Захватное устройство для оборудования для перемещения грузов и кран
Изобретение относится к захватным устройствам для перемещения грузов. Захватное устройство (102, 202) содержит оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния и крепежные средства (106, 206, 306a-306c), которые прикрепляют оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния к захватному устройству упругим образом. Крепежные средства содержат верхнюю деталь и две полые опорные детали, проходящие вниз от верхней детали в вертикальном направлении и имеющие на своих нижних концах упругие детали. Оптическое устройство прикреплено к крепежным средствам посредством указанных упругих деталей. Захватное устройство (102, 202) может быть предусмотрено в кране, таком как стреловой кран, мостовой кран, контейнерный кран или козловой кран. Достигается снижение вибрации и точность постоянного уровня при перемещении контейнера. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к захватному устройству для оборудования для перемещения грузов. В контексте изобретения краном называется устройство, способное поднимать и перемещать грузы, такие как контейнеры, под управлением человека и/или автоматической системы. Конкретным применением изобретения является измерение расстояния до перемещаемого груза или до объектов вокруг перемещаемого груза.
Уровень техники
[0002] Наибольшая деталь международных перевозок грузов осуществляется в контейнерах. Контейнеры являются стандартными по форме транспортными единицами, в которых грузы пакуются на время перевозки. В типовом случае контейнеры имеют три типоразмера длиной 20 футов, 40 футов или 45 футов. Ширина контейнера составляет приблизительно 2,5 метра.
[0003] Перемещение контейнеров производят на контейнерном терминале (в порту или на суше) с помощью специальных контейнерных кранов двух типов - контейнерных перегружателей на рельсовом ходу (краны RMG) и контейнерных перегружателей на пневмоколесном ходу (краны RTG). Специальным типом контейнерного перегружателя на рельсовом ходу в контейнерном порту является кран судно-берег, используемый для подъема разгружаемых контейнеров из судна на причал и, соответственно, для погрузки доставляемых на причал контейнеров на борт судна.
[0004] Для перемещения контейнеров в типовом случае контейнерный кран имеет специальное контейнерное захватное устройство (спредер) для захвата и подъема контейнера. Длина спредера может изменяться в соответствии с длиной перегружаемого контейнера.
[0005] При перемещении контейнеров их обычно устанавливают в штабель один на другой или переносят из одного штабеля в другой. Складирование контейнеров требует высокой точности. В штабелях могут быть установлены несколько, например, пять контейнеров, так что неточность в штабеле может вызвать обрушение штабеля и представляет опасность для персонала и оборудования вокруг штабеля.
[0006] При перемещении контейнеров захватное устройство может подвергаться вибрации и толчкам от различных источников. Обычно вибрация и толчки случаются, например, когда захватное устройство устанавливают на контейнере и оно захватывает контейнер. Вибрация и толчки затрудняют позиционирование контейнера с достаточной точностью. С другой стороны, затухание вибрации может занимать продолжительное время, что задерживает погрузочно-разгрузочные работы с контейнерами и снижает их эффективность. Толчки могут иметь место при ускорении порядка 1000 м/с2, то есть приблизительно 100 G.
[0007] Все шире распространяется автоматизация крановых работ для ускорения перемещения контейнеров. При автоматизированном перемещении контейнеров оператор может следить за перемещением на мониторе в водительской кабине или, например, по удаленной связи из офиса. Оператор не должен наблюдать за перемещением непрерывно, а автоматическая система может давать оператору сигнал, если требуется его внимание. Поскольку оператор не имеет непосредственного визуального контакта с перемещаемым контейнером, точное действие и надежность оборудования, используемого для автоматизированного перемещения, играют важную роль для эффективности перемещения контейнеров. Техническое обслуживание или неполадки автоматического оборудования вызывают простои в работе крана и перерывы в перемещении контейнеров. С точки зрения владельца крана перерывы на обслуживание стоят дорого и вызывают перебои, например, в перемещении контейнеров на крановом терминале.
Сущность изобретения
[0008] Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для осуществления способа, которые позволяют решить или сгладить, по меньшей мере, одну из указанных проблем. Решение поставленной задачи достигается за счет захватного устройства и крана, охарактеризованных в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные примеры выполнения изобретения изложены в зависимых пунктах.
[0009] Согласно аспекту изобретения захватное устройство для оборудования для перемещения грузов содержит оптическое устройство измерения расстояния и крепежные средства, которые прикрепляют оптическое устройство измерения расстояния к захватному устройству упругим образом. Упругое крепление к захватному устройству снижает силы, направленные от захватного устройства к оптическому устройству измерения расстояния, что позволяет предотвращать неполадки оптического устройства. Поскольку оптическое устройство измерения расстояния укреплено на захватном устройстве, оно находится близко к грузу, такому как контейнер, подлежащий перемещению, что позволяет точно выполнять их. Упругое крепление снижает вибрацию оптического устройства измерения расстояния, так что точность по существу постоянного уровня при перемещении контейнера может выдерживаться в течение более длительных периодов несмотря на ударные нагрузки, вызываемые движением многих контейнеров.
[0010] Согласно аспекту изобретения кран, такой как стреловой кран, мостовой кран, контейнерный кран или козловой кран, содержит захватное устройство в соответствии с любым из признаков согласно изобретению. Упругое крепление оптического устройства измерения расстояния позволяет снизить число перерывов на техническое обслуживание крана, что повышает его производительность. Кроме того, кран в соответствии с изобретением обеспечивает преимущества, которыми обладает захватное устройство в соответствии с изобретением при перемещении груза, такого как контейнер.
[0011] Другие преимущества будут ясны из последующего описания.
Краткий перечень чертежей
[0012] Далее изобретение будет пояснено на предпочтительных примерах осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах:
фиг. 1 изображает перемещение груза с помощью захватного устройства с устройством измерения расстояния, прикрепленным к нему в соответствии с примером выполнения;
фиг. 2 изображает деталь захватного устройства, содержащую крепежные средства для крепления к нему оптического устройства измерения расстояния;
фиг. 3a, 3b и 3c изображают крепежные средства для крепления оптического устройства измерения расстояния к захватному устройству;
фиг. 4 изображает в аксонометрии крепление оптического устройства измерения расстояния;
фиг. 5a, 5b изображают виды снизу с точки под креплением оптического устройства измерения расстояния;
фиг. 6 иллюстрирует перемещение груза захватным устройством,
фиг. 7 изображает погодный защитный экран в соответствии с некоторыми примерами выполнения; и
фиг. 8 изображает подвижную планку для регулировки отверстия в погодном защитном экране в соответствии с примером выполнения.
Осуществление изобретения
[0013] В данном описании направления вверх и вниз могут определяться в соответствии с направлением гравитации. Таким образом, направление вниз означает направление действия земной гравитации. При этом направленные вниз поверхности, такие как нижние стороны, обращены к земле или основанию, такому как настил, опирающийся на землю. В свою очередь верхние поверхности, такие как верхние стороны, обращены противоположно направлению гравитации. При перемещении контейнеров захватным устройством их обычно перемещают, по меньшей мере, в вертикальном направлении, при этом их опускают при установке в штабель на землю или сверху на другой контейнер и поднимают, когда контейнер захватывается и поднимается для транспортировки на новое место.
[0014] Ряд вариантов осуществления раскрывает захватное устройство для погрузочно-разгрузочной установки. Захватное устройство оснащено оптическим устройством измерения расстояния и крепежными средствами, которые прикрепляют оптическое устройство измерения расстояния к захватному устройству упругим образом. Благодаря упругому креплению стала возможной автоматизация захватного устройства и/или автоматизация оборудования для перемещения грузов, содержащего захватное устройство, что было невозможно прежде из-за отсутствия квалификации или решимости.
[0015] Благодаря упругому креплению оптическое устройство измерения расстояния может быть прикреплено к захватному устройству несмотря на удары, испытываемые устройством во время погрузочно-разгрузочных операций с грузом, таким как контейнеры, при рабочих циклах. Удары могут иметь место при ускорении порядка 1000 м/с2, то есть приблизительно 100 G. В типовом случае оптические устройства измерения расстояния, такие как лазерные сканеры, имеют ударную прочность от 10 до 15 G. Другими словами, удары, испытываемые захватным устройством по время погрузочно-разгрузочных операций, превышают значения ударной прочности оптических устройств измерения расстояния. Высокие ускорения вызываются, например, раскачиванием захватного устройства на конце длинных тросов, причем это раскачивание может усиливаться движениями погрузочно-разгрузочной установки, например, крана, такими как движения верхних точек крепления подъемных тросов и движения подъемных механизмов во время позиционирования. Позиционирование может осложняться неудобным углом обзора оператора крана относительно расположения и высоты каждого контейнера. Испытания показали, что упругое крепление, показанное в ряде примеров выполнения, позволяет устанавливать на захватном устройстве для постоянного использования датчики, обладающие обычной ударной прочностью.
[0016] Следует отметить, что упруго прикрепленное к захватному устройству оптическое устройство измерения расстояния способно измерять расстояние непрерывно или в выбранное время, например, при перемещении груза. Упругое крепление позволяет предотвращать поломку оптического устройства измерения расстояния. Хотя измерения могут проводиться, например, когда захватное устройство подвергается ударам, и может выполняться корректировка погрешности измерения, вызванной ударом, можно также не проводить измерения во время удара или не учитывать эти измерения. Отсутствие результатов измерения на время удара, которое в типовом случае имеет порядок приблизительно 0,5 секунды, допустимо при погрузочно-разгрузочных операциях.
[0017] Для известных оптических устройств измерения расстояния единственной возможностью является установка устройства на жестко зафиксированной стороне конструкции крана, например, на главной ферме, для защиты оптического устройства от ударов. Во множестве примеров выполнения изобретения показаны решения, в которых оптическое устройство измерения расстояния может быть установлено также на качающемся на тросах захватном устройстве погрузочно-разгрузочной установки, такой как кран, то есть на более низком уровне или на уровне «ниже на одну конструктивную группу». В этом случае оптическое устройство измерения расстояния расположено ближе к грузу, такому как контейнер, который необходимо отслеживать и различать.
[0018] Фиг. 1 изображает перегрузку груза с помощью захватного устройства 102 с оптическим устройством 104 измерения расстояния, прикрепленным к нему в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. Оптическое устройство измерения расстояния, предпочтительно, прикреплено к угловой детали 103 захватного устройства. На фиг. 1 угловые детали 103 захватного устройства показаны как детали, отделенные штриховыми линиями на концевой балке захватного устройства. Типовое захватное устройство содержит две концевые балки, расстояние между которыми может регулироваться для крепления к контейнерам различной длины. Регулировка расстояния между балками может выполняться, например, с помощью телескопической конструкции, известной в данной области. Обычно захватное устройство используется для погрузочно-разгрузочных операций с грузами 152, 154, такими как контейнеры определенных размеров. Захватное устройство этого типа называется спредером. Спредер может быть отрегулирован для захвата контейнеров различных размеров.
[0019] Оптическое устройство измерения расстояния может быть лазерным сканером, передающим лазерные лучи в направлении измерения и измеряющим расстояние до объекта в направлении измерения на основании отражаемых объектом лазерных лучей. Измерение может основываться на измерении времени прохождения передаваемого и отраженного лазерного луча. Направления измерения могут охватывать большое число направлений передачи, которые можно определить как углы передачи лазерных лучей.
[0020] Крепление между грузом и захватным устройством может осуществляться различным образом. Для соединения между спредером и контейнером угловые детали спредера содержат угловые замки, которые выполнены с возможностью закреплять углы контейнера обычным образом и запираются, когда спредер находится над контейнером, причем угловой замок расположен у каждого угла.
[0021] Перемещение груза может содержать ряд операций, включая перенос груза в вертикальном, горизонтальном направлении или вглубь в зоне перемещения груза. Вертикальное и горизонтальное перемещения могут обеспечиваться захватным устройством и краном, на котором оно установлено. Вертикальное перемещение груза обычно обеспечивается захватным устройством путем подъема или опускания груза. Горизонтальное перемещение может выполняться тележкой, как в мостовом кране, в котором тросы захватного устройства прикреплены к тележке, движущейся по мосту. Перемещение вглубь может выполняться движением всего крана в области перемещений груза.
[0022] На фиг. 1 показано захватное устройство, которое захватило контейнер 152, при этом контейнер поднят в воздух тросами 156, прикрепленными к точкам 158 и 159 крепления захватного устройства. Обычно контейнер поднимают, когда его нужно поставить на землю или сверху на другой контейнер 154. Перемещение захватного устройства в горизонтальном направлении и/или вниз осуществляется краном, на котором установлено захватное устройство. Примерами крана такого типа являются стреловой кран, мостовой кран, контейнерный кран или козловой кран, оснащенные захватным устройством.
[0023] Захватное устройство содержит оптическое устройство 104 измерения расстояния и крепежные средства 106, которые закрепляют оптическое устройство 104 измерения расстояния, так что оно перемещается вместе с захватным устройством. Оптическое устройство измерения расстояния может содержать устройство, которое передает оптические сигналы, такие как лазерные лучи, и измеряет расстояния по отраженным оптическим сигналам. Примером оптического устройства является лазерный сканер, который передает лазерные лучи во множестве различных направлений. Направления передачи лазерных лучей определяются углом 160 расходимости, внутри которого могут быть выбраны направления лазерных лучей. В пределах угла расходимости лазерные лучи могут передаваться под различными углами передачи. Расстояние между соседними углами передачи определяет разрешение измерений расстояния в угле расходимости. В типовом случае различные углы передачи лазерных лучей создаются с помощью вращающегося зеркала лазерного сканера, при этом зеркало направляет лазерные лучи под углами передачи в секторе, определяемом углом расходимости. Расстояние между соседними углами передачи может составлять, например, 0,25°. Измерения расстояния во всей области угла расходимости получают посредством вращения зеркала, во время которого зеркало направляет лазерные лучи под всеми углами передачи в пределах угла расходимости. Этот тип измерения расстояния обычно называют лазерным сканированием.
[0024] Согласно раскрытым вариантам осуществления изобретения оптическое устройство измерения расстояния может служить для предоставления данных расстояния для определения расстояния от захватного устройства до подлежащего перемещению контейнера или расстояния до объектов, таких как контейнеры, вокруг подлежащего перемещению контейнера или вокруг захватного устройства. Данные расстояния могут использоваться для привода захватного устройства и крана с захватным устройством в контейнерном терминале или в другой зоне или в размещении, где контейнеры хранятся или через которые они транспортируются. Обработка данных расстояния и последующее управление краном и/или захватным устройством, а также необходимые соединения для передачи данных расстояния и управления краном могут осуществляться средствами, известными специалисту в данной области, и здесь не обсуждаются.
[0025] Согласно одному из вариантов осуществления оптическое устройство измерения расстояния используется для измерения расстояний в пределах обращенного вниз угла расходимости и для измерения расстояний до вертикальной плоскости и до объектов, расположенных вблизи вертикальной плоскости в пределах угла расходимости. Естественно, если вблизи вертикальной плоскости в пределах угла расходимости объекты отсутствуют, расстояние до таких объектов не может быть измерено. На фиг. 1 показана ситуация измерения, в которой угол расходимости оптического устройства измерения расстояния обращен вниз. Оптическое устройство измерения расстояния измеряет расстояние между подлежащим подъему контейнером 152 и другим контейнером 154 под поднимаемым контейнером. Вертикальная плоскость, то есть бок поднимаемого контейнера, расположена в пределах угла расходимости, так что расстояния до вертикальной плоскости могут быть измерены. Для данного решения благоприятно, что оптическое устройство 104 измерения расстояния может быть вынесено как можно дальше в поперечном направлении (влево на чертеже) для обеспечения того, чтобы направления измерения, то есть определяемый углом 160 расходимости конус оптического устройства достаточно охватывал боковую стенку контейнера 152.
[0026] В качестве примера на контейнерной площадке используются следующие размеры: ширина контейнера 8 футов, то есть 2438 мм, зазор между контейнерами - приблизительно 400 мм, ширина проезда между контейнерами - приблизительно 4500 мм. Поскольку зазор между контейнерами ограничен, пространство между контейнерами по длине также ограничено и является мерой того, насколько далеко оптическое устройство измерения расстояния может быть выдвинуто вбок от захватного устройства без упора в соседний контейнер.
[0027] На фиг. 2 показана деталь 202 захватного устройства, содержащая крепежные средства 206 для крепления оптического устройства 204 измерения расстояния к захватному устройству в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как и на фиг. 1, на фиг. 2 захватное устройство и оптическое устройство 204 измерения расстояния показаны на виде спереди, то есть с короткой стороны захватного устройства. Направление горизонтального перемещения груза иллюстрируется линией, образованной верхней деталью 212 крепежных средств и захватного устройства. Направление вертикального перемещения груза иллюстрируется штриховыми линиями, связанными с углами αa1, αа2, αb1, αb2 - На фиг. 3а, 3b и 3с показаны крепежные средства для крепления оптического устройства измерения расстояния к захватному устройству в соответствии с различными примерами выполнения. На фиг. 3a, 3b и 3с оптическое устройство 304 измерения расстояния и крепежные средства 306a-306c и 346a-346d показаны в аксонометрии для иллюстрации опоры на различных сторонах оптического устройства измерения расстояния. Крепежные средства по фиг. 3а, 3b и 3c могут использоваться в примерах выполнения по фиг. 2 и 1.
[0028] Со ссылкой на фиг. 2 и 3а будут раскрыты следующие варианты осуществления. Оптическое устройство измерения расстояния прикреплено к захватному устройству упругим образом с помощью упругих деталей 216а, 216b, 306а-306с, таких как пружины. Поскольку упругие детали демпфируют воздействующие на захватное устройство вибрацию и удары, может предотвращаться нарушение функционирования оптического устройства измерения расстояния, прикрепленного к захватному устройству. Оптическое устройство измерения расстояния может быть чувствительно к вибрации и ударам. В частности, известно, что лазерные сканеры с вращающимся зеркалом легко повреждаются. Следует отметить, что вибрация и удары могут повреждать также оптические измерительные устройства без вращающегося зеркала. Эти повреждения могут проявляться в ослаблении механических креплений, таких как винты или болты и/или в отсоединении электрических соединений. Демпфирование вибрации и ударов позволяет снизить или даже предотвращать нарушение функционирования оптических устройств измерения расстояния, таких как лазерные сканеры.
[0029] Оптическое устройство измерения расстояния прикрепляется к захватному устройству крепежными средствами, которые прикрепляются к концевой балке, такой как угловая деталь 203 захватного устройства. Захватное устройство может содержать два, три, четыре или больше устройств измерения расстояния, прикрепленных каждое к отдельной угловой детали. Устройство измерения расстояния может быть прикреплено также в другом месте на захватном устройстве, а множество устройств измерения расстояния могут быть прикреплены к одной угловой детали. Оптические измерительные устройства могут быть укреплены на своем месте по существу так, как это показано на фиг. 2.
[0030] Оптическое устройство измерения расстояния имеет две боковые стороны, одна из которых расположена ближе к угловой детали захватного устройства в горизонтальном направлении, а другая дальше от угловой детали. Оптическое устройство измерения расстояния упруго прикреплено к крепежным средствам на обеих противоположных сторонах. Это позволяет равномерно демпфировать вибрацию и удары захватного устройства при погрузочно-разгрузочных операциях на обеих сторонах оптического измерительного устройства, и точность измерения расстояния остается как можно более стабильной и постоянной во всей области угла расходимости.
[0031] Согласно одному из вариантов осуществления упругая опора оптического устройства измерения расстояния обеспечивается крепежными средствами, которые содержат верхнюю деталь 212, 312 и, по меньшей мере, две вертикальные опорные детали 214а, 214b, 314а, 314b, 314 с, 314d, которые проходят вниз от верхней детали и имеют на своих нижних концах упругие детали 216а-216b и 306а-306с, при этом оптическое устройство 204 измерения расстояния прикреплено к крепежным средствам 206 с помощью этих упругих деталей. Верхняя деталь может быть, например, горизонтальной, и в этом случае верхняя деталь и опорные детали образуют вместе конструкцию в форме перевернутой буквы U, как это показано, например, на фиг. 2 и За. Поскольку конструкция в форме перевернутой буквы U открыта вниз, то есть в направлении положения контейнера относительно захватного устройства, оптическое устройство позволяет измерять расстояния до перемещаемых контейнеров и до их непосредственного окружения.
[0032] Верхняя деталь 212, 312 упругой опоры, по существу, параллельна основному конструктивному направлению захватного устройства, а боковая сторона упругой опоры параллельна боковой стороне захватного устройства, при этом упругая опора удобна для бокового крепления к торцевой стороне захватного устройства. В альтернативном варианте захватное устройство может быть выполнено немного шире и длиннее, так что возможно крепление к его нижней стороне. В прикрепленном состоянии упругой опоры верхняя деталь упругой опоры или нижняя сторона захватного устройства образует защитное покрытие сверху, то есть «крышу» для оптического устройства измерения расстояния и для упругих устройств, выбранных для его массы. При этом, если производится проверка или ремонт конструкций крана сверху, чувствительные устройства защищены от падающих сверху предметов. Кроме того, конструкция обеспечивает погодный защитный экран, например, для защиты от снега и льда.
[0033] Упругие детали могут содержать, например, пружины, как это показано на фиг. 3а пунктирными линиями внутри коробок. Хотя заключение пружин в коробки не обязательно, это помогает предотвратить их загрязнение, образование наледи и/или коррозию. Примеры пригодных для использования пружин включают в себя: спиральные пружины, работающие на изгиб пружины или сжимаемый материал, такой как резина. Работающие на изгиб пружины могут быть изготовлены из согнутой и/или скрученной проволоки. Резина, предпочтительно, может быть предварительно напряжена на сдвиг в направлении демпфирования вибрации.
[0034] Предпочтительно, опорные детали выступают вниз дальше оптического устройства измерения расстояния, так что вес оптического устройства приходится на упругие устройства, размещенные между оптическим устройством и опорными деталями. Когда оптическое устройство находится в приемной детали 226, опорные детали, предпочтительно, проходят вниз в вертикальном направлении дальше приемной детали, которая вмещает в себя оптическое устройство, так как при этом упругие детали могут быть размещены между приемной деталью и опорными деталями, так что вес оптического устройства измерения расстояния воспринимается упругими деталями. Когда опорные детали расположены ниже корпуса оптического устройства измерения расстояния, его вес, по меньшей мере, частично приходится на упругие детали, так что демпфируются вибрация и удары, передаваемые захватным устройством.
[0035] Согласно одному из вариантов осуществления крепежные средства 206, 306а-306с содержат, по меньшей мере, верхнюю деталь 212, 312 и три, четыре или больше опорных деталей 214а, 214b, 314a-314d, которые проходят вниз в вертикальном направлении и окружают оптическое устройство 204, 304 измерения расстояния в горизонтальном направлении. Предпочтительно, окружающие оптическое устройство измерения расстояния опорные детали разнесены равномерно, так что демпфирование упругими деталями, прикрепленными к опорным деталям, равномерно направлено к оптическому устройству измерения расстояния. Опорные детали могут быть равномерно расположены вокруг оптического устройства также, например, путем расположения опорных деталей в углах оптического устройства. Расстояния между опорными деталями, предпочтительно, выбирают в соответствии с длиной каждой стороны оптического устройства измерения расстояния. Когда опорные детали расположены в углах, демпфирование упругой детали, прикрепленной к каждой опорной детали, распределяется на стороны, образующие угол оптического устройства измерения расстояния.
[0036] Согласно одному из вариантов осуществления упругие детали 216а-216b, 306а-306с расположены под углами αа2, αb2 к вертикали, например, равными 45°. При этом вес оптического устройства измерения расстояния может поддерживаться упругими деталями таким образом, что они демпфируют как вертикальные, так и горизонтальные силы, направленные от захватного устройства во время погрузочно-разгрузочных операций вследствие, например, вибрации или ударов захватного устройства.
[0037] Согласно одному из вариантов осуществления концы опорных деталей содержат установочные детали 218а-218с, 318a-318d, расположенные под отличным от нуля углом αa1, αb1 к вертикали, например, под углом 45°, при этом упругие детали 216а-216b, 306а-306с прикреплены к установочным деталям 218а-218с, 318a-318d между оптическим устройством измерения расстояния и установочными деталями 218а-218с, 318a-318d. Таким образом, упругие детали могут поддерживаться под отличным от нуля углом к вертикали без отдельных регулировочных деталей между установочными деталями и опорными деталями.
[0038] Согласно одному из вариантов осуществления крепежные устройства дополнительно содержат приемную деталь 226, 326, к которой прикреплено оптическое устройство 104, 204, 304 измерения расстояния, при этом приемная деталь 226, 326 содержит проходящие вниз опорные детали 336a, 336c, 336d, на нижних концах которых приемная деталь прикреплена к упругим деталям 216а-216b, 206а-306c. Нижние концы опорных деталей приемной детали могут быть расположены под тем же углом к вертикали, что и установочные детали 318a-318d крепежных средств. Это дает возможность прикреплять упругие детали под желаемым углом между приемной деталью и крепежными средствами без отдельных регулировочных деталей или изменения самих упругих деталей.
[0039] Используемая в различных вариантах осуществления упругая деталь, предпочтительно, имеет основное направление действия, в котором демпфируются воспринимаемые силы. Когда упругая деталь установлена под отличным от нуля углом к вертикали, например, за счет использования установочных деталей в крепежных устройствах оптического устройства измерения расстояния и/или за счет расположения опорных деталей относительно приемной детали оптического устройства измерения расстояния под тем же углом к вертикали, под которым расположены установочные детали 318a-318d крепежных средств, демпфирующая способность упругих деталей может наиболее полно использоваться для демпфирования вибрации и ударов, передаваемых от захватного устройства.
[0040] В различных вариантах осуществления крепежные средства и приемная деталь оптического устройства измерения расстояния могут быть образованы одной деталью или несколькими деталями, которые могут быть соединены посредством сварки, винтов, болтов, заклепок, склеивания и/или использования других известных специалистам способов соединения деталей. Аналогично, вышеуказанные крепежные средства могут использоваться для соединения крепежных средств с захватным устройством.
[0041] Следует заметить, что на фиг. 3а некоторые из опорных деталей 314a-314d, установочных деталей 318a-318d, упругих деталей 306а-306с и опорных деталей 336s, 336с, 33d не видны или видны только частично из-за представления конструкции в аксонометрии. Однако приемная деталь 326 прикреплена к крепежным средствам с помощью четырех одинаковых узлов, каждый из которых расположен в углу приемной детали вокруг оптического устройства измерения расстояния. Каждый из четырех узлов соединяет оптическое устройство измерения расстояния с верхней деталью крепежных средств, а следовательно, и с захватным устройством. Каждый узел содержит соединенные друг с другом опорную деталь, установочную деталь и упругую деталь, а также приемную деталь, прикрепленную к опорной детали. Приемная деталь и оптическое устройство измерения расстояния, предпочтительно, выровнены так, что их углы совпадают, и демпфирование воздействует на углы оптического устройства измерения расстояния.
[0042] На фиг. 3b и 3c показаны крепежные средства для крепления оптического устройства измерения расстояния к захватному устройству, при этом крепежные средства 346a-346d встроены между верхней деталью 312 и приемной деталью 326. В остальном конструкция по фиг. 3b и 3c соответствует конструкции по фиг. 3а. Крепежные средства 346a-346d по фиг. 3b могут быть упругими деталями, описанными выше для варианта осуществления по фиг. 3а. На фиг. 3а и 3b верхняя деталь может быть прикреплена к захватному устройству, и в этом случае прикрепленное к приемной детали оптическое устройство может измерять расстояния в направлении вниз, где обычно находится груз, такой как контейнер, или куда груз, такой как контейнер, обычно перемещается захватным устройством. Другими словами, упругие детали по фиг. 3b между верхней деталью и приемной деталью демпфируют силы, в частности, в направлении движения захватного устройства. Следует отметить, что когда упругие детали размещены между приемной деталью и верхней деталью, можно частично или полностью обойтись без опорных деталей 214а, 214b, 314a-314d, что упрощает конструкцию в отношении изготовления деталей и снижает потребность в изготовлении деталей с непрямоугольными поверхностями. На фиг. 3с показана такая упрощенная конструкция.
[0043] С другой стороны, оптическое устройство измерения расстояния может быть прикреплено с помощью упругих деталей, которые содержат опорные детали 214а, 214b, 314a-314d, поддерживающие упругие детали таким образом, что упругие детали действуют под отличным от нуля углом, например, под углом 45°, по отношению к направлениям перемещения захватного устройства и к упругим деталям 346a-346d между верхней деталью и приемной деталью, как показано на фиг. 3b. Это позволяет улучшить демпфирование оптического устройства измерения расстояния в направлениях перемещения захватного устройства и демпфировать также поперечные силы, действующие на оптическое устройство.
[0044] Основное сжатие или направление упругости упругих деталей 346a-346d вертикально. Если выбирают достаточно длинную вертикальную упругость, получают также достаточную характеристику поперечной упругости. Возможен также вариант расположения упругих деталей во взаимно перекрещивающихся направлениях упругости. Горизонтально упругие детали могут быть размещены в пространстве между верхней деталью 312 и приемной деталью 326 без существенного увеличения основных размеров.
[0045] На фиг. 3c показан пример выполнения, в котором крепежные средства для крепления оптического устройства измерения расстояния содержат упругие детали 346a-346d, расположенные между верхней деталью 312 и приемной деталью 326. Разница по сравнению с решением по фиг. 3a состоит в том, что отсутствуют упругие детали 306a-306c и связанные с ними опорные детали 314a-314d, 318а-318d, 336a-336d, что обеспечивает меньшее по размерам крепление оптического устройства измерения расстояния к захватному устройству. Кроме того могут быть снижены также габариты всей конструкции, и измерительный узел может быть сдвинут дальше от захватного устройства в поперечном направлении. При этом в пределах угла расходимости оптического устройства измерения расстояния получают большее число направлений, удаленных от поверхности груза, такого как контейнер, в ограниченном пространстве у боковой стороны контейнера. Описанное крепление оптического устройства измерения расстояния, которое дает экономию места в поперечном направлении, выгодно на контейнерных площадках с узким зазором между контейнерами, обычно равным 400 мм.
[0046] При использовании упругих деталей между верхней деталью и приемной деталью для крепления оптического устройства измерения расстояния конструкция может быть простой, а в отношении изготовления деталей может быть снижено число деталей с непрямоугольными поверхностями.
[0047] На фиг. 4 показана установка оптического устройства 404 измерения расстояния внутри относительно прочной жесткой стальной конструкции 406. Конструкция может быть концевой балкой захватного устройства или погодного защитного экрана. Оптическое устройство измерения расстояния может быть упруго прикреплено к стальной конструкции с помощью крепежных средств, описанных применительно к фиг. 3 или 2. Крепежные средства могут быть прикреплены к стальной конструкции с помощью известных специалистам способов, например, посредством сварки, винтов, болтов, заклепок или склеивания. Размещение оптического устройства измерения расстояния внутри стальной конструкции дает ряд преимуществ. Устройство эффективно защищено от ударов сверху и с боков. Лазерный луч 410 может быть направлен в желаемый и ограниченный сектор 6, если в конструкции предусмотрено ограничительное окно 408. Ограничительное окно 408 может быть точно вырезано газовой резкой. Если ширину направления лазерного луча необходимо отрегулировать одновременно с установкой устройства, на кромках ограничительного окна могут быть установлены скользящие в плоскости окна ограничительные планки 509, 510, показанные на фиг. 5а и 5b. С помощью скользящих планок может быть отрегулирован размер окна, при этом планки могут быть установлены отдельно на каждой кромке. Дополнительно, поскольку глубина установки лазера может быть выбрана требующимся образом, может быть также отрегулирован центральный угол лазерного пучка. Скользящие планки могут быть установлены снаружи стальной конструкции, как это показано на фиг. 5, однако при желании они могут быть установлены внутри конструкции, что дает преимущество в том, что на планке не может скапливаться вода, снег или лед.
[0048] Далее, как показано на фиг. 4, на практике между оптическим устройством измерения расстояния и внутренней стороной стальной конструкции может быть размещена регулировочная деталь 405 требуемой высоты для регулировки расстояния от оптического устройства до ограничительного окна.
[0049] Стальная конструкция может быть изготовлена из балки полого прямоугольного профиля или другого стального коробчатого корпуса, который например, может использоваться для изготовления захватного устройства. В дополнение к ограничительному окну в торце корпуса может быть предусмотрен проем для установки и технического обслуживания оптического устройства измерения расстояния. После установки и регулировки проем может быть закрыт, чтобы на действие оптического устройства измерения расстояния не влияли погодные и природные явления, такие как вода, лед, снег, пыльца и/или солнечное ультрафиолетовое излучение. На фиг. 4 показано захватное устройство с оптическим устройством измерения расстояния с открытым проемом обслуживания.
[0050] На фиг. 5а и 5b показано на виде снизу ограничительное окно 508 в стальной конструкции 506, оснащенной оптическим устройством 504 измерения расстояния. Конструкция может быть концевой балкой захватного устройства или погодного защитного экрана. Ограничительное окно может быть расположено на небольшом расстоянии от конца конструкции, так что удары сбоку или с конца, предпочтительно, направлены на стальную конструкцию, а не непосредственно на защищаемое устройство. Противоположные кромки ограничительного окна снабжены скользящими планками для регулировки размера окна, как было описано выше со ссылкой на фиг. 4. Оптическое устройство измерения расстояния по фиг. 5а и 5b может быть установлено в стальной конструкции, как это показано на фиг. 4. Ограничительное окно может быть снабжено подвижными планками 509, которые ограничивают угол расходимости оптического устройства измерения расстояния в одном направлении, например, по ширине или по длине, как показано на фиг. 5а. С другой стороны, ограничительное окно может быть снабжено подвижными планками 509, 510, которые ограничивают угол расходимости оптического устройства измерения расстояния во взаимно пересекающихся направлениях, например, в направлении ширины и в направлении длины, как показано на фиг. 5b. На фиг. 5а, 5b подвижные планки снабжены щелями под винты и винтами 511 для крепления планок в желаемом положении для обеспечения желаемого размера окна.
[0051] Подвижные планки по фиг. 5а и 5b позволяют ограничивать направления измерения, то есть конус излучения оптического устройства измерения расстояния. В этом случае угол расходимости оптического устройства измерения расстояния может оставаться таким же, но при расположении подвижных планок снаружи оптического устройства измерения его измерения в отношении перегружаемого груза ограничены до определенной дальности угла расходимости. С другой стороны, подвижные планки могут использоваться для защиты оптического устройства от дождя и/или ударов, в частности, в тех направлениях, в которых подвижные планки не ограничивают конуса.
[0052] Фиг. 6 иллюстрирует перегрузку груза захватным устройством 602 в соответствии с примером выполнения изобретения. Захватное устройство содержит оптические устройства 604a-604f измерения расстояния, прикрепленные к захватному устройству упругим образом, как это было описано в нескольких примерах выполнения. Образованный штриховыми линиями прямоугольник обозначает форму контейнера, с которым захватное устройство должно проводить погрузочно-разгрузочные операции. Направления измерения оптического устройства измерения расстояния настроены в соответствии с формой контейнера, так что могут быть выявлены, в частности, соседние контейнеры. Направления измерения оптических устройств измерения расстояния показаны на чертеже пунктирными линиями, отходящими от устройств.
[0053] Предпочтительно направления измерения, то есть конусы оптических устройств измерения расстояния распространяются в поперечном направлении на большей площади в стороны от контейнера, чем к контейнеру. Это показано посредством угла расходимости на фиг. 1, где направленный к контейнеру угол расходимости образует конус, тангенциально касающийся боковой стенки контейнера.
[0054] Как показано на фиг. 6, по одному оптическому устройству измерения расстояния, предпочтительно, укреплено в каждом углу захватного устройства и по одному на каждом торце. Предпочтительно, оптические устройства содержат погодные защитные экраны, показанные на фиг. 7 и 8. Кабельная проводка 605а-605d оптических устройств может быть проведена от захватного устройства через отверстия, предусмотренные в погодных защитных экранах. Таким образом, общее число оптических устройств измерения расстояния на захватном устройстве равно шести, что позволяет точно измерять расстояния на боковых сторонах и на обоих торцах захватного устройства. С точки зрения использования пространства, направлений измерения и климатической защиты, предпочтительно, предусмотрены отдельные правосторонние и левосторонние погодные защитные экраны, которые позволяют проводить измерения также под защитой на торцах захватного устройства без того, чтобы для них нужно было обеспечивать отдельные защитные экраны. Правосторонние и левосторонние погодные защитные экраны могут быть скомбинированы для образования экранов защиты на концах захватного устройства. Предпочтительно оптическое устройство измерения расстояния защищено от погоды, чтобы, например, дождь не влиял на действие датчика. Погодный защитный экран может также защищать оптическое устройство от прямых ударов.
[0055] На фиг. 7 показан погодный защитный экран согласно некоторым вариантам осуществления. Погодный защитный экран может быть вышеописанной конструкцией, например, изготовленной из стали, в которой установлено оптическое устройство измерения расстояния. Погодный защитный экран показан на виде 702 снизу, на видах 722, 732 с торцов, на виде 712 сбоку и на виде 742 сверху. Предпочтительно погодный защитный экран образует корпус вокруг оптического устройства измерения расстояния. Корпус может иметь форму прямоугольной призмы. Погодный защитный экран может быть укреплен вокруг оптического устройства винтами. Таким образом, погодный защитный экран может быть снят с оптического устройства измерения расстояния путем отвинчивания винтовых соединений и стягивания, например, вниз. На виде 742 сверху показана деталь 709 погодного защитного экрана, которая может быть прикреплена к захватному устройству. Предпочтительно погодный защитный экран изготовлен из листов из нержавеющей или кислотоупорной стали. Погодный защитный экран защищает оптическое устройство измерения расстояния от погодного воздействия, такого как дождь, и от прямых ударов.
[0056] Погодный защитный экран снабжен узким проемом 704 постоянной ширины для направления угла θ расходимости оптического устройства измерения расстояния. Когда оптическое устройство используется для измерения объектов, таких как контейнер, под захватным устройством, оптическое устройство и погодный защитный экран могут быть прикреплены к захватному устройству таким образом, что проем открыт в направлении на 6 часов, а угол расходимости оптического устройства направлен к проему для измерения расстояний до объектов под захватным устройством. Проем, предпочтительно, асимметричен, так что его ширина больше ближе к боковой стороне захватного устройства, чем к нижней стороне захватного устройства, то есть к раме захватного устройства которая обозначена, например, позицией 602 на фиг. 6. При этом оптическое устройство измерения расстояния позволяет измерять больше расстояний сбоку от захватного устройства, то есть в сторону от него, что позволяет получать больше результатов снаружи от груза, такого как контейнер, прикрепленного к захватному устройству. Кроме того, можно направлять оптическое устройство измерения расстояния таким образом, что его угол расходимости направлен на боковую сторону захватного устройства, то есть наружу от захватного устройства и, возможно, прикрепленного к нему контейнера. Таким образом, как направление оптического устройства измерения расстояния, так и конструкция погодного защитного экрана обеспечивают поддержку измерения расстояний от желаемого направления.
[0057] Асимметрия проема в погодном защитном экране показана на виде 712 погодного защитного экрана сбоку, на котором сторона 705 погодного защитного экрана, противоположная видимой стороне, проходит дальше вниз в проеме 704, чем видимая сторона. Угол θ расходимости оптического устройства измерения расстояния направлен так, что доходит до различной высоты на левой и правой сторонах погодного защитного экрана, если смотреть с его торца. При этом установленное на захватном устройстве и находящееся внутри оптическое устройство измерения расстояния может быть направлено для измерения расстояний сбоку, то есть снаружи, от захватного устройства, когда проем погодного защитного экрана шире по направлению к боковой стороне захватного устройства, чем к его нижней стороне. Другими словами, на виде 722 погодного защитного экрана с торца показано, что он прикреплен к захватному устройству, предпочтительно, таким образом, что захватное устройство находится с правой стороны от погодного защитного экрана, а пространство слева больше открыто для измерений. На виде 732 погодного защитного экрана с торца показано, что он прикреплен к захватному устройству предпочтительно таким образом, что захватное устройство находится с левой стороны от погодного защитного экрана. Таким образом, оптическое устройство позволяет лучше измерять расстояния до объектов с боков от захватного устройства, когда угол расходимости направлен к асимметричному проему в погодном защитном экране.
[0058] В соответствии с одним из вариантов осуществления погодный защитный экран содержит отверстия 706 для удлинения упругих крепежных средств оптического устройства измерения расстояния. Упругие крепежные средства показаны на фиг. 3а и 3b. Предпочтительно, отверстия обеспечивают возможность удлинения упругих деталей 306а-306с, прикрепленных к опорным конструкциям 314a-314d вокруг оптического устройства измерения расстояния. Отверстия позволяют упругим деталям растягиваться и выходить наружу за погодный защитный экран. При эксплуатации упругая деталь немного сжимается и растягивается, и это движение не обязательно должно происходить полностью внутри погодного защитного экрана. Благодаря отверстиям удлинение упругих деталей не должно умещаться внутри погодного защитного экрана. Для того, чтобы допускать изменение формы упругой детали в боковую сторону, погодный защитный экран специально снабжен отверстиями в месте изменения формы по направлению к боковой стороне. Это позволяет снизить до минимума габаритные размеры погодного защитного экрана и сдвинуть всю конструкцию ближе к боковой стороне относительно захватного устройства для повышения точности и надежности измерения без риска столкновения погодного защитного экрана с соседним контейнером. Так, сравнение с фиг. 1 показывает, что это позволяет подвинуть оптическое устройство 104 измерения расстояния немного дальше влево. Таким образом, для измерения и выявления расположенного внизу контейнера 154 предпочтительно, чтобы горизонтальное расстояние или база между оптическим устройством 104 измерения расстояния и следующим расположенным справа оптическим устройством 104 измерения расстояния было как можно больше. Это расстояние ограничено шириной захватного устройства или контейнера и свободным пространством между контейнерами, которое, как было указано выше, составляет приблизительно 400 мм на каждой стороне контейнера.
[0059] Расположение отверстий относительно расходимости световых лучей, требуемой для оптического устройства измерения расстояния, может быть выбрано таким, чтобы отверстия не вызвали воздействия погодных условий на оптическое устройство. Предпочтительно, отверстия выполнены такими маленькими, а их расположение таково, что оптическое устройство не подвергается погодному воздействию.
[0060] Проем 704 погодного защитного экрана, через который направлен угол расходимости оптического устройства, является относительно большим и широким проемом, так что он может пересекать почти весь погодный защитный экран, имеющий форму прямоугольной призмы. Погодный защитный экран может быть асимметричным, так что для выполнения измерений его левая и правая длинные боковые стенки открыты на различную высоту, начиная снизу, а угол θ расходимости направлен таким образом, что доходит до различной высоты на левой и правой боковых стенках.
[0061] Погодный защитный экран может быть выполнен левосторонним или правосторонним, и в этом случае углы расходимости оптических устройств измерения расстояния внутри погодных защитных экранов в различных исполнениях направлены в захватном устройстве в различных направлениях относительно продольной оси контейнера, предпочтительно - зеркально. На фиг. 7 показаны виды 722, 732 с торцов, представляющие примеры углов расходимости по отношению друг к другу. Предпочтительно, стенки погодного защитного экрана могут быть изготовлены из тонких стальных листов. Проем для измерений в захватном устройстве на стороне контейнера в асимметричном погодном защитном экране выполнен более узким, чем на стороне, обращенной наружу от контейнера. Более узкий проем может быть образован, например, выполнением более низкого по высоте проема на стороне контейнера, чем на стороне, обращенной наружу от контейнера. При этом обращенная наружу от контейнера сторона открыта больше к боковой стороне контейнера и вверх, чем обращенная к контейнеру сторона. Это направление измерения важно, когда контейнер опускают в пространство между штабелями из контейнеров с двух сторон, как если бы его опускали в глубокую впадину.
[0062] Измерительный проем относительно узок (в направлении продольной оси контейнера), поскольку он достаточен для измерительного пучка лучей. Кромки 710 отогнуты по периметру для образования узкой отогнутой наружу полосы, усиливающей кромки. Это усиление служит также для защиты от совместного воздействия ветра и дождя, например, предотвращая проникновение дождя внутрь при стекании по поверхности погодного защитного экрана. В этом случае поток вызывается совместным действием дождя и ветра, причем направление потока может отклоняться от вертикального.
[0063] На одном конце погодного защитного экрана предусмотрено отверстие 707 для кабельной проводки. Отверстие может быть снабжено уплотнением или обкладкой кромок, чтобы кабели 605a-605d не царапались и не изнашивались кромками отверстия, когда захватное устройство подвергается удару. Дополнительно отверстие 707 снабжено удлиненной щелью, чтобы погодный защитный экран можно было снимать и устанавливать без разрезания или отсоединения кабельной проводки.
[0064] На фиг. 8 показана подвижная планка 802 для регулировки проема в соответствии с примером выполнения. Проем может быть отрегулирован, если нужно отрегулировать ширину узкого проема для лазерного пучка, такого как показан на фиг. 5а и 5b. Как показано на фиг. 8, планка может быть изогнута в форме буквы U, которая открывается кверху, как открытый зажим. Предпочтительно, подвижная планка прикреплена к погодному защитному экрану, как это показано на фиг. 7 на виде 722 с торца.
[0065] На фиг. 8 показан погодный защитный экран, образованный тремя планками 804, 806, 808 с усиливающим отгибом 810, которые окаймляют с трех сторон поверхности призмы и соединены друг с другом на двух углах призмы. Отгиб 810 образует также барьер для протекания. Протекание может быть вызвано, например, дождем или влажностью. Таким образом, планка защищает оптическое устройство измерения расстояния от влияния погоды и ограничивает измерительный проем до достаточно узкой ширины. Две противоположные планки такого типа на двух сторонах от измерительного проема образуют улучшенную защиту от погодного воздействия. Противоположное расположение означает, что две планки расположены рядом друг с другом, так что их отгибы 810 почти касаются друг друга, а измерительный луч отрегулирован таким образом, что проходит между отгибами. Другими словами, отгибы 810 двух планок находятся по обе стороны от измерительного луча и образуют вместе три соседние параллельные плоскости. Дополнительно две противоположные планки позволяют отрегулировать измерительный проем и сделать его более узким, при этом даже через узкий измерительный проем могут быть получены существенные для захватного устройства результаты измерения оптического устройства измерения расстояния. Изогнутая U-образная окаймляющая планка снабжена также удлиненными прорезями 812 для регулировочных винтов, при этом окаймляющая планка может перемещаться в направлении прорезей. При соединении планки в единый U-образный профиль на трех сторонах призмы сужение измерительного проема легко синхронизировать одновременно на всех трех сторонах. Когда измерительный зазор в измерительном проеме отрегулирован до желаемой ширины, поверхность между окаймляющей планкой и погодным защитным экраном может быть уплотнена герметиком. Альтернативно герметик может быть вначале нанесен между погодным защитным экраном и окаймляющими планками, а затем их регулируют, перемещая на место скольжением. Преимущество этого решения состоит в том, что герметик находится под окаймляющей планкой и не подвержен воздействию солнечного ультрафиолетового излучения, что дает также долговременную защиту от потока.
[0066] В соответствии с примером выполнения было установлено, что пятиугольное поперечное сечение погодного защитного экрана имеет свои преимущества. Пятиугольное поперечное сечение означает замену формы, которая обеспечивается прямоугольными формами 702, 704 верхней и нижней сторон по фиг. 7. Пятиугольная форма занимает меньше места, устройства внутри могут быть расположены компактным образом, и узел меньше подвержен столкновению с соседними контейнерами. Дополнительно пятиугольник обеспечивает решение, лучше усиливающее корпус, чем прямоугольная конструкция. Кроме того, испытания неожиданно показали, что лазерный луч в пятиугольном корпусе дает лучшие и более качественные результаты измерений, чем в прямоугольном корпусе. Это было установлено по результатам измерений, хотя лежащая в основе этого причина пока что неизвестна. Пятиугольный погодный защитный экран иллюстрируется позициями 604a-604d на фиг. 6.
[0067] Согласно примеру выполнения угол расходимости оптического устройства измерения расстояния направлен через проем или окно, при этом проем или окно образованы в конструкции захватного устройства или в погодном защитном экране. Проемы и окна показаны, например, на фиг. 5а, 5b и 7. В направлении продольной оси контейнера и захватного устройства ширина проема или окна меньше 35 мм, предпочтительно - меньше 25 мм и наиболее предпочтительно - меньше 15 мм. Ширина и направление определяются измерением, направленным к боковой стороне захватного устройства/контейнера. Естественно, направление на конце захватного устройства/контейнера поворачивается на 90° относительно направления к боковой стороне.
[0068] Выше были описаны некоторые варианты осуществления для обеспечения упругого соединения оптического устройства измерения расстояния с захватным устройством. Следует заметить, что возможно выполнение крепления оптического устройства различными способами, так что упругое движение обеспечивается во всех направлениях, в которых могут происходить подлежащие демпфированию толчки, то есть в направлениях X, Y и Z в прямоугольной системе координат. Кроме того, упругие детали или элементы не обязательно должны быть расположены симметрично друг другу и даже не обязательно под точными углами 45° или 90° друг к другу. Далее, характеристика упругости (такая как жесткость пружины, сжимаемость, демпфирование в зависимости от скорости удара) может быть выбрана различной в различных направлениях.
[0069] Для специалиста в данной области понятно, что с развитием технологии основная изобретательская идея может осуществляться различными путями. Таким образом, изобретение и примеры его осуществления не являются ограничивающими и могут быть подвержены модификациям в пределах объема защиты, определенного пунктами формулы изобретения.
1. Захватное устройство (102, 202) для оборудования для перемещения грузов, отличающееся тем, что данное захватное устройство (102, 202) содержит оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния и крепежные средства (106, 206, 306а-306с), прикрепляющие оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния к захватному устройству упругим образом, при этом указанные крепежные средства (106, 206, 306а-306с) содержат верхнюю деталь (212, 312) и по меньшей мере две опорные детали (214а, 214b, 314a-314d), проходящие вниз от верхней детали в вертикальном направлении и имеющие на своих нижних концах упругие детали (216а-216b, 306а-306с), причем оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния прикреплено к крепежным средствам (106, 206, 306а-306с) посредством указанных упругих деталей (216а-216b, 306а-306с).
2. Захватное устройство (102, 202), такое как контейнерное захватное устройство (102, 202), по п. 1, отличающееся тем, что данное захватное устройство выполнено с возможностью регулирования для захвата грузов, таких как контейнеры, множества различных размеров.
3. Захватное устройство (102, 202) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния содержит по меньшей мере две противоположные друг другу стороны и крепежные средства (106, 206, 306а-306с), прикрепляемые к оптическому устройству (104, 204, 304) измерения расстояния упругим образом на обеих из противоположных сторон.
4. Захватное устройство (102, 202) по п. 1, отличающееся тем, что упругие детали (216а-216b, 306а-306b) расположены под отличным от нуля углом, например под углом 45°, к горизонтали.
5. Захватное устройство (102, 202) по п. 4, отличающееся тем, что концы опорных деталей содержат установочные детали (218a-218b, 318a-318d), которые расположены под отличным от нуля углом, например под углом 45°, к вертикали, при этом упругие детали (216а-216b, 306а-306с) прикреплены к установочным деталям (218a-218b, 318a-318d) между устройством (104, 204, 304) измерения расстояния и установочными деталями (218a-218b, 318a-318d).
6. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что крепежные средства (106, 206, 306а-306с) содержат, по меньшей мере, верхнюю деталь (212, 312) и две, три, четыре или более опорных деталей (214а, 214b, 314a-314d), проходящих вниз от верхней детали в вертикальном направлении и окружающих оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния в горизонтальном направлении.
7. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что крепежные средства (106, 206, 306а-306с) содержат верхнюю деталь (212, 312) и по меньшей мере две опорные детали (214а, 214b, 314a-314d), проходящие вниз от верхней детали в вертикальном направлении и имеющие на свих нижних концах упругие детали (216а-216b, 306а-306с), причем оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния прикреплено к крепежным средствам (106, 206, 306а-306с) посредством упругих деталей (216а-216b, 306а-306с), при этом крепежные средства (106, 206, 306а-306с) дополнительно содержат приемную деталь (226, 326), к которой прикреплено оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния, причем приемная деталь (226, 326) содержит проходящие вниз опорные детали (336а, 336с, 336d), на нижних концах которых приемная деталь (226, 326) прикреплена к упругим деталям (216а-216b, 306а-306с).
8. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что данное захватное устройство (102, 202) является подвижным в вертикальном направлении и в горизонтальном направлении, причем оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния прикреплено к захватному устройству (102, 202) посредством упругих деталей (216а-216b, 306а-306с), окружающих оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния, при этом упругие детали имеют основное рабочее направление, в котором происходит демпфирование воспринимаемых сил, при этом основное рабочее направление каждой упругой детали (216а-216b, 306а-306с) расположено под отличным от нуля углом, например под углом 45°, к указанным направлениям подвижности захватного устройства (102, 202).
9. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что крепежные средства (106, 206, 306а-306с) содержат верхнюю деталь (212, 312) и по меньшей мере две опорные детали (214а, 214b, 314a-314d), проходящие вниз от верхней детали в вертикальном направлении и имеющие на своих нижних концах упругие детали (216а-216b, 306а-306с), причем упругие детали выровнены с углами оптического устройства (104, 204, 304) измерения расстояния или с углами приемной детали (326), вмещающей в себя оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния.
10. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оптическое устройство (104, 204, 304, 404, 504) измерения расстояния размещено внутри конструкции (406, 506), такой как концевая балка, захватного устройства (102, 202) или внутри погодного защитного экрана (702), при этом захватное устройство (102, 202) или погодный защитный экран (702) содержит проем (408, 508, 704) на пути угла (160, 410) расходимости оптического устройства (104, 204, 304, 404, 504), при этом угол расходимости направлен через проем, например, вниз.
11. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оптическое устройство (104, 204, 304, 404, 504) измерения расстояния размещено внутри конструкции (406, 506), такой как концевая балка, захватного устройства (102, 202) или внутри погодного защитного экрана (702), при этом захватное устройство (102, 202) или погодный защитный экран (702) содержит проем (408, 508, 704) на пути угла (160, 410) расходимости оптического устройства (104, 204, 304, 404, 504), при этом угол расходимости направлен через проем, например, вниз, а проем (408, 508, 704) снабжен одной или более подвижными планками (509, 802) для регулировки размера проема.
12. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оптическое устройство (104, 204, 304, 404, 504) измерения расстояния размещено внутри конструкции (406, 506), такой как концевая балка, захватного устройства (102, 202) или внутри погодного защитного экрана (702), при этом захватное устройство (102, 202) или погодный защитный экран (702) содержит проем (408, 508, 704), который больше, например, по высоте, по направлению к боковой стороне захватного устройства, чем к нижней стороне захватного устройства, при этом угол расходимости оптического устройства измерения расстояния направлен в проем.
13. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оптическое устройство измерения расстояния размещено внутри конструкции (406, 506), такой как концевая балка, захватного устройства (102, 202) или внутри погодного защитного экрана (702), при этом конструкция (406, 506) или погодный защитный экран (702) содержит отверстия (706), обеспечивающие возможность удлинения крепежных средств за пределы конструкции (406, 506) или погодного защитного экрана (702).
14. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что крепежные средства (106, 206, 346a-346d) содержат верхнюю деталь (212, 312) для крепления к захватному устройству и приемную деталь (226, 326), к которой прикреплено оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния, и упругие детали (346a-346d), расположенные между верхней деталью и приемной деталью.
15. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния содержит устройство, выполненное с возможностью передавать оптические сигналы, такие как лазерные лучи, и измерять расстояние по отраженным оптическим сигналам.
16. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния прикреплено к захватному устройству (102, 202) упругим образом посредством упругих деталей (216а-216b, 306а-306с), которые содержат одно или большее из следующего: спиральная пружина, работающая на изгиб пружина и деталь из сжимаемого материала, такого как резина.
17. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оптическое устройство (104, 204, 304) измерения расстояния содержит лазерный сканер с селектором, таким как вращающееся зеркало, для выбора направлений передачи лазерных лучей.
18. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что данное захватное устройство (102, 202) содержит одну или более угловых деталей (103, 203), посредством которых оно прикреплено к грузу (152, 154), такому как подлежащий погрузочно-разгрузочным операциям контейнер, при этом крепежные средства (106, 206, 306а-306с) для крепления оптического устройства (104, 204, 304) измерения расстояния расположены на угловых деталях.
19. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оптическое устройство измерения расстояния размещено внутри конструкции (406, 506), такой как концевая балка, захватного устройства (102, 202) или внутри погодного защитного экрана (702), при этом конструкция (406, 506) или погодный защитный экран (702) содержит проем шириной меньше 35 мм, предпочтительно меньше 25 мм и наиболее предпочтительно меньше 15 мм, предназначенный для лазерного луча.
20. Захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оптическое устройство измерения расстояния размещено внутри конструкции (406, 506), такой как концевая балка, захватного устройства (102, 202) или внутри погодного защитного экрана (702), при этом конструкция (406, 506) или погодный защитный экран (702) на виде сверху имеет поперечное сечение в форме пятиугольника.
21. Кран, такой как стреловой кран, мостовой кран, контейнерный кран или козловой кран, отличающийся тем, что содержит захватное устройство (102, 202) по любому из пп. 1-20.
