轮胎式集装箱门式起重机电缆卷筒自动取电装置设计

轮胎式集装箱门式起重机油改电已是一种趋势。大车采用电缆卷筒式供电是最经济、安全的一种方式。电缆通过电缆卷筒的收放与起重机进行同步移动，达到移动供电的效果，然而在起重机需要转场作业时，必须要人工将电缆插头从插座拔出，并在起重机到达新场地后，再重新将插头与插座固定电箱连接。这种人工插拔方式存在安全隐患，工作效率也比较低。为改变这一落后的工作模式，电缆自动插拔技术越来越受到重视。电缆插头自动插拔技术就是将原先的人工插拔改为自动插拔，即起重机司机在场地的指定地点通过远程一键式操作对电缆插头与插座电箱进行自动插入和拔出，大大提高了作业效率和安全性。

1 设计目标

自动插拔包含起重机转场前的自动断电和入场后的自动取电，首要的是对位问题，因起重机体形庞大，操作司机不可能将电缆插头和插座箱进行精确定位，因此自动取电装置必须有二次自动对位的功能来纠正司机一次对位时的误差。其次是将电缆插头与插座箱可靠地插入或拔出的动作。在完成插入后必须保证电缆插头与插座箱可靠地锁定，并与插座要保持良好的接触性，使起重机行走时插头不被电缆的冲击拉力拉出。

2 实现方案

2.1 设计原理

电缆插头自动插拔结构见图1，主要由精确对位、自动插拔和自动锁定3 个部分组成，原理为:司机将带有自动取电装置的起重机驶入堆场指定的区域，允许起重机在停车位水平和垂直方向有一定的误差。借助信号反馈，使车停下后，自动取电装置会自动根据停车位置来判断插头与插座箱的相对位置，通过自身的PLC 程序计算，向执行元件发出命令，将插头和插座箱进行二次精确对位。自动取电装置的机械手机构将插头与插座箱进行精确插拔，在机械手释放插头并收回的同时，插头被插座箱自动地锁定。这样便完成自动取电操作。此时，司机可以将起重机切换到市电工作模式进行作业。在起重机要转场到其他场地时，需将起重机开到指定的区域进行自动断电操作，对位步骤与上述相同，然后机械手自动将插头从插座箱解锁并拔出收回，起重机可作转场作业。

图1 自动插拔装置结构图

1.反光板 2.插座箱 3.固定底板 4.激光仪5.电控箱 6.机械手臂 7.纠偏机构 8.机械手9.插头 10.导缆架 11.电缆 12.起重机门腿

2.2 自动取电的操作

(1)大车到指定区域有反馈信号时停车，自动取电装置自动对插座箱对位。

(2)完成对位后机械手作自动取电操作。

(3)插头与插座接触到位后，机械手自动解锁。(4)机械手完成解锁后自动退出。

(5)机械手退出到位时防雨罩自动关闭。

(6)机械手自动上升到位，基座复位到对中位，取电动作完成，起重机进场作业。

自动断电时可对应地按上述步骤进行断电操作。

3 结语

自动取电装置的电控采用先进的PLC 逻辑控制技术，具有自动定位、测距、补偿功能;故障保护、自诊断显示功能;远程监控和修复功能。

该技术已获得专利(专利号为 ZL2011 2 0485622.X)，并在多个码头使用，效果得到了用户的肯定。采用此装置不仅提高了码头作业效率，节约了人工成本，而且避免了人工插拔的安全隐患。