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申请/专利权人：上海浦东国际集装箱码头有限公司;上海诚控电子科技有限公司

摘要：本发明涉及一种高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，包括集电杆、集电杆驱动机构、电气系统、无线操控系统、蓄电池，所述集电杆安装在集电杆驱动机构上，所述无线操控系统通过电气系统连接集电杆驱动机构，用于无线操控集电杆驱动机构，实现集电杆遥控拉挂操作。本发明在不改变轮胎吊原有机构电气、机构性能的情况下，通过无线操控终端进行操控，借助数字无线视频CCTV传输技术，全方位、实时监控集电杆状况，通过PLC来控制定制化设计的水平动作机构和垂直动作机构，精确完成集电杆与滑触线的连接或分离。该装置的使用，克服传统的集电杆拉挂方式效率低下、安全性低的弊端，操控便捷，能全天候对集电杆进行拉挂。

主权项：1.一种高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，包括集电杆、集电杆驱动机构、电气系统、无线操控系统、蓄电池，其特征在于：所述集电杆安装在集电杆驱动机构上，所述无线操控系统通过电气系统连接集电杆驱动机构，用于无线操控集电杆驱动机构，实现集电杆遥控拉挂操作；所述集电杆驱动机构由水平动作机构和垂直动作机构组成，所述垂直动作机构安装在水平动作机构上，所述水平动作机构包括直流伺服电机、水平离合器、同步带、导轮轴、内套筒和外套筒，直流伺服电机通过水平离合器连接同步带，同步带驱动连接导轮轴，导轮轴上端部通过外套筒连接垂直动作机构，所述直流伺服电机由所述蓄电池供电；所述垂直动作机构包括液压缸、机座、拉杆、拉簧、压杆、压簧、蓄能器、液压阀、液压泵、液压油箱，其中机座上铰接集电杆，集电杆可绕铰销轴转动，机座与集电杆之间分别通过拉杆和拉簧连接，以及通过压杆和压簧连接，所述液压缸位于所述集电杆的下方，两端分别通过销轴与机座和集电杆可转动连接，所述液压泵由交流电源启动；所述无线操控系统包括远程遥控无线操作终端和无线CCTV系统，所述远程遥控无线操作终端由带信号灯的功能按键和摇杆手柄构成，集摇杆手柄、集电杆总控及分布控制选择按键、通讯模块、终端显示和电源模块切换于一体，实现集电杆总控及分布控制和微调控制，以及显示系统电源控制和两路供电电源切换；所述无线CCTV系统为高清实时监控视频系统，包括视频采集部份、数据压缩处理及无线发射模块、前端高压隔离供电系统、无线接收及数据解压模块、图像处理模块、终端显示器，所述频采集部份为七套工业级数字高清摄像机，其中，四套定焦距工业级数字高清摄像机分别固定在四个集电杆上，一套工业级数字高清摄像机位于集电杆后侧上部，用于滑束线与集电杆全景摄取，一套工业级数字高清摄像机位于集电杆下部，用于提供集电杆进钩状态图像，一套工业级数字高清摄像机位于集电杆遥控拉挂装置左侧电控箱上部，用于监控液压缸的工作状态，为集电杆驱动机构分离提供视频依据；所述工业级数字高清摄像机连接数据压缩处理及无线发射模块，无线发射模块通过无线方式连接无线接收及数据解压模块、无线接收及数据解压模块通过图像处理模块连接终端显示器。

全文数据：高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置技术领域[0001]本发明涉及一种集装箱码头的轮胎吊，尤其是一种轮胎吊的高架滑触线的拉挂装置。背景技术[0002]目前，为响应国家节能减排的要求，许多集装箱码头公司轮胎吊采用了高架滑触线的“油改电”形式。当作业中需要轮胎吊转场时，生产调度部门需要通知专人登机;或要求轮胎吊司机离开驾驶室登上小车平台对集电杆进行拉挂操作，效率比较低下。目前，还规定阴雨、雷电天气时不允许进行人工集电杆的拉挂操作，防止触电、雷击意外发生。因此对设备存在一定的安全隐患，且登高具有一定的危险性。[0003]此外，轮胎吊自动化改造是大势所趋，对于高架油改电轮胎吊的安排和调度也需要对集电杆的拉挂有较好的解决方案。发明内容[0004]本发明是要提供一种高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，该装置能克服传统的集电杆拉挂方式效率低下、安全性低的弊端，操控便捷，能全天候对集电杆进行拉挂。[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，包括集电杆、集电杆驱动机构、电气系统、无线操控系统、蓄电池，所述集电杆安装在集电杆驱动机构上，所述无线操控系统通过电气系统连接集电杆驱动机构，用于无线操控集电杆驱动机构，实现集电杆遥控拉挂操作。[0006]所述集电杆驱动机构由水平动作机构和垂直动作机构组成，所述垂直动作机构安装在水平动作机构上。[0007]所述无线操控系统包括远程遥控无线操作终端和无线CCTV系统，所述远程遥控无线操作终端由带信号灯的功能按键和摇杆手柄构成，集摇杆手柄、集电杆总控及分布控制选择按键、通讯模块、终端显示和电源模块切换于一体，实现集电杆总控及分布控制和微调控制，以及显示系统电源控制和两路供电电源切换;所述无线CCTV系统为高清实时监控视频系统，包括视频采集部份、数据压缩处理及无线发射模块、前端高压隔离供电系统、无线接收及数据解压模块、图象处理模块、终端显示器，所述频采集部份为七套工业级数字高清摄像机，其中，四套定焦距工业级数字高清摄象机分别固定在四个集电杆上，一套工业级数字高清摄象机位于集电杆后侧上部，用于滑束线与集电杆全景摄取，一套工业级数字高清摄象机位于集电杆下部，用于提供集电杆进钩状态图像，一套工业级数字高清摄象机位于集电杆遥控拉挂装置左侧电控箱上部，用于监控液压缸的工作状态，为集电杆驱动机构分离提供视频依据;所述工业级数字高清摄像机连接数据压缩处理及无线发射模块，无线发射模块通过无线方式连接无线接收及数据解压模块、无线接收及数据解压模块通过图象处理模块连接终端显示器。[0008]所述电气系统由触摸屏、PLC控制器、远程数据控制单元、水平动作控制器、垂直动作控制器组成，所述PLC控制器信号输入端连接触摸屏和远程数据控制单元，信号输出端连接水平动作控制器和垂直动作控制器，水平动作控制器连接水平动作机构中的流伺服电机和水平离合器，垂直动作控制器连接垂直动作机构中的液压泵和液压阀。[0009]所述蓄电池为免维护蓄电池，蓄电池连接水平离合器的伺服马达和电气系统。[0010]本发明的有益效果是：[0011]本发明的新型集电杆遥控拉挂装置，能够让司机在司机室内独立操控无线遥控操控终端，可安全、快速、准确地完成集电杆与滑触线的连接或分离以及进出钩等一系列动作。[0012]并且在不改变轮胎吊原有机构电气、机构性能的情况下，该装置通过无线操控终端进行操控，借助数字无线视频CCTV传输技术，全方位、实时监控集电杆状况，通过PLC来控制定制化设计的工作机构水平动作机构和垂直动作机构），精确完成集电杆与滑触线的连接或分离。该装置的使用，克服传统的集电杆拉挂方式效率低下、安全性低的弊端，操控便捷，能全天候对集电杆进行拉挂。附图说明[0013]图1为高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置的整体结构示意图；[0014]图2为水平动作机构示意图；[0015]图3为集电杆在垂直动作机构驱动至向上位置示意图；[0016]图4为集电杆在垂直动作机构驱动至水平位置示意图；[0017]图5为高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置的结构框图；[0018]图6为高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置的操控步骤示意图。具体实施方式[0019]如图1至5所示，一种高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，包括集电杆1、集电杆驱动机构、电气系统4、无线操控系统、蓄电池5等。集电杆1安装在集电杆驱动机构上，无线操控系统通过电气系统4连接集电杆驱动机构，用于无线操控集电杆驱动机构，实现集电杆1遥控拉挂操作。[0020]本拉挂系统装置正常工作时，作业人员在司机室可通过操作无线遥控操控终端，借助数字无线视频CCTV传输技术，全方位、实时监控集电杆状况，依据实际需要通过PLC发出执行信号对系统装置进行高精度控制。通过水平动作机构和垂直动作机构执行，来完成集电杆与滑触线的连接或分离。该系统通过外置蓄电池为控制和执行机构提供电力。[0021]本装置能够通过遥控操作完成集电杆释放、微调等操作联接到滑触线，集电杆快速回收进钩。整个操作过程不受外界环境温度的影响，司机在司机室内独自即可完成。在应急及特殊情况下还可以通过连接在电控箱上的本地线控操控装置近距离操控上述动作。[0022]1无线操控系统包括远程遥控无线操作终端和无线CCTV系统。[0023]1无线遥控操控终端由相关带信号灯的功能按键和摇杆手柄构成，集摇杆手柄、集电杆总控及分布控制选择按键、通讯模块、CCTV和电源模块切换于一体。实现集电杆总控及分布控制和微调控制，能显示系统电源控制和两路供电电源切换等。[0024]在无线终端操控台内，被压缩加密的数据信号通过内部双频段的高频数据收发机进行接收和发送，采用两个独立的高频通道同时发送数据，避免由于单一频率受到干扰引起数据丢失的故障，有效提高传输有效性。接收端收到两路信号后，对接收到的信号进行解压校验并分离出有效数据进行处理。[0025]2无线CCTV系统为高清实时监控视频系统，包括视频采集部份、数据压缩处理及无线发射模块、前端高压隔离供电系统、无线接收及数据解压模块、图象处理模块、终端显示器等。[0026]考虑到轮胎吊布线施工烦琐，采用多通道多路高频无线CCTV，利用高清视频图象信息，实时反馈现成设备的作业信息，为操作人员提供操作依据。[0027]视频采集部份为七套工业级数字高清摄像机10,分别固定在四个集电杆上的是四套定焦距摄象机，位于集电杆后侧上部的摄象机完成滑束线与集电杆全景摄取，位于集电杆下部的摄象机提供集电杆进钩状态图像。位于系统装置左侧电控箱上部的摄象机可清晰监控装置液压缸的工作状态，为机构分离提供视频依据。每视频采集部份包括不锈钢防腐蚀罩、高清摄象机、数据压缩处理器无线发射机，、以及高压隔离供电电源。[0028]⑵集电杆驱动机构由水平动作机构3和垂直动作机2构组成。[0029]1水平动作机构3，如图2所示，主要包括直流伺服电机3-1、水平离合器3-2、同步带3-3、导轮轴3_4、内套筒和外套筒3-5。直流伺服电机3-1通过水平离合器3-2连接同步带3_3,同步带3_3驱动连接导轮轴3-4,导轮轴3_4上端部通过外套筒3-5连接垂直动作机构2。当伺服电机在PLC的控制下做水平方向的旋转时，通过同步带带动导轮轴，导轮轴上端部与外套筒顶部通过螺栓联接，从而实现集电杆在水平方向的转动。内套筒的作用是确保导轮轴不发生摆动。[0030]水平旋转机构实现精确动作的核心是采用了专门定制的直流伺服电机。根据扭矩和转速要求定制的伺服电机，能精确控制转速，并能通过自带编码器实现闭环控制。对于连接水平离合器和导轮轴的同步带，设计了自动涨紧装置，消除气候变化引起的同步带收缩问题，消除了间隙。[0031]水平动作机构外观采用整体机构一体化设计，方便安装及整体更换维修。另外，考虑到防腐问题，采用不锈钢防护设计。[0032]2垂直动作机构2,如图1，3,4所示，主要包括液压缸2-1、机座2-2、拉杆2-3、拉簧2-4、压杆2-5、压簧2-6、蓄能器、液压阀、液压栗、液压油箱6等。机座2-2上铰接集电杆1，集电杆1可绕较销轴转动，机座2-2与集电杆1之间分别通过拉杆2-3和拉簧2-4连接，以及通过压杆2-5和压簧2-6连接。液压缸2-1安装在集电杆1与机座2-2之间，且液压缸2-1两端分别通过销轴与机座2-2和集电杆1可转动连接，液压缸2-1通过液压阀连接液压泵，液压缸与液压泵连接的管路上连接有蓄能器。[0033]在46〇V交流电源启动后，液压泵开始工作，液压油从液压油箱进入蓄能器内储能，为之后的工作做好准备；当操控手柄动作，电气系统根据手柄指令，控制液压阀来调节由蓄能器进入液压缸的液压油油量，从而实现集电杆的拉挂动作。[0034]垂直动作机构实现拉挂速度控制的核心是采用了液压比例阀控制液压缸，通过参数设定，实现速度快慢可变和微调功能，避免拉挂速度过快造成集电杆剧烈抖动。此外，采用了逐级稳压设计，保证蓄能器内压力变动时执行压力稳定。液压缸及外观也经过精心计算力矩，并采用了符合要求的特殊设计形式。[0035]3电气系统4主要由触摸屏、PLC控制器、远程数据控制单元、水平动作控制器、垂直动作控制器、开关、继电器、变压器等组成。PLC控制器信号输入端连接触摸屏和远程数据控制单元，信号输出端连接水平动作控制器和垂直动作控制器，水平动作控制器连接水平动作机构中的流伺服电机和水平离合器，垂直动作控制器连接垂直动作机构中的液压泵和液压阀。[0036]电气系统主要是通过PLC程序实现整个装置的精确控制，包括对集电杆水平和垂直方向的控制;通过远程数据控制单元模块，与驾驶室遥控操作台进行无线信号切换和对接，实现视频数据无线传输;可以通过触摸屏控制动作，也可以进行各种器件液压、电机、比例阀等的参数设置;设置了高压隔离系统，确保设备及系统安全;整个集电杆拉挂装置的系统安全保护。[0037]⑷蓄电池系统采用2只美国CONSENT电池GS12-200AH免维护蓄电池，为驱动水平离合器的伺服马达供应电力，同时为电气系统、其它辅助操控等提供电力;遥控操作端采用12v10AH锂电池作为供电系统，以满足操控所需电力。[0038]如图6所示，本装置的操控步骤。集电杆拉和挂的操控步骤相同。水平方向动作操控时都需要依靠机电联动机构来完成动作，垂直方向动作操控时液压系统的作用有所差另IJ:当下拉集电杆时依靠蓄能器释放液压油进入油缸，克服弹簧弹力做功;而上挂集电杆时是依靠弹簧自身的弹力，液压缸此时作用是防止集电杆上升过快。

权利要求：1.一种高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，包括集电杆、集电杆驱动机构、电气系统、无线操控系统、蓄电池，其特征在于:所述集电杆安装在集电杆驱动机构上，所述无线操控系统通过电气系统连接集电杆驱动机构，用于无线操控集电杆驱动机构，实现集电杆遥控拉挂操作。2.根据权利要求1所述的高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，其特征在于:所述集电杆驱动机构由水平动作机构和垂直动作机构组成，所述垂直动作机构安装在水平动作机构上。3.根据权利要求1所述的高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，其特征在于:所述无线操控系统包括远程遥控无线操作终端和无线CCTV系统，所述远程遥控无线操作终端由带信号灯的功能按键和摇杆手柄构成，集摇杆手柄、集电杆总控及分布控制选择按键、通讯模块、终端显示和电源模块切换于一体，实现集电杆总控及分布控制和微调控制，以及显示系统电源控制和两路供电电源切换;所述无线CCTV系统为高清实时监控视频系统，包括视频采集部份、数据压缩处理及无线发射模块、前端高压隔离供电系统、无线接收及数据解压模块、图象处理模块、终端显示器，所述频采集部份为七套工业级数字高清摄像机，其中，四套定焦距工业级数字高清摄象机分别固定在四个集电杆上，一套工业级数字高清摄象机位于集电杆后侧上部，用于滑束线与集电杆全景摄取，一套工业级数字高清摄象机位于集电杆下部，用于提供集电杆进钩状态图像，一套工业级数字高清摄象机位于集电杆遥控拉挂装置左侧电控箱上部，用于监控液压缸的工作状态，为集电杆驱动机构分离提供视频依据;所述工业级数字高清摄像机连接数据压缩处理及无线发射模块，无线发射模块通过无线方式连接无线接收及数据解压模块、无线接收及数据解压模块通过图象处理模块连接终端显示器。4.根据权利要求1所述的高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，其特征在于:所述电气系统由触摸屏、PLC控制器、远程数据控制单元、水平动作控制器、垂直动作控制器组成，所述PLC控制器信号输入端连接触摸屏和远程数据控制单元，信号输出端连接水平动作控制器和垂直动作控制器，水平动作控制器连接水平动作机构中的流伺服电机和水平离合器，垂直动作控制器连接垂直动作机构中的液压栗和液压阀。5.根据权利要求1所述的高架油改电轮胎吊集电杆遥控拉挂装置，其特征在于:所述蓄电池为免维护蓄电池，蓄电池连接水平离合器的伺服马达和电气系统。

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