專利名稱：控制和操縱集裝箱起重機或其他類似起重機的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制和操縱一種集裝箱起重機或其他類似形式的起重機的方法和裝置，該種類似形式的起重機，具有一個大體水平的起重臂或某種其他形式的水平支承結(jié)構(gòu)；一個可以沿著該支承結(jié)構(gòu)，在兩個方向中任意一個方向上移動的小車；以及從小車上懸掛下來的提升裝置。該提升裝置包括一個鋼絲繩系統(tǒng)和一個負(fù)載裝載裝置，該負(fù)載裝載裝置從鋼絲繩上懸掛下來，這樣，可以將一個標(biāo)準(zhǔn)的貨運集裝箱、散料或其他負(fù)載接上，將它們向著小車方向向上提升；然后再由小車沿著起重臂運送；沒有任何多余的搖擺運動地靜止地停止在所希望的位置上；下降至所選擇的位置并存放在這個位置上。本發(fā)明可以高精確度地接上、提升、運輸、下降和存放一個集裝箱或其他負(fù)載；所需時間最少，沒有任何由負(fù)載多余的搖擺運動產(chǎn)生的困難。
背景技術(shù)：
通?？偸茄b備門式起重機作為集裝箱起重機，用于將標(biāo)準(zhǔn)的貨運集裝箱裝進集裝箱船中，和從船上卸下集裝箱。一般，一艘集裝箱船具有許多單元或艙，標(biāo)準(zhǔn)的貨運集裝箱可以放在其中，它們之間只有極小的間隙，亦可以將標(biāo)準(zhǔn)的貨運集裝箱垂直地堆疊起來，直至把該單元堆滿。為了將一個貨運集裝箱降低，使它進入一個單元中，必須高度精確地將該集裝箱放置在該單元上方，使集裝箱能直接下降，進入該單元，而不致于將船的甲板或該單元的壁面碰撞至不適宜的程度。一臺門式集裝箱起重機包括一個基本上水平的支承結(jié)構(gòu)或起重臂，其上有軌道，由電氣控制的動力驅(qū)動裝置可使小車沿著軌道，在兩個方向中任何一個方向上運動。有一個提升裝置或系統(tǒng)從該小車上懸掛下來，并可與該小車一起水平運動。該提升系統(tǒng)包括一個從該小車上向下懸掛，并與一個負(fù)載裝載裝置連接的鋼絲繩系統(tǒng)，最好，該負(fù)載裝載裝置為一個擴張器桿抓緊裝置，用于有選擇地抓緊和放開一個貨運集裝箱。
集裝箱起重機廣泛用于從小車車廂或帶雙輪拖車的卡車上卸下集裝箱，和用于將集裝箱裝入集裝箱船的單元中。按照一般的操作順序，小車沿著起重臂水平運動，并直接停止在放在一輛等待中的帶雙輪拖車的卡車上的一個集裝箱之上。提升系統(tǒng)將擴張器桿放下，使之與該集裝箱接合，并使該擴張器桿動作，抓住該集裝箱。然后，將該集裝箱提升至一個安全高度，使該集裝箱能不受船塢或集裝箱船上的任何障礙物的影響。再使小車沿著起重臂向外，和在該集裝箱船之上運動，直至該小車位于要裝入該集裝箱的單元的上方為止。這種操作的目的是要使提升系統(tǒng)能直接將該集裝箱降低，以便放入該單元中。
然而，起重機操作者在以足夠的精確度使該集裝箱與該單元對準(zhǔn)，以便能放下該集裝箱，將它裝入該單元中，而又不致于使該集裝箱與該船的甲板或該單元的壁面發(fā)生不適宜的碰撞方面，遇到了相當(dāng)大的困難。這個困難是這樣產(chǎn)生的當(dāng)小車停止時，該集裝箱象擺動擺錘一樣，開始搖擺。在該搖擺運動完全停止時，起重機操作者才能將該集裝箱放低，因此該集裝箱進入該單元之前，可能搖擺幾個擺動周期。該小車構(gòu)成了該擺的樞軸支承。該提升鋼絲繩系統(tǒng)形成了擺的懸掛裝置，而該集裝箱和該擴張器桿形成了擺錘。由集裝箱的象擺一樣的搖擺運動產(chǎn)生的問題已廣為人知，但至今沒有設(shè)計出滿意的解決方法。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是要提供一種停止集裝箱或其他負(fù)載的擺錘式搖擺運動的方法，使該集裝箱能靜止不動地直接停止在它要放入的單元之上的轉(zhuǎn)移位置上，同時消耗的時間和能量最小。
本發(fā)明的目的還在于提供一種新的和改進的起重機控制系統(tǒng)，它可實現(xiàn)本發(fā)明的新方法，并且可以通過一系列的自動操作，使集裝箱停止時不產(chǎn)生搖擺運動。
根據(jù)本發(fā)明的方法，通過使小車不是一次，而是二次迅速連續(xù)地停止，而消除集裝箱的擺錘式搖擺運動。小車的第二停止點是直接在該集裝箱要下降并放入其中的單元的上方。小車的第一停止的位置在未到達(dá)直接位于該單元之上的第二和最終位置的位置上。小車只是瞬時地停在第一位置。然后，小車以一個可控制的速度運動至直接在集裝箱船的該單元上方的第二個停止位置。
當(dāng)小車停止在第一位置時，集裝箱不停止，而是象擺的擺錘一樣，開始向前擺動。然后，小車以一個可控制的速度向前運動，使該小車在擺的完整周期的第一個四分之一圓弧的最后終點處趕上該集裝箱，而在該最后終點處，擺將暫停下來和停止運動。假如允許該集裝箱擺動一個完整的擺周期，則小車第一次停止和第二次停止之間的時間間隔與該完整的擺的擺動周期的第一個四分之一相適應(yīng)。小車的第一次和第二次停止位置之間的距離與在該擺的擺動周期的第一個四分之一過程中，該集裝箱運動的水平分量相適應(yīng)。在小車的第二次停止位置處，小車直接位于該集裝箱的上方，并且，懸掛的鋼絲繩在豎直方向延伸。在擺的擺動周期的第一個四分之一的終點，該集裝箱停止，并且小車也停止，因為小車已趕上了該集裝箱。在擺的正常的擺動運動中，擺錘在擺動周期的第一個四分之一的終點停止下來，然后，由于重力對該擺錘的作用，而向相反的方向擺動回來。然而，該集裝箱卻不會擺動回來，而只是保持靜止不動，因為該集裝箱已經(jīng)處在相對于形成該擺的樞軸的小車的最低點了。結(jié)果，該集裝箱不具有任何能引起反向擺動運動的重力能或位能。另外，該集裝箱也不具有任何動能，因為該集裝箱已經(jīng)到達(dá)停止位置。該集裝箱保持靜止不動，因為該集裝箱不具有任何能引起它運動的動能或位能。
本發(fā)明的方法也可用于將一堆貨運集裝箱精確而快速地放置在集裝箱船的甲板上。當(dāng)集裝箱船的一個區(qū)域的所有單元或艙都放滿了貨運集裝箱時，另外的集裝箱經(jīng)常是堆疊在甲板上和彼此堆疊在一起，并牢固地固定在船上，以增加這樣運輸船只的貨運能力。本發(fā)明的方法可以將每一個集裝箱運到甲板上的所希望位置，并使該集裝箱完全停止，沒有任何多余的擺動運動。
集裝箱起重機也可用于從集裝箱船上卸貨。這時，可操縱集裝箱起重機，將每一個集裝箱從船上放置它的單元內(nèi)提出來，并把該集裝箱運到一個輸出位置。該輸出位置可以是在一輛等待中的帶雙輪拖車的長車上，或在火車車廂上。本發(fā)明的方法也可以操縱小車，將該集裝箱水平地運至直接位于所希望的輸出位置之上的位置處。在該所希望的輸出位置上，集裝箱完全停止，沒有任何多余的擺動運動。根據(jù)本發(fā)明，該小車不是停一次，而是快速連續(xù)地停二次。第二個停止位置直接就在所希望的輸出位置之上。第一個停止位置與第二個停止位置之間間隔比較短，它們隔開的距離相當(dāng)于在擺的擺動運動的一個完整周期的第一個四分之一過程中，該集裝箱所走過的水平距離。小車在第一位置停止即開始了擺的擺動運動周期的第一個四分之一，但該小車是以一個可控制的速度，在第一和第二位置之間運動的，使得當(dāng)該小車到達(dá)第二位置時，它正好趕上該集裝箱。小車在第一和第二位置之間的運動所經(jīng)過的時間相應(yīng)于該集裝箱的擺錘式擺動運動周期的第一個四分之一的持續(xù)時間。本發(fā)明的方法的作用是可將該集裝箱的擺動運動限制至其擺錘擺動運動周期的第一個四分之一處，以使該集裝箱能直接靜止不動地停止在所希望的輸出位置之上。然后，迅速地將該集裝箱降下，直至它停放在卡車、火車車廂等上面的輸出位置上為止。
擺的擺動周期的第一個四分之一的持續(xù)時間可以通過一系列測試操作，根據(jù)經(jīng)驗決定。集裝箱在擺的擺動運動周期的第一個四分之一期間所走過的水平距離也可用同樣的方式?jīng)Q定。持續(xù)時間主要是擺長度的函數(shù)。當(dāng)擺長度增加時，持續(xù)時間增加。擺的擺動周期的第一個四分之一的持續(xù)時間與負(fù)載重量的函數(shù)關(guān)系要小得多，該負(fù)載包括集裝箱和擴張器桿或其他用于使該集裝箱與提升鋼絲繩系統(tǒng)連接以使該集裝箱從小車上懸掛下來的抓緊裝置。如果不是由于空氣摩擦和對擺的擺動運動的其他形式的摩擦阻力的影響，則擺一個循環(huán)的周期，或持續(xù)時間與負(fù)載(或擺錘)的重量完全無關(guān)。擺錘重量和擺一個循環(huán)的持續(xù)時間之間的幾乎獨立的關(guān)系是由這樣的事實產(chǎn)生的，即不論下落物體的重量或質(zhì)量如何，由于重力作用產(chǎn)生的下落物體的加速度為一常數(shù)。從古時以來，人們已經(jīng)知道，除了空氣阻力的作用以外，沉重的或苯重的物體和較輕的物體，由于重力的作用均以同樣的速度落下。在集裝箱起重機中，集裝箱的擺動運動受到空氣摩擦和鋼絲繩懸掛系統(tǒng)中產(chǎn)生的摩擦的阻礙。對于沉重的集裝箱而言，對集裝箱擺動運動的摩擦阻力沒有對輕集裝箱那么重要。結(jié)果，擺的擺動循環(huán)的持續(xù)時間或周期，在一定程度上受到集裝箱重量的影響。在集裝箱的象擺一樣的擺動周期的第一個四分之一過程中，該集裝箱所走過的水平距離，在一定程度上也是該集裝箱重量的函數(shù)。擺的長度很容易調(diào)節(jié)和控制，并且通常對于要裝在任何一艘特定的集裝箱船上，或從其上卸下的所有集裝箱，基本上是相同的。所有集裝箱的重量趨向于大致相同，特別是當(dāng)集裝箱中裝入同樣或相似的貨物時更是這樣。擺的擺動運動周期的第一個四分之一的持續(xù)時間與裝有不同重量的貨物的集裝箱重量之間的關(guān)系，可以通過一系列的測試操作，根據(jù)試驗來決定。
本發(fā)明的方法可以由控制集裝箱起重機的操作者人工地進行。通常的情況是，起重機的控制系統(tǒng)可使操作者完全控制小車在二個方向上的移動，以及集裝箱在二個方向上的提升運動。一般，操作者還可以控制整臺起重機沿著在船塢或安放起重機的碼頭上的軌道的運動。
然而，本發(fā)明的方法最有利的是用本發(fā)明的裝置來實現(xiàn)，采取該裝置時，起重機的各種操作，在很大程度上可以自動地進行控制。最好，該小車應(yīng)配備一個可反向的變速驅(qū)動電機，以及一個電氣操縱的離合器和制動器。為了控制對該電機、離合器和制動器的電力供應(yīng)，還應(yīng)設(shè)置小車的動力控制裝置。
同樣，為了精確地控制集裝箱的升降，還應(yīng)配備帶有一個可反向的提升電機以及一個電氣控制的離合器和制動器的用于提升負(fù)載的提升裝置。為了控制對該電機、離合器和制動器的電力供應(yīng)，最好應(yīng)設(shè)置一個提升動力控制裝置。
最好，使用一通用或?qū)Ｓ玫挠嬎銠C，以便將控制信號輸送給小車動力控制裝置和提升動力控制裝置。
該提升控制裝置最好包括一個編碼器，用于將編碼的電氣信號送往計算機，以顯示擺系統(tǒng)的有效擺長，該擺系統(tǒng)包括由小車提供的樞軸裝置，由提升鋼絲繩系統(tǒng)提供的懸掛裝置和包括該集裝箱和擴張器桿或其他抓緊裝置在內(nèi)的擺錘。
同樣，該小車驅(qū)動系統(tǒng)最好包括一個小車位置編碼器，用于將編碼信號送往計算機，以顯示該小車的位置，最好還顯示該小車被驅(qū)動運動的方向。
起重機最好還包括一個集裝箱重量傳感器或編碼器，用于將編碼信號送往計算機，以顯示該集裝箱或其他被提升裝置抓取的負(fù)載的重量。
擴張器桿或其他抓緊裝置最好為電氣操縱或控制的，以便使該擴張器桿能抓緊和放開該集裝箱。最好將擴張器桿的動力控制裝置連接在擴張器桿和計算機之間，以便從計算機發(fā)出的信號可以控制該擴張器桿。
為了能人工控制起重機，計算機應(yīng)配備包括小車驅(qū)動輸入控制裝置、提升輸入控制裝置和擴張器桿控制裝置的人工操縱輸入裝置。所有的控制裝置可以由一個標(biāo)準(zhǔn)的計算機鍵盤，或者一個或更多個特殊的鍵盤，或者其他控制裝置提供。
計算機配備有一個軟件程序或某個其他的程序，以使計算機能為集裝箱船的每一個單元決定小車的第一和第二個停止位置。程序還可使計算機能夠決定擺的擺動周期的第一個四分之一的持續(xù)時間，以及在擺的擺動周期的第一個四分之一過程中，該集裝箱所走過的水平距離。利用這個信息，計算機就可以決定小車的第一個和第二個停止位置之間的距離。該程序還可使計算機能夠決定小車的起動和停止時間，以及當(dāng)小車在第一和第二個停止位置之間運動時，驅(qū)動小車運動的速度。這樣，當(dāng)小車和集裝箱二者同時到達(dá)直接位于裝該集裝箱的單元或其他地方的上方的第二位置時，該小車正好趕上該向前擺動的集裝箱。
該計算機程序還可使計算機，在小車停止在第二位置時，讓提升電機將集裝箱降低，放入集裝箱船的選擇好的單元中。
當(dāng)該集裝箱與單元的底面，或事先裝進該單元中的另一個集裝箱接觸，而使該集裝箱的向下運動停止時，該程序可使計算機將擴張器桿松開，并使提升電機將該擴張器桿升高至事先由程序決定的高度。然后，該程序還可使計算機發(fā)出信號，使小車驅(qū)動電機將小車運動至要裝入該集裝箱船中的下一個集裝箱上方的位置。此后，該程序又可使計算機發(fā)出信號，將該擴張器桿降下，使之與該下一個集裝箱接合，以便抓緊和提升該下一個集裝箱。
操作者可以中斷在計算機控制下執(zhí)行的一系列自動化的功能，以使操作者可以手動控制小車驅(qū)動裝置、提升驅(qū)動裝置和擴張器桿驅(qū)動裝置。
雖然本發(fā)明主要是結(jié)合將貨運集裝箱裝在集裝箱船中的情況來說明的，但本發(fā)明也可用于將滿的或空的集裝箱從集裝箱船或其他車輛(例如火車車廂和卡車)，以及從放置或存放滿的或空的集裝箱的儲料場和其他地方卸下的作業(yè)。在卸下作業(yè)過程中，本發(fā)明可以將擴張器桿或抓緊裝置或任何其他形式的抓緊裝置，直接停止在要卸下的集裝箱的上方，同時可將該擴張器桿的擺動運動限制至其擺錘式擺動運動周期的第一個四分之一處。當(dāng)該擴張器桿帶著一個空的集裝箱時，本發(fā)明可使該集裝箱直接停止在安放位置的上方，同時將該集裝箱的擺動運動限制至與該集裝箱的擺錘式擺動運動周期的第一個四分之一相應(yīng)的絕對極小值。在所有情況下，起重機的小車都停止在第一位置，然后，快速地運動至直接位于所希望的最后位置上方的第二位置處。當(dāng)該小車到達(dá)第二位置時，小車趕上了該集裝箱或擴張器桿，因此，小車靜止不動地停止在所希望的位置之上。然后，該集裝箱或擴張器桿下降，以完成所希望的裝卸作業(yè)。本發(fā)明也可適用于用其他的負(fù)載裝載裝置裝載的其他形式的負(fù)載的裝卸作業(yè)。
雖然本發(fā)明特別適用于控制集裝箱起重機，但本發(fā)明也可以用于控制適合于提升和運輸其他負(fù)載，例如，可以由電力操縱的抓斗抓取和裝載的松散的粒狀散料的起重機。
本發(fā)明特別適用于門式集裝箱起重機，但它也可適用于許多其他形式的起重機，特別是行走式起重機(trolley crane)，例如，經(jīng)常是安裝在工業(yè)和倉庫建筑物中，也可以安裝在室外儲料場上的高架行走式起重機。
附圖的簡要說明

圖1為裝備有一個起重機控制和操縱系統(tǒng)的集裝箱起重機的側(cè)視圖，該系統(tǒng)將作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例加以說明；圖2為從圖1的2-2線所示方向看的起重機的側(cè)視圖；圖3為一部分放大的示意性正視圖，它表示在該集裝箱起重機上的移動小車的三個順序位置，還表示被鋼絲繩提升系統(tǒng)從該小車上懸掛下來的一個貨運集裝箱和用于可放開地抓緊該集裝箱的一個擴張器桿裝置；圖4為通常從圖3的4-4線方向看的該集裝箱和擴張器桿的部分側(cè)視圖；圖5為與圖3的一部分相應(yīng)的局部放大的示意性正視圖，它表示將該集裝箱從小車上懸掛下來的提升鋼絲繩系統(tǒng)和擴張器桿裝置；圖6為與圖3的一部分相應(yīng)的一個放大的示意性正視圖，它表示對于懸掛鋼絲繩系統(tǒng)幾個不同長度的該起重機控制系統(tǒng)的工作模式；圖7為一示意圖，為了說明該控制系統(tǒng)的工作模式，它將懸掛鋼絲繩系統(tǒng)和該集裝箱表示為一擺系統(tǒng)；圖8為表示本發(fā)明的集裝箱起重機控制和操縱系統(tǒng)的方框圖；圖9為表示本發(fā)明的一個改進的實施例的局部正視圖，在該實施例中，該擴張器桿裝置由一抓斗代替，用于搬運疏松或粒狀物料，圖中表示的是抓斗的關(guān)閉位置；圖10為與圖9相似的視圖，但表示抓斗處在打開位置；圖11為一個改進的實施例的側(cè)視圖，在該實施例中，將本發(fā)明用于一個具有靜止的支承結(jié)構(gòu)的高架移動式起重機；圖12為從圖11的12-12線方向看的圖11的起重機的側(cè)視圖。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明圖1表示應(yīng)用本發(fā)明的方法和裝置的一個典型的集裝箱起重機10。該起重機10包括一個基本上是豎直的塔架12，在塔架上安裝著一個基本上水平的起重臂14。該塔架12裝有帶凸緣的輪子16，該輪子16支承在碼頭或船塢20上的一對平行軌道18上。集裝箱船22(圖3)可以進入船塢靠在該碼頭或船塢旁邊。
如圖3和4最清楚地表示那樣，該水平起重臂14帶有一個可移動的小車24，小車具有可轉(zhuǎn)動的輪子或滾子26。該輪子或滾子26可沿著包括一個或多個安裝在起重臂14上，并實際上沿著起重臂全長延伸的水平導(dǎo)軌或軌道28的導(dǎo)軌裝置運動。
小車24上安裝著提升裝置30，用于支承和提升可以抓緊和提升一個標(biāo)準(zhǔn)貨運集裝箱34的一個擴張器桿裝置32。
該提升裝置30包括一個提升鋼絲繩系統(tǒng)36，利用這個鋼絲繩系統(tǒng)，可將該擴張器桿裝置32從該移動小車24上懸掛下來。該提升鋼絲繩36纏繞在該小車24上的一組滑輪38和該擴張器桿裝置32上的滑輪40周圍。一根或多根鋼絲繩36，沿著基本上是水平的方向，從小車24上的滑輪38延伸至安裝在起重臂14上的一個機房48中。該機房48包含有提升機械(沒有示出)，用于卷繞和放出提升鋼絲繩36，從而可在操作人員的控制下，使擴張器桿裝置32上升和下降。操作人員可以在機房48中，或最好在能在操作者控制下，沿著起重臂14移動的一個座艙或車斗50中有一個工作站。
如圖2所示，操作者座艙50具有一個單獨的懸掛臂或小車52。該臂或小車裝有滾子或輪子54，可以沿著在起重臂14上的一個單獨的水平軌道56滾動。該座艙50帶有一個驅(qū)動系統(tǒng)(沒有示出)，該系統(tǒng)由機房48中的機械操縱。這樣，操作者可以根據(jù)需要，使座艙50沿著軌道56移動至能移最清楚地看見集裝箱34和擴張器桿裝置32的位置(一般，如圖1中實線所示位置)，或者移動至能最清楚地看見船22上、或碼頭20上、或岸上、或駁船上、或其他裝有或放置著該集裝箱34的任何位置的位置處；或移動至能最清楚地看見要卸下或搬走該集裝箱的任何位置。該座艙50可以獨立地沿著軌道56運動至任何所希望的位置，例如，圖1中虛線所示的，在碼頭20上的雙輪拖車62上方的位置。
機房48也包括有驅(qū)動機械，它用于在操作者控制下，使小車24沿著起重臂14，在任何一個方向上運動，從而可將小車24，沿著起重臂14運動至任何所希望的位置。該驅(qū)動機械可通過一個鋼絲繩系統(tǒng)，或任何其他已知的或適當(dāng)?shù)难b置與小車24連接。
該集裝箱起重機10可以用于將貨運集裝箱32裝在集裝箱船22上，或從船上卸下。如圖1所示，該船22被分割成許多單元或艙58。在每一個單元58中，可以堆疊相當(dāng)多的貨運集裝箱34。為了根據(jù)需要，關(guān)閉單元58的上端，以保護集裝箱不受氣候變化影響，設(shè)有可卸下的艙口蓋60。該艙口蓋60還可在其頂上支承作為牢固地捆緊，或用其他方法固定在甲板上的一種甲板負(fù)載的另外的集裝箱。
裝好的貨運集裝箱34，由帶平底的雙輪拖車的卡車或火車車廂運至碼頭或船塢20處。圖1和4表示一輛雙輪車62、集裝箱34中的一個已放在其上，運往碼頭20，以便由起重機10卸下。然后，再利用該拖車62將集裝箱34裝入集裝箱船22的一個單元或艙58中，或作為一種甲板負(fù)載裝在船22上。
一般，操縱起重機10時，要沿著起重臂14推動小車24，使擴張器桿抓緊裝置32位于雙輪車62上的貨運集裝箱34之上。然后，操縱提升裝置30，將該擴張器桿32降下，直至它抓緊該集裝箱34為止。然后，再利用提升裝置30，將集裝箱34提升至該集裝箱34不受船塢20和船22上的任何障礙物妨礙的高度。再操縱小車24的驅(qū)動裝置，將小車24移動至集裝箱船22的所希望的單元或艙58上方的位置，或是船上的一個甲板裝載位置之上的位置。然后，再操縱提升裝置30，將集裝箱34降下至單元58中，直至集裝箱34與單元的底面接觸，或與事先已經(jīng)裝在該單元中的另一個集裝箱的頂部接觸為止。然后將該擴張器桿裝置32從該貨運集裝箱34上松開，隨后，利用該提升裝置30，將該擴張器桿裝置32升高退出該單元58，并向上提升至有一定間隙的高度。然后，再操縱小車驅(qū)動裝置26，將小車24沿著起重臂14向內(nèi)移動，直至擴張器桿32處在碼頭20上方，準(zhǔn)備好降下，與要裝入船22中的下一個集裝箱34接合。
在先前操縱集裝箱起重機和其他類似的起重機，以便提升和運輸集裝箱或其他負(fù)載時，遇到一個問題，就是如何將該集裝箱34迅速地和精確地放置在單元或艙58之上的一個靜止不動的位置上，以便能將集裝箱34降下至單元58中，而與單元的壁面接觸最小。這個問題是由這樣的事實引起的，即擺實際上是由包括該集裝箱34和擴張器桿32的懸掛負(fù)載，包括提升鋼絲繩36的懸掛裝置和包括可移動的小車24的樞軸支承組合構(gòu)成的。擺的擺錘是由沉重的貨運集裝箱34和相應(yīng)的擴張器桿32構(gòu)成的。當(dāng)小車24沿著起重臂14運動，在水平方向運送該擴張器桿32和集裝箱34時，小車24的起動和停止引起該集裝箱34和懸掛鋼絲繩36的重復(fù)或振蕩的擺動運動。擺錘式的重復(fù)的擺動運動很難使該集裝箱在任何所希望的地方，例如，直接在單元58上方的地方，或要放置集裝箱34的任何其他地方，停止在一個靜止不動的位置上。在使集裝箱精確定位，以便能降下至不同的單元58中的過程中，集裝箱的擺錘式的擺動運動，會造成寶貴時間的喪失或浪費。
圖7為一個擺的圖，它對說明本發(fā)明的方法有幫助。利用本發(fā)明的方法可以消除擺的重復(fù)的擺動運動的有害影響。根據(jù)本發(fā)明的方法，通過使移動小車24不是一次，而是二次以相當(dāng)快速的順序停止，可以使貨運集裝箱34完全靜止不動地直接停止在要放置集裝箱的所希望的單元58之上。當(dāng)小車24沿著起重臂14，在向外方向上行進時，該小車會停止在第一個樞軸位置64，(如圖7所示)。小車24再次開始向外行進，并完全停止在直接位于所希望的單元58，或任何要放置該集裝箱或其他負(fù)載的地方之上的第二個樞軸位置66上。小車24形成了擺的樞軸，該擺還包括懸掛鋼絲繩36和集裝箱34，或其他構(gòu)成擺的擺錘的負(fù)載。當(dāng)小車24停止在第一個樞軸點64時，集裝箱34或其他負(fù)載的動量使該集裝箱從第一(或零點)位置67，沿著小車24運動的方向，向外擺動。假如小車24保持在第一樞軸位置64，則起擺的擺錘作用的集裝箱34，將沿著其擺錘式擺動周期的第一個四分之一，向外或向前擺動，并在第一個暫停位置68處，達(dá)到完全但卻是瞬時的停止。該第一個樞軸位置64的地點應(yīng)選擇得使該第一個暫停位置68，基本上直接位于集裝箱34的所希望的最后的停放位置70之上方，而該集裝箱34則直接位于所希望的單元58，或任何其他放置該集裝箱的地方之上方。
然而，根據(jù)本發(fā)明，小車24只是暫時地停止在第一樞軸位置64上。然后，小車24再次開始向外運動，并且以該小車24能趕上該集裝箱34的速度和時間，向外或向前運動，最后停止在第二個樞軸位置66上，同時該集裝箱34到達(dá)其最后停放位置70。在最后的停放位置70處，先前運動的集裝箱34的動能耗盡，并且集裝箱34的相對的重力能或位能也耗盡，因為該集裝箱34在其最后的停放位置70上，而該位置與小車24停在第一個樞軸位置64上時，該集裝箱34所占據(jù)的第一(或零點)位置72在同一高度上。因為集裝箱34在第一位置72和最后停放位置70之間擺動，該集裝箱34首先向上運動，然后，當(dāng)小車24趕上該集裝箱34時，向下穩(wěn)定下來。
小車24在其第一和第二個停止位置64和66之間所走過的距離非常接近于集裝箱34在其第一(或零點)位置72和第一暫停位置68之間，沿著擺的擺動運動周期的第一個四分之一所走過的水平距離。應(yīng)預(yù)先選擇小車24在其第一和第二位置64與66之間所走過的距離，使它精確地與集裝箱34在其第一(或零點)位置72和其最后停放位置70之間擺動時，該集裝箱34所走過的水平距離相適應(yīng)。通過操縱提升裝置30，可使集裝箱34，直接從其最后停放位置70降下至所希望的單元58中。
在本發(fā)明的方法中，可以控制小車24在其第一個和第二個樞軸位置64和66上的第一次和第二次停止的時間，使第一次和第二次停止之間的時間間隔與擺的擺動循環(huán)(或周期)的第一個四分之一74相適應(yīng)。該擺則由構(gòu)成擺錘的貨運集裝箱34和擴張器桿32，構(gòu)成懸掛裝置的鋼絲繩36和構(gòu)成擺的樞軸裝置的小車24組成。擺的周期(或循環(huán)時間間隔)與擺的長度關(guān)系很大，而與集裝箱34和擴張器桿32的綜合重量關(guān)系很小。
圖8為用于實現(xiàn)本發(fā)明的方法的控制和操縱系統(tǒng)(或裝置)76的方框圖?？刂葡到y(tǒng)76包括一臺計算機78，用于協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)76的其他元件的動作。該小車24是由小車控制和操縱裝置79驅(qū)動，操縱和控制的。該裝置79在圖8中用名為“小車驅(qū)動電機，離合器和制動器”方框表示的。這樣，該小車由一個通過驅(qū)動系統(tǒng)與小車24連接的可反向電機帶動移動，而該驅(qū)動系統(tǒng)則包括一個電氣操縱的離合器和制動器。電能可通過用標(biāo)號為“動力控制”的方框代表的動力控制裝置80，有選擇地送往該小車控制和操縱裝置79。計算機78通過一個控制引線82，將控制信號送往該動力控制裝置80。控制系統(tǒng)76還包括一個“小車位置編碼器84”，它產(chǎn)生代表小車24的位置的電氣信號。這些信號沿著信號引線86輸送給計算機78。
控制系統(tǒng)76還包括提升控制和驅(qū)動裝置88，它用名稱為“提升電機，離合器和制動器”的方框表示。這樣，用于升降擴張器桿抓緊裝置32和貨運集裝箱或其他負(fù)載36的提升裝置30包括一個通過一個電氣操縱的離合器和制動器與一個通常的提升裝置連接的可反向的電機。電能通過以標(biāo)號為“動力控制”的方框90代表的動力控制裝置，有選擇地送至“提升電機，離合器和制動器”，同時該動力控制裝置還接收計算機78通過控制引線92送來的控制信號。
擴張器桿抓緊裝置32是電氣操縱的，它用名稱為“集裝箱、擴張器桿”的方框表示。電能通過由標(biāo)號為“動力控制”的方框表示的動力控制裝置94，有選擇地送至擴張器桿32。計算機78通過控制引線96，將控制信號送往該動力控制裝置94。
控制系統(tǒng)(或裝置)76還包括一個“集裝箱和鋼絲繩擺長編碼器”98，用于產(chǎn)生表示擺的長度的編碼的電氣信號。該擺包括集裝箱34、擴張器桿32、懸掛鋼絲繩36和形成擺的樞軸支承的小車24。該編碼信號通過信號引線100送至計算機78中。
控制系統(tǒng)76還包括一個“集裝箱重量傳感器”102，它可產(chǎn)生表示集裝箱34和擴張器桿32的綜合重量的編碼信號。這種信號通過第一條信號引線104送至計算機78中。
控制系統(tǒng)76還包括一個輸入裝置105。操作者可利用該裝置將輸入信號(或指令)送至計算機78，以便對小車24、提升裝置30和擴張器桿32進行手動控制。這樣，控制系統(tǒng)76包括用名稱為“小車驅(qū)動控制”的方框表示的小車驅(qū)動控制裝置106。該裝置106通過信號引線108與計算機78連接，操作者可以利用該裝置控制小車24的運動方向，并可在手動控制下，起動和停止該小車24。然而，在大多數(shù)情況下，小車24的起動和停止是由計算機78及其軟件或其他程序控制的。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法，小車24的起動和停止是自動控制的。
控制系統(tǒng)76還包括由名稱為“提升控制”的方框表示的手動操縱的提升控制裝置110。該裝置110有另一條信號引線112與計算機78連接，操作者可利用該裝置，手動控制“提升電機，離合器和制動器”88的停止、起動和動作方向。然而，在許多情況下，根據(jù)本發(fā)明的方法，這些功能是由計算機78及其軟件或其他程序自動控制的。
控制系統(tǒng)76還包括一個“集裝箱，擴張器桿控制”114，它具有一條信號引線116與計算機78連接。操作者可以利用這個裝置，手動控制擴張器桿抓緊裝置32的抓緊和松開功能，以便在開始提升功能之前，和該功能結(jié)束以后，手動控制該抓緊和松開功能。然而，在許多情況下，為了加速實現(xiàn)本發(fā)明的方法和當(dāng)集裝箱的重量由提升鋼絲繩36承受時，防止擴張器桿32將集裝箱34松開，該抓緊和松開功能是由計算機78及其軟件，或其他程序自動控制的。
計算機78可以配置向計算機78輸入集裝箱船22的尺寸大小和其他特性的軟件或某種其他程序，使計算機78可以直接將小車24停止在船22的每一個單元或艙58之上。該程序還可向計算機78輸入有關(guān)要堆疊集裝箱的上甲板位置的信息。
“小車驅(qū)動控制”106，“提升控制”110和“集裝箱，擴張器桿控制”114裝置的形式可以為一個標(biāo)準(zhǔn)的計算機鍵盤，或者一個或多個特殊的鍵盤，或其他裝置。
計算機78可以具有利用它的存儲能力去存儲和重新利用，通過控制裝置106，110和114，手動輸入計算機78的信息的軟件。例如，從帶雙輪拖車的卡車62上卸下集裝箱34的標(biāo)準(zhǔn)位置，可以手動輸入，并存儲在計算機78中，以便計算機重復(fù)使用。
當(dāng)該控制系統(tǒng)76工作時，計算機78利用從編碼器98送出的擺長信號和從重量傳感器102送出的集裝箱重量信號，來計算由集裝箱34，擴張器桿32，提升鋼絲繩36和小車24構(gòu)成的擺的第一個四分之一擺動的持續(xù)時間。根據(jù)本發(fā)明的方法，計算機可以利用該程序中的這個信息和其他信息，來計算在小車的第一和第二停止點64與66之間的相應(yīng)的時間間隔和距離，使集裝箱能完全停止(沒有任何進一步的擺動運動)在該集裝箱34的最后停放裝置上，和直接位于集裝箱船22的一個單元58之上，使提升裝置30能在計算機78的控制下，通過“動力控制”90和“提升電機，離合器和制動器”80裝置的作用，立即將該集裝箱降下至單元58中，直至該集裝箱34停放在單元58的底面，或事先裝在該單元中的另一個集裝箱的頂部為止。然后，計算機78利用從“集裝箱重量傳感器”102發(fā)出的信號，去觸發(fā)擴張器桿32的松開動作。計算機78再自動地使“提升電機，離合器和制動器“88工作，將擴張器桿32提升至程序規(guī)定的高度。此后，計算機使“小車驅(qū)動電機，離合器和制動器”78工作，將小車24運動至標(biāo)準(zhǔn)化的程序規(guī)定的位置，該位置位于在另一輛帶雙輪拖車的卡車62上，安放要卸下的另一集裝箱34的位置的上方。然后，計算機78自動地使“提升電機，離合器和制動器”裝置88工作，將該擴張器桿32降下至程序規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)高度，或直至該擴張器桿32與等待中的集裝箱34接觸為止。
擴張器桿32可以自動地或手動地工作，以抓緊下一個集裝箱34。此后，計算機78自動地使“提升電機，離合器和制動器”裝置88，將該集裝箱34提高至程序規(guī)定的高度。然后，計算機自動地使“小車驅(qū)動電機，離合器和制動器”裝置78工作，將小車沿著起重臂14向外移動，并使小車停止在第一個停止點64上。該第一個停止點的位置是計算機78，根據(jù)從“擺長編碼器”98送出的擺長信號，從“集裝箱重量傳感器”102送出的集裝箱重量信號和計算機程序中有關(guān)下一個卸載點66的其他信息計算出來的。如前所述，小車24行進至該下一個卸下點66需走過一段距離和需要一段與擺的擺動周期的第一個四分之一相應(yīng)的持續(xù)時間。這個自動化的或幾乎自動化的操作循環(huán)可以無限期地重復(fù)，直至按照所希望的程度，將集裝箱船22裝滿集裝箱34為止。
如前所述，擺的擺動循環(huán)的持續(xù)時間或周期是擺長的函數(shù)。圖6表示根據(jù)本發(fā)明的方法，改變擺長所產(chǎn)生的效果。擺長是通過操縱升降擴張器桿32和懸掛在其上的貨運集裝箱34來改變的。圖6中表示了擺的有效長度為70英尺時的小車24的第一和第二個停止位置64和66，在該長度時，集裝箱34正好在集裝箱船22的單元或艙58的上方。如上所述，小車24的第一和第二個停止位置64和66之間的距離相應(yīng)于在擺的擺動周期的第一個四分之一過程中，集裝箱34所走過的水平距離。這個距離是擺的有效長度的正函數(shù)。結(jié)果，當(dāng)擺的有效長度為可能的最大值時，第一和第二個停止點64和66之間的距離為最大。
假如通過將集裝箱34懸掛在較高的高度而把擺的長度減小，則小車24的第一和第二個停止點之間的距離也必需減小，以便使集裝箱34靜止不動地直接停止在單元或艙58的上方。這樣，假如將擺的有效長度從70英尺縮短至60英尺，則小車24的第一個停止點必須移動至更靠近第二個停止位置66的位置64Q。假如擺的有效長度從60英尺減小至48英尺，則小車24的第一個停止點必須移動至進一步靠近第二個停止位置66的位置64b。同樣，假如擺的有效長度從48英尺減小至40英尺，則小車24的第一個停止點必須移動至再進一步靠近第二個停止位置66的位置64C。對計算機78進行編程，以便將第一個停止點64調(diào)整至使距離第二個停止點66的距離為擺的有效長度的正函數(shù)或漸增函數(shù)。該距離可用“擺長編碼器”98測量，它將編碼的擺長信號，沿著信號引線100輸送給計算機78。第一和第二個停止點64和66之間的時間間隔也是擺的有效長度的正函數(shù)或漸增函數(shù)。這個時間間隔與擺的擺動周期的第一個四分之一相適應(yīng)。
盡管本發(fā)明特別適用將標(biāo)準(zhǔn)的貨運集裝箱裝在集裝箱船中，或從該船下卸下，但是，本發(fā)明也適用了搬運其他形式的貨物(例如，疏松的和粒狀的散料)。為了搬運這種物料，要把擴張器桿32取下，更換成抓斗132。圖9中表示該抓斗在關(guān)閉位置，而圖10則表示該抓斗在打開位置。當(dāng)使用不采用本發(fā)明的抓斗132時，在裝滿和關(guān)閉的抓斗停止在所希望的卸載或轉(zhuǎn)移位置(例如，直接在一個可能相當(dāng)小，不比該關(guān)閉的抓斗132大多少的漏斗的上方的位置)的上方時，該抓斗132會作象擺一樣的擺動運動。如果在擺的擺動運動停止之前，該抓斗打開，則某些從該抓斗132中排出的散料可能沒有落到漏斗中，造成物料損失和環(huán)境臟亂，需要定期的清掃。
如結(jié)合圖1-8所述的那樣，通過用抓斗132代替在提升鋼絲繩36上的擴張器桿抓緊裝置32，則可利用本發(fā)明，使該抓斗132直接地、完全停止在漏斗2或其他所希望的轉(zhuǎn)移或卸載位置之上，而不會有任何象擺一樣的擺動運動。
雖然，迄今為止是對用在一種集裝箱起重機10上，并且具體地是對集裝箱船進行裝卸的情況來說明本發(fā)明的，但是，本發(fā)明實際上可適用于所有形式的起重機。圖11和12表示將本發(fā)明用在具有一個第一個細(xì)長的移動式小車142的工業(yè)式高架移動式起重機140上的情況。該小車142具有二組輪子或滾子144，它們支承在一對互相隔開一定距離的水平高架軌道146上，并可沿著該軌道滾動。該一對高架軌道146由一對包括垂直立柱150和傾斜支撐152的側(cè)面結(jié)構(gòu)148支承。圖中所示的該側(cè)面結(jié)構(gòu)148為獨立式的，但它也可以包括在工業(yè)建筑物或倉庫建筑物的側(cè)壁中。如圖所示，該高架移動式起重機140特別適用于搬運存放在室外儲料場上的貨物或負(fù)載。當(dāng)該側(cè)面結(jié)構(gòu)148包括在建筑物的墻壁中時，該高架起重機140特別適合于提升和運載在工業(yè)廠房和倉庫中的機械或機械零件、工件材料、貨物和其他負(fù)載。
該第一臺移動式小車142包括一個橫向或交叉的軌道154。第二臺(或者橫向)小車156可在該軌道上移動。該第二臺小車156具有輪子或滾子158，它們由橫向軌道154支承，并可沿著該軌道滾動。
該第一臺小車142還包括一個剛性的水平結(jié)構(gòu)或橫桿160。輪子或滾子146可轉(zhuǎn)動地安裝在該橫桿上，這樣，利用該輪子146，橫桿160可以沿著高架軌道146移動。
在該橫向結(jié)構(gòu)160和橫向軌道154之間設(shè)有一對提升裝置162。每一個提升裝置162包括有提升用鋼絲繩164和提升機166(最好是電氣操縱的)。如圖12所示，該提升機166安裝在該第一臺小車142上，在小車142的相對端附近。提升用鋼絲繩164架設(shè)在提升機166和橫向軌道154的相對末端之間?？梢圆倏v提升機166和提升用鋼絲繩164，將橫向軌道154升高和降低。
為了使第一臺小車142沿著靜止的側(cè)向軌道146移動，設(shè)置了機械172或其他裝置。最好，該機械172是電氣控制和操縱的。為了使該第一臺小車沿著彼此隔開一定距離的高架側(cè)向軌道146，在二個方向上移動，在機械172和第一臺小車142之間，設(shè)有一個鋼絲繩系統(tǒng)174。
如圖12所示，為了使第二臺小車156沿著橫向軌道154，在二個方向上移動，該第二臺小車156包括有機械或其他裝置176。最好該機械176是電氣操縱和控制的。該機械176也可以安裝在橫向軌道154上。
該第二臺小車156設(shè)有負(fù)載裝載裝置168，任何所希望的負(fù)載均可與它連接。圖中所示的該負(fù)載裝載裝置168包括一個鉤子170，但也可如上所述，包括一個擴張器桿，一個抓斗等。
該高架移動式起重機140的各種部件構(gòu)成一個擺。擺的擺錘包括橫向軌道154，第二臺小車156，負(fù)載裝載裝置168和與它連接的負(fù)載。擺的懸掛裝置包括提升用鋼絲繩164。擺的樞軸支承包括安裝在第一臺小車142的橫向結(jié)構(gòu)160上的提升機166。
由于該擺的形狀，當(dāng)?shù)谝慌_小車142起動或停止時，該橫桿、第二臺小車156、負(fù)載裝載裝置168和與該裝置連接的負(fù)載會作象擺一樣的擺動運動。然而，當(dāng)將本發(fā)明用于使第一臺小車142移動的機械172上，和供在其上可移動地安裝著第二臺小車156的橫向軌道160的升降之用的提升機166上時，可以使橫桿160，第二臺小車156，鉤子170和負(fù)載完全靜止不動地停止下來，不會有任何多余的擺動運動。本發(fā)明還可用于使第二臺小車156，沿著橫向軌道154，在橫向方向移動的機械176上。
如上面結(jié)合集裝箱起重機10所說明的那樣，通過使第一臺小車142，以相當(dāng)迅速的次序，在第一和第二個停止位置上停二次，可以使包括橫向軌道154、第二臺小車156、鉤子170和與它連接的負(fù)載的擺動地支承的部件完全停止，而不會有任何多余的擺錘式擺動運動。在圖11中，用虛線表示的部件在第一個停止位置，而用實線表示的部件在第二個停止位置上。
根據(jù)本發(fā)明，在第一和第二個停止位置之間的距離和它們之間的時間間隔與擺的擺動周期的第一個四分之一相適應(yīng)。更具體地說，第一臺小車142的第一個和第二個停止位置之間的距離與在擺的擺動周期的第一個四分之一過程中，擺的擺錘所走過的水平距離相適應(yīng)。第一和第二停止位置之間的時間間隔與擺的周期整個持續(xù)時間的第一個四分之一相適應(yīng)。
通過將橫向軌道154與橫向結(jié)構(gòu)160綜合，并使第二臺小車156的輪子158，沿著橫向結(jié)構(gòu)160行走，則可以改進圖11和圖12所示的高架式起重機140，并使之簡單化。然后，將提升裝置162中的一個裝置連接在第二臺小車156和鉤子170，或某個其他的負(fù)載裝載裝置(例如，擴張器桿或抓斗)之間。在改進的起重機中，提升機166中的一臺安裝在第二臺小車156上。一組提升用鋼絲繩164在提升機166和鉤子170，或某個其他負(fù)載裝載裝置之間延伸。如前所述，第二臺小車156包括，或與沿著支承結(jié)構(gòu)160，在相反方向移動第二臺小車156的機械或其他裝置176連接。該機械176也可安裝在橫向結(jié)構(gòu)160上。本發(fā)明可以象結(jié)合圖11和圖12所示的高架式起重機140所述的方式一樣，用在改進的結(jié)構(gòu)中。
將操作者座艙50安裝在具有支承在單獨軌道56上的滾子54的單獨小車52上是本發(fā)明的一個重要特點，因為座艙50和操作者不會受到主要小車24突然停止的干擾影響，從而可以水平地運送，停止和起動集裝箱34或其他負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明，不應(yīng)把操作者座艙50安裝在主要小車24上，因為小車24的突然停止和起動可能使操作者感到不舒服或受傷害。
圖5表示本發(fā)明的另一個特點。利用這個特點可以減小或抑制集裝箱34或其他負(fù)載的搖擺，特別是當(dāng)集裝箱是空的(因而，重量輕)，或當(dāng)構(gòu)成擺的懸掛裝置的鋼絲繩36特別短時(因為，這時集裝箱34已被提升至集裝箱停止的特定高度)，或者當(dāng)兩個條件都存在時，更是如此。如圖5所示，鋼絲繩36是卷繞在小車24上的許多滑輪38和擴張器桿32上的許多滑輪40周圍的?；?8在小車24上位于同一高度，但彼此在水平方向隔開一定距離。同樣，滑輪40在擴張器桿32上位于同一高度，但在水平方向彼此隔開一定距離。
鋼絲繩36包括許多水平隔開一定距離的，一般為垂直的條板182和184，它們卷繞在滑輪38和40周圍，并沿著基本上垂直的方向，在滑輪之間延伸。
根據(jù)本發(fā)明的特點，最好在擴張器桿32上設(shè)置一個偏轉(zhuǎn)或擴張裝置186，以便與條板182和184接觸并推著它們，使它們在垂直隔開一定距離的滑輪38和40之間，在沿著條板182和184的位置上，使它們偏轉(zhuǎn)和把它們擴張分開。偏轉(zhuǎn)裝置186也可放置在小車24上。然而，如圖5所示，該擴張裝置186包括許多水平隔開一定距離的滑輪188和190，它們安裝在擴張器桿32的托架裝置192上，以便在縮回位置和伸出位置之間作基本上為水平的運動。在圖5中，滑輪188和190的伸出位置用實線表示，而縮回位置用虛線表示。如圖5所示，滑輪188和190是利用許多滑動地安裝在托架裝置192上的滑動裝置194和196，滑動地安裝的。滑輪188和190可以在縮回位置和伸出位置之間，利用一個動力裝置快速地運動。在圖5中，該動力裝置表示為一個可在滑動裝置194和196之間動作的氣缸198。也可以使用其他的動力裝置。
動力氣缸198最好由作為起重機10的操作者的人控制。當(dāng)滑輪188和190在縮回位置時，如圖5中虛線所示那樣，該滑輪完全與鋼絲繩36的條板182和184脫離接觸。當(dāng)操作者使動力氣缸198工作時，滑輪188和190在相反方向上作水平運動，彼此分開，使它們與條板182和184接觸，并使條板182和184向外偏轉(zhuǎn)，從而，在沿著滑輪38和40之間的條板182和184放置的位置上，滑輪188和190被擴張開來。條板182和184擴張具有減小和抑制擴張器桿32和集裝箱34擺動運動的作用，特別是當(dāng)鋼絲繩條板182和184特別短，或者當(dāng)集裝箱34為空的(因而重量輕)時，更是如此。
當(dāng)集裝箱34或其他負(fù)載重量輕時，集裝箱的質(zhì)量可能比擴張器桿32的質(zhì)量小，或者可以與后者相比較。這樣，擺系統(tǒng)的質(zhì)量中心向上偏移。當(dāng)鋼絲繩條板182和184的長度異常短時，質(zhì)量中心的這種向上偏移的作用特別顯著，因為集裝箱34已經(jīng)提升至一個異常高的高度。設(shè)置擴張條板182和184的偏轉(zhuǎn)裝置186提供了當(dāng)小車24突然停止時，減小和抑制集裝箱34的擺動運動的另一種裝置。
所以進行各種各樣其他的改進，采用另一種結(jié)構(gòu)和與它相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，而不會偏離下面權(quán)利要求書所公布的本發(fā)明的真實精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種操縱一臺行走式起重機的方法，該起重機具有其上帶有至少一條軌道的水平支承結(jié)構(gòu)；一臺小車，它可沿著該軌道在二個相反的方向上運動，并具有使該小車沿著該軌道在兩個方向中任何一個方向上運動的一個電氣操縱的動力驅(qū)動裝置；一個提升系統(tǒng)，它從該小車上懸掛下來；和一個負(fù)載裝載裝置，它從該提升系統(tǒng)上懸掛下來，用于有選擇地接受負(fù)載，使之通過提升系統(tǒng)作豎直提升運動，和通過該小車作水平移動；所述方法包括下列步驟使該小車沿著水平支承結(jié)構(gòu)上的軌道移動，從而通過該小車向著一個預(yù)先決定的轉(zhuǎn)移位置向前輸送負(fù)載；將該小車停止在第一停止位置上，從而使該負(fù)載以擺錘的方式向前擺動；再次使該小車向前運動，并將該小車推向直接位于該預(yù)先決定的轉(zhuǎn)移位置的上方的第二停止位置；和再次將該小車停止在第二停止位置；應(yīng)預(yù)先選擇該第一停止位置，使它與該第二停止位置相差一個距離，該距離與在該負(fù)載的擺錘式弧形擺動運動周期的第一個四分之一過程中，該負(fù)載所走過的距離的水平分量相適應(yīng)；該小車在第一和第二停止位置之間是以這樣的速度推進的，即當(dāng)該小車到達(dá)該第二位置時，小車可以趕上該負(fù)載運動的水平分量，這樣，可使該負(fù)載完全靜止不動地直接停止在位于該小車的第二停止位置下方的轉(zhuǎn)移位置上，而該負(fù)載沒有任何多余的擺動運動。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法可適用于一種集裝箱起重機形式的行走式起重機，該起重機具有一個起重臂形式的基本上水平的支承結(jié)構(gòu)，其上具有軌道；負(fù)載裝載裝置，它可為擴張器桿抓緊裝置形式，用于有選擇地抓緊和松開一個構(gòu)成該負(fù)載的貨運集裝箱；該預(yù)先決定的轉(zhuǎn)移位置直接位于集裝箱要裝入其中的一艘集裝箱船的一個預(yù)先選擇的單元上方；該方法還包括另外一個步驟，即操縱該提升系統(tǒng)，把該集裝箱從預(yù)先決定的轉(zhuǎn)移位置降下至該單元中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，該小車的第一停止位置預(yù)先選擇成使得該負(fù)載到達(dá)其擺的暫停位置時，該小車同時停止在第二停止位置上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，它還包括下列附加的步驟決定包括該小車、該提升系統(tǒng)、負(fù)載裝載裝置和負(fù)載在內(nèi)的擺的有效長度；和選擇作為擺的有效長度的函數(shù)的該小車的第一和第二停止位置之間的距離。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，該方法可用于一種集裝箱起重機形式的行走式起重機中；該負(fù)載裝載裝置為抓緊裝置形式，用于有選擇地抓緊和松開構(gòu)成該負(fù)載的一個貨運集裝箱；該預(yù)先決定的轉(zhuǎn)移位置直接位于該集裝箱要裝入其中的一艘集裝箱船的一個預(yù)先選擇的單元上方；該方法還包括一個另外的步驟，即操縱該提升系統(tǒng)，將該集裝箱從該預(yù)先決定的轉(zhuǎn)移位置降下至該單元中。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，該方法可用于一種集裝箱起重機形式的行走式起重機中；該負(fù)載裝載裝置為一抓緊裝置形式，用于有選擇地抓緊和松開構(gòu)成該負(fù)載的一個貨運集裝箱。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，該方法可用于一種高架的行走式起重機中，在該起重機中，水平支承結(jié)構(gòu)包括第一和第二側(cè)面結(jié)構(gòu)組件，它們彼此隔得很開，其上并具有第一和第二基本上水平的軌道；小車，它包括第一和第二小車組件，它們可同時沿著該第一和第二軌道運動；提升系統(tǒng)，它包括從該第一和第二小車組件上懸掛下來的第一和第二提升系統(tǒng)組件；該起重機具有一個細(xì)長的橫向件，它的相對末端從該第一和第二提升系統(tǒng)組件懸掛下來，并且，在其上至少有一條橫向軌道；該起重機具有一第二臺小車，可沿著該橫向軌道，在兩個相反的方向運動；該負(fù)載裝載裝置從該第二臺小車上懸掛下來。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，該負(fù)載裝載裝置為一抓斗形式，用于有選擇地抓取和裝載疏松粒狀的散料形式的負(fù)載。
9.一種用于控制集裝箱起重機工作的裝置，該起重機具有一個基本上為水平的起重臂，其上帶有至少一條軌道；一臺小車，它可沿著該軌道，在兩個相反的方向運動；提升裝置，它從該小車上懸掛下來；和一個負(fù)載裝載裝置，它從該提升裝置上懸掛下來，用于有選擇地抓緊和松開負(fù)載；所述裝置包括小車驅(qū)動控制裝置，用于使該小車沿著起重臂向外運動；所述小車驅(qū)動控制裝置包括第一停止裝置和第二停止裝置，該第一停止裝置用于使該小車在第一個停止位置上瞬時停止，隨后在向外方向上，重新起動該小車；該第二停止裝置用于接著使該小車第二次停止在直接位于該負(fù)載要裝入的一個集裝箱運輸車輛中的轉(zhuǎn)移位置上方的第二停止位置上，然后再從該負(fù)載裝載裝置上將該負(fù)載松開；可操縱該小車停止在第一停止位置，以使該負(fù)載向前擺動，開始擺的擺動周期的第一個四分之一；該小車驅(qū)動控制裝置還包括控制該第一停止位置的地點的裝置，以使該第一和第二停止位置之間的距離與在擺的擺動周期的第一個四分之一過程中，該負(fù)載擺動運動的水平分量相適應(yīng)；另外還包括一個在所述第一和第二位置之間，以一速度推進該小車的裝置，使該小車能在小車的第二停止位置處趕上負(fù)載；這樣，該負(fù)載可以完全停止在該轉(zhuǎn)移位置，而不會有任何多余的擺動運動。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征為，該負(fù)載裝載裝置適用于抓緊和松開一個標(biāo)準(zhǔn)的貨運集裝箱，并且，該轉(zhuǎn)移位置直接位于容納該集裝箱的一艘集裝箱船的一個選擇的單元上方。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，它包括用于決定擺的有效長度的裝置，其中擺由小車、提升系統(tǒng)、負(fù)載裝載系統(tǒng)和負(fù)載組成；和用于選擇作為擺的有效長度的函數(shù)的該小車的第一和第二停止位置之間的距離的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，它包括用于決定該負(fù)載和該負(fù)載裝載裝置重量的裝置，和調(diào)節(jié)作為該重量的函數(shù)的該小車的第一和第二停止位置之間距離的裝置。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，它包括使小車驅(qū)動控制裝置可以調(diào)節(jié)作為擺長的函數(shù)的小車速度的裝置，以便使該小車能在其第二停止位置處趕上該負(fù)載。
14.一種用于控制行走式起重機工作的裝置，該起重機具有一個基本上為水平的支承結(jié)構(gòu)，其上裝有至少一條軌道；一臺小車，它可沿著該軌道，在二個相反的方向上運動；一個提升裝置，它從該小車上懸掛下來，和一個負(fù)載裝載裝置，它從該提升裝置上懸掛下來，用于有選擇地抓取和松開一個負(fù)載；所述的裝置包括一個小車驅(qū)動控制裝置，用于使小車沿著該軌道向外運動；所述小車驅(qū)動控制裝置又包括第一停止裝置和第二停止裝置；該第一停止裝置用于使該小車瞬時地停止在第一停止位置上，隨后沿向外方向，重新起動該小車運動；該第二停止裝置用于接著第二次使該小車直接停止在要輸出該負(fù)載和從該負(fù)載裝載裝置上松開該負(fù)載的轉(zhuǎn)移位置上方的第二停止位置上；在第一停止位置上，操縱該小車的停止，使該負(fù)載向前擺動，以開始擺的擺動周期的第一個四分之一；所述小車驅(qū)動控制裝置包括用于控制第一個停止位置的地點的裝置，以便使小車的第一和第二停止位置之間的距離與在擺的擺動周期的第一個四分之一過程中，該負(fù)載的擺動運動的水平分量相適應(yīng)；所述小車驅(qū)動控制裝置還包括在第一和第二位置之間，以一速度推進小車的裝置，它使小車能在其第二停止位置上趕上該負(fù)載；從而可使該負(fù)載完全停止在該轉(zhuǎn)移位置上，沒有任何多余的擺動運動。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，它包括用于決定擺的有效長度的裝置，其中擺由小車、提升系統(tǒng)、負(fù)載裝載裝置和負(fù)載組成；和使所述小車驅(qū)動控制裝置能選擇作為擺的有效長度的函數(shù)的該小車第一和第二停止位置之間的距離的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，它包括用于決定該負(fù)載和該負(fù)載裝載裝置重量的裝置，和使該小車驅(qū)動控制裝置能調(diào)節(jié)作為該重量的函數(shù)的小車第一和第二停止位置之間的距離的裝置。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，它包括使該小車驅(qū)動控制裝置能調(diào)節(jié)作為擺的長度的函數(shù)的小車第一和第二停止位置之間的小車速度的裝置，這樣，該小車可在其第二個停止位置處趕上該負(fù)載。
18.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征為，該負(fù)載裝載裝置為一個抓斗形式，用于有選擇地抓取、裝載和卸下疏松粒狀散料形式的負(fù)載。
19.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征為，該起重機的水平支承結(jié)構(gòu)包括第一和第二個側(cè)面結(jié)構(gòu)組件，它們彼此隔開很大的距離；并且其上設(shè)有第一和第二條基本上為水平的軌道；所述小車包括用于在所述第一和第二軌道上移動的第一和第二裝置；以及一個橫向結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在所述第一和第二裝置之間延伸。
20.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征為，該起重機的水平支承結(jié)構(gòu)包括第一和第二側(cè)面結(jié)構(gòu)組件，它們彼此隔開很大的距離，并且其上設(shè)有第一和第二條基本上為水平的軌道；所述小車包括第一和第二小車組件，它們可同時沿著所述的第一和第二軌道運動；所述提升系統(tǒng)包括從該第一和第二小車組件上懸掛下來的第一和第二提升系統(tǒng)組件；該起重機具有一個細(xì)長的橫向件，其相對的末端，從第一和第二提升系統(tǒng)組件上懸掛下來，其上具有至少一條橫向軌道；該起重機還具有第二臺小車，它可沿著該橫向軌道，在二個相反方向上運動；該負(fù)載裝載裝置從該第二臺小車上懸掛下來。
21.一種用于控制行走式起重機工作的裝置，該起重機具有一個基本上為水平的支承結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有至少一條軌道；還具有一臺小車，它可沿著該軌道，在二個相反方向上運動；一個提升裝置，它從該小車上懸掛下來；和一個負(fù)載裝載裝置，它從該提升裝置上懸掛下來，用于有選擇地裝載和松開一個負(fù)載；所述提升裝置包括一個具有第一和第二水平隔開一定距離的條板的提升用鋼絲繩，該第一和第二條板在所述小車和所述負(fù)載裝載裝置之間延伸；所述條板一般為豎直的；并且該提升裝置還包括一個擴張裝置，用于沿著條板的一個中間點，將所述條板擴張隔開一定距離，以便當(dāng)小車停止時，可以減小和抑制該負(fù)載裝載裝置和負(fù)載的擺錘式的擺動運動。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征為，所述擴張裝置包括可在二個相反方向上，相對所述第一和第二條板運動的第一和第二個滑輪，以便可以有選擇地擴張所述的條板；以及動力裝置，用于有選擇地使所述第一和第二滑輪運動，與所述第一和第二條板擴張接觸和脫離接觸。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，它包括在所述負(fù)載裝載裝置上的一個裝置，用于支承所述第一和第二滑輪，使它們運動，與所述第一和第二條板擴張接觸和脫離接觸，以便擴張或松開所述條板。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，它包括在所述小車和所述負(fù)載裝載裝置上的第一和第二對滑輪；所述第一和第二條板卷繞在所述第一和第二對滑輪周圍，用于建立所述條板的開始的水平間隔和保證所述條板開始的基本上為豎直的方向。
全文摘要
起重機(10)包括一個起重臂(14)或其他支承結(jié)構(gòu),其上具有至少一條軌道(28);一臺沿著軌道(28)運動的小車(24);一個鋼絲繩提升裝置(30);和一個負(fù)載裝載裝置(32)。一控制系統(tǒng)(76),驅(qū)動該小車瞬時地停止在第一停止位置(64)上。然后,該控制系統(tǒng)(76)重新起動小車(24),并使它停止在直接位于轉(zhuǎn)移位置(70)上方的第二停止位置處。該控制系統(tǒng)(76)包括一個決定包括該起重機(10)和該負(fù)載(34)的擺的總長度的編碼器(98)。該小車(24)在第一個停止位置(64)上停止可使該負(fù)載(34)向前擺動,進入擺的擺動周期的第一個四分之一。該控制系統(tǒng)(76)包括調(diào)節(jié)第一和第二停止位置(64,66)之間距離的裝置(78),以便使該距離與在擺的周期的第一個四分之一過程中,該負(fù)載(34)所走過的距離的水平分量相適應(yīng)。這樣,負(fù)載(34)可以完全停止,不會有任何多余的擺動運動。
文檔編號B66C13/06GK1199380SQ96197520
公開日1998年11月18日 申請日期1996年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月12日
發(fā)明者小沃爾特·J·沃勒斯, 馬克·A·沃勒斯 申請人:小沃爾特·J·沃勒斯, 馬克·A·沃勒斯