專(zhuān)利名稱(chēng)：堆放集裝箱的方法和實(shí)現(xiàn)在堆放目標(biāo)上選擇所需位置的方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堆放貨運(yùn)集裝箱的方法。特別涉及一種用于在放置一集裝箱處的給定堆放目標(biāo)上確定所要求位置的方法。
背景技術(shù)：
大量貨物是用標(biāo)準(zhǔn)的航運(yùn)集裝箱進(jìn)行航運(yùn)的。在從一種運(yùn)輸裝置運(yùn)送至另一種運(yùn)輸裝置的每一地點(diǎn)處，例如在港口或碼頭，都必須將大量的集裝箱卸下、運(yùn)送到一個(gè)臨時(shí)貨場(chǎng)上，并且集裝箱隨后被裝載到另一艘輪船上或被裝載到另一種運(yùn)輸工具上。
在一個(gè)堆放集裝箱的地方，例如集裝箱的碼頭，集裝箱通常被堆放成基本為矩形的堆垛組。集裝箱通常沿縱軸平行排列成幾排。將這幾排集裝箱布置成在每一排集裝箱之間有一間隙。在這些集裝箱堆置場(chǎng)中的空間是非常寶貴的，因此需要使集裝箱排與排之間的間隙以及集裝箱之間的間隙達(dá)到最小，并且應(yīng)形成通常包括4-8彼此疊放的集裝箱的堆垛。高密度堆放也是必須的，以避免在集裝箱碼頭內(nèi)輸送距離過(guò)長(zhǎng)。
輪船的高運(yùn)營(yíng)成本要求集裝箱在輪船與貨場(chǎng)之間的運(yùn)送盡可能地快，從而使得能夠在可能的最短時(shí)間內(nèi)對(duì)輪船進(jìn)行卸載、裝載和周轉(zhuǎn)。為贏得最短的卸載和裝載時(shí)間，在常規(guī)操作中，集裝箱堆放設(shè)備必須有一部分或最好全部是自動(dòng)的。
堆放集裝箱的技術(shù)要求是很高的。集裝箱的皮重通常是恒定的，但總重量卻會(huì)產(chǎn)生很大變化。船運(yùn)集裝箱的寬度標(biāo)準(zhǔn)是8英尺，而高度是在8英尺至9.5英尺之間變化。最通用的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度是20英尺和40英尺長(zhǎng)。在今天，40英尺的集裝箱是很普遍的，更長(zhǎng)的集裝箱長(zhǎng)度達(dá)53英尺，這種集裝箱也在使用。因此，集裝箱的尺寸以及總重量都是變化的。對(duì)于各種尺寸的集裝箱而言，集裝箱的承載部分，即角鑄件具有相同的尺寸和面積。隨著被堆放的集裝箱的平均長(zhǎng)度的增加，為了在集裝箱碼頭不會(huì)出現(xiàn)不安全的堆垛情況，將集裝箱準(zhǔn)確地放置在一特定的地方，通稱(chēng)為堆放目的地就變得更加困難且更加重要。
當(dāng)放置一集裝箱垛以致集裝箱朝一較矮的集裝箱垛傾斜時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)復(fù)原的問(wèn)題。在兩排集裝箱之間需要有用于使集裝箱能夠豎直進(jìn)出的水平間隙。如果集裝箱行與行之間的水平間距不足夠的話，則自動(dòng)提升裝置就不能在一較矮集裝箱垛的頂部檢測(cè)集裝箱，或不能在此送取集裝箱。
集裝箱可以用起重機(jī)，在滑軌上移動(dòng)的起重機(jī)、自推進(jìn)集裝箱堆放設(shè)備或任何形式的升降機(jī)或卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行堆放，所有這些設(shè)備在這里都被稱(chēng)作為起重機(jī)。每一起重機(jī)具有一提升裝置，該提升裝置通常包括某種類(lèi)型的分配器(spreader)，它直接與集裝箱接觸，抓住集裝箱，提升集裝箱，放下集裝箱，釋放集裝箱。在本說(shuō)明書(shū)中，所使用的術(shù)語(yǔ)“分配器”是指提升裝置中一個(gè)直接與集裝箱相接觸的部件?！胺峙淦鳌蓖ǔ１辉O(shè)計(jì)成能用來(lái)堆放一種以上的，尺寸一般為20-40英尺或20-40-45英尺長(zhǎng)的集裝箱。
集裝箱安全高密度地堆放的一個(gè)問(wèn)題是，要使地面槽形區(qū)上所堆放的每集裝箱垛保持在理想地面槽形區(qū)的預(yù)定極限內(nèi)，且與其它集裝箱垛具有足夠的而且是最小的距離。為了安全操作，還需要連續(xù)地驗(yàn)證堆放符合該規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
用于使集裝箱在一集裝箱垛上進(jìn)出所需要的水平間隙的不足可能會(huì)是多種原因造成的。在集裝箱垛中的第一個(gè)集裝箱，即處于地面位置(被稱(chēng)作為地面槽形區(qū))的集裝箱，可能會(huì)相對(duì)于所期望的位置被不正確地放置。一個(gè)被正確放置在地面槽形區(qū)上的集裝箱，例如會(huì)由于不小心而被移動(dòng)。此外，處于地面槽形區(qū)的集裝箱的頂部上的一個(gè)或多個(gè)集裝箱可能會(huì)相對(duì)于位于其下方的集裝箱錯(cuò)位，或由于不小心而移動(dòng)，或例如由于刮風(fēng)而發(fā)生錯(cuò)位。另一個(gè)集裝箱或一集裝箱垛還可能被放置到離事先被正確放置的集裝箱或集裝箱垛太近的地方。另一個(gè)因素是地面可能不平。還一個(gè)因素是一集裝箱垛中的一個(gè)或多個(gè)集裝箱可能被損壞，或集裝箱的質(zhì)量差，從而使集裝箱的上表面和下表面不平行而引起集裝箱垛的傾斜。
另一個(gè)問(wèn)題是堆垛不穩(wěn)定?？赡苡捎谂c上述相同的原因和因素，造成堆垛不穩(wěn)定，除此之外還可能是集裝箱結(jié)構(gòu)中承載部分的重疊能力過(guò)小。集裝箱的承載部分是裝配在集裝箱的每一角上的角鑄件。當(dāng)使若干個(gè)集裝箱彼此疊放時(shí)，由這些角鑄件承載載荷。如果垛放的集裝箱的角鑄件彼此重疊得過(guò)小，則會(huì)造成集裝箱垛不穩(wěn)定。
在有效地堆放集裝箱的常用設(shè)備中，在實(shí)際可能將集裝箱正確地卸在一預(yù)定位置之前準(zhǔn)確地確定集裝箱應(yīng)當(dāng)垛放的正確位置中，存在技術(shù)問(wèn)題。還希望能夠驗(yàn)證能安全地將一集裝箱卸在支承堆放目標(biāo)的堆垛上，并且能夠?qū)崿F(xiàn)以不干擾其它集裝箱的安全路徑到達(dá)正確的位置。
從SE9401120-2和JP8165086以及一些現(xiàn)存的裝備中可以得知，已經(jīng)有人試圖借助于機(jī)械裝置克服上述這些問(wèn)題，例如通過(guò)裝備有兩個(gè)所謂堆垛導(dǎo)軌的集裝箱分配器。這些導(dǎo)軌連接到被堆放的集裝箱的底部，并導(dǎo)引集裝箱使其與位于其下方的頂部集裝箱排成一線。
然而，堆垛導(dǎo)軌具有許多缺點(diǎn)，包括-對(duì)分配器來(lái)說(shuō)，增加了重量和成本；-包括許多移動(dòng)部件、傳感器等，在輸送集裝箱的過(guò)程中它們都要承受相當(dāng)大的力，這使得要經(jīng)常對(duì)堆垛導(dǎo)軌進(jìn)行保養(yǎng)維修，這也降低了整個(gè)起重機(jī)的利用率；-該導(dǎo)軌與所堆放的集裝箱之間必定會(huì)存在一些導(dǎo)致兩個(gè)集裝箱之間錯(cuò)位的間隙。無(wú)法控制對(duì)于整個(gè)堆垛不產(chǎn)生不斷增加的誤差；-在集裝箱自身的周邊尺寸的外部需要空間，它增加了堆垛之間所需要的空間，由此降低了堆垛的密度；-堆垛導(dǎo)軌不能協(xié)助底部的集裝箱定位，且不能校正由地面條件或由上下表面不平行的集裝箱引起的系統(tǒng)誤差；-如果頂部集裝箱的重量輕，則頂部集裝箱可能會(huì)因?qū)к壎a(chǎn)生位移；-堆垛導(dǎo)軌的操作對(duì)每一次堆放集裝箱都增加了附加的時(shí)間。
還從GB0656868中得知，通過(guò)用傳感裝置探測(cè)目標(biāo)集裝箱的上緣相對(duì)于提升裝置/被堆放的集裝箱的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)將一個(gè)集裝箱堆放在另一個(gè)集裝箱上。然而，這種方法沒(méi)有提供任何用于確定堆垛的地面槽形區(qū)、整個(gè)堆垛的準(zhǔn)確性或用于避免相鄰堆垛干擾的裝置。
除了在將集裝箱放置在堆放目標(biāo)上時(shí)在與成排的集裝箱縱軸相平行或相垂直的方向上出現(xiàn)放置位置的水平誤差外，還可能使集裝箱歪斜。在這里“歪斜”被定義為集裝箱的縱軸相對(duì)于集裝箱的排列線產(chǎn)生某一角度的錯(cuò)位。
在未公開(kāi)的瑞典專(zhuān)利申請(qǐng)9803341-8中，描述了一種確定集裝箱地面槽形區(qū)的精確水平位置的方法。該系統(tǒng)包括使用一個(gè)或多個(gè)固定在地面上、與一地面槽形區(qū)相鄰并距該地面槽形區(qū)一預(yù)定距離的水平參考標(biāo)志。該水平參考標(biāo)志是這樣設(shè)計(jì)的，即，可用安裝在可移動(dòng)式起重機(jī)的輸送部件上的傳感器對(duì)這些標(biāo)志進(jìn)行探測(cè)，并且，通過(guò)這些傳感器測(cè)量起重機(jī)與水平參考標(biāo)志之間的距離。利用這種方法，可以準(zhǔn)確地測(cè)量出相對(duì)于起重機(jī)輸送部件的地面槽形區(qū)的水平方位，并由此能夠確定距地面槽形區(qū)或距地面槽形區(qū)上的集裝箱的距離。
然而，將一堆放目標(biāo)的位置確定為一集裝箱的頂部表面，還要求額外增加對(duì)該頂面的豎直方位的測(cè)量。對(duì)于一安全的堆垛，還要求有關(guān)于該堆垛中集裝箱的相對(duì)位置的信息。在堆放目標(biāo)是由一個(gè)或多個(gè)集裝箱支承的一集裝箱的頂部表面的情況下，該堆放目標(biāo)的水平位置也是要求的。
本發(fā)明的簡(jiǎn)述本發(fā)明的目的是提供一種方法，其用以根據(jù)對(duì)堆放目標(biāo)的水平位置和豎直位置的測(cè)量以及一集裝箱垛中的底部集裝箱的預(yù)定位置，而確定用于將所述集裝箱堆放在堆放目標(biāo)的位置。本發(fā)明的另一個(gè)目的是確定是否一堆放目標(biāo)的豎直輪廓位于預(yù)定的范圍內(nèi)，及提供了一個(gè)安全的堆放目標(biāo)。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種相對(duì)于一堆放目標(biāo)和底部集裝箱的位置在該堆放目標(biāo)上確定所需位置的方法。本發(fā)明的又一個(gè)目的是為所述堆放目標(biāo)確定一條安全的路徑。本發(fā)明的又一個(gè)目的是在堆放目標(biāo)與一個(gè)或多個(gè)集裝箱垛中的一個(gè)或多個(gè)與堆放目標(biāo)相鄰的集裝箱之間確定一個(gè)安全間距。本發(fā)明的又一個(gè)目的是在一個(gè)堆放目標(biāo)上堆放集裝箱之后測(cè)量集裝箱的位置并因此而識(shí)別正確的位置。
上述這些目的以及其它目的由本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供了一種方法，其用于根據(jù)測(cè)量堆放目標(biāo)的位置和堆垛中底部集裝箱的位置，在堆放目標(biāo)上確定所需位置。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是，集裝箱可被卸載在堆放目標(biāo)上的這樣一個(gè)位置上，即，該位置確保所堆放的集裝箱與位于其下方的集裝箱在四個(gè)角鑄件的每一個(gè)角鑄件上都有足夠的重疊，并且，該集裝箱被卸下到離底部集裝箱的水平位置盡可能近的地方，從而消除了任何累計(jì)的誤差。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可將集裝箱卸載在包括堆放目標(biāo)的一集裝箱上的所要求的位置上。一個(gè)堆放目標(biāo)可以是任何表面，例如在接觸位置上的集裝箱頂面，或是在地面槽形區(qū)上堆放的兩個(gè)或多個(gè)集裝箱的頂部集裝箱的頂面。這里用“地面槽形區(qū)”一詞來(lái)描述一個(gè)在任何基本水平的表面(例如地面，地面上構(gòu)成的一支承面，輪船的甲板，建筑物內(nèi)的桌子或地板或交通工具的承載表面)上的堆放目標(biāo)。當(dāng)將多個(gè)集裝箱彼此疊放時(shí)，只有集裝箱的每一個(gè)角上的角鑄件承受載荷，因此，重要的是使所堆放的集裝箱彼此盡可能緊密地重疊。
本發(fā)明還保證如果對(duì)于底部集裝箱而言集裝箱不在預(yù)定的范圍內(nèi)，則不會(huì)自動(dòng)將集裝箱卸在一堆垛上。本發(fā)明還確保如果任何相鄰的堆垛中的任何集裝箱與將集裝箱送往預(yù)定卸載位置的通道周?chē)囊?guī)定區(qū)域發(fā)生干涉，則不可能進(jìn)行自動(dòng)卸載。
本發(fā)明的益處包括一個(gè)置放在堆放目標(biāo)上的所需位置上的集裝箱不僅與構(gòu)成該堆放目標(biāo)并起支承作用的集裝箱重疊，而且與底部集裝箱重疊，或被放置在同一集裝箱垛中堆放目標(biāo)與底部集裝箱之間的最佳重疊的中間位置上。這意味著減小而不是累加了在堆垛中彼此疊放的集裝箱重疊中所產(chǎn)生的任何誤差或錯(cuò)位。其也意味著能夠更加準(zhǔn)確地堆放集裝箱，以使集裝箱垛能彼此之間密集地?cái)[放。該方法提出，堆垛的整個(gè)偏差將不大于起重機(jī)位置精度的2倍，并且實(shí)際上情況還會(huì)更好。
更精確地堆垛的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是實(shí)際上更容易獲得并保持堆垛之間的安全工作距離。其保證了在相鄰的集裝箱垛之間有足夠的間隙，以便可以有效地堆放集裝箱并且不會(huì)損壞集裝箱。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以自動(dòng)將集裝箱卸至一個(gè)精確測(cè)量的目標(biāo)位置。這提供了快速堆放集裝箱的重要經(jīng)濟(jì)效益，這在維持低的具有競(jìng)爭(zhēng)力的貨運(yùn)成本方面是相當(dāng)重要的。另一個(gè)具有經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)點(diǎn)是，各排堆垛之間的間隙可以保持至最小，從而減小了存儲(chǔ)集裝箱所需的地面面積。
本發(fā)明不受起重機(jī)朝向地面槽形區(qū)靠近的方向的局限，不受集裝箱不同高度或不同長(zhǎng)度的限制。由于使集裝箱能快速堆放并保持低耗費(fèi)，因而本發(fā)明在貿(mào)易方面非常有用。本發(fā)明不限于航運(yùn)港口，也可以應(yīng)用于堆放任何集裝箱化的貨物，例如空運(yùn)貨物，和用于在火車(chē)或卡車(chē)上堆放集裝箱。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明結(jié)合所附的示意圖，對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)地描述。


圖1表示的是在地面槽形區(qū)水平錯(cuò)位的集裝箱的俯視圖；圖2表示的是帶有累積誤差的一集裝箱垛的側(cè)視圖；圖3表示的是沒(méi)有對(duì)齊的兩集裝箱垛的側(cè)視圖；圖4表示的是兩個(gè)具有被標(biāo)示出的角鑄件的集裝箱的透視圖；圖5是安裝有傳感器、用于抓持集裝箱的起重機(jī)的輸送部件的示意圖；圖6表示的是基本位于一堆放目標(biāo)上方的安裝有傳感器的起重機(jī)的輸送部件；圖7表示的是裝有傳感器的起重機(jī)輸送部件，所述輸送部件用于探測(cè)和測(cè)量在堆放目標(biāo)上的集裝箱以及相鄰集裝箱垛的端部的位置；圖8表示的是集裝箱垛的側(cè)視圖，它示出了對(duì)堆放目標(biāo)的豎直疊放情況的測(cè)量。
圖9表示的是傳感器相對(duì)于構(gòu)成堆放目標(biāo)的集裝箱的角、角鑄件和其它部件的情況；圖10表示的是傳感器相對(duì)于一集裝箱垛中的底部集裝箱的情況，在所述集裝箱垛中有兩個(gè)沒(méi)對(duì)齊的集裝箱；圖11表示的是帶有與地面槽形區(qū)上的集裝箱及兩個(gè)水平參考標(biāo)志相關(guān)的傳感器的最佳實(shí)施例；圖12表示的是一集裝箱垛中的一個(gè)集裝箱的角鑄件的位置相對(duì)于底部集裝箱的角鑄件的情況；圖13表示的是對(duì)帶有與地面槽形區(qū)上的集裝箱及兩個(gè)水平參考標(biāo)志相關(guān)的傳感器的最佳實(shí)施例的改進(jìn)。
最佳實(shí)施例的描述圖1-4所包括的設(shè)備是已有技術(shù)的一部分。
圖1表示的是在地面槽形區(qū)2上錯(cuò)位的集裝箱1的俯視圖。地面槽形區(qū)2由四個(gè)噴涂在地面上的角標(biāo)標(biāo)示，其中的三個(gè)角標(biāo)201、202、203在圖中是可見(jiàn)的。這里所示的集裝箱1相對(duì)于地面槽形區(qū)2的縱軸傾斜一角度α。
圖2表示的是第一集裝箱垛3、第二集裝箱垛4和第三集裝箱垛5的端部的側(cè)視圖。這些集裝箱垛3、4、5在地平面上彼此相隔距離為A。垛4顯示了累計(jì)的堆垛誤差，這樣在集裝箱垛4、5的頂部之間的水平距離減小至距離B。
圖3示出了集裝箱垛3的側(cè)視圖，這集裝箱垛所處的平面相對(duì)水平面傾斜β角。第二集裝箱垛4如圖所示，包括了一個(gè)或多個(gè)具有危險(xiǎn)或非平行支承面的集裝箱。
圖4示出了角鑄件6在底部集裝箱1頂面上的位置，所述底部集裝箱1支承著置于其頂部上的第二集裝箱7。在標(biāo)準(zhǔn)的貨運(yùn)集裝箱上只有角鑄件6是承載面，這些承載面能夠承載一個(gè)或多個(gè)集裝箱的重量。這些集裝箱必須被完全對(duì)準(zhǔn)地放置在彼此的頂部，從而使得每一個(gè)集裝箱(例如集裝箱7)的角鑄件6由支承集裝箱(例如底部集裝箱1)的角鑄件6支承。
圖5表示的是集裝箱7由起重機(jī)的輸送部件抓持，該輸送部件包括吊運(yùn)車(chē)8和分配器9。分配器9由纜繩懸掛在吊運(yùn)車(chē)8的下方，以使帶有集裝箱7的分配器9在吊運(yùn)車(chē)8的下方被升高或降低。按照本發(fā)明，吊運(yùn)車(chē)8上裝有檢測(cè)裝置，最好是2維或3維激光掃描器，下文中稱(chēng)為2-D或3-D掃描器。在圖示實(shí)施例中，從吊運(yùn)車(chē)8的任意一側(cè)向下看在吊運(yùn)車(chē)8的大致中央位置安裝了兩個(gè)3-D掃描器10、11。
按照本發(fā)明，使圖5中所抓持的集裝箱7朝一選定堆放目標(biāo)15移動(dòng)，所述堆放目標(biāo)15與圖6中所示的其它集裝箱垛相鄰。一個(gè)堆放目標(biāo)可以是諸如堆放在地面槽區(qū)的集裝箱的頂面、或一集裝箱垛中頂部集裝箱的頂面等任何表面，所述一集裝箱垛可以高達(dá)七個(gè)或八個(gè)集裝箱。在圖6中作為舉例而示出的堆放目標(biāo)15是兩個(gè)堆起的集裝箱中一個(gè)集裝箱的頂面。測(cè)量裝置，最好是安裝在吊運(yùn)車(chē)8上的3-D掃描器10、11探測(cè)在相鄰集裝箱垛中的集裝箱的側(cè)面。在圖6中，為使可視部分簡(jiǎn)化，省略了吊運(yùn)車(chē)8下方的集裝箱7和分配器9。
參見(jiàn)圖5和圖6，位于吊運(yùn)車(chē)8上的3-D掃描器10、11在圖6所標(biāo)示的幾個(gè)位置處掃描相鄰兩排集裝箱13、14中的集裝箱的側(cè)面，探測(cè)這些集裝箱垛中的集裝箱，并且測(cè)量出每一堆垛中的每一個(gè)集裝箱距吊運(yùn)車(chē)8的距離。圖7所表示的測(cè)量也是在成行排列的集裝箱垛33、35和15的端部之間獲取的。對(duì)所探測(cè)的一集裝箱垛中的每一集裝箱與起重機(jī)的輸送部件，即吊運(yùn)車(chē)8之間的距離進(jìn)行測(cè)量，以得知距該集裝箱垛中每一集裝箱的水平距離。這樣，對(duì)于圖6中的一集裝箱垛(例如集裝箱垛13)而言，該集裝箱垛中的每一集裝箱的間距都可以進(jìn)行水平測(cè)量。每一個(gè)所探測(cè)的相鄰集裝箱垛的測(cè)量結(jié)果被存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器例如與起重機(jī)的控制單元相聯(lián)接。特別是，應(yīng)存儲(chǔ)與堆放目標(biāo)15最接近的相鄰集裝箱垛13、14、33、35中的集裝箱位置的測(cè)量結(jié)果。
確定包含堆放目標(biāo)在內(nèi)的集裝箱垛中的底部集裝箱1的水平位置。如圖10所示，用安裝在起重機(jī)的輸送部件(例如吊運(yùn)車(chē)8)上的3-D掃描器10、11對(duì)底部集裝箱1在X方向上的水平位置及其歪斜情況進(jìn)行測(cè)量。對(duì)Y方向的測(cè)量可以采用安裝在吊運(yùn)車(chē)8端部上的另一個(gè)檢測(cè)裝置，或可以從地面槽形區(qū)上的一個(gè)理想位置進(jìn)行測(cè)量。
如圖9所示，用3-D掃描器10、11對(duì)包含有堆放目標(biāo)的集裝箱垛中頂部集裝箱的位置進(jìn)行測(cè)量。例如與c或d一起取a或b點(diǎn)來(lái)測(cè)量對(duì)準(zhǔn)情況，特別是測(cè)量集裝箱縱軸的歪斜情況。
當(dāng)已對(duì)堆放目標(biāo)15的水平位置和底部集裝箱1的水平位置進(jìn)行了測(cè)量時(shí)，用起重機(jī)的控制單元對(duì)這兩個(gè)位置進(jìn)行比較。檢查堆放目標(biāo)15相對(duì)于底部集裝箱1位置的相對(duì)重疊部分并使其與預(yù)定的范圍進(jìn)行比較。如果該重疊部分是在該預(yù)定范圍內(nèi)，則放下集裝箱，從而隨后確定堆放目標(biāo)上所要求的位置。
一般是由圖8所示的3-D掃描器10、11的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生堆放目標(biāo)的豎直堆垛外輪廓，該豎直堆垛外輪廓包括從底部集裝箱向上延伸至該堆垛頂部及其上方的外輪廓。所述豎直堆垛外輪廓在水平平面上的尺寸包括該堆垛中所有集裝箱的最大水平位移量。將堆放目標(biāo)15的豎直外輪廓與所測(cè)量到并被存儲(chǔ)的距相鄰堆垛中的集裝箱的間距相比較。如果堆放目標(biāo)15的豎直堆垛外輪廓與最近的相鄰集裝箱垛13、14之間的水平距離大于一預(yù)定的安全距離的話，則被證明是安全的豎直堆垛外輪廓，并且繼續(xù)進(jìn)行確定卸載位置的過(guò)程。堆放目標(biāo)15所在的堆垛中所測(cè)量的任何集裝箱的最大水平位移也可以相對(duì)于理想的地面槽形區(qū)對(duì)照上述范圍進(jìn)行估算。
應(yīng)當(dāng)指出的是，底部集裝箱的水平位置可以由權(quán)利要求所述范圍內(nèi)的多種方法進(jìn)行確定。如上所述，該位置可以用圖10中所示的吊運(yùn)車(chē)8上的檢測(cè)裝置10、11直接測(cè)量。還可以用一個(gè)或多個(gè)水平參考標(biāo)志(17，18)的位置確定上述水平位置。另一方面，所述水平位置可以從所儲(chǔ)存的信息發(fā)現(xiàn)，從所存儲(chǔ)的關(guān)于理想地面槽形區(qū)的信息中計(jì)算出，或從上述這些方法的結(jié)合中產(chǎn)生。
在本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)中，可以選擇堆放目標(biāo)上的所需位置，以便能夠調(diào)整現(xiàn)存的堆垛的偏差。圖12表示的是堆放目標(biāo)15的頂部集裝箱的第一角22和同一垛中位于頂部集裝箱下方的集裝箱(最好是底部集裝箱1)的第二角21的情況。圖12還示出了一個(gè)區(qū)域23，為了提供最小的合乎要求的與一小于一角鑄件頂面或底面的矩形區(qū)域相應(yīng)的重疊量，必需時(shí)被卸下的集裝箱7的角應(yīng)置于該區(qū)域23內(nèi)。通過(guò)與起重機(jī)的控制單元相聯(lián)接的計(jì)算裝置，根據(jù)起重機(jī)位置測(cè)量裝置和自動(dòng)化系統(tǒng)的特定精度計(jì)算一較小的面積24。點(diǎn)25是理想的卸載位置，它被識(shí)別為面積24內(nèi)的位置，該位置給出了相對(duì)于底部集裝箱的最小偏移量。點(diǎn)25是所需的卸載位置，被卸下的集裝箱7的角將被放置于該位置處。因此，在堆放目標(biāo)上產(chǎn)生一個(gè)所需的卸載位置25，該位置的特征在于，集裝箱7重疊在較低的或底部集裝箱1上而且頂部集裝箱立刻支承被卸下的集裝箱7，因此保證了堆垛在豎直方向保持直線，并且不會(huì)增加連續(xù)誤差。
將所需的卸載位置25和對(duì)于其它角而言相應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)用于計(jì)算起重機(jī)自動(dòng)系統(tǒng)的參考位置。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，通過(guò)用3-D掃描器10、11測(cè)量從輸送部件，例如吊運(yùn)車(chē)8至一個(gè)或多個(gè)水平參考標(biāo)志(17，18)的距離來(lái)找到底部集裝箱1的位置，所述的水平參考標(biāo)志例如是在未公開(kāi)的瑞典專(zhuān)利申請(qǐng)9803341-8中所描述的那些。為此目的，如圖11中所示，水平參考標(biāo)志(17，18)設(shè)置在與底部集裝箱1所處的地面槽形區(qū)相鄰并且具有預(yù)定距離的地方。如圖13所示，還可以與地面槽形區(qū)的一端或兩端相關(guān)聯(lián)地設(shè)置水平參考標(biāo)志(19)，以使地面槽形區(qū)在Y方向上的方位可以被3-D掃描器10或11檢測(cè)到，從而測(cè)量底部集裝箱1在整個(gè)X、Y方向上的方位，包括其歪斜情況。
在本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)中，實(shí)現(xiàn)了另一種工序。一旦例如通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置在起重機(jī)中輸送部件上的壓力傳感器或載荷傳感器驗(yàn)證集裝箱的卸載，就可以用安裝在吊運(yùn)車(chē)8上的3-D掃描器10、11測(cè)量集裝箱7在卸載時(shí)的位置。將測(cè)量結(jié)果與理想的卸載位置25相比較，并由起重機(jī)的控制單元內(nèi)的控制程序鑒別是在預(yù)定公差內(nèi)還是在預(yù)定公差外。產(chǎn)生一個(gè)指示卸載是令人滿意或卸載不能令人滿意而必須重新操作的信號(hào)。
按照條約第19條的修改1.一種用于堆放集裝箱的方法，在所述方法中，用帶有用于提升集裝箱(7)的輸送部件、例如吊運(yùn)車(chē)(8)的可移動(dòng)式起重機(jī)堆放集裝箱，該方法包括以下步驟移動(dòng)、提升集裝箱(7)并使集裝箱(7)落于位于一集裝箱垛中的堆垛目標(biāo)(15)上，所述集裝箱垛中至少包括一個(gè)底部集裝箱(1)，其特征在于，所述方法還包括以下步驟-測(cè)量堆垛目標(biāo)(15)的水平位置，-確定底部集裝箱(1)的水平位置，-比較所述堆垛目標(biāo)(15)和所述底部集裝箱(1)的相對(duì)位置，-由所述堆垛目標(biāo)(15)與所述底部集裝箱(1)的相對(duì)位置確定重疊量，-確定所述重疊量是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，以及對(duì)于集裝箱(7)而言所確定的所期望的卸載位置(25)是否在堆垛目標(biāo)(15)上。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中集裝箱(7)被卸載在鄰近一相鄰的集裝箱垛的地方，其特征在于，所述方法還包括以下步驟-測(cè)量吊運(yùn)車(chē)(8)與堆垛目標(biāo)(15)中每一集裝箱之間的水平距離，-對(duì)堆垛目標(biāo)(15)中每一集裝箱計(jì)算水平位移量，并且產(chǎn)生一個(gè)堆垛目標(biāo)(15)的豎直外輪廓，-測(cè)量吊運(yùn)車(chē)(8)與所述相鄰集裝箱垛中每一個(gè)集裝箱之間的水平距離，-確定堆垛目標(biāo)(15)的豎直外輪廓與所述相鄰集裝箱垛中任何一個(gè)集裝箱之間的最小距離，-確立在堆垛目標(biāo)與所述相鄰集裝箱垛之間存在一個(gè)安全的最小間距。
3.按照權(quán)利要求1和2的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟-測(cè)量堆垛目標(biāo)(15)中頂部集裝箱頂面的第一豎直和水平位置，并在控制單元的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果，
-測(cè)量堆垛中至少是底部集裝箱(1)的第二位置，并在控制裝置的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果，-比較堆垛目標(biāo)(15)中頂部集裝箱的第一位置與底部集裝箱(1)的第二位置，并選擇所需的卸載位置點(diǎn)(25)，以使被置放在堆垛目標(biāo)(15)上的點(diǎn)(25)上的集裝箱(7)的角鑄件與地面上的集裝箱(1)的角鑄件以及堆垛目標(biāo)(15)的頂部集裝箱的角鑄件相重疊。
4.按照權(quán)利要求1-3的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟-測(cè)量一個(gè)或多個(gè)水平參考標(biāo)志(17，18，19)的位置，所述水平參考標(biāo)志(17，18，19)與堆垛目標(biāo)(15)相鄰并與堆垛目標(biāo)(15)相距預(yù)定距離，-根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)水平參考標(biāo)志(17，18，19)與堆垛目標(biāo)(15)的底部集裝箱(1)之間的預(yù)定距離，計(jì)算堆垛目標(biāo)(15)中底部集裝箱(1)的水平位置。
5.按照權(quán)利要求1-4的方法，其特征在于，包括以下步驟-探測(cè)相鄰集裝箱堆垛中的每一個(gè)集裝箱，測(cè)量從吊運(yùn)車(chē)(8)至每一個(gè)集裝箱的距離，并將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)在控制裝置的存儲(chǔ)器中，-測(cè)量在所述相鄰集裝箱堆垛中相對(duì)于堆垛目標(biāo)(15)最近的集裝箱的位置，-將豎直堆垛外輪廓與存儲(chǔ)在控制裝置的存儲(chǔ)器中的預(yù)定安全公差相比較，并確定該豎直堆垛外輪廓是否在安全公差內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求1-5的方法，其特征在于，包括以下步驟-探測(cè)堆垛目標(biāo)(15)上的所述集裝箱(7)的全部卸載情況，-測(cè)量所述已卸下的集裝箱(7)的位置，-將所述已卸下的集裝箱的位置與所選擇的堆垛目標(biāo)上的期望位置相比較，-確定卸載位置是否在可接受的預(yù)定公差內(nèi)，-產(chǎn)生一個(gè)表示該卸載可被接受的信號(hào)。
7.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6所述的方法、用于在堆垛目標(biāo)(15)上為集裝箱(7)選擇所期望位置(25)的裝置，包括一個(gè)裝備有控制裝置并進(jìn)一步安裝有輸送部件例如吊運(yùn)車(chē)(8)的可移動(dòng)的起重機(jī)，所述控制裝置中包括有存儲(chǔ)器裝置，所述吊運(yùn)車(chē)(8)上裝有檢測(cè)裝置(10，11)，該吊運(yùn)車(chē)(8)上還裝有一個(gè)適用于抓持所述集裝箱(7)的分配器(9)，由檢測(cè)裝置(10，11)測(cè)量的吊運(yùn)車(chē)(8)與堆垛目標(biāo)(15)之間的距離可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并被用于計(jì)算所述期望位置(25)。
權(quán)利要求
1.一種用于堆放集裝箱的方法，在所述方法中，用帶有用于提升集裝箱(7)的輸送部件、例如吊運(yùn)車(chē)(8)的可移動(dòng)式起重機(jī)堆放集裝箱，該方法包括以下步驟移動(dòng)、提升集裝箱(7)并使集裝箱(7)落于位于一集裝箱垛中的堆垛目標(biāo)(15)上，所述集裝箱垛中至少包括一個(gè)底部集裝箱(1)，其特征在于，所述方法還包括以下步驟-測(cè)量堆垛目標(biāo)(15)的水平位置，-確定底部集裝箱(1)的水平位置，-比較所述堆垛目標(biāo)(15)和所述底部集裝箱(1)的相對(duì)位置，-由所述堆垛目標(biāo)(15)與所述底部集裝箱(1)的相對(duì)位置確定重疊量，-確定所述重疊量是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，以及對(duì)于集裝箱(7)而言所確定的所期望的卸載位置(25)是否在堆垛目標(biāo)(15)上。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中集裝箱(7)被卸載在鄰近一相鄰的集裝箱垛的地方，其特征在于，所述方法還包括以下步驟-測(cè)量吊運(yùn)車(chē)(8)與堆垛目標(biāo)(15)中每一集裝箱之間的水平距離，-對(duì)堆垛目標(biāo)(15)中每一集裝箱計(jì)算水平位移量，并且產(chǎn)生一個(gè)堆垛目標(biāo)(15)的豎直外輪廓，-測(cè)量吊運(yùn)車(chē)(8)與所述相鄰集裝箱垛中每一個(gè)集裝箱之間的水平距離，-確定堆垛目標(biāo)(15)的豎直外輪廓與所述相鄰集裝箱垛中任何一個(gè)集裝箱之間的最小距離，-確立在堆垛目標(biāo)與所述相鄰集裝箱垛之間存在一個(gè)安全的最小間距。
3.按照權(quán)利要求1和2的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟-測(cè)量堆垛目標(biāo)(15)中頂部集裝箱頂面的第一豎直和水平位置，并在控制單元的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果，-測(cè)量堆垛中至少是底部集裝箱(1)的第二位置，并在控制裝置的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果，-比較堆垛目標(biāo)(15)中頂部集裝箱的第一位置與底部集裝箱(1)的第二位置，并選擇所需的卸載位置點(diǎn)(25)，以使被置放在堆垛目標(biāo)(15)上的點(diǎn)(25)上的集裝箱(7)的角鑄件與地面上的集裝箱(1)的角鑄件以及堆垛目標(biāo)(15)的頂部集裝箱的角鑄件相重疊。
4.按照權(quán)利要求1-3的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟-測(cè)量一個(gè)或多個(gè)水平參考標(biāo)志(17，18，19)的位置，所述水平參考標(biāo)志(17，18，19)與堆垛目標(biāo)(15)相鄰并與堆垛目標(biāo)(15)相距預(yù)定距離，-根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)水平參考標(biāo)志(17，18，19)與堆垛目標(biāo)(15)的底部集裝箱(1)之間的預(yù)定距離，計(jì)算堆垛目標(biāo)(15)中底部集裝箱(1)的水平位置。
5.按照權(quán)利要求1-4的方法，其特征在于，包括以下步驟-探測(cè)相鄰集裝箱堆垛中的每一個(gè)集裝箱，測(cè)量從吊運(yùn)車(chē)(8)至每一個(gè)集裝箱的距離，并將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)在控制裝置的存儲(chǔ)器中，-測(cè)量在所述相鄰集裝箱堆垛中相對(duì)于堆垛目標(biāo)(15)最近的集裝箱的位置，-將豎直堆垛外輪廓與存儲(chǔ)在控制裝置的存儲(chǔ)器中的預(yù)定安全公差相比較，并確定該豎直堆垛外輪廓是否在安全公差內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求1-5的方法，其特征在于，包括以下步驟-探測(cè)堆垛目標(biāo)(15)上的所述集裝箱(7)的全部卸載情況，-測(cè)量所述已卸下的集裝箱(7)的位置，-將所述已卸下的集裝箱的位置與所選擇的堆垛目標(biāo)上的期望位置相比較，-確定卸載位置是否在可接受的預(yù)定公差內(nèi)，-產(chǎn)生一個(gè)表示該卸載可被接受的信號(hào)。
7.一種實(shí)現(xiàn)在堆垛目標(biāo)(15)上為集裝箱(7)選擇所期望位置(25)的方法的裝置，所述裝置包括一個(gè)裝備有控制裝置并進(jìn)一步安裝有輸送部件例如吊運(yùn)車(chē)(8)的可移動(dòng)的起重機(jī)，所述控制裝置中包括有存儲(chǔ)器裝置，所述吊運(yùn)車(chē)(8)上裝有檢測(cè)裝置(10，11)，該吊運(yùn)車(chē)(8)上還裝有一個(gè)適用于抓持所述集裝箱(7)的分配器(9)，由檢測(cè)裝置(10，11)測(cè)量的吊運(yùn)車(chē)(8)與堆垛目標(biāo)(15)之間的距離可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置中并被用于計(jì)算所述期望位置(25)。
全文摘要
一種用于堆放集裝箱的方法,其中,用帶有輸送部件例如吊運(yùn)車(chē)(8)的可移動(dòng)式起重機(jī)堆放集裝箱,吊運(yùn)車(chē)(8)用于提升、移動(dòng)集裝箱(7)并將其卸載在堆垛目標(biāo)(15)上,堆垛目標(biāo)(15)位于一至少包括一底部集裝箱(1)的集裝箱垛中。該方法的特征在于包括以下步驟:測(cè)量堆垛目標(biāo)(15)的水平位置,確定底部集裝箱(1)的水平位置,比較堆垛目標(biāo)(15)與底部集裝箱(1)的相對(duì)位置。從堆垛目標(biāo)(15)與底部集裝箱(1)的相對(duì)位置得出重疊量,并與預(yù)定的范圍相比較。如果該重疊量在所述范圍內(nèi),則選定堆垛目標(biāo)(15)上用于集裝箱(7)的所需的卸載位置(25)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能在集裝箱的碼頭更快速、更安全和密集地自動(dòng)堆放集裝箱。本發(fā)明還公開(kāi)了一種用以實(shí)現(xiàn)在堆垛目標(biāo)上選擇所需位置的方法的裝置。
文檔編號(hào)B65G63/00GK1329562SQ9981401
公開(kāi)日2002年1月2日 申請(qǐng)日期1999年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月22日
發(fā)明者U·布賴福爾斯, C·約翰松 申請(qǐng)人:Abb股份有限公司