專利名稱：輪胎式龍門起重機(jī)智能集電器系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼頭貨物、集裝箱吊裝的電器設(shè)備，是一種輪胎式龍門起重機(jī)智能集電器系 統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
目前的輪胎式龍門起重機(jī)(以下簡稱為RTG)"油改電"技術(shù)在推廣，"市電"上機(jī)方式有 電纜巻筒式、高架滑觸線式和低架滑觸線式。電纜巻筒上機(jī)方式是在門架一側(cè)設(shè)置電纜巻筒， 電纜纏繞在電纜巻筒上，電纜的一端與RTG的整機(jī)供電回路連接，另一端沿著碼頭地面的電 纜槽，連接至相應(yīng)的"市電箱"。RTG行走時(shí)，電纜巻筒根據(jù)RTG與市電接線箱的距離收放電 纜。高架滑觸線上機(jī)方式是在集裝箱堆場的箱區(qū)內(nèi)架設(shè)高空銅滑觸線來實(shí)現(xiàn)供電。低架滑觸 線上機(jī)方式是在集裝箱堆場的箱區(qū)內(nèi)架設(shè)低架滑觸線供電線路，在低架滑觸線架上安裝集電 器，龍門吊通過插入電源插頭，拖帶集電器隨RTG同步移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)市電移動(dòng)供電。上述供電 的方式造成電纜的線路較長，占地面積較大、RTG轉(zhuǎn)場不便等缺陷。
如中國專利文獻(xiàn)中披露的專利號(hào)ZL 200620076457.1，授權(quán)公告日2007年08月29日， 實(shí)用新型名稱"一種無軌門式起重機(jī)用上置有軌集電器小車的滑接輸電裝置"，該件專利雖然 對(duì)公知的同類產(chǎn)品提出了新的方案，但此方案的集電器小車設(shè)計(jì)安裝在導(dǎo)軌不能脫離導(dǎo)軌， 不能實(shí)現(xiàn)集電器自動(dòng)的導(dǎo)入、導(dǎo)出滑觸線，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換作業(yè)場區(qū)，使作業(yè)靈活性受到 限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述的不足，目的是向本領(lǐng)域提供一種輪胎式龍門起重機(jī)智能集電器系統(tǒng) 及控制方法，使輪胎式龍門起重機(jī)導(dǎo)入軌道時(shí)集電器自動(dòng)導(dǎo)入、導(dǎo)出滑觸線取電，輪胎式龍 門吊起重機(jī)在集裝箱堆場中移動(dòng)和裝卸作業(yè)。解決同類產(chǎn)品的電纜線路較長、占地面積較大、 需要輔助人員協(xié)助、轉(zhuǎn)場不便和轉(zhuǎn)場受限，以及輪胎式龍門吊起重機(jī)使用效率低、成本高、 作業(yè)管理復(fù)雜化等技術(shù)問題。具體是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
一種輪胎式龍門起重機(jī)智能集電器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括軌道、輪胎式龍門起重機(jī)、集電器、 控制器。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是輪胎式龍門起重機(jī)設(shè)有集電器，集電器設(shè)有四連桿組，四連桿組支撐 集電器，輪胎式龍門起重機(jī)帶動(dòng)集電器先導(dǎo)入上軌道，再導(dǎo)入下軌道，最后導(dǎo)入安全滑觸線。
該系統(tǒng)的軌道設(shè)有安全滑觸線、上軌道、上地址識(shí)別板、下地址識(shí)別板、下軌道，安全滑觸線設(shè)有滑線導(dǎo)入喇叭口，上軌道設(shè)有上軌道導(dǎo)引段，下軌道設(shè)有下軌道導(dǎo)入口，軌道由 立柱支撐，軌道依次分為水平調(diào)節(jié)段、磁吸貼合段、入軌檢測(cè)段、取電檢測(cè)段。如圖1所示， 上軌道導(dǎo)引段至下軌道導(dǎo)入口為水平調(diào)節(jié)段，下軌道導(dǎo)入口至滑線導(dǎo)入喇叭口依次分為磁吸 貼合段、入軌檢測(cè)段，進(jìn)入滑線導(dǎo)入喇叭口后為取電檢測(cè)段，輪胎式龍門起重機(jī)進(jìn)入取電檢 測(cè)段后，即可由市電供能工作。
該系統(tǒng)的集電器呈"]"型，集電器與軌道接觸的上、下徑面設(shè)有光電傳感器、電磁鐵、 導(dǎo)向輪組、行車輪組，集電器設(shè)有組合集電器頭、液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)。光電傳感器接收集電 器與軌道間的距離和位置，將信號(hào)傳送至控制器；集電器的電磁鐵通電與地址標(biāo)識(shí)板吸合， 集電器導(dǎo)入上軌道，集電器上端的導(dǎo)向輪組、行車輪組與上軌道接觸；集電器至下軌道的下 軌道導(dǎo)入口，集電器下端的導(dǎo)向輪組、行車輪組導(dǎo)入下軌道連接，集電器在上、下軌道內(nèi)滑 動(dòng)。
該系統(tǒng)的集電器與支撐座通過四連桿組連接，四連桿組設(shè)有水平油缸、頂升油缸，支撐 座通過連接夾板、六角頭螺栓固定于輪胎式龍門起重機(jī)。水平油缸、頂升油缸作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 由控制器控制、驅(qū)動(dòng)四連桿組的水平油缸、頂升油缸，四連桿組帶動(dòng)集電器伸出輪胎式龍門 起重機(jī)。
該系統(tǒng)的水平油缸與控制器的第一行程閥、液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)連接，第一行程閥與第三 電磁閥、第四電磁闊連接，液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)與第一電磁閥連接；頂升油缸與第二行程閥連 接，第二行程閥與第二電磁閥連接，第二電磁閥與第一電磁閥、第三電磁閥、第四電磁闊、 油泵。如圖7所示，油泵開始工作，控制器的第一行程閥、第二行程閥在推進(jìn)位；第一電磁 閾、第二電磁閥在接通位，第三電磁閥31處于關(guān)閉位；頂升油缸、水平油缸工作，第一電磁 閥、第二電磁閥關(guān)閉，第三電磁閥接通。進(jìn)入作業(yè)箱區(qū)，第一行程閥、第二行程閥在推進(jìn)位， 第一電磁閥接通，第三電磁閥關(guān)閉，水平油缸繼續(xù)工作，至進(jìn)入水平調(diào)節(jié)段，由位移控制閥 控制水平油缸停止。液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)的杠桿碰到地址識(shí)別板，杠桿縮進(jìn)，水平油缸減速， 緩慢靠近地址識(shí)別板，水平油缸逐漸閉合。
所述的四連桿組由一根主支撐桿和兩根輔助支撐桿組成，呈三點(diǎn)支撐集電器，主支撐桿、 輔助支撐桿兩端分別設(shè)有支撐球鉸、球鉸支座。不在同一平面的主支撐桿、輔助桿調(diào)節(jié)集電 器的空間位置，空間定位更準(zhǔn)確。所述的支撐球鉸萬向調(diào)節(jié)集電器的水平、垂直位置，空間 定位更為靈活。
該方法包括軌道、輪胎式龍門起重機(jī)、集電器、控制器，該系統(tǒng)控制方法的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是 集電器的光電傳感器發(fā)送信號(hào)到控制器，控制器驅(qū)動(dòng)水平油缸、頂升油缸調(diào)節(jié)集電器空間定 位，配合液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)、電磁鐵，集電器由軌道的側(cè)方依次自動(dòng)導(dǎo)入上軌道、下軌道、安全滑觸線，或者依次由安全滑觸線、下軌道、上軌道自動(dòng)導(dǎo)出軌道的側(cè)方。
所述集電器由軌道的側(cè)方自動(dòng)導(dǎo)入軌道，入軌前控制器驅(qū)動(dòng)集電器垂直、水平伸出；光 電傳感器檢測(cè)到上軌道導(dǎo)引段的位置，控制器驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)集電器繼續(xù)水平伸出，調(diào)節(jié)垂直、水 平空間位置，集電器從側(cè)方導(dǎo)入軌道的上軌道導(dǎo)引段；光電傳感器檢測(cè)到地址標(biāo)識(shí)板，液壓 行程鎖閉機(jī)構(gòu)的杠桿與地址標(biāo)識(shí)板相抵，杠桿向后縮進(jìn)，水平油缸減速并關(guān)閉；電磁鐵通電， 集電器與地址標(biāo)識(shí)板吸合，水平油缸、頂升油缸進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)；集電器靠重力下滑，集電器 上端的導(dǎo)向輪組和行走輪組與上軌道接觸；四連桿組在輪胎式龍門起重機(jī)牽引下推動(dòng)集電器 下端的導(dǎo)向輪組和行走輪組導(dǎo)入下軌道；四連桿組推動(dòng)集電器的集電器刷片由滑線導(dǎo)入喇叭 口導(dǎo)入安全滑觸線，輪胎式龍門起重機(jī)取電完成。根據(jù)上述工作原理，集電器沿軌道側(cè)方導(dǎo) 入或?qū)С鲕壍?，在軌道段位上產(chǎn)生緩沖補(bǔ)償，消除了輪胎式龍門起重機(jī)導(dǎo)入安全滑觸線的晃 動(dòng)和沖擊力，減少了四連桿組和安全滑觸線導(dǎo)入或?qū)С鰰r(shí)的碰撞磨損。
本發(fā)明的控制器智能空間定位，集電器自動(dòng)導(dǎo)入或?qū)С鲕壍?，?shí)現(xiàn)輪胎式龍門起重機(jī)的 自動(dòng)轉(zhuǎn)場，提高了供電式輪胎式龍門起重機(jī)轉(zhuǎn)場效率和速度，有效降低其運(yùn)行成本，減少了 設(shè)備配置數(shù)量，其控制方法提高自動(dòng)導(dǎo)入安全性和定位的準(zhǔn)確性。適合碼頭貨物、集裝箱吊 裝輪胎式龍門起重機(jī)電器設(shè)備的更新配套。


圖1是本發(fā)明的軌道結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的俯視示意圖，圖中省略了支柱和輪胎式龍門起重機(jī)。 圖4是本發(fā)明的集電器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的俯視示意圖，圖中箭頭為液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)的杠桿運(yùn)動(dòng)方向，虛線為集電 器零位時(shí)主支撐桿、輔助支撐桿和集電器的示意位置。
圖6是本發(fā)明的集電器伸出狀態(tài)示意圖，圖中箭頭為集電器伸出方向。 圖7是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓原理圖。
以上附圖序號(hào)及名稱1、安全滑觸線，2、上軌道，3、上地址識(shí)別板，4、下地址識(shí)別 板，5、滑線導(dǎo)入喇叭口， 6、下軌道，7、下軌道導(dǎo)入口， 8、上軌道導(dǎo)引段，9、支撐球鉸， 10、主支撐桿，11、輔助支撐桿，12、支撐座，13、連接夾板，14、六角頭螺栓，15、立柱， 16、六角螺母，17、平墊圈，18、水平油缸，19、頂升油缸，20、組合集電器頭，21、光電 傳感器，22、球鉸支座，23、電磁鐵，24、導(dǎo)向輪組，25、行走輪組，26、液壓行程鎖閉機(jī) 構(gòu)，27、第一行程閥，28、第一電磁閥，29、第二行程閥，30、第二電磁閥，31、第三電磁 閥，32、油泵，33、第四電磁閥。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明具體實(shí)施結(jié)合控制器的電路，以輪胎式龍門起重機(jī)由轉(zhuǎn)場作業(yè)的實(shí)際工作為例。 該系統(tǒng)和方法的技術(shù)要點(diǎn)是集電器與輪胎式龍門起重機(jī)之間設(shè)有四連桿組，控制器通過控制 系統(tǒng)程序和接收到的信號(hào)，控制器控制、驅(qū)動(dòng)四連桿組的液壓系統(tǒng)，四連桿組帶動(dòng)集電器伸 出，輪胎式龍門起重機(jī)帶動(dòng)集電器由軌道的側(cè)方依次自動(dòng)導(dǎo)入上軌道2、下軌道6、安全滑觸 線1。
輪胎式龍門起重機(jī)在道路上轉(zhuǎn)場時(shí)，集電器收縮至零位，(避免因輪胎式龍門起重機(jī)移動(dòng) 導(dǎo)致晃動(dòng))，以lm/s的速度準(zhǔn)備進(jìn)入作業(yè)箱區(qū)，輪胎式龍門起重機(jī)的光電開關(guān)檢測(cè)到軌道第 一根立柱15上的光電信號(hào)時(shí)，油泵30開始工作?？刂破鞯牡谝恍谐涕y27、第二行程閥29 在推進(jìn)位；第一電磁閥28、第二電磁閥30在接通位，第三電磁閥31處于關(guān)閉位?？刂破黩?qū) 動(dòng)四連桿組，集電器開始伸出，頂升油缸19升起垂直高度100mra 200mm，行程40隱 80mm， 略高于軌道的高度；水平油缸18張開角度18° ，行程160mm;第一電磁閥、第二電磁閥關(guān)閉， 第三電磁闊接通。
輪胎式龍門起重機(jī)繼續(xù)移入作業(yè)箱區(qū)，集電器的光電傳感器21檢測(cè)到軌道第一根立柱上 的光電信號(hào)，第一行程閥、第二行程閥在推進(jìn)位；第一電磁閥接通，第三電磁閥關(guān)閉，水平 油缸繼續(xù)張開角度。輪胎式龍門起重機(jī)繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)入水平調(diào)節(jié)段，集電器進(jìn)入上軌道導(dǎo)引 段側(cè)方，位移控制閥控制至停止。液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)的杠桿碰到地址識(shí)別板，杠桿縮進(jìn)，水 平油缸減速，緩慢靠近地址識(shí)別板，水平油缸逐漸閉合。
輪胎式龍門起重機(jī)進(jìn)入磁吸貼合段，集電器電磁鐵與地址識(shí)別板距離lOmm時(shí)，控制器啟 動(dòng)電磁鐵23，第一電磁閥關(guān)閉，第三電磁閥打開，電磁鐵通電與上軌道吸合。上述磁吸貼合 段的磁吸過程中，根據(jù)實(shí)際情況可省略，集電器直接導(dǎo)入上軌道。頂升油缸、水平油缸轉(zhuǎn)至 浮動(dòng)狀態(tài)，集電器靠自重下滑。集電器的上、下兩端與軌道接觸的徑面分別設(shè)有導(dǎo)向輪組24、 行走輪組25，導(dǎo)向輪組、行車輪組的輪體由六角螺母16、平墊圈17固定。集電器上端的導(dǎo) 向輪組、行走輪組與上軌道接觸；四連桿組在輪胎式龍門起重機(jī)的推動(dòng)下，集電器下端的導(dǎo) 向輪組、行走輪組導(dǎo)入下軌道。輪胎式龍門起重機(jī)帶動(dòng)四連桿組繼續(xù)推動(dòng)集電器，集電器的 刷片由滑線導(dǎo)入喇叭口 5導(dǎo)入安全滑觸線。
輪胎式龍門起重機(jī)進(jìn)入取電檢測(cè)段，控制器檢測(cè)到導(dǎo)入狀態(tài)正常信號(hào)，油泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)， 發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。輪胎式龍門起重機(jī)減速并停止，電源自動(dòng)切換，切換至安全滑觸線由市電供能。
輪胎式龍門起重機(jī)作業(yè)完成需導(dǎo)出軌道或轉(zhuǎn)場時(shí)，根據(jù)上述工作原理，輪胎式龍門起重 機(jī)帶動(dòng)集電器先從安全滑觸線導(dǎo)出，油泵開始工作。輪胎式龍門起重機(jī)以lm/s的速度前進(jìn)， 集電器下端的導(dǎo)向輪組、行車輪組從下軌道的下軌道導(dǎo)入口導(dǎo)出，最后從上軌道的上軌道導(dǎo)引段導(dǎo)出?？刂破黩?qū)動(dòng)頂升油缸、水平油缸工作，集電器收縮至零位，輪胎式龍門起重機(jī)導(dǎo) 出軌道完畢，即可開動(dòng)輪胎式龍門起重機(jī)轉(zhuǎn)場。
權(quán)利要求
1、一種輪胎式龍門起重機(jī)智能集電器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括軌道、輪胎式龍門起重機(jī)、集電器、控制器，其特征在于軌道設(shè)有安全滑觸線(1)、上軌道(2)、上地址識(shí)別板(3)、下地址識(shí)別板(4)、下軌道(6)，安全滑觸線設(shè)有滑線導(dǎo)入喇叭口(5)，上軌道設(shè)有上軌道導(dǎo)引段(8)，下軌道設(shè)有下軌道導(dǎo)入口(7)，軌道由立柱(15)支撐，軌道依次分為水平調(diào)節(jié)段、磁吸貼合段、入軌檢測(cè)段、取電檢測(cè)段；集電器呈“]”型，集電器與軌道接觸的上、下徑面設(shè)有光電傳感器(21)、電磁鐵(23)、導(dǎo)向輪組(24)、行車輪組(25)，集電器設(shè)有組合集電器頭(20)、液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)(26)；集電器與支撐座(12)通過四連桿組連接，四連桿組設(shè)有水平油缸(18)、頂升油缸(19)，支撐座通過連接夾板(13)、六角頭螺栓(14)固定于輪胎式龍門起重機(jī)；水平油缸與控制器的第一行程閥(27)、液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)(26)連接，第一行程閥與第三電磁閥(31)、第四電磁閥(33)連接，液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)與第一電磁閥(28)連接；頂升油缸(19)與第二行程閥(29)連接，第二行程閥與第二電磁閥(30)連接，第二電磁閥(30)與第一電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、油泵(32)。
2、 如權(quán)利要求l所述的輪胎式龍門起重機(jī)智能集電器系統(tǒng)，其特征在于所述四連桿組由 一根主支撐桿(10)和兩根輔助支撐桿(11)組成，呈三點(diǎn)支撐集電器，主支撐桿、輔助支 撐桿兩端分別設(shè)有支撐球鉸(9)、球鉸支座(22)。
3、 一種輪胎式龍門起重機(jī)智能集電器系統(tǒng)的控制方法，該方法包括軌道、輪胎式龍門起 重機(jī)、集電器、控制器，其特征在于所述集電器的光電傳感器(21)發(fā)送信號(hào)到控制器，控 制器驅(qū)動(dòng)水平油缸(18)、頂升油缸(19)調(diào)節(jié)集電器空間定位，配合液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)(26)、 電磁鐵(23)，集電器由軌道的側(cè)方依次自動(dòng)導(dǎo)入上軌道(2)、下軌道(6)、安全滑觸線(1)。
4、 如權(quán)利要求3所述的輪胎式龍門起重機(jī)智能集電器系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述 集電器由軌道的側(cè)方自動(dòng)導(dǎo)入軌道，入軌前控制器驅(qū)動(dòng)集電器垂直、水平伸出；光電傳感器(21)檢測(cè)到上軌道導(dǎo)引段(8)的位置，控制器驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)集電器繼續(xù)水平伸出，調(diào)節(jié)垂直、 水平空間位置，集電器從側(cè)方導(dǎo)入軌道的上軌道導(dǎo)引段；光電傳感器(21)檢測(cè)到地址標(biāo)識(shí) 板，液壓行程鎖閉機(jī)構(gòu)(26)的杠桿與地址標(biāo)識(shí)板相抵，杠桿向后縮進(jìn)，水平油缸(18)減 速并關(guān)閉；電磁鐵(23)通電，集電器與地址標(biāo)識(shí)板吸合，水平油缸、頂升油缸(19)進(jìn)入 浮動(dòng)狀態(tài)；集電器靠重力下滑，集電器上端的導(dǎo)向輪組(24)和行走輪組(25)與上軌道(2) 接觸；四連桿組在輪胎式龍門起重機(jī)牽弓I下推動(dòng)集電器下端的導(dǎo)向輪組和行走輪組導(dǎo)入下軌 道(6);四連桿組推動(dòng)集電器的集電器刷片由滑線導(dǎo)入喇叭口 (5)導(dǎo)入安全滑觸線(1)，輪胎式龍門起重機(jī)取電完成。
全文摘要
涉及碼頭貨物、集裝箱吊裝的一種輪胎式龍門起重機(jī)智能集電器系統(tǒng)及控制方法，是針對(duì)現(xiàn)有同類產(chǎn)品設(shè)計(jì)欠理想而設(shè)計(jì)的。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是軌道設(shè)有安全滑觸線、上軌道、上地址識(shí)別板、下地址識(shí)別板、下軌道，集電器設(shè)有光電傳感器、電磁鐵、導(dǎo)向輪組、行車輪組，集電器與輪胎式龍門起重機(jī)的支撐座通過四連桿組連接。其控制方法是控制器驅(qū)動(dòng)水平油缸、頂升油缸調(diào)節(jié)集電器空間定位，集電器由軌道側(cè)上方依次自動(dòng)導(dǎo)入上軌道、下軌道、安全滑觸線。本發(fā)明提高了供電式輪胎式龍門起重機(jī)轉(zhuǎn)場效率和速度，有效降低其運(yùn)行成本，減少了設(shè)備配置數(shù)量，其控制方法提高自動(dòng)導(dǎo)入安全性和定位的準(zhǔn)確性。適合碼頭貨物、集裝箱吊裝輪胎式龍門起重機(jī)電器設(shè)備的更新配套。
文檔編號(hào)B66C13/00GK101439824SQ20081016301
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者宋亞峰, 崔連濤, 王愛武 申請(qǐng)人:寧波大榭招商國際碼頭有限公司