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自动化集装箱码头设计:移动式永久实体

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:自动化集装箱码头移动存在的永久实体包括岸桥、场桥、梭车、AGV、跨运车、内部使用的正面吊、集卡等。这类实体在自动化集装箱码头中永久存在,且通过运动形式为自动化集装箱码头提供不同的物流服务。目前大型岸桥通常具有30 m轨距,满足6条车道通行。图6-16堆场内自动化轨道式龙门起重机主要功能: 自动完成集装箱在堆场内装卸搬运作业。目前已有公司推出自动跨运车并在自动化集装箱码头中进行应用测试。

自动化集装箱码头设计:移动式永久实体

自动化集装箱码头移动存在的永久实体包括岸桥、场桥、梭车、AGV、跨运车、内部使用的正面吊、集卡等。这类实体在自动化集装箱码头中永久存在,且通过运动形式为自动化集装箱码头提供不同的物流服务。

1.岸桥

岸桥,即岸边轨道式龙门起重机,完成集装箱岸边船舶装卸作业,如图6-15所示。

图6-15 岸边轨道式龙门起重机

主要功能:完成岸边集装箱船舶的装卸作业。

主要属性:

①类型:双小车岸桥、单小车岸桥。

双小车岸桥在岸桥海侧和陆侧各配置一台装卸小车。海侧小车完成集装箱在船舶与中转平台之间装卸,陆侧小车完成集装箱在中转平台与码头岸边之间装卸。单小车岸桥只配置一个装卸小车,直接完成集装箱在船舶与码头岸边之间的装卸。

②尺寸参数:岸桥尺寸参数众多,对自动化集装箱码头装卸系统效率影响较大的主有以下几个参数。

起升高度:岸桥的起升高度由两部分组成,岸桥轨道面以上的高度和轨道面以下高度。起升高度取决于装卸集装箱船的型深、吃水、潮差、甲板面上集装箱装载层数、港口标高及船体倾斜等因素。

外伸距:是指岸桥海侧轨道中心线至岸桥吊具铅垂中心线之间的最大水平距离。外伸距主要取决于到港集装箱船舶的宽度,并考虑在甲板上允许堆放集装箱的高度,当船舶向外横斜3°时,仍能起吊甲板上外舷侧最上层集装箱。

内伸距:是指岸桥内侧轨道中心线至吊具铅垂中心线之间最大水平距离。确定岸桥内伸距主要考虑两个问题:一是放置集装箱,即当港口前沿运输设备不能及时搬运时,内伸距可把集装箱放置在码头;二是防止船舶舱盖板,即内伸距内可将船舶舱盖板放置在码头。

轨距(跨距):轨距是指岸桥两侧轨道中心线之间距离。轨距的大小影响岸桥的稳定性及岸桥下方作业。 目前大型岸桥通常具有30 m轨距,满足6条车道通行。

③设备运行参数:影响岸桥作业效率的主要运行参数包括岸桥在轨道上横向行驶加速度、速度,吊具起升加速度、最大速度,小车横向行驶加速度、最大速度,岸桥吊具抓取、释放集装箱用时以及岸桥中转平台上拆装转锁用时等。

2.场桥

场桥,即堆场内龙门起重机,在自动化集装箱码头中通常为无人驾驶设备,完成箱区内集装箱装卸搬运作业,如图6-16所示。

图6-16 堆场内自动化轨道式龙门起重机

主要功能: 自动完成集装箱在堆场内装卸搬运作业。主要属性:

①类型:轨道式场桥、轮胎式场桥。

由于轨道式龙门起重机便于自动化控制,目前绝大多数自动化集装箱码头使用固定轨道式龙门起重机作为场内装卸设备,极少数自动化集装箱码头使用轮胎式龙门起重机(目前只有日本Tobishima自动化集装箱码头)。

②尺寸参数:场桥尺寸参数众多,对自动化集装箱码头装卸系统效率影响较大的主要有以下几个参数。

起升高度:起升高度指吊具底部至地面的最大距离,取决于场桥堆垛箱区最大堆存层数。如果集装箱箱区最大堆存层数是4层,考虑到吊具提起集装箱后需要在箱区上方水平移动,则吊具在起升后最低点应当大于5层集装箱堆存高度。

轨距(跨距):轨道式龙门起重轨距是指两侧轨道中心线之间的距离,轮胎式龙门起重机的跨距是指两侧轮胎中心线之间的距离。轨距(跨距)的大小主要取决于集装箱箱区最大排数。

③设备运行参数:影响场桥作业效率的设备主要运行参数包括吊具起升、下降最大速度和加速度,小车行驶速度、加速度,吊具对准需要抓取集装箱或者堆放位置用时以及场桥大车行驶速度和加速度等。(www.xing528.com)

3.跨运车

跨运车是自动化集装箱码头水平运输中常用的一类运输设备,具备自装卸及运输集装箱的能力,如图6-17所示。

图6-17 跨运车

主要功能:实现自动化集装箱码头内部集装箱搬运作业,可将集装箱从地面或者较低的堆垛和支架上提取并运送至对应的目标位置。

主要属性:

①类别:有人驾驶跨运车、自动跨运车。

目前使用较为广泛的是有人驾驶跨运车,具备较高的作业效率和灵活性。 目前已有公司推出自动跨运车并在自动化集装箱码头中进行应用测试。

②尺寸参数:跨运车尺寸参数中对其作业过程影响较大的主要包括跨运车宽度,决定了设计跨运车通道宽度;跨运车跨距,跨运车两侧轮胎中心线之间的距离,在扣除跨运车自身结构之间相关尺寸后至少要大于一个标准集装箱的宽度;跨运车高度,影响了跨运车通过区域安全空间;跨运车的转弯半径等。

③通过能力:跨运车的通过能力是指跨运车在提取一个集装箱后还能通过的障碍高度。 目前较多跨运车的通过能力多为“堆一过二”,即在提取一个集装箱后还可以通过一个集装箱的高度。

④设备运行参数:影响跨运车作业效率的主要设备运行参数包括跨运车加速度、行驶速度,转弯最大限速,对箱用时、提放集装箱用时等。

⑤设备行驶规则:跨运车的行驶规则包括路径规划规则、避免碰撞规则、转弯并道规则等。

4.AVG和Lift-AGV

AGV和Lift-AGV是自动化集装箱码头中常用的水平运输设备,其中Lift-AGV是在AGV的基础上增加自装卸机构而形成的新型AGV,如图6-18和图6-19所示。

图6-18 AGV

图6-19 Lift-AGV及AGV伴侣

如图6-19所示,当Lift-AGV和AGV伴侣配合使用时,Lift-AGV并具有一定的自装卸能力。

主要功能:完成集装箱在岸边同箱区前端之间的运输作业。

主要属性:

①设备类别:AGV或Lift -AGV。

②设备尺寸:影响运输设备作业的主要尺寸参数是设备长、宽、高外形尺寸以及转弯半径等,这些尺寸参数在运输途中决定了设备相互之间是否发生碰撞、接触等。

③设备运行参数:AGV和Lift-AGV影响作业效率的运行参数主要包括行驶加速度和速度、转弯时最高行驶速度,Lift-AGV还涉及自身在和AGV伴侣配合提放集装箱作业用时等。

④行驶规则包括路径规划规则、避免碰撞规则、转弯并道规则、排队等规则。

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