Sistema y método de alineación de equipos de manipulación de contenedores.

Un sistema para asistir a los conductores de vehículos de Chasis lanzadera y Vehículos lanzadera a posicionar adecuadamente su tipos de vehículo,

que están descargados o cargados con uno o más contenedores debajo de una grúa pórtico que tiene una viga de apoyo del lado de tierra (35) montada sobre un carril del lado de tierra (45) y una viga de apoyo del lado del agua (30) montada sobre un carril del lado del agua (40), teniendo cada viga de apoyo un lado interior orientado hacia el lado interior de la viga de apoyo opuesta y un lado exterior orientado lejos de la viga de apoyo opuesta, siendo la posición aceptable aquella en la cual el centro del lateral del vehículo más cercano a cualquiera de las vigas de apoyo está a una distancia de separación de la línea central de la grúa menor que una distancia conocida predeterminada, representada por una línea trazada desde el centro de la viga de apoyo del lado del agua (30) hasta el centro de la viga de apoyo del lado de tierra (35) y el vehículo está inclinado menos que a una cantidad predeterminada conocida, estando el ángulo, si hubiera, formado ente una línea trazada paralela a cualquiera de las vigas de apoyo y una línea trazada paralela a la línea central longitudinal del vehículo, que comprende:

al menos un primer medio de escáner láser (50) fijado tanto al lado exterior como al lado interior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) para detectar la presencia, posición y orientación de todo vehículo cargado o descargado que ingresa dentro del alcance de dicho primer medio de escáner láser (50);

primeros medios de diana (70) cada uno de los cuales tiene una forma y unas dimensiones conocidas y al menos uno de los cuales está fijado a cada lado de cada vehículo para reflejar emisiones desde dicho al menos un primer medio de escáner láser (50);

al menos un segundo medio de escáner láser (60) fijado tanto al lado exterior como al lado interior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) para detectar la presencia, posición y orientación de todo contenedor cargado sobre un vehículo que ingresa dentro del alcance de dicho segundo medio de escáner láser (60);

teniendo cada segundo medio de diana una forma y unas dimensiones conocidas y al menos uno de los cuales se fija a cada lado de cada contenedor para reflejar emisiones desde dicho al menos un segundo medio de escáner láser (60);

al menos un medio indicador de dirección (75) fijado a cada uno del lado exterior y del interior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) para indicar a los conductores del vehículo si su vehículo está correctamente posicionado o si debe moverse hacia adelante o hacia atrás y si la orientación de su vehículo está inclinada más de una cantidad aceptable predeterminada y debiera ser reposicionado; y

un medio informático conectado a la grúa, a cada uno de dicho al menos un primer medio de escáner láser (50) y dicho al menos un segundo medio de escáner láser (60) y a cada uno de dicho al menos un medio indicador de dirección (75) para recibir datos de escaneo desde dicho primer medio de escáner láser (50) y dicho segundo medio de escáner láser (60) a fin de calcular la posición y la orientación de cualquier vehículo dentro del alcance de dicho primer medio de escáner láser (50) y la posición y la orientación de todo contenedor cargado en un vehículo dentro del alcance de dicho segundo medio de escáner láser (60) y, además, para activar dicho medio indicador de dirección (75).

Sistema y método de alineación de equipos de manipulación de contenedores

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a un aparato y método simplificado para la alineación de equipos de manipulación de contenedores, tal como chasis lanzadera (Bomb Cart) y vehículos lanzadera (Shuttle Carrier) , con grúas para manipulación de contenedores. Más específicamente, el sistema divulgado mejora la eficacia de levantamiento y descarga de contenedores debajo de una grúa de contenedores.

Antecedentes de la invención Se han desarrollado e implementado en la industria varios métodos para la alineación de equipos de manipulación de contenedores con grúas de manipulación.

La patente CN 201 198 441 Y divulga un dispositivo para alinear camiones contenedores usando escáneres láser, un ordenador, medios de indicación en el chasis de la grúa, para guiar al conductor del vehículo a alinear correctamente el vehículo.

Sin embargo, dichos métodos han sido costosos y complejos tanto debido a la cantidad mínima de escáneres laser requeridos para cumplir las funciones requeridas como por la necesidad de un hardware y software de posicionamiento de láser dinámicos. La presente invención aborda ambos de estos problemas reduciendo la cantidad de láseres requeridos y proporcionando láseres que pueden permanecer en orientaciones fijas.

A los fines de la presente divulgación, se aplican las siguientes definiciones:

"Contenedor" se refiere a un contenedor para transporte, definido por la norma ISO, utilizado en transporte internacional. Las longitudes estándar incluyen 6, 096 m, 12, 192 m y 13, 716 m (20, 40 y 45 pies) .

"Grúa de Contenedores" y "Grúa Manipuladora de Contenedores" son términos que se refieren a grúas pórtico utilizadas para mover los contenedores de transporte ISO, p.ej., cuando los contenedores se transfieren desde el buque hasta la orilla en un puerto, o cuando los contenedores se transfieren desde camiones en una terminal de contenedores.

"Chasis lanzadera" se refiere al chasis de un camión (tráiler) diseñado y fabricado a los fines de transferir contenedores de transporte estándar en una terminal de contenedor.

"Vehículos lanzadera" se refiere a grúas pórtico con neumáticos de caucho usadas para mover los contenedores dentro de una terminal de contenedores. Pueden denominarse también "carretillas pórtico", "camiones transbordadores" y "corredores".

"Escáneres láser" se refiere a sensores tipo LIDAR ("radar láser") que proporcionan una serie de mediciones de distancia discreta de ángulo y distancia sobre un perfil de escaneo rotativo continuo. Preferentemente, en la presente solicitud se aplican cuatro escáneres láser tipo SICK LMS.

Sumario de la invención 45 La presente invención se refiere a un sistema y método para asistir a los conductores de vehículos De chasis lanzadera y Vehículos lanzadera a situar sus vehículos, estén cargados o descargados de contenedores, debajo de una grúa pórtico en una posición aceptable para una mayor carga y/o descarga de contenedores. La grúa tiene también una viga de apoyo del lado de tierra montado sobre un riel del lado de tierra y una viga de apoyo del lago 50 del agua montada sobre un riel del agua. Cada viga de apoyo tiene un lado interno orientado hacia el lado interno de la viga de apoyo opuesta y un lado externo orientado lejos de la viga de apoyo opuesta. La posición aceptable es aquella donde el centro de un lado del vehículo más cercano a cualquiera de las vigas de apoyo está a menos de una distancia predeterminada, conocida lejana a la línea central de la grúa representada por una línea trazada desde el centro de una viga de apoyo del lado del agua hasta el centro de la viga de apoyo del lado de tierra y el vehículo 55 está inclinado menos que una cantidad predeterminada, conocida, siendo la inclinación el ángulo, si hubiera, formado entre una línea trazada paralela a cualquiera de las vigas de apoyo y una línea trazada paralela a la línea central longitudinal del vehículo. Al menos un primer escáner láser se fija al lado exterior de la viga de apoyo del lado de tierra, y al menos un primer escáner láser se fija al lado interior de la viga de apoyo del lado de tierra. Al menos una primera diana, cada uno de los cuales poseen una forma y dimensiones conocidas, se fija a cada lado de cada 60 vehículo. Los primeros escáneres láser funcionan para detectar la presencia, posición y orientación de algún vehículo cargado o descargado que ingresa dentro del alcance de dichos escáneres láser como resultado de la reflexión de emisiones por parte de las primeras dianas desde los primeros escáneres láser. Al menos un segundo

escáner láser se fija tanto al lado exterior como al interior de la viga de apoyo del lado de tierra. Al menos una segunda diana, cada una de las cuales tiene una forma y dimensiones conocidas, se fija a cada lado de cada contenedor. Los segundos escáneres láser funcionan para detectar la presencia, posición y orientación de contenedores situados sobre un vehículo que ingresa dentro del alcance de dicho segundo escáner láser. Al menos un indicador de dirección se fija a cada uno del lado exterior y del lado interior de la viga de apoyo del lado de tierra para indicar a los conductores del vehículo si su vehículo está correctamente situados o si es necesario moverlo hacia adelante o hacia atrás, y si la orientación de su vehículo está inclinada más de una cantidad aceptable predeterminada o si debe reposicionarse. Un ordenador se conecta a la grúa así como también a cada primer escáner láser, a cada segundo escáner láser y a cada indicador de dirección. El ordenador recibe datos de escaneo desde los primeros escáneres láser y los segundos escáneres láser a fin de calcular la posición y orientación de cualquier vehículo dentro del alcance de los primeros escáneres láser y la posición y orientación de cualquier contenedor cargado sobre un vehículo dentro del alcance de los segundos escáneres láser y, además, para activar los indicadores de dirección.

Breve descripción de los dibujos Los anteriores y demás objetos, aspectos y ventajas de la invención se entenderán mejor a partir de la siguiente descripción detallada de la invención, con referencia a los dibujos, donde:

La FIG. 1 es una vista en perspectiva de una grúa pórtico.

La FIG. 2 es una vista en planta parcial de un lado de la viga de apoyo del lado de tierra.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva de un Chasis lanzadera.

La FIG. 4 es una vista en perspectiva de un Vehículo lanzadera.

La FIG. 5 es una vista en planta de un dispositivo indicador de posición o dirección.

La FIG. 6 es un diagrama de bloques que muestra las posiciones aproximadas de detención por defecto para varias longitudes de bastidores.

Descripción detallada de la invención Con referencia a la FIG. 1, se presenta una vista en perspectiva parcial de una grúa pórtico en una disposición en dársena. La estructura de la grúa se sitúa sobre una serie de carriles que pueden ocuparse por Chasis lanzadera y Vehículos lanzadera cargados o descargados. La pluma de viga 5 se extiende lejos del chasis del lado del agua de la grúa. Un bastidor 10 cuelga debajo de la pluma 5. El Chasis lanzadera 15 descargado y los Chasis lanzadera 20 y 25 cargados se sitúan sobre el suelo debajo de la grúa. La viga de apoyo del lado del agua 30 y la viga de apoyo del lado de tierra 35 (no visible claramente en esta figura) conectan los elementos de soporte de la grúa verticales a los carriles ocupados por los Chasis lanzadera cargados o descargados. Ambos de estos apoyos se fijan a vigas de estiba debajo de cada soporte vertical que incluye normalmente ruedas unidas a un carril del lado del agua 40 y un carril del lado de tierra 45.

La FIG. 2 presenta una vista en plano de la viga de apoyo del lado de tierra 35 con su lado orientado al Chasis lanzadera 25 cargado. Sobre una viga de apoyo del lado de tierra 35 se montan cuatro escáneres láser 50 y 60, dos orientados hacia el lado de tierra que están visibles en la FIG. 2 y dos orientados hacia el lado del agua que no están visibles en la FIG. 2. Los primeros escáneres 50 están montados sobre lados opuestos de la viga de apoyo del lado de tierra 35, cada uno de los cuales está a la misma altura a aproximadamente un metro por encima del nivel del carril del lado de tierra 45. Los segundos escáneres 60 están también montados sobre lados opuestos de la viga de apoyo del lado de tierra 35 cada uno a la misma altura a aproximadamente tres metros por encima del nivel del carril del lado de tierra 45. Horizontalmente todos los escáneres están situados en el centro aproximado... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para asistir a los conductores de vehículos de Chasis lanzadera y Vehículos lanzadera a posicionar adecuadamente su tipos de vehículo, que están descargados o cargados con uno o más contenedores debajo de una grúa pórtico que tiene una viga de apoyo del lado de tierra (35) montada sobre un carril del lado de tierra (45) y una viga de apoyo del lado del agua (30) montada sobre un carril del lado del agua (40) , teniendo cada viga de apoyo un lado interior orientado hacia el lado interior de la viga de apoyo opuesta y un lado exterior orientado lejos de la viga de apoyo opuesta, siendo la posición aceptable aquella en la cual el centro del lateral del vehículo más cercano a cualquiera de las vigas de apoyo está a una distancia de separación de la línea central de la grúa menor que una distancia conocida predeterminada, representada por una línea trazada desde el centro de la viga de apoyo del lado del agua (30) hasta el centro de la viga de apoyo del lado de tierra (35) y el vehículo está inclinado menos que a una cantidad predeterminada conocida, estando el ángulo, si hubiera, formado ente una línea trazada paralela a cualquiera de las vigas de apoyo y una línea trazada paralela a la línea central longitudinal del vehículo, que comprende:

al menos un primer medio de escáner láser (50) fijado tanto al lado exterior como al lado interior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) para detectar la presencia, posición y orientación de todo vehículo cargado o descargado que ingresa dentro del alcance de dicho primer medio de escáner láser (50) ;

primeros medios de diana (70) cada uno de los cuales tiene una forma y unas dimensiones conocidas y al menos uno de los cuales está fijado a cada lado de cada vehículo para reflejar emisiones desde dicho al menos un primer medio de escáner láser (50) ;

al menos un segundo medio de escáner láser (60) fijado tanto al lado exterior como al lado interior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) para detectar la presencia, posición y orientación de todo contenedor cargado sobre un vehículo que ingresa dentro del alcance de dicho segundo medio de escáner láser (60) ;

teniendo cada segundo medio de diana una forma y unas dimensiones conocidas y al menos uno de los cuales se fija a cada lado de cada contenedor para reflejar emisiones desde dicho al menos un segundo medio de escáner láser (60) ;

al menos un medio indicador de dirección (75) fijado a cada uno del lado exterior y del interior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) para indicar a los conductores del vehículo si su vehículo está correctamente posicionado o si debe moverse hacia adelante o hacia atrás y si la orientación de su vehículo está inclinada más de una cantidad aceptable predeterminada y debiera ser reposicionado; y un medio informático conectado a la grúa, a cada uno de dicho al menos un primer medio de escáner láser (50) y dicho al menos un segundo medio de escáner láser (60) y a cada uno de dicho al menos un medio indicador de dirección (75) para recibir datos de escaneo desde dicho primer medio de escáner láser (50) y dicho segundo medio de escáner láser (60) a fin de calcular la posición y la orientación de cualquier vehículo dentro del alcance de dicho primer medio de escáner láser (50) y la posición y la orientación de todo contenedor cargado en un vehículo dentro del alcance de dicho segundo medio de escáner láser (60) y, además, para activar dicho medio indicador de dirección (75) .

2. El sistema de la reivindicación 1 donde uno de dicho al menos un primer medio de escáner láser (50) está montado en el centro longitudinal aproximado de cada lado de la viga de apoyo del lado de tierra (35) a una altura de aproximadamente un metro por encima del carril del lado de tierra (45) .

3. El sistema de la reivindicación 2 donde dos de dichos primeros medios de diana (70) están fijos a cada lado de cada tipo de vehículo en posiciones que son una distancia horizontal conocida predeterminada, desplazada de ambos extremos de cada tipo de vehículo, y al mismo tiempo a una altura aproximada a la de cada uno de dicho primer medio de escáner láser (50) .

4. El sistema de la reivindicación 1 donde uno de dicho segundo medio de escáner láser (60) está montado en el

centro longitudinal aproximado de cada lado de la viga de apoyo del lado de tierra (35) a una altura aproximadamente a tres metros por encima del carril del lado de tierra (45) .

5. El sistema de la reivindicación 4 donde al menos uno de dicho segundo medio de diana se fija a cada contenedor, cada uno de los cuales está situados en una posición que está a una distancia predeterminada conocida desplazada, desde ambos extremos del contenedor y al mismo tiempo a la misma altura aproximada a la de cada uno de dicho segundo medio de escáner láser (60) .

6. El sistema de la reivindicación 1 donde al menos dos medios indicadores de dirección (75) se montan sobre cada

uno del lado interior y del lado exterior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) cerca de la parte inferior de cada 65 pata de grúa a una altura predeterminada conocida, visible al conductor de cada tipo de vehículo.

7. El sistema de la reivindicación 6 donde además al menos un medio indicador de dirección (75) está montado en el lado interior de la viga de apoyo del lado del agua (30) cerca de la parte inferior de al menos una de las dos patas de la grúa.

8. El sistema de la reivindicación 1 donde cada uno de dicho al menos un primer medio de diana (70) y dicho al menos un segundo medio de diana es de forma triangular y de color blanco.

9. El sistema de la reivindicación 1, donde se colocan escáneres adicionales en el lado interior de la viga de apoyo del lado del agua (30) , situados en relación mutua en forma similar a los escáneres (50, 60) , junto con los dispositivos indicadores de posición (75) , situados como en las vigas de apoyo del lado de tierra (35) .

10. Un método para asistir a los conductores de vehículos de Chasis lanzadera y Vehículos lanzadera a situar correctamente sus tipos de vehículo en uno de los varios carriles localizados en el área de pórtico y en el área de alcance trasero debajo de una grúa pórtico, llegando los vehículos descargados o cargados con uno o más 15 contenedores para seguir cargando o descargando más contenedores debajo de la grúa, teniendo la grúa una línea central de grúa conocida, una viga de apoyo del lado de tierra (35) montada sobre un carril del lado de tierra (45) y una viga de apoyo del lado del agua (30) montada sobre un carril del lado del agua (40) , teniendo cada viga de apoyo un lado interior orientado hacia el lado interior de la viga de apoyo opuesta y un lado exterior orientado al contrario de la viga de apoyo opuesta, estando al menos un primer escáner láser (50) fijado tanto al lado exterior como al lado interior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) aproximadamente en el centro longitudinal de la misma alrededor de un metro por encima del carril del lado de tierra (45) y al menos un segundo escáner láser (60) fijado tanto al lado exterior como al lado interior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) aproximadamente en el centro longitudinal de la misma alrededor de tres metros por encima del carril del lado de tierra (45) , estando fijado al menos un indicador de dirección (75) a cada uno del lado interior y del lado exterior de la viga de apoyo del lado de tierra (35) a una altura visible por el conductor de un Chasis lanzadera o de un Vehículo lanzadera, teniendo cada vehículo fijado a él en una posición conocida sobre el vehículo al menos una primera diana (70) a cada lado del mismo a una altura de aproximadamente un metro por encima del carril del lado de tierra (45) y cada contenedor tiene fijado a él en una posición conocida al menos una segunda diana en cada lado del mismo a una altura de aproximadamente tres metros por encima del carril del lado de tierra (45) , estando asociado un ordenador a la grúa y estando conectado además a cada uno del primer y del segundo escáneres láser (50, 60) y cada dispositivo indicador de dirección (75) , donde la forma y la dimensión de cada diana, la longitud de la grúa bastidor y un ángulo de inclinación máximo aceptable para cada tipo de vehículo y cada contenedor son conocidos, comprendiendo:

activar cada uno del al menos un primer y el al menos un segundo escáner láser (50, 60) ;

seleccionar y manejar un conductor un vehículo de Chasis lanzadera o Vehículo lanzadera dentro de un carril debajo de la grúa;

enviar al ordenador datos de retorno de emisiones desde cada uno del al menos un primer y un segundo escáner láser (50, 60) ;

si no hay datos de retorno de emisiones que detecten una segunda diana, transmitir datos de retorno de emisiones al ordenador hasta que se detecte al menos una diana y luego:

calcular la distancia hasta la primera diana (70) ;

comparar esa distancia con la distancia conocida entre el primer escáner láser (50) y el lado interior de la viga de apoyo del lado del agua (30) ;

determinar el carril en el que se desplaza el vehículo;

seguir calculando la desviación de la posición con respecto a la línea central de la grúa basándose en la posición de cada primera diana (70) en el vehículo en comparación con la línea central de la grúa;

seguir calculando el ángulo de inclinación del vehículo;

si hay datos de retorno de emisiones que detectan una segunda diana desde el al menos un segundo escáner láser (60) , transmitir datos de retorno de emisiones desde cada uno del al menos un primer escáner láser (50) y cada uno del al menos un segundo escáner láser (60) al ordenador y luego calcular la distancia hasta la primera diana (70) ;

comparar dicha distancia con la distancia conocida entre el primer escáner láser (50) y el lado interior de la viga de apoyo del lado del agua (30) ;

determinar el carril en el que se desplaza el vehículo;

determinar la longitud de cada contenedor cargado en el vehículo basándose en el número y la posición de la segunda diana detectada a través de datos de retorno de emisiones;

determinar además el número de contenedores cargados en el vehículo;

si hay dos contenedores cargados en el vehículo, calcular la distancia de espacio entre los dos contenedores basándose en su longitud y en sus posiciones;

determinar la desviación de la posición de cada contenedor desde la línea central de la grúa con respecto a la dirección de desplazamiento del vehículo;

determinar la distancia de cada contenedor desde la viga de apoyo del lado del agua (30) ;

seguir calculando el ángulo de inclinación del vehículo;

si el vehículo es un Chasis lanzadera descargado o un Vehículo lanzadera cargado o descargado, y si la longitud del bastidor de la grúa es de 12, 192 m, 13, 716 m (40 pies, 45 pies) o de 6, 096 m dobles (20 pies) , controlar cada indicador de dirección (75) a fin de guiar al conductor para situar el centro del vehículo alineado aproximadamente con la línea central de la grúa y dentro del ángulo de inclinación aceptable; o si la longitud del bastidor de la grúa (10) es 6, 096 m (20 pies) , controlar cada indicador de dirección a fin de guiar al 25 conductor para situar el centro del vehículo en un punto a 3, 048 m (10 pies) más o menos una desviación fija conocida desde la línea central de la grúa y dentro del ángulo de inclinación aceptable;

si el vehículo es un Chasis lanzadera cargado y si el bastidor de la grúa (10) es de 12, 192 m, 13, 716 m (40 pies, 45 pies) o 6, 096 m dobles (20 pies) , controlar cada indicador de dirección (75) a fin de guiar al conductor del vehículo 30 para situar el vehículo alineado aproximadamente con la línea central de la grúa y dentro del ángulo de inclinación aceptable; o si la longitud del bastidor de la grúa es de 6, 096 m (20 pies) , controlar cada indicador de dirección o posición a fin de guiar al conductor para situar el vehículo de modo tal que el centro de uno de los contenedores de 6, 096 m (20 pies) 35 esté aproximadamente alineado con la línea central de la grúa y dentro del ángulo de inclinación aceptable.