專利名稱：扭鎖操作系統的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及一種用于操作扭鎖(twist-lock)的設備，所述扭鎖用于固定運輸用的運送集裝箱(shipping container)。本發明的一方面涉及一種用于將扭鎖固定到運送集裝箱上和/或用于從運送集裝箱釋放這些扭鎖的設備。本發明的其他方面涉及扭鎖的存儲。
在本發明的上下文中，術語“扭鎖”被理解為涉及用于集裝箱以便為了運輸固定這些運送集裝箱的任何連接裝置，不論這些連接裝置采用何種機構與運送集裝箱互接合，和/或它們固定到何種結構。
背景技術：
扭鎖用于將運送集裝箱(或者集裝箱)固定到輪船上并將集裝箱彼此固定。扭鎖安裝在集裝箱的底部和頂部，從而多個集裝箱可以豎直堆疊的方式連接。當集裝箱已經被起重機吊離輪船時，扭鎖必須在集裝箱到達另一位置之前移除。而且，當集裝箱被裝載到船上時，扭鎖必須在碼頭處配合以保證將集裝箱裝到船上。典型地，固定或移除扭鎖通過在集裝箱下面手動操作扭鎖進行，且所述集裝箱被起重機保持到地面上大約1至1.8米。
此操作是危險的，因為搬運工必須手動操作非常重的扭鎖，且在繁忙的區域在懸吊的載荷下面或臨近懸吊的載荷處工作。當需要1至3分鐘配合扭鎖時這也是低效的，從而延長了起重機周期時間。因為通常需要分配2個人承擔這樣的工作，所以這也是勞動成本密集的。

發明內容
根據本發明的第一方面，提出了一種操縱裝置，所述操縱裝置用于或者將扭鎖固定到集裝箱上或者將扭鎖從集裝箱釋放，或者兩者兼而有之，所述裝置包括接合裝置，所述接合裝置操作用于與扭鎖的至少一部分接合并旋轉所述扭鎖的至少一部分，從而將扭鎖固定在集裝箱中或從集裝箱釋放扭鎖。
在一種形式中，所述操縱裝置進一步包括支撐部件，所述支撐部件設置在接合裝置上面，所述支撐部件布置成接收和支撐扭鎖的中間區域，同時允許被支撐的扭鎖的下部在部件下面突出以便與接合裝置接合。在一種形式中，所述支撐部件是板的形式。
所述支撐部件布置成幫助固定扭鎖和/或從集裝箱釋放扭鎖。在一種形式中，所述支撐部件可以防止扭鎖的中間區域旋轉。在另一形式中，所述扭鎖可以最初位于支撐部件上，然后在被接合裝置旋轉之前從支撐部件提升。相似地，當扭鎖從集裝箱釋放時可以使得扭鎖落到支撐部件上。
在一個形式中，所述接合裝置或所述支撐部件中的至少一個在接合裝置的旋轉軸線的方向上可移動。在一個方面，二者都可移動。通過提供允許調整接合裝置和支撐部件中的一個或兩個的高度的能力，使得操縱裝置迎合不同形狀和/或大小的扭鎖。這也使得便于接合裝置與由操縱裝置操作的扭鎖接合和/或脫離。
在一個形式中，所述接合裝置相對于支撐部件在接合裝置的旋轉軸線的方向上可移動。
在一個形式中，所述操縱裝置進一步包括框架，所述框架裝有接合裝置和支撐部件，其中在使用時，所述框架在接合裝置的旋轉軸線的方向上可移動。在特別的形式中，所述操縱裝置進一步包括殼體，其中內部框架設置在殼體內，且相對于殼體在與接合裝置的旋轉軸線的方向上可移動。
所述操縱裝置也可以包括高度調整組件，所述高度調整組件操作用于相對于殼體在接合裝置的旋轉軸線的方向上移動內部框架。在特別的形式中，所述高度調整組件為一個或更多液壓活塞汽缸組件。
因為沒有用于扭鎖的國際標準，形成了扭鎖的不同系統，并它們當前也在使用。這些扭鎖通常具有不同的外部幾何結構和/或被設計成旋轉不同的量以從集裝箱釋放或與集裝箱接合。在一個形式中，所述接合裝置和/或支撐部件被設計成僅適合扭鎖的可獲得類型中的一部分。在此布置中，操縱裝置的外部幾何結構可以被固定。在另一形式中，操縱裝置被設計成與更寬范圍的扭鎖一起使用。
為了迎合不同類型的扭鎖，所述支撐部件可以與至少一個不同形狀的其他支撐部件互換，以便適應不同類型的扭鎖。
在可選的形式中，操縱裝置的組成部分是可互換的。
在一種形式中，在接合裝置是可重構的情況下，接合裝置包括多個元件，且所述元件中的每一個可在縮回位置與伸長位置之間移動。利用此布置，縮回的元件限定了在使用中操作用于容納扭鎖的凹部。因此，通過改變縮回元件的構造，可以重構凹部的形狀，從而允許不同形狀的扭鎖被接合裝置容納。在另一形式中，接合裝置包括板元件，所述板元件可伸長以便允許接合裝置的有限的再成形(reshaping)。
在特定實施例中，所述接合裝置為爪的形式，所述爪可以操作用于夾持設置在操縱裝置中的扭鎖。
在一些示例中，所述扭鎖可以裝有鎖定機構，所述鎖定機構需要被釋放以允許扭鎖旋轉。為迎合這些類型的扭鎖，所述操縱裝置可以進一步包括致動器，所述致動器操作用于釋放鎖定機構。
在一種形式中，單純地通過各個部分的幾何結構，接合裝置保持與扭鎖部分接觸。可選地，所述接合裝置可以利用其他機構，以便或者與扭鎖接合或者影響所述扭鎖的移動，從而允許扭鎖在它的接合狀態與釋放狀態之間移動。例如，接合裝置可以利用磁鐵，例如永磁鐵或電磁鐵。可選地，可以采用真空系統來幫助或影響扭鎖的接合或移動。
根據上面披露的實施例，提供了下面的操縱裝置，所述操縱裝置可以用于扭鎖操作組件，以便用于自動固定或釋放很寬范圍的扭鎖。
在進一步的方面中，本發明涉及這種扭鎖操作組件，所述扭鎖操作組件裝有至少一個前述任何形式的操縱裝置。
在一個形式中，所述扭鎖操作組件進一步包括引導組件，所述引導組件用于引導扭鎖與操縱裝置接合或與操縱裝置脫離。在特定的形式中，所述引導組件包括軌道和輸送機構，扭鎖可以沿著所述軌道移動同時被穩定地支撐，所述輸送機構用于沿著軌道移動扭鎖。在特定形式中，所述引導組件布置成將扭鎖與操縱裝置的支撐部件對準或者與操縱裝置的支撐部件不對準。
在一個形式中，所述扭鎖操作組件進一步包括存儲裝置，且其中所述引導組件輸送已經從接合裝置卸下到存儲裝置的扭鎖，以便存儲從存儲裝置獲得的被存儲的扭鎖，用于將扭鎖供給到操縱裝置。
在一個形式中，所述存儲裝置包括至少一個機架(rack)以便容納多個扭鎖。在另一方面，所述存儲裝置包括多個機架，所述多個機架安裝在輸送器上，所述輸送器操作用于將機架移動成與引導組件對準或不對準，以便將扭鎖從機架輸送到輸送裝置或以便從輸送裝置接收扭鎖。
在一個形式中，所述機架為可移除的存儲箱(storage magazine)的形式。
在一個形式中，所述組件進一步包括驅動裝置，所述驅動裝置操作以旋轉接合裝置，以允許旋轉被接合裝置接合的扭鎖。
根據本發明的另一方面，提出了一種存儲裝置，所述存儲裝置構造成用于存儲扭鎖和/或用于從前述的裝置接收扭鎖。
在一個形式中，所述存儲裝置包括至少一個機架，用于容納多個扭鎖。
在一個形式中，所述存儲裝置包括多個機架，所述多個機架安裝在輸送器上，所述輸送器操作用于將機架移動成與輸送裝置對準或不對準，以便將扭鎖輸送到輸送裝置或以便從輸送裝置接收扭鎖。
在一個形式中，所述機架包括至少兩個平行的細長部件，所述平行的細長部件構造成可滑動地容納至少一個扭鎖。在優選的實施例中，所述機架包括四個平行的導軌，所述導軌構造成可滑動地接合至少一個扭鎖，從而扭鎖可以只在導軌的端部與導軌脫離接合。
在一個形式中，所述存儲裝置構造成所述或每一個機架為可移除的存儲箱的形式。
在一個形式中，所述輸送器有遙控電動機驅動。
根據本發明的另一方面，提出了一種設備，所述設備用于或者將扭鎖固定到集裝箱上者將扭鎖從集裝箱釋放，或者兩者兼而有之，所述設備包括支架，所述支架適于容納至少一個集裝箱和至少一個操縱裝置，所述至少一個操縱裝置操作用于將扭鎖固定到集裝箱上或從集裝箱上釋放扭鎖，所述操縱裝置可以與在集裝箱上的至少一個扭鎖安裝位置對準。
在一個形式中，所述操縱裝置是根據前述任何形式的操縱裝置。在一個形式中，所述設備進一步包括多個操縱裝置，所述多個操縱裝置安裝到支架上。
在一個形式中，所述設備進一步包括根據前述任何形式的一個或更多扭鎖操作裝置，所述或每一個扭鎖組件裝有所述操縱裝置中的一個。
在一個形式中，所述至少一個操縱裝置或操縱裝置的組成部分可以從所述設備移除，從而使得可以使用至少一個其它操縱裝置或部分替換所述裝置或部分，以便適合不同類型的扭鎖。
通過允許所述操縱裝置或組成部分可從所述設備移除，使得所述設備利用多個不同類型的操縱裝置，從而增加了可以適合所述設備的扭鎖的范圍。在一個形式中，所述操縱裝置或組成部分可以手動移除或替換。在可選的形式中，此過程可以是自動的。例如，在后面的布置中，一系列的操縱裝置可以被安裝在存儲箱上，或圓盤傳送帶(或者傳送帶；carousel)上，所述圓盤傳送帶允許改變設備中的操縱裝置。
在一個形式中，所述設備構造成允許至少一個操縱裝置相對于支架移動到集裝箱上的至少兩個扭鎖安裝位置。
在特別的實施例中，所述支架是大體上矩形的，且適于容納一個較大的集裝箱或兩個較小的集裝箱。
在一個形式中，所述支架由第一和第二獨立的部分形成，且每一個部分布置成容納預定尺寸的集裝箱。
在特定實施例中，所述支架包括緩沖器，所述緩沖器操作用于減小在支架上的沖擊載荷，所述沖擊載荷在將集裝箱放置到支架上時引起。在支架由支架部分形成的布置中，每一個支架部分包括緩沖器，所述緩沖器操作用于減小在所述支架上的沖擊載荷，所述沖擊載荷在將集裝箱放置到支架上時引起。
在另一實施例中，所述支架進一步包括引導元件，所述引導元件用于將各個集裝箱引導到支架上的位置。典型地，這些實施例可以構造成所述支架進一步包括起重機連接部分，以允許集裝箱被起重機吊起。
在一個形式中，所述設備的各種構件由液壓致動器驅動，且或者在碼頭平臺上在中心受到控制，或者在中心受到起重機操作員控制。在此后面的布置中，所述設備的操作可以由起重機操作員執行，所述起重機操作員掌管將集裝箱吊到船上或從船上吊離。如此，在至少一個特定實施例中所述設備的使用可以大體上減少扭鎖裝卸中的體力投入，并可以大幅提高用于碼頭起重機的周期時間。


方便的是，下文將參照附圖描述實施例。圖和相關描述的細節被理解為不是代替對附圖的詳細描述。
附圖如下圖1是在碼頭上集裝箱操作的四個階段的示意圖；圖2是扭鎖操作設備的透視圖；圖3是圖2中的設備的側視圖；圖4是圖2中的設備的平面圖；圖5是扭鎖操縱裝置的透視圖，所述扭鎖操縱裝置形成扭鎖操作組件中的一個的部分，所述扭鎖操作組件用于圖2中的設備中；圖6是圖5中的裝置的平面圖；圖7是圖5中的裝置的側視圖；圖8是圖5中的裝置的端視圖；圖9是在圖5中的裝置中使用的接合裝置和驅動系統的示意性透視圖；圖10A和10B顯示了圖5(所述視圖為清楚起見被簡化)中的裝置的變型的平面圖和透視圖，所述裝置的變型裝有致動臂，所述致動臂用于致動拉纜或杠桿，所述拉纜或杠桿與中間鎖和甲板鎖類型的扭鎖相連；圖11是圖5中的裝置的又一可選方式的示意性平面圖，所述方式裝有杠桿臂，所述杠桿臂用于致動吊裝口錐類型(hatch cone type)的扭鎖的鎖定裝置；圖12是圖2中的設備的支架的透視圖；圖13是圖12中的支架的平面圖；圖14是圖12中的支架的側視圖；圖15A至15D是使用在圖2中的設備中的扭鎖操作組件中的一個的存儲系統形成部分的透視圖、平面圖、主視圖和側視圖，且圖16E是存儲系統的機架(rack)中的一個的端視圖；圖16是用于圖5中的操縱裝置的變型的支撐板和夾爪的透視圖；
圖17是圖16中的裝置的平面圖，且圖17顯示了在初始位置和旋轉位置的扭鎖；圖18是可調整爪的側視圖，所述可調整爪使用在圖5中的操縱裝置的變型中；圖19是圖18中的裝置的透視圖；和圖20是用于圖5中的操縱裝置的可選的、可調整爪的側視圖。
具體實施例方式
圖1顯示了使用扭鎖操作設備10從船甲板408上卸下集裝箱402的各個階段，所述扭鎖操作設備10從集裝箱402的拐角殼體404移除和放置扭鎖。
在第一和第二階段，碼頭側起重機406從在船甲板408上的集裝箱的垂直堆疊提升(或吊起)頂部集裝箱402。扭鎖400用于將集裝箱402以垂直堆疊的方式鎖定在一起。為了提升頂部集裝箱，將其連接到下面的集裝箱的扭鎖，首先以傳統的方式從下面的集裝箱釋放，并與頂部集裝箱402在一起(remain with)。
在第三階段，起重機406將集裝箱402移動橫過碼頭，直到集裝箱402位于扭鎖操作設備10的上方。集裝箱402然后降低到設備10上，且延伸出各個下面的四個拐角殼體404的扭鎖400通過操縱裝置14(下面將詳細描述)從集裝箱402釋放。一旦被釋放，扭鎖就卸下到各個存儲系統16以便再次使用，且設備10然后準備好接收另一集裝箱。
在第四和最后階段，集裝箱然后被起重機406放置在卡車410的后面或者被跨車拾取，并準備好運輸到想要的地點。根據此系統，此整個操作可以由起重機駕駛室412內的操作員控制。
在圖1中示出的布置中，設備10位于碼頭上。在可選實施例(沒有示出)中，設備可以懸掛在固定到港岸起重機406的平臺上。如此，設備10可以與起重機一致地移動。
也可以理解的是，所述操作也可以反過來完成。正被裝載到船上的集裝箱首先放置在設備10上，在設備10上，在起重機操作員的操作下從存儲系統16接收的扭鎖配合到拐角殼體內。集裝箱然后準備好被提升到船上已被固定到適當的位置。
圖2至5圖示了扭鎖操作設備10。概括地，所述設備具有起重機11，所述起重機11設計成接收集裝箱402；和一系列扭鎖操作組件12。在此情況下，這些組件布置在起重機11的每一個拐角13處。每一個組件12包括三個主要構件操縱裝置14、引導組件15、和存儲系統16。在使用中，操縱裝置相對于集裝箱402的拐角殼體移除和固定扭鎖100，存儲系統存儲扭鎖，同時引導組件在操縱裝置與存儲裝置之間供給扭鎖。
為能夠更好地理解其操作，下面將更加詳細地描述設備10的這些主要構件。
圖5至8顯示了具有設置在其內的扭鎖400的操縱裝置14。裝置14包括外殼體20，所述外殼體20具有基板21；側板22，所述側板從基板向上延伸；和端板23，所述端板23也從基板延伸并使得側板22互連。端板(為清楚起見在圖5至8中沒有示出)中的一個包括孔，以便允許扭鎖與操縱裝置14對齊或不對齊(或者對準或不對準)。
所述裝置也包括內部框架24，所述內部框架24包括支撐扭鎖400的上支撐板25、支撐可旋轉接合裝置27的下支撐板26，所述可旋轉接合裝置27布置成接合并旋轉扭鎖400的下部405以使得扭鎖400從集裝箱402釋放。上支撐板25位于內部框架24的頂部，并包括孔28，所述孔28適于接收扭鎖400的下部405。
內部框架24在接合裝置27的旋轉軸線的方向上可相對于殼體20移動，且裝置14也包括高度調整機構29，所述高度調整機構29允許內部框架24的高度相對于框架20得到調整。在圖示的形式中，高度調整機構29采取四個液壓活塞/汽缸布置30的形式，所述四個液壓活塞/汽缸布置30包括可滑動地容納在汽缸32內的活塞31。這些活塞汽缸組件在基板21與下支撐板26的下表面之間延伸。
在圖示的形式中，上板與下板之間的距離為支柱33之間的固定間隔。應該理解的是，在可選實施例中，下支撐板26可以通過其自身的高度調整布置，獨立于上支撐板25垂直移動。
接合裝置27具有豎直的U形頭34和驅動軸35，所述驅動軸35從頭34的中心向下延伸并通過下支撐板26。驅動軸35連接到驅動系統36，所述驅動系統36可操作地給予頭34以旋轉驅動。驅動系統36安裝到下支撐板26的下表面，且由此驅動系統36和接合裝置27浮在基板21上，并且可通過致動高度調整機構29進行高度調整。驅動系統36將在下面參照圖9更加詳細地描述。
圖9顯示了驅動系統36中的一個，所述驅動系統36中的一個通過驅動軸35連接到接合裝置27中的相應一個上。為便于圖示，接合裝置27位于其內的殼體20和內部框架24沒有示出。
驅動系統36為可操作用于旋轉相應的驅動軸30的活塞/汽缸組件37的形式。每一個活塞/汽缸組件37通過液壓管路38由液壓設備(沒有示出)致動。組件37根據特定扭鎖的需要可以選擇性地旋轉軸35，以便實現與拐角殼體404的接合或脫離。
通過電動編碼器39可以控制角位移，所述電動解碼器39連接到軸并由可編程邏輯控制器(PLC)控制。
通常，不存在用于扭鎖的國際標準，結果形成了扭鎖的不同系統。扭鎖可以分類為三個主要類別甲板鎖、中間鎖和吊裝口錐(hatch cones)。這些不同的扭鎖中的每一個與標準拐角殼體配合，然而在別的方面卻具有不同的外部幾何結構、并設計成旋轉不同的量以從拐角殼體釋放或與拐角殼體接合。這三種類型的扭鎖之間另一個顯著的不同在于它們的主體鑄件的具體布置、特別是主體鑄件的中間區域407相對于它們具有的任何可相對旋轉的軸頸部分的構造。
應該注意的是，甲板鎖和中間鎖裝有拉纜和杠桿以相對于扭鎖400的主體鑄件旋轉下部405。而且，吊裝口錐類型的扭鎖可以裝有在吊裝口錐可以旋轉出拐角殼體404之前必須被推動的杠桿。操縱裝置14可以裝有致動這些拉纜和杠桿的裝置，下面將參照圖10和11更加詳細地描述致動這些拉纜和杠桿的裝置。
甲板鎖裝有兩個可旋轉的軸頸，所述軸頸設置在甲板鎖的主體鑄件的上側和下側。當集裝箱402的拐角殼體404位于各操縱裝置14上時，扭鎖通過接合裝置27的頭34從集裝箱釋放，所述接合裝置27的頭34旋轉上軸頸一體地連接到其上的下軸頸。此移除操作可以不論集裝箱的一部分重量是否在主體鑄件的中間區域407上而實現。即，主體鑄件的中間區域407可以位于上支撐板25，同時扭鎖被解鎖。
相反，中間鎖可以只具有一個可旋轉軸頸，所述軸頸設置在主體鑄件的上側。當集裝箱402的拐角殼體404位于操縱裝置14上時，為了旋轉上軸頸，必須旋轉整個主體鑄件，但是在集裝箱的一部分重量將中間區域407向下擠壓到上支撐板25上的情況下，這不可以通過接合裝置27的頭34實現。因此，為了從集裝箱402釋放中間鎖，上支撐板25必須被高度調整布置29降低到這樣的高度，即中間區域407不再以摩擦接合保持在拐角殼體404與上支撐板25之間。
與甲板鎖和中間鎖不同，吊裝口錐只用于將集裝箱相對于彼此安裝在船的船體內。吊裝口錐可以包括需要被致動的鎖定杠桿。一些類型的吊裝口錐，像中間鎖一樣，只有當懸吊在上支撐板25上面時才可以被接合裝置的頭29釋放。具有上軸頸和下軸頸的吊裝口錐以與甲板鎖相同的方式被釋放。
因此，在使用中，為了從集裝箱的拐角殼體移除扭鎖，扭鎖位于操縱裝置上面，所述操縱裝置具有被選擇的、適于該類型的扭鎖的支撐板25和接合裝置27。扭鎖容納在操縱裝置內，且下部405在支撐板下面延伸，從而扭鎖可以被接合裝置接合。操縱裝置14的內部框架24的高度被設定成扭鎖的中間區域407或者靠在支撐板25上或者設置成稍微在支撐板25上面。接合裝置然后旋轉下部405以便釋放扭鎖，所述扭鎖然后位于支撐板上以準備好被引導組件15卸下，下面將描述所述引導組件15。
因此，為了允許扭鎖與接合裝置接觸并調節使扭鎖得以釋放所需要的范圍，支撐板25內的孔28會需要非常復雜的形狀，而在例如圖5至8圖示的布置的其他布置中，可以僅僅包括狹槽。
圖16和17顯示了適于與甲板所一起使用的、具有更加復雜形狀的支撐板25。當位于支撐板25上時，扭鎖400的下部405突出穿過凹部28。如圖17中所示，凹部28構造成允許扭鎖400在框架24內旋轉。上支撐板25允許框架24支撐扭鎖，同時扭鎖的下部405被旋轉。
在圖17中示出的方案中，扭鎖可在第一位置P1與第二位置P2之間移動。在第一位置P1，扭鎖400鎖定到集裝箱402的拐角殼體404，同時在第二位置P2，扭鎖400將與拐角殼體404自由地脫離。在圖示的方案中，在第一與第二位置之間扭鎖旋轉45度。上支撐板25內的凹部41形狀特別形成為使得扭鎖可以旋轉需要的量。上支撐板25進一步布置成當扭鎖在鎖定位置時扭鎖可被移除，但是當扭鎖在釋放位置時扭鎖保持被捕獲在框架內。其他扭鎖旋轉不同的量，并因此上支撐板25可以不同地構造成調節運動的對應范圍。
如上所述，中間鎖通常裝有第二鎖定裝置，所述第二鎖定裝置通常為拉纜(pull-cable)或杠桿的形式，所述拉纜或杠桿必須被致動以允許軸頸扭轉。
在這點上，圖10示意性地描述了操縱裝置14(且為了清楚起見大部分沒有示出)，所述操縱裝置14包括杠桿致動裝置42。此特別的操縱裝置適于與甲板鎖和中間鎖一起使用。第二杠桿致動裝置包括液壓活塞/汽缸布置43，所述液壓活塞/汽缸布置43安裝在固定到裝置14的構架44上。由主要設備動力裝置驅動的液壓活塞/汽缸布置構造成伸長和縮回杠桿接合軸45、以便分別拉/推拉纜或杠桿。這使得與中間鎖或甲板鎖相關聯的軸頸被接合裝置27的頭34旋轉，以便從集裝箱402釋放扭鎖。
現在參照圖11，圖中示出了上支撐板25的簡化的方案，所述上支撐板25包括杠桿致動裝置46，所述杠桿致動裝置46安裝在上支撐板25的一側。此特別的操縱裝置適于與吊裝口錐類型的扭鎖一起使用。在此情況下，致動裝置46采取可被旋轉地安裝的臂47的形式，所述臂47可以如所示地旋轉通過90度。臂被彈簧加載到臂的端部48延伸到支撐板凹部21內的位置，從而當吊裝口錐類型的扭鎖移動到支撐板25上時，臂47致動杠桿致動裝置46，從而吊裝口錐可以在相應的拐角殼體404內旋轉，并從集裝箱402移出。
如圖2至4清晰圖示的，每一個組件12包括引導組件15，以便也允許扭鎖被供給到上支撐板25，或從上支撐板25卸下到存儲系統16。引導組件15包括軌道(track)48，所述軌道48由兩條導軌49(圖5至8中示出)形成，并可操作用于將扭鎖引導到上支撐板25上和從上支撐板25上引導下來。扭鎖400通過輸送機構沿著導軌49移動，所述輸送機構包括第一和第二推桿(圖5中示出的50和圖3中示出的51)。第二推桿51形成在存儲系統16上，以便為扭鎖提供沿著導軌49在與由第一推桿50提供的方向相反的方向上平移。
盡管操縱裝置14作為獨立單元使用或與引導組件15和存儲系統16一起使用，但是在圖示的形式中，操縱裝置14被設計成被合并(或結合)為扭鎖操作設備10的一部分并被固定到支架11到，這被清楚地圖示在圖12和14中。
圖12顯示了支架11，所述支架11典型地由鋼部件制成，并包括基部52和傾斜的引導部件53，所述傾斜的引導部件53布置成當集裝箱402被下降到設備10上時，典型地通過港岸起重機406(圖1)將集裝箱402引導到適當的位置。所述支架11在多個腿54上被支撐在地面之上。
設備10可以構造成橫向且彼此相鄰地接收兩個較小的集裝箱。在此情況下，在起重機11的側面的中間區域54出設置了另外四個操縱裝置2，另外，如圖2中所示操作組件設置在起重機的拐角13中的每一個處。并且，引導部件53可調整地接收多個集裝箱。
支架進一步包括緩沖器(沒有示出)以當集裝箱放置在支架上時減小沖擊載荷。緩沖器可以采取在支架的各個腿54內的多個彈簧/緩沖布置的形式。在一個變型中，支架由兩個支架部分形成，且每一個部分由它自己的腿支撐，且每一條腿具有單獨的彈簧/緩沖布置。有利地，如果兩個集裝箱位于支架上且起重機406將集裝箱搬運到垂直交錯的位置，那么當兩個集裝箱到達相應的支架部分時，兩個支架部分將為每一個集裝箱提供基座。如果支架為一個一體的構架，且下降到其上的集裝箱豎直交錯，整個構架將傾斜，這導致潛在的危險情形。
設備的存儲系統15每一個設計用于保持多個扭鎖。圖15中圖示的系統15形成每一個組件12的一部分并與所述組件的操縱裝置14相聯系，從而可以將扭鎖從存儲位置供給到裝置14的支撐板25上，或可選地當扭鎖從裝置14卸下時容納扭鎖。
存儲系統15每一個包括多個機架56，所述多個機架56形狀形成為容納扭鎖。每一個機架56包括上導軌57和下導軌58，所述上導軌57和下導軌58如圖15E中清楚所見的被充分間隔開，以便將扭鎖容納在其間。機架56橫向安裝在環狀輸送器59上，所述輸送器59可以在電動機60的操作下旋轉以便輸送選定的機架56，所述選定的機架49臨近與所述存儲系統16相關的引導組件15的導軌49。當在適當位置時，機架的下導軌58與操縱裝置的導軌49對準(或者對齊)，從而扭鎖在推桿50或51中的任一個的作用下，可以在機架之間自由移動并移動到引導組件的導軌58上。每一個機架54也可以布置成從系統可移除，以便形成可移除的存儲箱(storage magazine)。
存儲系統16中的每一個設計有適當的近程傳感器，從而當與操縱裝置導軌對齊的機架56或者裝滿或者空著時，輸送器59可以旋轉。如此，系統可以指示下一個可以用的機架，從而允許存儲系統自動利用系統中的所有機架。
通過第一和第二液壓致動推桿50、51，扭鎖可以沿機架和導軌移動。如圖15A中清晰所見的，第二推桿51安裝在子框架上，所述子框架在存儲系統的上面延伸，從而可以使用(或可以接近)使用中的機架內的所有扭鎖。
在圖示的形式中，存儲系統15設置在設備支架11的外部，但是應該理解的是，存儲系統15也可以位于支架的界限內，從而使得所述設備更加緊湊。
在另一可選布置中，可以設想設置一個中心的存儲設施，且輸送機構被設置在所述/每一個操縱裝置與中心的存儲設施之間，以便在兩者之間輸送扭鎖。
在使用中，設備10允許遙控扭鎖。所述設備僅僅需要記錄(register)在PLC中使用的扭鎖的類型。當適當的操縱裝置14(或可替換的組成部分，例如支撐板25或接合裝置27)插入設備10內時，通過掃描系統或通過手動輸入，這可以自動完成。一旦扭鎖的類型被記錄，設備10就可以通過液壓裝置50得到控制，所述液壓裝置50致動驅動系統36和推桿50、51。這可以在任何方便的地點例如在起重機駕駛室內完成，或可以通過位于設備附近的液壓控制器完成。
所述設備10的設計的眾多優點中的一個是其可以與扭鎖接合并操作各種扭鎖，包括吊裝口錐、半自動扭鎖和中間扭鎖。這可以通過可互換扭鎖的具體操縱裝置14完成。這些裝置14都具有相同的外部幾何結構，所述相同的外部幾何結構允許這些裝置14配合到扭鎖操作設備10中的分配空間內。當市場上出現新類型的扭鎖時，可以研制新裝置14。可選地，僅僅接合裝置27和支撐板25是可互換的，以便適合各種扭鎖。
設備10可以設計成，操縱裝置、接合裝置27和/或上支撐板225可手動互換。可選地，通過使用分度系統(indexing system)此過程可以是自動的，在所述分度系統中，操縱裝置、接合裝置或支撐板安裝在存儲箱內或圓盤傳送帶上，其中，它們可移動成與所述設備接合或與所述設備脫離。典型地，此過程可以由操作者通過PLC控制。
在可選布置中，可以使用通用操縱裝置，所述通用操縱裝置可以迎合(或適應)不同的扭鎖幾何結構，和不同的旋轉量。在此布置的一種形式中，接合裝置裝有可調節的卡盤，而不是固定尺寸的裝置，以便迎合不同的扭鎖尺寸。并且，當扭鎖的類型用PLC記錄時，此卡盤在PLC的控制下可被操作以進行調整。
圖18至20圖示了接合裝置27的進一步的可選方案。在這兩個形式中，接合裝置可被調整，從而可以迎合一系列的扭鎖400。
如圖18和19中示出的接合裝置60包括多個柱狀物和元件62，所述元件62可以在伸長的位置與縮回的位置之間移動。柱狀物62中的每一個被彈簧加載從而被偏壓向它們的伸長位置。通過將柱狀物的一部分移入它們的縮回位置，凹部64形成，所述凹部64被操作用于容納扭鎖。利用此布置，僅僅通過將扭鎖壓緊到柱狀物62的端部66就可以縮回柱狀物62。
在圖20中示出的實施例中，接合裝置68包括基部部件70和一對相對的側部件72。基部部件和側部件都在長度上可調整，從而允許調整凹部74的深度和寬度。
因此，所述設計允許扭鎖操作集裝箱的自動化，所述集裝箱可以從運送集裝箱加載或者卸載。與在碼頭上手動操作扭鎖的現有實踐相比，所述設備減小了循環時間。通過在不需要碼頭前沿工人的干涉的情況下擺放集裝箱，所述設備可以高效操作，從而不僅提高了碼頭上的效率而且提供了更加安全的工作環境。
在后面的權利要求中，以及在前面對本發明的描述中，除了上下文需要，否則由于明確的語言或必要的暗示，單詞“包括”在廣泛意義上使用，即，詳細說明所述特征的存在，但是不排除存在或添加在本發明的各種實施例中的另外特征。
本領域普通技術人員將理解的是，在不偏離被概括描述的本發明的精神和保護范圍的情況下，可以對在具體實施例中示出的本發明做出很多變型和/或修改。因此，本實施例在各個方面都被認為是說明性的而不是限制性的。例如，所述系統可以包括電動或氣動致動器，而不是液壓致動器。在另一變型中，整個系統可以作為車輛的一部分被移動或被車輛運送，所述車輛例如沿碼頭處的軌道運行的大卡車或車輛。除了描述的那些傳感器裝置，還可以使用本領域普通技術人員所知的傳感器裝置，以及適于相關目的的傳感器裝置。
權利要求
1.一種操縱裝置，所述操縱裝置用于將扭鎖固定到運送集裝箱上或者將扭鎖從運送集裝箱釋放，或者兩者兼而有之，所述裝置包括接合裝置，所述接合裝置操作用于與扭鎖的至少一部分接合并旋轉所述扭鎖的至少一部分，從而將扭鎖固定到運送集裝箱或從運送集裝箱上釋放扭鎖。
2.根據權利要求1所述的操縱裝置，進一步包括支撐部件，所述支撐部件設置在接合裝置上面，所述支撐部件布置成接收和支撐扭鎖的中間區域，同時允許被支撐的扭鎖的下部在部件下面突出以便與接合裝置可接合。
3.根據權利要求2所述的操縱裝置，其中所述支撐部件為板的形式，所述板裝有至少一個孔，所述至少一個孔允許被支撐的扭鎖的下部在板的下面突出。
4.根據權利要求2或3所述的操縱裝置，其中所述接合裝置或所述支撐部件中的至少一個在接合裝置的旋轉軸線的方向上可移動。
5.根據權利要求4所述的操縱裝置，其中所述接合裝置與所述支撐部件都在接合裝置的旋轉軸線的方向上能夠移動。
6.根據權利要求4或5所述的操縱裝置，其中所述接合裝置相對于支撐部件在接合裝置的旋轉軸線的方向上可移動。
7.根據權利要求4-6中的任一所述的操縱裝置，進一步包括框架，所述框架裝有接合裝置和支撐部件，其中在使用時，所述框架在接合裝置的旋轉軸線的方向上可移動。
8.根據權利要求7所述的操縱裝置，進一步包括殼體，其中內部框架設置在殼體內，且相對于殼體、在與接合裝置的旋轉軸線的方向上可移動。
9.根據權利要求8所述的操縱裝置，進一步包括高度調整組件，所述高度調整組件操作用于相對于殼體、在接合裝置的旋轉軸線的方向上移動內部框架。
10.根據權利要求9所述的操縱裝置，其中所述高度調整裝置為一個或更多液壓活塞汽缸組件。
11.根據權利要求2至10中任一項所述的操縱裝置，其中所述支撐部件能夠與至少一個不同形狀的其他支撐部件互換，以便適應不同類型的扭鎖。
12.根據前述任一權利要求所述的操縱裝置，其中所述接合裝置能夠與至少一個不同形狀的其他接合部件互換，以便適應不同類型的扭鎖。
13.根據權利要求1至11中任一項所述的操縱裝置，其中所述接合裝置能夠重新構造成容納不同類型的扭鎖。
14.根據權利要求13所述的操縱裝置，其中所述接合裝置包括多個元件，所述多個元件能夠在收縮位置與伸長位置之間移動，且其中操作用于接收扭鎖的凹部形成在元件的縮回的選定區域上。
15.根據權利要求14所述的操縱裝置，其中所述接合裝置包括基部板和側板，其中基部板或側板中的至少一個能夠伸長以改變用于接收扭鎖的凹部的尺寸或者形狀。
16.根據權利要求1至13中任一項所述的操縱裝置，其中所述接合裝置為爪的形式，所述爪能夠操作用于夾持設置在操縱裝置中的扭鎖。
17.根據前述任一權利要求所述的操縱裝置，進一步包括致動器，所述致動器操作用于釋放設置在扭鎖上的鎖定機構。
18.一種扭鎖操作組件，包括根據前面權利要求中任一項所述的操縱裝置，和引導組件，所述引導組件用于引導扭鎖與操縱裝置接合或與操縱裝置脫離接合。
19.根據權利要求18所述的扭鎖操作組件，其中所述引導組件包括軌道，扭鎖能夠沿著所述軌道移動同時被穩定地支撐。
20.根據權利要求19所述的扭鎖操作組件，其中所述引導組件進一步包括輸送機構，所述輸送機構用于沿著軌道移動扭鎖。
21.根據權利要求18至20中任一項所述的扭鎖操作組件，進一步包括存儲裝置，所述存儲裝置用于存儲從操縱裝置卸下的扭鎖，或用于從存儲裝置獲得被存儲的扭鎖以便供給到操縱裝置，其中扭鎖通過引導組件在操縱裝置與存儲裝置之間移動。
22.根據權利要求21所述的扭鎖操作組件，其中所述存儲裝置包括至少一個機架以便容納多個扭鎖。
23.根據權利要求22所述的扭鎖操作組件，其中所述存儲裝置包括多個機架，所述多個機架安裝在輸送器上，所述輸送器操作用于將機架移動成與引導組件對準或不對準。
24.根據權利要求22或23所述的扭鎖操作組件，其中所述或每一個機架為可移除的存儲箱的形式。
25.根據權利要求18至24中任一項所述的扭鎖操作組件，進一步包括驅動布置，所述驅動布置操作用于旋轉接合裝置。
26.一種設備，用于將扭鎖固定到運送集裝箱上或將扭鎖從所述運送集裝箱釋放，或者兩者兼而有之，所述設備包括支架，所述支架適于容納至少一個運送集裝箱和至少一個操縱裝置，所述至少一個操縱裝置操作用于將扭鎖固定到運送集裝箱上或從運送集裝箱上釋放扭鎖，所述操縱裝置能夠與在運送集裝箱上的至少一個扭鎖安裝位置對準。
27.根據權利要求26所述的設備，其中所述操縱裝置是根據權利要求1至17中任一項所述的操縱裝置。
28.根據權利要求26或27所述的設備，進一步包括多個操縱裝置，所述多個操縱裝置安裝到支架上。
29.根據權利要求26至28中任一項所述的設備，進一步包括根據權利要求18至25中任一項所述的一個或更多扭鎖操作組件，所述或每一個扭鎖組件裝有所述操縱裝置。
30.根據權利要求26至29中任一項所述的設備，其中所述至少一個操縱裝置能夠從所述設備移除，從而使得能夠使用至少一個其他所述操縱裝置替換所述裝置，以便適應不同類型的扭鎖。
31.根據權利要求26至30中任一項所述的設備，其中所述設備構造成允許至少一個操縱裝置相對于支架移動到運送集裝箱上的至少兩個扭鎖安裝位置。
32.根據權利要求26至31中任一項所述的設備，其中所述支架是大體上矩形的，且適于容納一個較大的集裝箱或兩個較小的集裝箱，且所述兩個較小的集裝箱中的每一個的一個端部彼此相鄰。
33.根據權利要求32所述的設備，其中所述支架由第一和第二獨立的部分形成，且每一個部分布置成容納預定尺寸的集裝箱。
34.根據權利要求32或33所述的設備，其中所述支架包括緩沖器，所述緩沖器操作用于減小在支架上的沖擊載荷，所述沖擊載荷在將集裝箱放置到支架上時引起。
35.根據權利要求33所述的設備，其中每一個支架部分包括緩沖器，所述緩沖器操作用于減小在所述支架上的沖擊載荷，所述沖擊載荷在將集裝箱放置到支架上時引起。
36.根據權利要求26至37中任一項所述的設備，其中所述支架進一步包括引導元件，所述引導元件用于將各個集裝箱引導到支架上的位置。
37.一種扭鎖存儲系統，所述扭鎖存儲系統使用在根據權利要求21至24中任一項所述的扭鎖操作組件中。
全文摘要
一種設備(10)，用于或者將扭鎖(400)固定到運送集裝箱(402)上者將扭鎖從運送集裝箱釋放，或者兩者兼而有之，所述設備包括支架(11)，所述支架適于容納至少一個集裝箱和至少一個操縱裝置(14)，所述至少一個操縱裝置操作用于將扭鎖固定到集裝箱上或從集裝箱上釋放扭鎖，所述操縱裝置包括接合裝置(27)，所述接合裝置操作用于接合扭鎖的至少一部分和并旋轉扭鎖的至少一部分，從而將扭鎖固定到集裝箱內或從集裝箱釋放。所述操縱裝置可以形成扭鎖操作組件(12)的一部分，所述扭鎖操作組件包括用于扭鎖的存儲系統(16)、和引導組件(15)，所述引導組件用于將扭鎖供給成與操縱裝置(14)對準或與操縱裝置(14)不對準。
文檔編號B66C1/10GK101065302SQ200580037112
公開日2007年10月31日 申請日期2005年8月22日 優先權日2004年8月30日
發明者卡麥隆·海 申請人:Nsl工程私人有限公司