通過吊具的貨物裝卸的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]大部分的國際運(yùn)輸通過使用集裝箱來完成。集裝箱是具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸并且在運(yùn)輸期間用于容納所運(yùn)輸?shù)奈锲返倪\(yùn)輸單元。通常，集裝箱存在三種尺寸，具有20英尺、40英尺或45英尺的長度。集裝箱的寬度通常是2.5米。
[0002]集裝箱在通常位于海港或內(nèi)陸處的集裝箱裝卸區(qū)中被裝卸。在集裝箱裝卸區(qū)處，通過使用特別的起重機(jī)來裝卸集裝箱，特別的起重機(jī)包含:例如，軌道式龍門起重機(jī)(RMG起重機(jī))、以及輪胎式龍門起重機(jī)(RTG起重機(jī))。一種特定類型的RMG起重機(jī)是船至岸起重機(jī)，其用于將集裝箱從船卸載到碼頭以及將集裝箱從碼頭裝載到船。
[0003]起重機(jī)裝備有用于附著到集裝箱的附著部件。典型的附著部件是吊具，其具有可變的尺寸以允許裝卸不同大小的集裝箱。被稱為串行(tandem)和雙升降機(jī)吊具的吊具一次能夠附著到兩個(gè)或更多集裝箱。
[0004]集裝箱的典型裝卸包含諸如集裝箱的堆疊和拾起的操作。例如，5個(gè)集裝箱可以被堆疊在彼此之上。堆疊要求駕駛起重機(jī)的人的非常準(zhǔn)確，因?yàn)樗询B的集裝箱的拐角必須以至少5cm的準(zhǔn)確度來對齊。如果沒有以足夠的準(zhǔn)確度來完成堆疊操作，則整個(gè)堆疊可能倒下。
[0005]在集裝箱的裝卸期間，例如當(dāng)將吊具附著到集裝箱以用于拾起該集裝箱時(shí)以及當(dāng)將被附著到吊具的集裝箱降低到地面、船、拖車或底盤、或在另一個(gè)集裝箱上時(shí)，吊具經(jīng)歷來自各種源的振動和沖擊。振動和沖擊使得難于以足夠的準(zhǔn)確度來裝卸集裝箱。當(dāng)由吊具搬運(yùn)的集裝箱被釋放時(shí)，例如當(dāng)集裝箱被堆疊在彼此之上或被堆疊到地面時(shí)，振動和沖擊尤其是存在于集裝箱裝卸中。在另一方面，振動和沖擊的阻尼可以對在集裝箱中執(zhí)行的操作引入延遲。所增加的延遲導(dǎo)致集裝箱裝卸的效率降低。
[0006]取決于被附著到吊具的集裝箱的重量，吊具可能受集裝箱的重量而彎曲。當(dāng)集裝箱從吊具分開時(shí)，吊具再次彎曲回到它的原始形狀。彎曲使得難于測量尺寸，因?yàn)楫?dāng)?shù)蹙邚澢鷷r(shí)，吊具在更低高度處支撐沉重集裝箱。
[0007]通常，使用在吊具中用于附著到集裝箱的類似的扭鎖機(jī)構(gòu)，使吊具經(jīng)由吊桿端滑車附著到起重機(jī)。吊桿端滑車連接到用于吊起吊具的繩索。扭鎖機(jī)構(gòu)通常具有一些間隙以允許吊具和吊桿端滑車相對于彼此移動。然而，當(dāng)?shù)蹙叩姆轿挥傻鯒U端滑車的方位來確定時(shí)，尤其是在吊具的自動操作中，間隙對吊具的定位引入了不準(zhǔn)確性。
[0008]起重機(jī)操作越來越自動化以提供集裝箱的更快速裝卸。通常，由駕駛員經(jīng)由顯示器來跟蹤自動化操作。駕駛員可以位于起重機(jī)的座艙中或位于離起重機(jī)遙遠(yuǎn)的位置中。這意味的是，在集裝箱上執(zhí)行的操作高度地依賴于自動化設(shè)備的正確操作以及由系統(tǒng)傳遞給駕駛員的信息。自動化設(shè)備的故障或維護(hù)導(dǎo)致起重機(jī)的停機(jī)時(shí)間，在該停機(jī)時(shí)間期間，集裝箱運(yùn)輸暫停。
[0009]自動化的起重機(jī)操作通常涉及例如借助于相機(jī)和激光的吊具的定位。在申請?zhí)枮?0115757的芬蘭國家專利申請中也描述了吊具的定位，通過整體引用將該專利申請并入本文。
[0010]傳感器可以被安裝到起重機(jī)以促進(jìn)它們的自動化。傳感器通常被安裝到高高度，例如安裝到在地面上方20米的臺車(trolley)結(jié)構(gòu)。使用此類距離，甚至在傳感器的定位(例如，角度)中的最小的誤差可能對在地平面處執(zhí)行的操作的準(zhǔn)確性具有非常巨大的影響。此類傳感器的安裝和校準(zhǔn)常常是麻煩的和人工密集的任務(wù)。另外，作為過程的校準(zhǔn)是復(fù)雜的以及要求專門人員來執(zhí)行它。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]以下給出了本發(fā)明的簡化概述，以便提供本發(fā)明的一些方面的基本理解。這個(gè)概述不是本發(fā)明的廣泛的概述。它不旨在確定本發(fā)明的主要的/關(guān)鍵的元件或描畫本發(fā)明的范圍。它的唯一目的是以簡化形式給出本發(fā)明的一些構(gòu)思作為隨后給出的更詳細(xì)描述的前奏。
[0012]各種實(shí)施例包括如在獨(dú)立權(quán)利要求中限定的一種方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。在從屬權(quán)利要求中公開了另外的實(shí)施例。
[0013]根據(jù)第一方面，提供了一種通過吊具的貨物裝卸的方法，所述吊具包含傳送光信號的距離傳感器，所述方法包括:裝卸包含多個(gè)相互連接的側(cè)面的貨物，選擇用于傳送光信號的方向，通過在所選擇的方向中傳送的光信號的反射來測量距離，以及基于所測量的距離來確定匹配所述貨物的相互連接側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面的形狀的參考線。
[0014]根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種包含用于附著到貨物的吊具的貨物裝卸裝置，所述貨物包含多個(gè)相互連接的側(cè)面，所述吊具包含距離傳感器以及控制器，所述距離傳感器能夠在所選擇的方向中傳送光信號，所述控制器連接到所述距離傳感器以測量在所選擇的方向中的距離，所述貨物裝卸裝置還包含用于基于所測量的距離來確定匹配所述貨物的相互連接側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面的形狀的參考線的構(gòu)件。
[0015]根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種裝置，所述裝置被配置為執(zhí)行根據(jù)一個(gè)方面的方法的步驟。
[0016]根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種裝置，所述裝置包括被配置為執(zhí)行根據(jù)一個(gè)方面的方法的構(gòu)件。
[0017]一種包括可執(zhí)行代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)執(zhí)行所述可執(zhí)行代碼時(shí)，所述可執(zhí)行代碼使得根據(jù)一個(gè)方面的方法的步驟的執(zhí)行。
[0018]根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種裝置，所述裝置包括至少一個(gè)處理器，和包含計(jì)算機(jī)程序代碼的至少一個(gè)存儲器，所述至少一個(gè)存儲器和所述計(jì)算機(jī)程序代碼被配置為使用所述至少一個(gè)處理器使得所述裝置至少執(zhí)行根據(jù)一個(gè)方面的方法。
[0019]根據(jù)另一方面，提供了一種被包含在非短暫性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被配置為控制處理器以執(zhí)行根據(jù)一個(gè)方面的方法。
[0020]根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種用于升級用于通過吊具進(jìn)行貨物裝卸的裝置的套件(kit)，所述套件包括距離傳感器以及控制器，所述距離傳感器能夠在所選擇的方向中傳送光信號，所述控制器連接到所述距離傳感器以測量在所選擇的方向中的距離，其中所述控制器和所述距離傳感器被配置為基于所測量的距離來確定匹配所述貨物的相互連接側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面的形狀的參考線。
[0021]根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種生成升級用于通過吊具進(jìn)行貨物裝卸的裝置的方法，所述方法包括:將根據(jù)一個(gè)方面的套件安裝到貨物裝卸裝置。
[0022]盡管獨(dú)立地闡述了本發(fā)明的各種方面、實(shí)施例和特征，但是應(yīng)當(dāng)了解的是，本發(fā)明的各種方面、實(shí)施例和特征的所有組合是可能的并且在如所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0023]—些方面提供了改進(jìn)，該改進(jìn)包括改進(jìn)了貨物裝卸的準(zhǔn)確性。特別地，其中距離傳感器(例如激光掃描儀)被安裝到吊具以用于測量距離，可以減輕在貨物裝卸期間針對由距離傳感器的沖擊、振動和/或移動所產(chǎn)生的測量的誤差。
[0024]—些方面提供了在定位距離傳感器至貨物裝卸裝置(例如吊具)中的自由度。因?yàn)榫嚯x測量利用了參考線，因此可以省略距離傳感器至在貨物裝卸裝置中的特定安裝方位的校準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0025]在以下，將參照附圖描述實(shí)施例，在附圖中:
[0026]圖1說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含吊具的貨物裝卸裝置；
[0027]圖2說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含安裝了距離傳感器的吊具；
[0028]圖3a和圖3b說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通過吊具的集裝箱裝卸的操作；
[0029]圖4a和圖4b說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在不同高度處通過吊具的集裝箱裝卸的操作；
[0030]圖5說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通過吊具拾起在鄰近的集裝箱堆疊之間的集裝箱；[0031 ]圖6a和圖6b說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通過距離測量的集裝箱的尺寸檢測；
[0032]圖7說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通過吊具的集裝箱裝卸的過程；
[0033]圖8a示出了在集裝箱裝卸裝置中用于測量距離的布置；以及
[0034]圖8b示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于處理距離測量的裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]當(dāng)距離傳感器被安裝到吊具以用于測量距離時(shí)，本文中描述的各種實(shí)施例提供了貨物裝卸操作的改進(jìn)的準(zhǔn)確性。貨物裝卸操作包含從堆疊或地面拾起貨物，將貨物堆疊到堆疊或地面、以及裝載用于運(yùn)輸貨物的車輛(例如拖車或卡車或船)。還提供了用于將被附著到吊具的貨物移動到新的位置(例如堆疊)、移動到地面或移動到車輛的改進(jìn)的準(zhǔn)確性。通常，通過提升和/或臺車運(yùn)動來移動被附著到吊具的貨物。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，距離傳感器可以包括:光學(xué)測量設(shè)備，其傳送光信號以及基于所接收的所傳送的光信號的反射來測量距離。此類光學(xué)測量設(shè)備的示例是激光掃描儀，其向多個(gè)不同方向傳送激光束。激光束的方向可以通過開度角來限定，其中選擇激光束的傳輸方向。在開度角內(nèi)，能夠在不同的傳輸角中傳送激光束。通過使用所測量的距離和傳輸角，從所傳送的光信號的反射所測量的距離可以用于確定在坐標(biāo)系統(tǒng)中的點(diǎn)。坐標(biāo)系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)軸線，例如，根據(jù)笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)的X和Y軸線。在以下圖3a、3b、4a、4b、6a和6b中，在集裝箱壁中的黑點(diǎn)示出了從至集裝箱的壁的測量所確定的點(diǎn)。
[0037]在鄰近傳輸角之間的差限定了在開度角內(nèi)的距離測量的分辨率。通常，通過旋轉(zhuǎn)反射鏡來實(shí)現(xiàn)不同傳輸角的選擇，該反射鏡將激光束引導(dǎo)到由開度角所限定的扇區(qū)內(nèi)的傳輸角。在鄰近傳輸角之間的差可以是例如0.25度。通過反射鏡的旋轉(zhuǎn)來獲得來自整個(gè)開度角的距離測量，在該旋轉(zhuǎn)期間，反射鏡將激光束引導(dǎo)到在開度角內(nèi)的每個(gè)傳輸角。這種距離測量通常被稱為激光掃描?？梢酝ㄟ^反射鏡的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)來執(zhí)行進(jìn)一步的測量。因此，在每次旋轉(zhuǎn)處的距離測量表示在測量時(shí)刻處的所測量的距離。如果在開度角內(nèi)的例如集裝箱的對象移動或距離傳感器在測量之間移動，則測量的結(jié)果改變。距離傳感器(例如激光掃描器)的測量的范圍可以受距離傳感器的接收敏感度的限制。測量的范圍是在端點(diǎn)之間的工作距離，在該工作距離上，距離傳感器將可靠地測量至在用于光信號的傳輸?shù)乃拈_度角內(nèi)的目標(biāo)的距離。
[0038]圖1說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含吊具106的貨物裝卸裝置100。貨物裝卸裝置包括:大體上垂直的支撐結(jié)構(gòu)102a、102b，它們提供自地面103的高程以用于移動在垂直結(jié)構(gòu)之間的貨物105上面的吊具106。在垂直支撐結(jié)構(gòu)之間的貨物可以包括集裝箱的堆疊，例如根據(jù)圖示說明的三個(gè)集裝箱的堆疊，從而由