一种港口光伏集装箱货运系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种港口光伏集装箱货运系统及其运行方法，该系统及方法可以绿色、高效地解决港口装卸与运输问题；通过太阳能光伏板、智能机械臂与轨道系统，实现从装卸到运输的全自动化，最大限度提升集装箱运送效率；利用光伏板对整套运输系统进行供能，减少运输过程中的碳排放。程中的碳排放。程中的碳排放。

【技术实现步骤摘要】
一种港口光伏集装箱货运系统及其运行方法


[0001]本专利技术涉及港口物流运输领域，尤其涉及一种用于提高港口运输效率、缓解环境能源问题，将光伏系统与机械运输系统有机结合的新型运输系统及运行方法。

技术介绍

[0002]现有的港口运输系统普遍采用装船机、链斗式装卸机、桥式起重机、门座起重机、带斗桥吊等港口机械进行港口的装卸船任务，应用高架皮带机、流动皮带机或者人工驾驶的方式运输港口货物。这些在港口中起着主要运输作用的港口机械大部分都需要化石燃料驱动，会产生环境与能源问题，同时运输效率也并不理想。目前我国正在全力推进港口绿色低碳可持续发展，需要设计一种新的港口运输系统，对装卸船任务以及货物运输任务进行一定整合，并且用低碳可持续能源代替大型机械消耗的化石能源，为实现“双碳”目标，迈出建设“零碳港口”第一步。
[0003]另外，现有的港口集装箱搬运过程中，工作效率偏低，多个集装箱同步搬运的操作过程较为复杂，故障率高。
[0004]基于上述问题，本专利技术人对种港口集装箱货运系统做了深入分析，以期待设计出一种能够解决上述问题的港口光伏集装箱货运系统及其运行方法。

技术实现思路

[0005]为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种港口光伏集装箱货运系统及其运行方法，该系统及方法可以绿色、高效地解决港口装卸与运输问题；通过太阳能光伏板、智能机械臂与轨道系统，实现从装卸到运输的全自动化，最大限度提升集装箱运送效率；利用光伏板对整套运输系统进行供能，减少运输过程中的碳排放，从而完成本专利技术。
[0006]具体来说，本专利技术的目的在于提供一种港口光伏集装箱货运系统，该系统包括：
[0007]设置在框架结构7上方的光伏阵列1，
[0008]在所述框架结构7下方设置有轨道网2，
[0009]在所述轨道网2上设置有可沿着轨道网移动的机械臂3；通过该机械臂运输集装箱；
[0010]通过所述光伏阵列1为机械臂3供电。
[0011]其中，所述轨道网2包括彼此垂直交叉布设的横向轨道21和纵向轨道22；
[0012]在横向轨道21和纵向轨道22交叉处设置有转向机构23；
[0013]所述机械臂3通过转向机构23，能够从横向轨道21移动到纵向轨道22上，或者从纵向轨道22移动到横向轨道21上。
[0014]其中，所述转向机构23包括能够同步绕着旋转轴231水平转动的直向轨道232和位于直向轨道232两侧的转向轨道233；
[0015]优选地，当直向轨道232的两端都与纵向轨道22对接时，纵向轨道22接通，
[0016]当直向轨道232的两端都与横向轨道21对接时，横向轨道21接通，
[0017]当转向轨道233的两端与横向轨道21和纵向轨道22对接时，横向轨道21和纵向轨道22接通。
[0018]其中，沿着纵向轨道的长度方向，所述轨道网2从一端到另一端依次包括装载区4、运输区5和卸载区6；
[0019]其中，位于装载区4和卸载区6的纵向轨道22为活动轨道24，所述活动轨道24能够沿着横向轨道21的长度方向往复移动预定距离，以便于其上的机械臂3对准集装箱。
[0020]其中，在转向机构23与横向轨道21、纵向轨道22交接的断面处设有卡扣8；
[0021]在活动轨道24与纵向轨道22交接的断面处设有卡扣8；
[0022]通过卡扣8为两个断面导向对齐，并防止两个断面之间径向串动。
[0023]其中，所述卡扣8包括安装在一侧断面中的锁舌81、弹簧82和电磁铁83，还包括开设在另一侧断面上的盲孔84；
[0024]所述锁舌81整体呈类锥形，能够在弹簧82的作用下嵌入到所述盲孔84中，且锁舌81的外形结构与盲孔84的内部形状基本一致；
[0025]优选地，所述锁舌81呈棱锥形，通过该棱锥形结构来防止相邻两个断面之间相对偏转。
[0026]其中，位于两侧最边缘的纵向轨道22为充电轨道25，所述充电轨道25连接装载区4和卸载区6；
[0027]未抓取集装箱的机械臂3通过该充电轨道25从卸载区6返回装载区4；
[0028]优选地，在充电轨道25上沿着其长度方向设置有金属导体，所述金属导体与机械臂上的电刷接触，所述金属导体还与光伏阵列1电连接，从而在机械臂3从卸载区6返回装载区4的过程中为机械臂充电。
[0029]其中，在卸载区6的边缘，所述活动轨道24向外延伸形成有空轨道26；所述空轨道26并排设置有多条，每条空轨道26的长度都使得其上能够至少停放一条机械臂3，用以检修停放故障机械臂。
[0030]其中，该系统还包括：
[0031]布置在机械臂3上的机械臂采集控制单元，其用于实时获得各机械臂的位置和状态信息，还用于根据具体指令控制机械臂3；
[0032]布置在转向机构23上的转向机构采集控制单元，其用于实时获得各转向机构的旋转角度和状态信息，还用于根据具体指令控制转向机构23；
[0033]中央控制模块，其用于接收机械臂采集控制单元、转向机构采集控制单元的信息，设计机械臂的移动路径，并生成相应指令。
[0034]本专利技术还提供一种港口光伏集装箱货运系统的运行方法，
[0035]该港口光伏集装箱货运系统为上文所述的港口光伏集装箱货运系统；
[0036]优选地，该方法包括如下步骤：
[0037]步骤1：将横向轨道21和纵向轨道22交叉点标记为格点，生成轨道全部格点坐标；
[0038]步骤2：寻找与待输送集装箱坐标最近的格点作为起始格点，寻找与集装箱终点坐标最近的格点作为终点格点；
[0039]步骤3：获取起始格点至终点格点的路径，将路径长度作为首要加权，路径转角数作为次要加权，比较各个路径的权重并排序；
[0040]步骤4：生成各路径上机械臂位置对时间的函数；排除机械臂位置冲突的路径；
[0041]步骤5：获取最优路径与三个次优路径，并将最优路径上传，由中央控制模块控制执行，将三个次优路径上传备用。
[0042]本专利技术所具有的有益效果包括：
[0043](1)根据本专利技术提供的港口光伏集装箱货运系统及其运行方法，其中利用光伏系统供能，改变了传统的广泛使用化石燃料的定式，达到了节能环保的效果；
[0044](2)根据本专利技术提供的港口光伏集装箱货运系统及其运行方法，采用全自动的系统设计，仅需要输入装卸货信息即可完成整个装卸操作，大大减少了人力成本，同时提高了装卸效率；
[0045](3)根据本专利技术提供的港口光伏集装箱货运系统及其运行方法，该系统易于维护，该系统的运行信息与报警信息全部统一在中控显示，保证了整个系统的安全，模块化的设计降低了维修难度；
[0046](4)根据本专利技术提供的港口光伏集装箱货运系统及其运行方法，其中的机械臂采用“随走随充”的供能模式，增大单机械臂有效工作时间，进而提高该系统的工作效率；
[0047](5)根据本专利技术提供的港口光伏集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种港口光伏集装箱货运系统，其特征在于，该系统包括：设置在框架结构(7)上方的光伏阵列(1)，在所述框架结构(7)下方设置有轨道网(2)，在所述轨道网(2)上设置有可沿着轨道网移动的机械臂(3)；通过该机械臂运输集装箱；通过所述光伏阵列(1)为机械臂(3)供电。2.根据权利要求1所述的港口光伏集装箱货运系统，其特征在于，所述轨道网(2)包括彼此垂直交叉布设的横向轨道(21)和纵向轨道(22)；在横向轨道(21)和纵向轨道(22)交叉处设置有转向机构(23)；所述机械臂(3)通过转向机构(23)，能够从横向轨道(21)移动到纵向轨道(22)上，或者从纵向轨道(22)移动到横向轨道(21)上。3.根据权利要求2所述的港口光伏集装箱货运系统，其特征在于，所述转向机构(23)包括能够同步绕着旋转轴(231)水平转动的直向轨道(232)和位于直向轨道(232)两侧的转向轨道(233)；优选地，当直向轨道(232)的两端都与纵向轨道(22)对接时，纵向轨道(22)接通，当直向轨道(232)的两端都与横向轨道(21)对接时，横向轨道(21)接通，当转向轨道(233)的两端与横向轨道(21)和纵向轨道(22)对接时，横向轨道(21)和纵向轨道(22)接通。4.根据权利要求1所述的港口光伏集装箱货运系统，其特征在于，沿着纵向轨道的长度方向，所述轨道网(2)从一端到另一端依次包括装载区(4)、运输区(5)和卸载区(6)；其中，位于装载区(4)和卸载区(6)的纵向轨道(22)为活动轨道(24)，所述活动轨道(24)能够沿着横向轨道(21)的长度方向往复移动预定距离，以便于其上的机械臂(3)对准集装箱。5.根据权利要求3或4所述的港口光伏集装箱货运系统，其特征在于，在转向机构(23)与横向轨道(21)、纵向轨道(22)交接的断面处设有卡扣(8)；在活动轨道(24)与纵向轨道(22)交接的断面处设有卡扣(8)；通过卡扣(8)为两个断面导向对齐，并防止两个断面之间径向串动。6.根据权利要求5所述的港口光伏集装箱货运系统，其特征在于，所述卡扣(8)包括安装在一侧断面中的锁舌(81)、弹簧(82)和电磁铁(83)，还包括开设在另一侧断面上的盲孔(84)；所述锁舌(81)整体呈类锥形，能够在弹簧(82)的作用下嵌入到所述盲孔(84...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文，王艺萌，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：