[发明专利]一种岸边起重机对位引导和安全防护系统及方法

说明书

一种岸边起重机对位引导和安全防护系统及方法，该系统包括系统控制器和分别与所述系统控制器连接的各作业车道激光扫描仪、主作业车道选择器以及信息馈送装置，其中，各作业车道激光扫描仪的激光扫描面垂直于对应的作业车道且与车道的交线为车道中线，以同时获取全部作业车道内正在作业的内拖车拖板及内拖车载箱的剖面轮廓，提供给系统控制器，由系统控制器确定当前作业车道，生成对位引导信息，并通过信息馈送装置向位于当前作业车道的内拖车司机提供对位引导信息。本发明能够动态确定当前作业车道及其对位引导信息，从而提高了对位引导的有效性和时效性，提升了作业效率，也提高了系统的可靠性，降低了系统的使用维护成本。

技术领域

本发明涉及一种岸边起重机对位引导和安全防护系统及方法。

背景技术

(一)二维激光扫描仪

二维激光扫描仪通过内部的旋转机构在一个扫描平面上对周边环境进行激光扫描测距，测距方式是飞行时间测量法：

1、在当前的扫描角度上发射圆形光斑的激光脉冲；

2、对从被测目标表面反射回来的激光脉冲进行接收；

3、对激光脉冲从被发射到被接收的时间间隔进行测量，通过时间-距离转换得到当前扫描角度上被测目标的距离；

4、通过旋转机构在一个平面(激光扫描平面)上连续改变扫描角度，实现对周边环境在此平面上的截面轮廓的测量，以极坐标表示方式给出测量数据，并可以进一步转换为扫描仪设备坐标系下的二维直角坐标表示。

基于上述技术的二维激光扫描仪(以下简称激光扫描仪)能够在全天候条件下有效工作，获取精确的二维轮廓数据，是实现大型机械设备自动化安全作业的重要传感器。

(二)作业设备及作业场布局

本发明的基本应用场合是集装箱码头的装卸作业，针对目前最为普遍的、采用贯通式多车道作业模式的岸边门式起重机，各作业要素说明如下：

1、集装箱：如图1所示，为长方形的金属箱体，具有不同的箱型，在上下底面四角立柱上设有锁孔，用于吊装和在平板上固定。本发明涉及的箱型包括20呎箱、40呎箱(普通箱和高箱)和45呎箱，各箱型的长宽高和锁孔间距为国际标准，其中箱宽完全相同，长度和高度各不相同。

2、岸边门式起重机：为框架结构的起重机，如图1所示，结构要素包括：

1)大车：包括两套门腿，集装箱装卸作业时，靠近码头岸线一侧(海侧)的门腿称为前门腿2，远离码头岸线一侧(陆侧)的门腿称为后门腿5，每套门腿包括左右两根门柱，门柱下方安装有车轮，作业时沿平行于岸线的方向在地面钢轨上行走。

2)鞍梁：前门腿和后门腿的左右同侧门柱之间各通过一根鞍梁8、9连接，两根鞍梁8、9主体平行，且垂直于车道行车方向；鞍梁距离地面的高度约为12～15米。

3)吊具：在鞍梁上铺设有钢轨，架设了一个轮轨行走机构，可以沿横梁方向行走，称为小车；在小车上通过钢丝绳吊装了一个吊具10，装卸作业时，小车带动吊具行走至目标车道上方，通过收放钢丝绳实现吊具升降，将吊具下放至车道内的内拖车上方，完成作业；吊具主梁具有两对可伸缩的水平吊臂11，吊臂11底面两端和中间位置带有可旋转的锁销12，两端位置的两对锁销称为外锁，中间位置的两对锁销称为中锁，中锁可以收起或下放；吊具按需要装卸的集装箱的箱型伸缩吊臂11，使锁销12与集装箱的顶面锁孔对准，锁销插入锁孔并旋转后可实现与集装箱的紧固连接，实现对集装箱的吊运；吊具可以一次吊运单个20呎/40呎/45呎箱，也可以一次吊运两个20呎箱；吊运单个40呎、45呎箱和20呎箱时，中锁收起；吊运两个20呎箱时，中锁下放。