CN108100549A - 一种智能化集装箱堆场系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能化集装箱堆场系统，属于物流重工领域。一种智能化集装箱堆场系统，其特征在于：包括一个或多个多层存储单元，所述多层存储单元包括多层集装箱堆场、设置在每层集装箱堆场上部用于将集装箱存入或取出的存储起重设备、从运输设备上装卸集装箱的交互起重设备和穿梭车，在多层集装箱堆场一侧竖直设置有穿过各层堆场地板的稳定框架导轨，所述稳定框架导轨中间为中空设置，第一层之上集装箱堆场的存储起重设备通过所述稳定框架导轨和稳定框架导轨的中空起吊或放下集装箱至设置在第一层的穿梭车。本发明的装置实现了整洁有序的集装箱堆放，高效便捷的集装箱存取，而且能够对整个堆场系统进行智能化控制，实现集装箱的全自动高效管理。
Description
技术领域
本发明涉及集装箱存放，尤其涉及智能化集装箱堆场系统。
背景技术
现在物流中，集装箱是常用的货物存储设备，货物存储在集装箱内，既有安全保障，又方便搬运，因此现代物流中，集装箱是非常常用的产品。
集装箱通常都是堆叠在露天码头或露天堆场上，往往需要进行分区或者复杂的进出逻辑进行堆叠，且由于都是露天存放，因此，对集装箱本身来说，会受到各种天气雨水或者撞击等外在影响，且存放和取出都不方便。
而且集装箱露天对放存在风力问题，对集装箱的堆叠高度有一定高度限制，目前最高也只能堆放约7～8层左右，还必须堆叠成固定的防风形状或者需要增加辅助设施，进行防风。
发明内容
本发明提出了一种智能化集装箱堆场系统，解决了现在集装箱露天堆放的缺陷。
技术方案
一种智能化集装箱堆场系统，其特征在于：包括一个或多个多层存储单元，所述多层存储单元包括站台交互区和存储区，所述存储区包括多层集装箱堆场、设置在每层集装箱堆场上部用于将集装箱存入或取出的存储起重设备，所述站台交互区包括用于从运输车辆上装卸集装箱的交互起重设备和水平运输设备，在多层集装箱堆场一侧竖直设置有穿过各层堆场地板的稳定框架导轨，第一层之上集装箱堆场的存储起重设备通过所述稳定框架导轨起吊或放下集装箱至设置在底层或相对低层的站台交互区的水平运输设备。
进一步，所述稳定框架导轨包括四根相同高度的竖直金属架，固定在上层堆场和下层堆场之间的地板上，稳定框架导轨的顶部至上层堆场的存储起重设备吊住集装箱的下边沿，底部高度位于交互起重设备上方，稳定框架导轨的中空尺寸为稍大于上层堆场的存储起重设备起吊的集装箱。
进一步，所述稳定框架导轨包括四根相同高度的竖直金属架，固定在上层堆场和下层堆场之间的地板上，稳定框架导轨的顶部至上层堆场的存储起重设备吊住集装箱的下边沿，底部固定在站台交互区的平台上，稳定框架导轨的中空尺寸为稍大于上层堆场的存储起重设备起吊的集装箱。
进一步，所述交互起重设备设置在第一层集装箱堆场一侧的装卸区域上方，能够将集装箱起吊到水平运输设备上，或者将水平运输设备上的集装箱卸下。
进一步，所述水平运输设备安装在运输轨道上，所述运输轨道位于所述稳定框架导轨下方。
所述多层存储单元的多层集装箱堆场的每层包括左右两间堆场，在第一层的两间集装箱堆场的入口前方为装卸区域，平行设置有至少两条运输轨道，包括底层运输轨道和高层运输轨道，所述高层运输轨道设置为一条运输轨道或根据堆场层数设置有对应数量的运输轨道，每条运输轨道上均设置有水平运输设备，第一层之上的每层两间集装箱堆场的入口前方的一侧或左右两侧设置有穿过所在层堆场地板的稳定框架导轨，所述高层运输轨道位于所述稳定框架导轨下方，第一层之上的集装箱堆场的存储起重设备通过稳定框架导轨和稳定框架导轨的中空从运行在高层运输轨道上的水平运输设备上起吊或放下集装箱。
进一步，所述多层存储单元的多层集装箱堆场分为上下两层，每层包括左右两间堆场，每间堆场都设置有存储起重设备，在底层的其中一间堆场前方的装卸区域设置有一个交互起重设备，在第二层堆场的左右两侧的地板上开孔，设置有左右两个稳定框架导轨，底层设置有底层运输轨道和高层运输轨道两条运输轨道，高层运输轨道设置在左右两个稳定框架导轨下方，水平运输设备运行在左右两个稳定框架导轨下方之间，底层两间堆场的存储起重设备从底层运输轨道上的水平运输设备上存取集装箱，第二层两间堆场的存储起重设备从高层运输轨道上的水平运输设备上存取集装箱。
进一步，所述存储起重设备或交互起重设备的行进轨道侧面设置有定位装置，所述定位装置显示存储起重设备或交互起重设备在行进过程中相对于初始位置的相对位移，实时确定所述存储起重设备或交互起重设备运动中的当前位置。
进一步，还包括起重设备控制子系统，采用滑触线或拖链或托令对各存储起重设备或交互起重设备及起重设备上的装置进行供电，采用光纤或漏波电缆或无线设备连接与中心控制器进行通讯。
进一步，各存储起重设备、交互起重设备和水平运输设备上均设置有单机PLC控制器，每个单机PLC控制器连接个设备上的多个变频控制器，所有变频控制器均与单机PLC控制器通讯连接，各单机PLC控制器均连接单元控制器，各单元控制器均连接到信息中心的中心控制器，所述中心控制器发送任务控制命令至单元控制器，再经过单机PLC控制器，分解并发送运动任务给各变频控制器，控制各起重设备和水平运输设备的运动。
在各集装箱堆场内均设置有监视器，对各起重设备的状态进行监控。
进一步，控制系统还包括堆场门禁子系统、集卡定位子系统、远程操控子系统和操控工作台，以及识别子系统。
所述识别子系统包括箱号识别设备和车牌识别设备。
所述集卡定位子系统包括在装卸区域下方设置的集装箱卡车车道，安装在集装箱卡车车道上方的集装箱框架门吊横梁上的可编程控制转动角度及方向的云台，云台上安装有激光扫描测距仪，能对集装箱卡车车道上重载集卡上的集装箱和空载集卡的拖车进行往复扫描跟踪测距，从而定位该集卡。
所述远程操控子系统包括视频监控部分和远程操控台，视频监控部分包括设置在装卸区域、堆场区域、堆场门口的各监视器，通过监视器返回至中心控制室的监控影像，远程操控台控制与中心控制器通讯连接的各起重设备的变频控制器，能够对各起重设备进行远程操控。
有益效果
本发明提供的智能化集装箱堆场系统设置有多层存储单元，在多层存储单元内通过稳定框架导轨使高层的起重设备能够轻松、稳定地从底层的水平运输设备上起吊或放下集装箱，提供了智能且稳定的多层集装箱堆叠场形式和堆叠方法；
本发明由于采用穿过高层和底层之间的隔板的稳定框架导轨进行底层到高层的集装箱输送，使集装箱未经过其它通道直接输送到高层，让中间输送过程非常高效；
本发明的多层存储单元能够作为单元模块连接在一起，就能很方便迅速的建立起大型的集装箱堆场系统；
本发明的多层存储单元通过采用设置在运输轨道上的水平运输设备，交互起重设备和存储起重设备，并且对这些起重设备进行智能控制，形成智能化的集装箱多层堆场系统，不仅能够使集装箱堆场通过多层仓储改善现有的堆场环境，提高集装箱使用寿命，而且能够使集装箱通过多层仓储，实现堆放的更加灵活，放入取出的效率更高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的多层存储单元的放大示意图，其中稳定框架导轨的底部位于交互起重设备上方；
图3为本发明的多层存储单元的站台交互区的放大示意图，其中稳定框架导轨的底部位于站台交互区的平台上；
图4为图2的多层存储单元的侧视示意图，主要显示站台交互区及其上方；
图5为图4的平面布置示意图，其中一层显示为设置有运输轨道的平台层，二层为高层集装箱堆场的站台交互区上方的地板示意；
图6为本发明中起重设备轨道侧面示意图；
图7为本发明的控制系统示意框图；
其中：1-底层集装箱堆场，2-高层集装箱堆场，3-底层存储起重设备，4-高层存储起重设备，5-交互起重设备，6-穿梭车，7-稳定框架导轨，8-运输轨道，9-集卡，10-装卸孔，11-左侧稳定框架导轨孔，12-右侧稳定框架导轨孔，13-底层运输轨道，14-高层运输轨道，15-起重设备轨道，16-位置条码，17-条码扫描仪，18-行走电机，19-站台交互区，20-站台交互区的平台。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，对本发明进一步说明。
传统的集装箱露天堆场由于对集装箱的箱体会产生不好的影响，且传统的堆场方式的存取不便，且不利于进行数字化管理，因此，本发明提出一种智能化集装箱堆场系统，能够实现集装箱的自动存放，智能化存取安排，甚至在监控下可以实现无人仓储，所有集装箱在智能化控制下，实现全自动数据化存储和管理。
本发明提出的智能化集装箱堆场系统，包括一个或多个多层存储单元，所述多层存储单元包括多层集装箱堆场、设置在每层集装箱堆场上部用于将集装箱存入或取出的存储起重设备、从运输设备上装卸集装箱的交互起重设备和穿梭车，在多层集装箱堆场一侧竖直设置有穿过各层堆场地板的稳定框架导轨，所述稳定框架导轨中间为中空设置，第一层之上集装箱堆场的存储起重设备通过所述稳定框架导轨和稳定框架导轨的中空起吊或放下集装箱至设置在第一层的穿梭车即水平运输设备。
如附图1示意的是以每层包括两间堆场，采用两层高度作为一个多层存储单元，共采用四个多层存储单元组合而成的一个整体的集装箱堆场的示意图。左边三个为正常多层存储单元，右边一个为带有维修设备的多层存储单元。
将多层存储单元的对集装箱进行装卸的区域作为站台交互区，每层集装箱堆场的部分作为存储区。站台交互区主要包括交互起重设备和穿梭车，穿梭车安装在运输轨道上，运输轨道设置在站台交互区的平台上，稳定框架导轨采用四根相同高度的竖直金属架，固定在上层堆场和下层堆场之间的地板上，稳定框架导轨的顶部至上层堆场的存储起重设备吊住集装箱的下边沿，底部高度位于交互起重设备上方，稳定框架导轨的中空尺寸为稍大于上层堆场的存储起重设备起吊的集装箱，便于吊装集装箱。如附图2为单个多层存储单元的放大示意图，其中稳定框架导轨的底部位于交互起重设备上方。附图4的侧视示意图中可以看出稳定框架导轨的顶部和底部的高度位置。
稳定框架导轨的底部还可以直接设置到站台交互区的平台上，如此上层的存储起重设备可以通过稳定框架导轨运动至运输轨道上方，从穿梭车上起吊集装箱时更稳定。如附图3的放大示意图中示意。
通过采用这种穿过地板的稳定框架导轨，集装箱在从站台交互区转移到存储区的高层堆场时，无需再通过其它通道到达上层，可以非常稳定和便捷的直接被上层的存储起重设备吊装，节省变换通道，提高转移和存储的效率，以及保证吊装的安全性。
所述交互起重设备设置在第一层集装箱堆场一侧的装卸区域上方，即站台交互区顶部，能够将集装箱起吊到穿梭车上，或者将穿梭车上的集装箱卸下。在堆场前方设置站台交互区，既为了安全考虑，也能用于实现从进门装卸开始的智能化控制。站台交互区也可以在堆场后方同时设置，即中间是存储区，前后皆为站台交互区出入口。
整个集装箱堆场可以根据一个多层存储单元的容量和需要的容量，或者是集装箱大小和位置的安排，设置多个多层存储单元，从而实现大范围的集装箱堆场系统。如图1中采用四个多层存储单元组合。
图2中示意的一个多层存储单元的多层集装箱堆场的每层包括左右两间堆场，在第一层的两间集装箱堆场的入口前方为站台交互区，平行设置有两条运输轨道，包括底层运输轨道和高层运输轨道，多层存储单元的层数分为上下两层，每层采用上述的左右两间堆场，每间堆场都设置有存储起重设备，在底层的其中一间堆场前方的站台交互区设置有一个交互起重设备，站台交互区的平台上设置有运输轨道，交互起重设备安装在平台顶上，平台中间设置有装卸孔，交互起重设备从装卸孔中起吊或放下集装箱，在第二层堆场的左右两侧的地板上开孔，设置有左右两个稳定框架导轨，高层运输轨道设置在左右两个稳定框架导轨下方，穿梭车运行在左右两个稳定框架导轨下方之间，底层两间堆场的存储起重设备从底层运输轨道上的穿梭车上存取集装箱，第二层两间堆场的存储起重设备从高层运输轨道上的穿梭车上存取集装箱。开孔的方位可见附图5示意。
所述高层运输轨道可以设置为一条运输轨道或根据堆场层数设置有对应数量的运输轨道，每条运输轨道上均设置有穿梭车，第一层之上的每层两间集装箱堆场的入口前方的一侧或左右两侧设置有穿过所在层堆场地板的稳定框架导轨，所述高层运输轨道位于所述稳定框架导轨下方，第一层之上的集装箱堆场的存储起重设备通过稳定框架导轨和稳定框架导轨的中空从运行在高层运输轨道上的穿梭车上起吊或放下集装箱。
而稳定框架导轨也可以是采用一侧稳定框架导轨，则是将每层集装箱堆场作为一个存储格，通过一个稳定框架导轨实现存取，或者是采用两侧稳定框架导轨，则可以将每层集装箱堆场通过两个稳定框架导轨作为出入口实现存取。
安装在集装箱堆场的存储起重设备或交互起重设备的行进轨道侧面均设置有类似位置条码的定位的设置，存储起重设备或交互起重设备上设置有条码扫描仪，所述位置条码显示存储起重设备或交互起重设备的相对于初始位置的相对位移，通过条码扫描仪扫描到起重设备运动中停留处的位置条码确定所述存储起重设备或交互起重设备运动中的当前位置，如附图6为起重设备(图中为行车)的行进轨道侧面示意图，可以看到轨道上设置的条码，以及侧面的条码扫描仪。
或者也可以采用激光或其它定位装置对运动中的起重设备进行实时的精准定位，如此得到的起重设备位置非常精确，能够控制起重设备的移动精度，从而确保稳定框架导轨的使用和交互起重设备与集卡的准确对接。
整体系统还包括起重设备控制子系统，采用滑触线对各存储起重设备或交互起重设备及起重设备上的设备进行供电，采用光纤连接与中心控制器进行通讯。采用滑触线进行电连接，既保证安全又降低成本。
各存储起重设备、交互起重设备和水平运输设备上均设置有单机PLC控制器，每个单机PLC控制器连接个设备上的多个变频控制器，如行走电机和行走变频控制器、起升电机和起升变频控制器，以及设备上的小车电机和小车变频控制器，所有变频控制器均与单机PLC控制器通讯连接，所有单机PLC控制器连接每个多层存储单元或者以多层存储单元的一层集装箱堆场作为一个单元的单元控制器，所有单元控制器均连接到信息中心的中心控制器，所述中心控制器发送任务控制命令至单元控制器，再经过单机PLC控制器，分解并发送运动任务给各变频控制器，控制各起重设备和水平运输设备的运动。
在各集装箱堆场内均设置有监视器，对各起重设备的状态进行监控。
控制系统还包括堆场门禁子系统、集卡定位子系统、远程操控子系统和操控工作台，以及识别子系统。信息中心的中心控制器按照任务指令，根据当前门禁子系统、集卡定位子系统、远程操控子系统以及识别子系统反馈的信息进行指令的处理和分解并发送给各单机PLC控制器。单机控制器可以计算出最佳路径以避免两台行车运行中碰撞的可能。
堆场门禁子系统用于控制集卡的进出，即集装箱的进入和运出。所述识别子系统还包括箱号识别设备和车牌识别设备。
集卡定位子系统用于集卡在站台交互区的定位，包括引导集卡停在正确的位置，以及保证集卡上的集装箱正确装卸，且不影响集卡本身的安全，包括在站台交互区下方设置的集装箱卡车车道，安装在集装箱卡车车道上方的集装箱框架门吊横梁上的可编程控制转动角度及方向的云台，云台上安装有激光扫描测距仪，能对集装箱卡车车道上重载集卡上的集装箱和空载集卡的拖车进行往复扫描跟踪测距，从而定位该集卡。
所述远程操控子系统包括设置在装卸区域、堆场区域、堆场门口的各监视器，通过监视器返回至中心控制室的监控影像，以及与中心控制器通讯连接的各起重设备的变频控制器，能够对各起重设备进行远程操控，主要是对整个系统运作的监控，以及安全紧急处理。
整个智能化集装箱堆场系统通过设置的多层存储单元，在多层存储单元内通过稳定框架导轨使高层的起重设备能够轻松、稳定地从底层的穿梭车上起吊或放下集装箱，提供了智能且稳定的多层集装箱堆叠场形式和堆叠方法；采用穿过高层和底层之间的隔板的稳定框架导轨进行底层到高层的集装箱输送，使集装箱未经过其它通道直接输送到高层，让中间输送过程非常高效；多层存储单元能够作为单元模块连接在一起，就能很方便迅速的建立起大型的集装箱堆场系统；多层存储单元通过采用设置在运输轨道上的穿梭车，交互起重设备和存储起重设备，并且对这些起重设备进行智能控制，形成智能化的集装箱多层堆场系统，不仅能够使集装箱堆场通过多层仓储改善现有的堆场环境，提高集装箱使用寿命，而且能够使集装箱通过多层仓储，实现堆放的更加灵活，放入取出的效率更高；而且本发明的智能化集装箱堆场系统能够使零乱的集装箱堆场实现非常有序的管理，不仅实现了整洁有序的集装箱堆放，高效便捷的集装箱存取，而且能够对整个堆场系统进行智能化控制，实现集装箱的自动进入辨认和记录、自动存储和记录、自动取出和记录的全自动高效管理。
Claims (15)
1.一种智能化集装箱堆场系统，其特征在于：包括一个或多个多层存储单元，所述多层存储单元包括站台交互区和存储区，所述存储区包括多层集装箱堆场、设置在每层集装箱堆场上部用于将集装箱存入或取出的存储起重设备，所述站台交互区包括用于从运输车辆上装卸集装箱的交互起重设备和水平运输设备，在多层集装箱堆场一侧竖直设置有穿过各层堆场地板的稳定框架导轨，第一层之上集装箱堆场的存储起重设备通过所述稳定框架导轨起吊或放下集装箱至设置在底层或相对低层的站台交互区的水平运输设备。
2.如权利要求1所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述稳定框架导轨包括四根相同高度的竖直金属架，固定在上层堆场和下层堆场之间的地板上，稳定框架导轨的顶部至上层堆场的存储起重设备吊住集装箱的下边沿，底部高度位于交互起重设备上方，稳定框架导轨的中空尺寸为稍大于上层堆场的存储起重设备起吊的集装箱。
3.如权利要求1所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述稳定框架导轨包括四根相同高度的竖直金属架，固定在上层堆场和下层堆场之间的地板上，稳定框架导轨的顶部至上层堆场的存储起重设备吊住集装箱的下边沿，底部固定在站台交互区的平台上，稳定框架导轨的中空尺寸为稍大于上层堆场的存储起重设备起吊的集装箱。
4.如权利要求1所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述交互起重设备设置在第一层集装箱堆场一侧的站台交互区上方，能够将集装箱起吊到水平运输设备上，或者将水平运输设备上的集装箱卸下。
5.如权利要求1或2或3所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述水平运输设备安装在运输轨道上，所述运输轨道位于所述稳定框架导轨下方。
6.如权利要求5所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述多层存储单元的第一层的两间集装箱堆场的入口前方为站台交互区，平行设置有至少两条运输轨道，包括底层运输轨道和高层运输轨道，所述高层运输轨道设置为一条运输轨道或根据堆场层数设置有对应数量的运输轨道，每条运输轨道上均设置有水平运输设备，第一层之上的每层两间集装箱堆场的入口前方的一侧或左右两侧设置有穿过所在层堆场地板的稳定框架导轨，所述高层运输轨道位于所述稳定框架导轨下方，第一层之上的集装箱堆场的存储起重设备通过稳定框架导轨导轨从运行在高层运输轨道上的水平运输设备上起吊或放下集装箱。
7.如权利要求6所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述多层存储单元的多层集装箱堆场分为上下两层，每层包括左右两间堆场，每间堆场都设置有存储起重设备，在底层的其中一间堆场前方的站台交互区设置有一个交互起重设备，在第二层堆场的左右两侧的地板上开孔，设置有左右两个稳定框架导轨，底层设置有底层运输轨道和高层运输轨道两条运输轨道，高层运输轨道设置在左右两个稳定框架导轨下方，水平运输设备运行在左右两个稳定框架导轨下方之间，底层两间堆场的存储起重设备从底层运输轨道上的水平运输设备上存取集装箱，第二层两间堆场的存储起重设备通过左右两侧的稳定框架导轨从高层运输轨道的水平运输设备上存取集装箱。
8.如权利要求1所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述存储起重设备或交互起重设备的行进轨道侧面设置有定位装置，所述定位装置显示存储起重设备或交互起重设备在行进过程中相对于初始位置的相对位移，实时确定所述存储起重设备或交互起重设备运动中的当前位置。
9.如权利要求1或8所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：还包括起重设备控制系统，采用滑触线或拖链或托令对各存储起重设备或交互起重设备及起重设备上的装置进行供电，采用光纤或漏波电缆或无线设备连接与中心控制器进行通讯。
10.如权利要求9所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：各存储起重设备、交互起重设备和水平运输设备上均设置有单机PLC控制器，每个单机PLC控制器连接个设备上的多个变频控制器，所有变频控制器均与单机PLC控制器通讯连接，各单机PLC控制器均连接单元控制器，各单元控制器均连接到信息中心的中心控制器，所述中心控制器发送任务控制命令至单元控制器，再经过单机PLC控制器，分解并发送运动任务给各变频控制器，控制各起重设备和水平运输设备的运动。
11.如权利要求9所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：在各集装箱堆场内均设置有监视器，对各起重设备的状态进行监控。
12.如权利要求9所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：控制系统还包括堆场门禁子系统、集卡定位子系统、远程操控子系统和操控工作台，以及识别子系统。
13.如权利要求12所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述识别子系统包括箱号识别设备和车牌识别设备。
14.如权利要求11所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述集卡定位子系统包括在装卸区域下方设置的集装箱卡车车道，安装在集装箱卡车车道上方的集装箱框架门吊横梁上的可编程控制转动角度及方向的云台，云台上安装有激光扫描测距仪，能对集装箱卡车车道上重载集卡上的集装箱和空载集卡的拖车进行往复扫描跟踪测距，从而定位该集卡。
15.如权利要求11所述的智能化集装箱堆场系统，其特征在于：所述远程操控子系统包括视频监控部分和远程操控台，视频监控部分包括设置在装卸区域、堆场区域、堆场门口的各监视器，通过监视器返回至中心控制室的监控影像，远程操控台控制与中心控制器通讯连接的各起重设备的变频控制器，能够对各起重设备进行远程操控。
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