一种港口装备节能技术综合实验平台制造技术

本发明专利技术涉及港口装备势能回收再利用、节能减排技术研究领域，特指一种港口装备节能技术综合实验平台，包括港口起重装备、集装箱以及模拟架，港口起重装备包括支撑机构、驱动系统以及动力源系统，支撑机构上设有工作机构，动力源系统连接于驱动系统，驱动系统连接于工作机构，使工作机构完成对集装箱进行进出堆场以及在模拟架上的堆取和翻箱倒箱的作业。采用这样的结构设置，该实验平台能够对集装箱的堆取作业过程及堆场的进出作业过程进行模拟，尤其该实验平台堆置能力能够达到“堆五过六”的要求，为后续开展港口设备节能系统及储能器产品的物理、电气特性的测试以及真实工况条件下能量管理控制策略的研究和节能效率评价提供有力的技术支持。

A Comprehensive Experimental Platform for Energy Saving Technology of Port Equipment

The present invention relates to the research field of potential energy recovery and reuse, energy saving and emission reduction technology of port equipment, especially a comprehensive experimental platform for energy saving technology of port equipment, including port lifting equipment, container and simulation frame. Port lifting equipment includes support mechanism, driving system and power source system. Working mechanism is set on support mechanism, and power source system is connected to drive system. The moving system is connected to the working mechanism, so that the working mechanism can complete the work of loading and unloading containers in and out of the yard, stacking and dumping containers on the simulation rack. With this structure, the experimental platform can simulate the stacking process of containers and the process of entering and leaving the yard. Especially, the stacking capacity of the experimental platform can meet the requirement of \five to six heaps\. It can test the physical and electrical characteristics of energy-saving system of port equipment and energy storage products and control strategy of energy management under real working conditions. Research and energy efficiency evaluation provide strong technical support.

【技术实现步骤摘要】
一种港口装备节能技术综合实验平台
本专利技术涉及港口装备势能回收再利用、节能减排技术研究领域，特指一种港口装备节能技术综合实验平台。
技术介绍
港口作为我国对外开放的窗口和现代物流供应链中的重要环节，日益成为集运输、配送、仓储、加工、包装、增值服务等功能于一体的综合性物流平台，其能源消耗在整个交通行业中占有较大的比重。而随着港口吞吐量增长和综合实力不断提升的背景下，其能耗水平也在大幅攀升，给港口企业的生产成本控制和环境污染治理都带来更大的挑战。目前，世界各主要工业国家都在积极研究港口物流系统节能环保技术，以期最大效率的使用能源。同时，希望通过节能技术的有效应用，降低港口物流系统中的尾气排放和噪声污染，有效改善空气质量，打造以低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益为特征的新型环境友好生态港口，形成长效低碳运行机制。然而在随着国内港口装备节能技术的不断发展，也产生了一系列新的问题，例如：1)在将大量的耗废能量进行回收再利用这一节能减排研究的热点问题上，国内节能系统的真实节能率普遍不足30％，和国外先进技术国家有较大差距；2)在添加储能器对耗费能量进行回收时多动力不能完全耦合；3)现有混合动力系统的能量转换、储存和控制系统的可靠性低、经济性差，节能产品的维护成本过高。这些问题也都表明在能量控制和管理系统技术上还未取得根本性突破。而这些问题的解决则需要大量的实验支撑，然而现有的实验技术还存在大量的问题，例如：1)实际港口装备工作环境复杂，不利于开展实验研究；2)港口装备不仅造价昂贵，且体积较大，因此其研究成本较高；3)实际港口装备工作过程复杂，对其研究工作不易开展。这些问题也都加大了对港口装备节能技术的研究难度。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种港口装备节能技术综合实验平台，包含了港口起重装备的各项关键工作机构以及四阶模型架，为模拟港口大型起重装备的作业过程提供了基础条件，并为后续开展节能减排关键技术提供了技术支撑。为了实现上述目的，本专利技术应用的技术方案如下：一种港口装备节能技术综合实验平台，包括港口起重装备、集装箱以及模拟架，港口起重装备包括支撑机构、驱动系统以及动力源系统，支撑机构上设有工作机构，动力源系统连接于驱动系统，驱动系统连接于工作机构，使工作机构完成对集装箱进行进出堆场以及在模拟架上的堆取和翻箱倒箱的作业。进一步而言，所述动力源系统与市电直接相连，驱动系统通过动力源系统提供的能量带动工作机构开展工作。进一步而言，所述工作机构包括设于支撑机构上的小车行走机构、起升机构以及大车行走机构，小车行走机构、起升机构以及大车行走机构配合完成对集装箱进行进出堆场以及在模拟架上的堆取和翻箱倒箱的作业。进一步而言，所述起重机构的起升高度为18.1米，且具备的额定起重量为40.5吨。进一步而言，所述支撑机构采用轨道式龙门结构设置。进一步而言，所述模拟架采用四阶楼梯状模拟架，且每一阶都能支撑一个单独的集装箱存放。本专利技术有益效果：本专利技术采用这样的结构设置，该实验平台能够对集装箱的堆取作业过程及堆场的进出作业过程进行模拟，尤其该实验平台堆置能力能够达到“堆五过六”的要求，为后续开展港口设备节能系统及储能器产品的物理、电气特性的测试以及真实工况条件下能量管理控制策略的研究和节能效率评价提供有力的技术支持。附图说明图1是实验平台整体效果图；图2是实验平台堆场的进出作业流程图；图3是实验平台堆取作业流程图。1.港口起重装备；2.集装箱；3.模拟架；11.小车行走机构；12.起升机构；13.支撑机构；14.驱动系统；15.大车行走机构；16.动力源系统。具体实施方式下面结合附图详细描述本专利技术的实施方式。如图1所示，本专利技术所述一种港口装备节能技术综合实验平台，包括港口起重装备1、集装箱2以及模拟架3，港口起重装备1包括支撑机构13、驱动系统14以及动力源系统16，支撑机构13上设有工作机构，动力源系统16连接于驱动系统14，驱动系统14连接于工作机构，使工作机构完成对集装箱2进行进出堆场以及在模拟架3上的堆取和翻箱倒箱的作业。以上所述构成本专利技术基本结构。本专利技术采用这样的结构设置，其工作原理：动力源系统16通过连接市电为实验平台提供能源，随后驱动系统14带动工作机构开展工作，进而模拟出港口起重装备1的作业过程。实际应用中，本专利技术所述的实验平台，其类型是包括柴油机、LNG发动机(或双燃料发动机)、市电以及含储能器件等不同动力电驱动轨道式龙门结构，具有升降、小车行走和大车行走的综合性实验平台，平台运承在轨道上，并装有行走小车和驾驶室，能在支腿间进行集装箱2的装卸作业，其中，实验平台备的跨距为23.47米，吊具具备的额定起重量为40.5吨，能够搬运20’、40’和45’的ISO集装箱2。需要说明的是，本专利技术所述的集装箱2与港口通用集装箱需要保持一致，主要配置型号为20’、40’和45’的ISO集装箱2。更具体而言，所述动力源系统16与市电直接相连，驱动系统14通过动力源系统16提供的能量带动工作机构开展工作。采用这样的结构设置，动力源系统16与市电直接相连，为实验平台的工作提供主要动力，从而使驱动系统14在得到动力源系统16提供的能量之后带动后续各个工作机构开展工作，模拟港口起重装备1实际工作情况。更具体而言，所述工作机构包括设于支撑机构13上的小车行走机构11、起升机构12以及大车行走机构15，小车行走机构11、起升机构12以及大车行走机构15配合完成对集装箱2进行进出堆场以及在模拟架3上的堆取和翻箱倒箱的作业。实际应用中，本专利技术所述的大车行走机构15能够覆盖堆场，保障集装箱2的堆场进出作业，小车行走机构11能够保证集装箱2在模拟架3上的各个位置的移动。更具体而言，所述起重机构12的起升高度为18.1米，且具备的额定起重量为40.5吨。采用这样的结构设置，使起重机构12能够达到模拟集装箱2的“堆五过六”要求。更具体而言，所述支撑机构13采用轨道式龙门结构设置。更具体而言，所述模拟架3采用四阶楼梯状模拟架，且每一阶都能支撑一个单独的集装箱2存放。采用这样的结构设置，便于开展对集装箱2在各个高度阶段所消耗能量以及该阶段各个工作机构能量流动情况的研究。如图2所示为该实验平台堆场的进出作业流程图，其中，进场作业先由大车行走机构15行至停放于任意一点B的集装箱2处，然后由小车行走机构11沿厂桥方向运行到B点正上方，起升机构12开始工作，将吊具下放至集装箱2，并将其抓牢紧锁，随后起升机构12开始提升到达最上方后，由小车行走机构11带动吊具运行至A点上方相对应的位置，最后大车行走机构15开始运行至A处，并由起升机构12将集装箱2下放至A点，完成动作后将吊具解锁，最终实现集装箱2的进出场作业，另外，出场作业作业流程与进场作业流程相反，不多做介绍。如图3所示为该实验平台堆取作业流程图，其中，堆箱作业由场桥的吊具在A点把集装箱2锁定起升机构12开始提升，到达B点后起升机构12停止动作，小车行走机构11行走至C点后停止，起升机械12动作将集装箱2下放至D点，完成动作后将吊具解锁，另外，取箱作业流程与堆箱作业流程相反，不多做介绍，后序可以分步将集装箱2堆放于E、F、G、H点，以达到模拟港口集装箱2堆取及倒箱作业流程，再现港口起重设备不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种港口装备节能技术综合实验平台，其特征在于：包括港口起重装备(1)、集装箱(2)以及模拟架(3)，所述港口起重装备(1)包括支撑机构(13)、驱动系统(14)以及动力源系统(16)，所述支撑机构(13)上设有工作机构，所述动力源系统(16)连接于驱动系统(14)，所述驱动系统(14)连接于工作机构，使工作机构完成对集装箱(2)进行进出堆场以及在模拟架(3)上的堆取和翻箱倒箱的作业。

【技术特征摘要】
1.一种港口装备节能技术综合实验平台，其特征在于：包括港口起重装备(1)、集装箱(2)以及模拟架(3)，所述港口起重装备(1)包括支撑机构(13)、驱动系统(14)以及动力源系统(16)，所述支撑机构(13)上设有工作机构，所述动力源系统(16)连接于驱动系统(14)，所述驱动系统(14)连接于工作机构，使工作机构完成对集装箱(2)进行进出堆场以及在模拟架(3)上的堆取和翻箱倒箱的作业。2.根据权利要求1所述一种港口装备节能技术综合实验平台，其特征在于：所述动力源系统(16)与市电直接相连，所述驱动系统(14)通过动力源系统(16)提供的能量带动工作机构开展工作。3.根据权利要求2所述一种港口装备节能技术综合实验平台，其特征在于：所述工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明望，杨京昊，辜勇，袁建明，朱泽，梅杰，潘春洲，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42