一种水平运输交互式自动化集装箱码头及其装卸系统的制作方法

1.本实用新型属于集装箱码头技术领域，特别是涉及一种水平运输交互式自动化集装箱码头及其装卸系统。


背景技术：

2.随着智能化技术的日新月异，集装箱码头的自动化已成为主要的发展趋势。目前国内外存量全自动化集装箱码头主要的布置特点为：堆场垂直于码头岸线，堆场两端布置有集装箱海侧交互区和陆侧交互区；装卸工艺系统主要采用岸边集装箱装卸桥 自动导引车(agv)或跨运车(sc) 自动化集装箱轨道龙门吊(armg)，港内水平运输设备agv或sc主要在海侧交互区和码头前沿之间运行，港外集卡陆侧交互区运行。
3.该自动化集装箱码头系统可实现自动化区域与非自动区域的隔离，有效实现港区装卸作业的全自动化，但仍然存在一些不足：堆场内armg为对称接力布置，每个集装箱堆场箱区一般只能布置两台armg作业，且为满足作业效率的需要，堆场箱区长度不宜太长；堆场内集装箱的水平运输需利用armg进行，堆场作业综合能耗相对较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对现行主要堆场垂直布置自动化集装箱码头装卸系统的不足，提供一种水平运输交互式自动化集装箱码头及其装卸系统，通过设置港内外集装箱水平运输交互系统的方式，实现港内外水平运输设备集装箱的交互和转接，可有效解决现行主要堆场垂直岸线布置的自动化集装箱码头集装箱水平运输能耗高、堆场长度和设备数量受限等问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种水平运输交互式自动化集装箱码头，包括码头本体，集装箱堆场， igv水平运输通道，集装箱水平运输交互区，非自动化水平运输区，封闭区；
7.所述码头本体由码头岸线、前沿自动化装卸区、前沿非自动化装卸区、自动化水平运输区组成；所述集装箱堆场由若干个垂直于码头岸线布置的集装箱堆箱区组成。
8.所述igv水平运输通道由若干条紧靠集装箱堆箱区的igv水平运输车道组成，并与集装箱堆箱区一起背靠背成组布置。
9.所述集装箱水平运输交互区位于集装箱堆场与igv水平运输通道的陆侧端，包括交互区、衔接段和倒车道，由此构成一个平顺过渡的整体，集装箱堆场装卸系统主要指集装箱堆箱区上沿轨道行走的单悬臂自动化集装箱龙门吊。
10.所述非自动化水平运输区包括外集卡通道和集装箱堆场两侧道路，并与前沿非自动化装卸区相互衔接。
11.进一步的，所述集装箱码头用封闭围网形成中部的自动化装卸区，主要由码头前沿自动化装卸区、自动化水平运输区、集装箱堆场、igv水平运输通道组成；所述封闭区外围构成非自动化装卸区，由码头前沿非自动化装卸区、外集卡通道和码头堆场两侧道路组成。
自动化装卸区，作为全自动化运作；而对于外围的非自动化装卸区，可供不适合自动化运作的超限箱等装卸作业。
12.一种水平运输交互式自动化集装箱码头的装卸系统，所述装卸系统包括码头前沿装卸船系统、集装箱堆场装卸系统、水平运输系统和港内外集装箱水平运输交互系统。
13.所述码头前沿装卸船系统指自动化岸边集装箱装卸桥，前沿自动化装卸区和前沿非自动化装卸区均可利用自动化岸边集装箱装卸桥进行装卸船作业。
14.所述集装箱堆场装卸系统指集装箱堆箱区上沿其轨道行走的自动化集装箱轨道龙门吊(armg)，自动化集装箱轨道龙门吊(armg)。
15.所述水平运输系统指igv，即智能导引车，它可以沿前沿自动化水平运输区和igv水平运输车道进行集装箱的水平运输，igv由智能导航系统控制行驶和定位。
16.所述港内外集装箱水平运输交互系统主要由多组集装箱智能交互平台组成，它布置在集装箱水平运输交互区内，igv和外集卡可在此进行集装箱的交互和转接。
17.进一步地，所述armg宜采用单悬臂形式，集装箱堆箱区箱条采用“背靠背”布置；所述igv可进行双向行驶，堆箱区两个箱条间宜设置4至5 条igv水平运输车道。
18.进一步地，所述集装箱堆箱区中的集装箱水平运输均通过igv完成；所述集装箱堆箱区集装箱堆高在0-6层的范围，每条所述集装箱堆箱区上 armg的数量可根据码头运营实际情况及箱条长度进行配置。
19.进一步地，所述集装箱智能交互平台相关附属设施包括显示屏和信号灯、控制起落档杆、安全岛、倒车引导线等。
20.进一步地，集装箱智能交互平台具有将外集卡或igv上集装箱顶起、并将顶起的集装箱放至igv或外集卡上的功能，通过自动化控制系统，集集装箱智能交互平台能分别与igv、港外集卡进行集装箱交互和转接。
21.进一步地，所述集装箱智能交互平台能放置2个20英尺集装箱或1个 40英尺集装箱或一个45英尺集装箱。
22.本实用新型具有以下有益效果：
23.1、本实用新型港外集卡和港内igv通过集装箱水平运输交接区进行集装箱交互和转接，港内外水平运输系统无直接交叉，外集卡与igv交互不存在耦合问题，能有效地实现自动化。
24.2、本实用新型堆场内集装箱的水平运输均通过igv完成，与传统堆场垂直于岸线布置的集装箱码头利用armg进行集装箱水平运输相比，装卸能耗更低，且堆场箱区长度和装卸设备数量不受限制，整个装卸系统适应性更强。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本实用新型的自动化集装箱码头的装卸系统的结构示意图；
27.图2为集装箱堆场区内断面及车道分布示意图；
28.图3为集装箱水平运输交接区布置示意图；
29.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
30.1、码头岸线；2、集装箱船舶；3、前沿非自动化装卸区；4、前沿自动化装卸区；5、自动化水平运输区；6、集装箱堆箱区；7、igv水平运输车道；8、交互区；9、衔接段；10、倒车道；11、外集卡通道；12、集装箱堆场两侧道路；13、自动化岸边集装箱装卸桥；14、自动化集装箱龙门吊；15、智能导引车；16、港外集卡；17、集装箱智能交互平台；18、显示屏和信号灯；19、档杆；20、安全岛；21、倒车引导线；22、封闭围网。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.请参阅图1所示，本实用新型水平运输交互式自动化集装箱码头，包括码头本体，集装箱堆场，igv水平运输通道，集装箱水平运输交互区，非自动化水平运输区，封闭区；
33.码头本体包括码头岸线1、前沿自动化装卸区4、前沿非自动化装卸区 3、自动化水平运输区5；
34.集装箱堆场由若干个垂直于码头岸线1布置的集装箱堆箱区6组成； igv水平运输通道由若干条紧靠集装箱堆箱区6的igv水平运输车道7组成，并与集装箱堆箱区6一起背靠背成组布置；
35.集装箱水平运输交互区位于集装箱堆场与igv水平运输通道的陆侧端，包括交互区8、衔接段9和倒车道10，由此构成一个平顺过渡的整体；
36.非自动化水平运输区包括外集卡通道11和集装箱堆场两侧道路12，并与前沿非自动化装卸区3相互衔接；
37.集装箱码头用封闭围网22形成中部的自动化装卸区域，主要包括码头前沿自动化装卸区4、自动化水平运输区5、集装箱堆箱区6、igv水平运输车道7组成；封闭区外围构成非自动化装卸区，由前沿非自动化装卸区3、外集卡通道11、集装箱堆场两侧道路12组成。自动化装卸区，作为全自动化运作；而对于外围的非自动化装卸区，可供不适合自动化运作的超限箱等装卸作业。
38.本实用新型水平运输交互式自动化集装箱码头装卸系统包括码头前沿装卸船系统、集装箱堆场装卸系统、水平运输系统和港内外集装箱水平运输交互系统。
39.码头前沿装卸船系统主要指自动化岸边集装箱装卸桥13，前沿自动化装卸区4和前沿非自动化装卸区3均可利用自动化岸边集装箱装卸桥13进行集装箱船2的装卸作业，自动化岸边集装箱装卸桥13具有自动化装卸和远程控制装卸两种工作模式，自动化岸边集装箱装卸桥13与智能导引车15 交互过程中为全自动；特殊箱装卸船过程中切换为远程控制模式。
40.集装箱堆场装卸系统主要指集装箱堆箱区6上沿轨道行走的自动化集装箱轨道龙门吊(简称armg)14；
41.其中如图1所示，自动化集装箱龙门吊14宜采用单悬臂形式，即单悬臂自动化集装
箱龙门吊，集装箱堆箱区箱条采用“背靠背”布置；集装箱堆箱区6中的集装箱水平运输均通过智能导引车15完成；集装箱堆箱区6 集装箱堆高在0-6层的范围，每条集装箱堆箱区6上均布置一组自动化集装箱龙门吊14，每组自动化集装箱龙门吊14的数量可根据码头运营实际情况及箱条长度进行配置，本实施例中每组自动化集装箱龙门吊14配置2台。
42.水平运输系统主要指智能导引车15，它可以沿前沿自动化水平运输区 5和igv水平运输车道7进行集装箱的水平运输，智能导引车15由智能导航系统控制行驶和定位；
43.其中如图2所示，igv可进行双向行驶，集装箱堆箱区6两个箱条间宜设置4～5条igv水平运输车道7，以两条集装箱堆箱区6之间区域布置4车道为例，具体布置为：车道区域两侧两条igv装卸车道
①
和
④
，中间一条 igv车道
③
和一条igv
②
，其中装卸车道、超车道和折返车道交通流向相反。
44.港内外集装箱水平运输交互系统主要由多组集装箱智能交互平台17组成，它布置在集装箱水平运输交互区内，智能导引车15和港外集卡16可在此进行集装箱的交互和转接。
45.其中如图3所示，集装箱智能交互平台17相关附属设施还包括显示屏和信号灯18、控制起落档杆19、安全岛20、倒车引导线21等。
46.其中，集装箱智能交互平台17具有将港外集卡16或智能导引车15上集装箱顶起、并将顶起的集装箱放至智能导引车15或港外集卡16上的功能，通过自动化控制系统，集装箱智能交互平台17能分别与智能导引车15、港外集卡16进行集装箱交互和转接。
47.其中，本实施例中每两条集装箱堆箱区6共用一个集装箱水平运输交互区8，每个水平运输交互区8布置5集装箱智能交互平台17；
48.其中，集装箱智能交互平台17上能放置2个20英尺集装箱或1个40 英尺集装箱或一个45英尺集装箱。
49.其中如图3所示，港外集卡倒车道10与集装箱水平运输交互区8之间的空间，需能满足集卡倒车进入集装箱水平运输交互区的距离要求，本实施例港外集卡倒车道10与集装箱水平运输交互区8之间衔接段宽度约为 24m。
50.本实用新型的集装箱卸船进场具体包括以下步骤：
51.ss01自动化岸边集装箱装卸桥13将集装箱从集装箱船舶2上吊起，送至自动化岸边集装箱装卸桥13下已就位的智能导引车15上；
52.ss02智能导引车15通过igv水平运输车道7将集装箱运输集装箱堆箱区6指定位置，自动化集装箱龙门吊14将集装箱抓起并吊入集装箱堆箱区6指定箱位，智能导引车15离开进入下一个工作循环。
53.其中，集装箱出场装船具体包括以下步骤：
54.ss01通过自动化集装箱龙门吊14将集装箱从集装箱堆箱区6指定箱位内抓起并吊入准备好的智能导引车15内，通过igv水平运输车道7和自动化水平运输区5将集装箱运输至自动化岸边集装箱装卸桥13下；
55.ss02通过自动化岸边集装箱装卸桥13将集装箱从智能导引车15上吊起装入集装箱船舶2内，智能导引车15离开进入下一个工作循环。
56.其中，公路集装箱集港具体包括以下步骤：
57.ss01港外集卡16载箱进入港外集卡倒车道10，根据集装箱水平运输交互区8显示
屏和信号灯18指示，倒车进入集装箱水平运输交互区8；
58.ss02将港外集卡16上的集装箱转接至集装箱智能交互平台17上，转接完成后，港外集卡16离开集装箱水平运输交互区8；
59.ss03智能导引车15进入集装箱水平运输交接区，集装箱智能交互平台17将集装箱转接至智能导引车15上，集装箱智能交互平台17进入下一个工作循环；
60.ss04智能导引车15将集装箱运输集装箱堆箱区6指定位置，自动化集装箱龙门吊14将集装箱抓起并吊入集装箱堆箱区6指定箱位，智能导引车15离开进入下一个工作循环。
61.其中，公路集装箱疏港具体包括以下步骤：
62.ss01自动化集装箱龙门吊14将集装箱堆箱区6内指定的集装箱抓起并吊入就位的智能导引车15上，自动化集装箱龙门吊14进入下一个工作循环；
63.ss02智能导引车15载箱进入集装箱水平运输交互区8，并将集装箱转接至集装箱智能交互平台上17，智能导引车15离开集装箱水平运输交互区 8，智能导引车15进入下一个工作循环；
64.ss03港外集卡16通过港外集卡倒车道10进入集装箱水平运输交互区 8，集装箱智能交互平台17将集装箱转接至港外集卡16上，港外集卡16 离开集装箱水平运输交互区8，集装箱智能交互平台17进入下一个工作循环。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
66.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。