立柱上；所述集装箱搁箱悬架组包括两个平行的集装箱搁箱悬架主梁，每个集装箱搁箱悬架主梁分别由悬架拉杆固定在两个陆侧门框立柱上。所述悬架拉杆由拉杆悬架支撑杆固定在集装箱搁箱悬架主梁上，拉杆悬架支撑杆起加强固定和支撑作用。两个平行的集装箱搁箱悬架主梁之间垂直设有两组双英尺集装箱的搁置位，即4个搁置位。

每个搁置位下方对应设有举升式AGV1的作业位。作业位上运行有进行衔接作业的举升式

AGV；所述举升式AGV，包括一集装箱支撑平台，集装箱支撑平台下方连接顶升装置，其具有垂直升降功能。集装箱支撑平台的垂直升降功能由AGV上的顶升装置承担。该顶升装置为液压缸或液压剪叉式塔架或电动装置。所述举升式AGV1如4轮驱动的机动车自由行驶。所述举升式AGV用于集装箱由集装箱搁箱悬架组至后方堆场的垂直及水平运输。

每组双英尺集装箱的搁置位的尺寸与岸桥小车上装卸的双40英尺的集装箱的尺寸匹配对应。

每个搁置位包括垂直连接于两个平行的集装箱搁箱悬架主梁的两个的悬架联系梁，每个悬架联系梁下方由若干吊杆连接有托架；所述吊杆最少为3个。

所述集装箱导向槽为L形，集装箱导向槽上端头与悬架联系梁平行方向设有第一导向部，集装箱导向槽上端头与悬架联系梁垂直方向设有第二导向部。

第一导向部和第二导向部均为刀尖形。

所述托架为L形，托架上设有第三导向部。第三导向部为直角三角形。

所述托架上表面的离地高度为B。每个搁置位中的两个托架在集装箱底部的短边方向上形成开口，该开口的净距为D。托架集装箱搁置位的净宽为F。

当岸桥小车将集装箱垂直向下运至岸桥搁箱悬架组的搁置位上时，由集装箱导向槽的第一导向部和第二导向部的将集装箱引导进入搁置位中上部分；

当集装箱在下降至岸桥搁箱悬架组的搁置位底部前，再由托架上的第三导向部将集装箱导入搁置位正中，即托架的开口上方。

所述举升式AGV处于最大举升状态时，其集装箱支撑平台上表面的离地高度为A。举升式AGV1顶升装置的最大宽度为C。集装箱支撑平台的宽度为E。其中E>C。

所述集装箱在举升式AGV与集装箱搁箱悬架组之间的转驳需求关系为：

举升式AGV1处于原始状态时，其结构外形的离地高度G应至少低于托架8下表面的离地高度H10cm,即H≥G+10cm。

举升式AGV1处于最大举升状态时，其集装箱支撑平台上表面的离地高度B应至少高于托架上表面的离地高度B10cm,即A≥B+10cm。

AGV集装箱支撑平台的最大宽度为E，应比集装箱支撑平台上的托架开口净宽D单侧窄15cm，即D≥15cm+E+15cm。

托架集装箱搁置位的净宽F应至少比集装箱支撑平台的宽度E单侧宽30cm，即F≥30m+E+30cm。

本岸桥布置在码头前沿，其装卸的集装箱长边方向始终与码头泊位岸线方向平行；

在码头中央控制室的调度下，由举升式AGV1与解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的岸桥组合进行的装卸船作业，可以解决传统AGV与岸桥组合进行装卸船作业时出现的“耦合”问题，使得岸桥的装卸船作业和水平运输接送箱作业能够相对独立，互不等待，即特殊设计的解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的岸桥将集装箱直接卸至集装箱搁箱悬架组后，不需要等候举升式AGV的到来，就可以进行下一次的装卸船作业，岸桥的工作循环不受举升式AGV1是否到位的影响，从而使得系统中各个装卸设备的装卸效率可以得到充分的发挥，进而可以减少水平运输设备在系统中的配置数量，减少系统的投入成本。

本发明的另一种技术方案为：

一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的卸船方法，步骤如下：

a.岸桥小车将集装箱从集装箱船上卸下，放置在位于集装箱搁箱悬架组的搁置位的托架上。

b.举升式AGV开始驶向位于集装箱搁箱悬架组下方的作业位。

此时，举升式AGV结构外形的离地高度G必须低于托架下表面的离地高度H。

c.举升式AGV到达位于集装箱搁箱悬架组下方的作业位后，举升式AGV通过集装箱支撑平台的抬升将集装箱慢慢顶离托架的上表面，并逐渐至集装箱支撑平台的最大行程高度A。

d.举升式AGV维持其集装箱支撑平台的最大行程高度A不变，顶托着集装箱逐渐驶离集装箱搁箱悬架组下方的作业位。

e.举升式AGV驶离集装箱搁箱悬架组下方的作业位后，举升式AGV降低其集装箱支撑平台的离地高度至其原始离地高度G，承载着集装箱的举升式AGV驶向后方堆场进行下一步流程作业。

本发明的还有一种技术方案为：

一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的装船方法，步骤如下：

a.承载着集装箱的举升式AGV将其集装箱支撑平台的离地高度G保持原始离地高度，从堆场开始驶入码头作业区。

b.在承载着集装箱的举升式AGV驶入集装箱搁箱悬架组下方的作业位前，举升式AGV应将其集装箱支撑平台从原始离地高度G抬升至其最大行程高度A；

c．举升式AGV维持其集装箱支撑平台最大行程高度A，慢慢驶入集装箱搁箱悬架组下方的作业位；

d.举升式AGV到达位于集装箱搁箱悬架组下方的作业位后，举升式AGV通过集装箱支撑平台的下降将集装箱慢慢放置在搁置位的托架的上表面，举升式AGV的集装箱支撑平台则慢慢脱离集装箱;与此同时，岸桥小车将放置在位于集装箱搁箱悬架组搁置位的托架上集装箱装载至集装箱船上。

e.与此同时，空载的举升式AGV将其集装箱支撑平台的离地高度恢复至原始状态高度Ｇ.此时，举升式AGV的离地高度G必须低于托架下表面的离地高度H。

f.空载举升式AGV开始驶离位于集装箱搁箱悬架组下方的作业位。

g.空载的举升式AGV驶向后方堆场进行下一步流程作业。

有益效果：本发明解决传统AGV与双40英尺岸桥组合进行装卸船作业时出现的“耦合”问题，使得岸桥的装卸船作业和水平运输接送箱作业能够相对独立，互不等待，即不需要等候举升式AGV的到来，就可以进行下一次的装卸船作业，岸桥的工作循环不受举升式AGV是否到位的影响，从而使得系统中各个装卸设备的装卸效率可以得到充分的发挥，进而可以减少水平运输设备在系统中的配置数量，减少系统的投入成本，同时可保障AGV随到随工作。具体概括如下：

（1）造价要低于双小车岸桥；

（2）整个装卸船作业循环动作不分解，效率更高；

（3）轮压比双小车岸桥要小，可以降低水工建筑物的投资。

（4）由于解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的岸桥与举升式AGV作业的解耦，无需双小车与AGV组合进行装卸装卸船作业的AGV缓冲区。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的举升式AGV的原始状态2a和最大举升状态2b；

图3为本发明的集装箱搁箱悬架组的主视图；

图4为本发明的集装箱搁箱悬架组的俯视图；

图5为本发明的导向槽的结构示意图；

图6为本发明搁置位的结构示意图；

图7为双小车岸桥的结示意图；

图8为本发明岸桥小车的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的技术方案：

如图1－6所示，一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的岸桥，其主体结构2包括包括陆侧门16、海侧门框17和架设陆侧门框16和海侧门框17之上的大梁14，陆侧门框16和海侧门框17由海陆侧门框联系横梁15连接，大梁14上设有岸桥小车运行轨道13，陆侧门框16的陆侧门框立柱12后方设有集装箱搁箱悬架组3，岸桥小车10运行在岸桥小车运行轨道13上，用于集装箱5由集装箱船7至集装箱搁箱悬架组3之间的垂直及水平运输。所述集装箱搁箱悬架组3包括两个平行的集装箱搁箱悬架主梁25，每个集装箱搁箱悬架主梁25均与悬架拉杆4连接，悬架拉杆4分别将每个集装箱搁箱悬架主梁25固定在两个陆侧门框立柱12上。所述悬架拉杆4由拉杆悬架支撑杆18固定在集装箱搁箱悬架主梁25上，拉杆悬架支撑杆18起加强固定和支撑作用。两个平行的集装箱搁箱悬架主梁25之间垂直设有两组双40英尺集装箱的搁置位19，即4个搁置位19。每个搁置位19下方对应设有举升式AGV1的作业位，运行有举升式AGV1进行衔接作业。每组双40英尺集装箱的搁置位19的尺寸与岸桥小车10上装卸的双40英尺的集装箱5的尺寸匹配对应。

每个搁置位19包括垂直连接两个平行的集装箱搁箱悬架主梁25的两个悬架联系梁20，每个悬架联系梁20下方由若干吊杆21连接有托架8；所述吊杆21最少为3个；每个悬架联系梁20内侧设有两个集装箱导向槽11。

每个集装箱导向槽11为L形，集装箱导向槽11上端头与悬架联系梁20平行方向设有第一导向部22，集装箱导向槽11上端头与悬架联系梁20垂直方向设有第二导向部23。

第一导向部22和第二导向部23均为刀尖形。

所述托架8为L形，托架8上设有第三导向部24。第三导向部24为直角三角形。

所述托架8上表面的离地高度为B。每个搁置位19中的两个托架8在集装箱5底部的短边方向上形成开口，该开口的净距为D。托架8集装箱搁置位的净宽为F。

当岸桥小车10将集装箱5垂直向下运至岸桥搁箱悬架组3的搁置位19上时，由集装箱导向槽11的第一导向部22和第二导向部的23将集装箱5引导进入搁置位19中上部分；

当集装箱5在下降至岸桥搁箱悬架组3的搁置位19底部前，再由托架8上的第三导向部24将集装箱5导入搁置位19正中，即托架8的开口上方。

所述举升式AGV1，包括一集装箱支撑平台6，集装箱支撑平台6下方连接顶升装置9，其具有垂直升降功能。集装箱支撑平台6的垂直升降功能由AGV1上的顶升装置9承担。该顶升装置9为液压缸或液压剪叉式塔架或电动装置。所述举升式AGV1如4轮驱动的机动车自由行驶。所述举升式AGV1用于集装箱5由集装箱搁箱悬架组3至后方堆场的垂直及水平运输。

所述举升式AGV1处于最大举升状态时，其集装箱支撑平台6上表面的离地高度为A。举升式AGV1顶升装置9的最大宽度为C。集装箱支撑平台6的宽度为E。其中E>C。

所述集装箱在举升式AGV1与集装箱搁箱悬架组3之间的转驳需求关系为：

举升式AGV1处于原始状态时，其结构外形的离地高度G应至少低于托架8下表面的离地高度H10cm,即H≥G+10cm。

举升式AGV1处于最大举升状态时，其集装箱支撑平台6上表面的离地高度B应至少高于托架8上表面的离地高度B10cm,即A≥B+10cm。

集装箱支撑平台6的最大宽度为E，应比集装箱支撑平台6上的托架8开口净宽D单侧窄15cm，即D≥15cm+E+15cm。

托架8集装箱搁置位的净宽F应至少比集装箱支撑平台6的宽度E单侧宽30cm，即F≥30m+E+30cm。

本岸桥布置在码头前沿，其装卸的集装箱5长边方向始终与码头泊位岸线方向平行。

如图8所示，岸桥小车10包括起升机构101、小车架102、小车运行机构103、钢丝绳缠绕机构104、司机室105、吊架106和两个吊具106、107。每个吊具可一次吊起双（2个）40英尺集装箱。岸桥小车10为现有技术，参见专利号为200510026993.0的技术方案.在码头中央控制室的调度下，由举升式AGV1与解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的岸桥组合进行的装卸船作业，可以解决传统AGV与岸桥组合进行装卸船作业时出现的“耦合”问题，使得岸桥的装卸船作业和水平运输接送箱作业能够相对独立，互不等待，即特殊设计的解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的岸桥用岸桥小车10将集装箱直接卸至集装箱搁箱悬架组3后，不需要等候举升式AGV1的到来，就可以进行下一次的装卸船作业，岸桥的工作循环不受举升式AGV1是否到位的影响，从而使得系统中各个装卸设备的装卸效率可以得到充分的发挥，进而可以减少水平运输设备在系统中的配置数量，减少系统的投入成本。

通常岸桥都具有将集装箱装船和卸船的两大主要功能，本发明主要描述如下：

一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的卸船方法，步骤如下：

a.岸桥小车10将集装箱5从集装箱船7上卸下，放置在位于集装箱搁箱悬架组3的搁置位的托架8上。

b.举升式AGV1开始驶向位于集装箱搁箱悬架组3下方的作业位。

此时，举升式AGV1结构外形的离地高度G必须低于托架8下表面的离地高度H。

c.举升式AGV1到达位于集装箱搁箱悬架组3下方的作业位后，举升式AG1通过集装箱支撑平台6的抬升将集装箱5慢慢顶离托架8的上表面，并逐渐至并逐渐至集装箱支撑平台的最大行程高度A。

d.举升式AGV1维持其集装箱支撑平台6的最大行程高度A不变，顶托着集装箱5逐渐驶离集装箱搁箱悬架组3下方的作业位。

e.举升式AGV1驶离集装箱搁箱悬架组3下方的作业位后，举升式AGV1降低其集装箱支撑平台6的离地高度至其原始离地高度G，承载着集装箱5的举升式AGV1驶向后方堆场进行下一步流程作业。

一种解决自动化集装箱码头AGV与岸桥互等的装船方法，步骤如下：

a.承载着集装箱5的举升式AGV1将其集装箱支撑平台6的离地高度G保持原始离地高度，从堆场开始驶入码头作业区。

b.在承载着集装箱5的举升式AGV1驶入集装箱搁箱悬架组3下方的作业位前，举升式AGV1应将其集装箱支撑平台6从原始离地高度G抬升至其最大行程高度A；

c．举升式AGV1维持其集装箱支撑平台6最大行程高度A，慢慢驶入集装箱搁箱悬架组3下方的作业位；

d.举升式AGV1到达位于集装箱搁箱悬架组3下方的作业位后，举升式AGV1通过集装箱支撑平台6的下降将集装箱5慢慢放置在搁置位19的托架8的上表面，举升式AGV1的集装箱支撑平台6则慢慢脱离集装箱;与此同时，岸桥小车10将放置在位于集装箱搁箱悬架组3搁置位19的托架8上集装箱5由岸桥小车10装载至集装箱船7上。

e.与此同时，空载的举升式AGV1将其集装箱支撑平台6的离地高度恢复至原始状态高度Ｇ.此时，举升式AGV1的离地高度G必须低于托架8下表面的离地高度H。

f.空载举升式AGV1开始驶离位于集装箱搁箱悬架组3下方的作业位。

g.空载的举升式AGV1驶向后方堆场进行下一步流程作业。

装船方法是卸船方法的反过程。

本发明最佳实施于双40英尺岸桥，但也适用了单40英尺岸桥，此时岸桥小车只将一个40英尺集装箱运输至集装箱搁箱悬架组，举升式AGV将集装箱运至后方堆场。

本发明若遇到需要解去固定在集装箱的角配件销锁时，可在陆侧门框和海陆侧门框联系横梁上设置解锁平台。装船方法和卸船方方法都需要增加在解锁平上进行‘中转’解锁步骤。