Design of Automatic Power-taking Device for Cable Reel of Rubber Tyred Gantry Crane

摘  要：介紹了一種能夠將輪胎式龍門起重機電纜卷筒上的電纜插頭與插座固定電箱進行自動插拔的一種技術，擺脫了目前港口起重機轉場作業時進行人工手動插拔電纜插頭的局面，提高了港口的工作效率和安全性。

關鍵詞：輪胎式龍門起重機；轉場作業；電纜卷筒；自動插拔。

0  引言

輪胎式龍門起重機是目前港口碼頭堆場的主要設備，由于目前日益高漲的油價和低碳環保意識的增強，該起重機的油改電范圍也越來越廣，即用柴油發電機供電改為市電供電。目前，大車采用電纜卷筒式供電是經濟、安全的一種方式，電纜通過電纜卷筒的收放與龍門起重機進行同步移動，達到移動供的效果，然而在起重機需要轉場作業時，必須要人工將電纜插頭從插座拔出，并在起重機到另一個新場地后，再重新將插頭與插座固定在電纜箱連接。這種人工插拔方式存在安全隱患，工作效率也比較低。為改變這一落后的工作模式，電纜自動插拔技術越來越受到重視和期盼。電纜插頭自動插拔技術是將原來的人工插拔改為自動插拔，即起重機司機在場地的指定地點能過遠種一鍵式操作對電纜插頭與插座電箱進行自動插入和拔出，實現自動插拔，大大提高了作業效率和安全性。

1  起重機轉場對電纜自動插拔的要求

    自動插拔包含起重機轉場前的自動斷電和入場后的自動取電，首要的步驟是對位問題，因起重機體形的龐大，操作司機不可能將電纜插頭和插座箱進行精確定位，因此，自動取電纜裝置必須有二次自動對位的功能來糾正司機一次對位時的誤差。其次是將電纜插頭與插座箱可靠地插入或拔的動作。在完成插入后必須保證電纜插頭與插座箱可造地鎖定，并與插座保護良好的接觸，使起重機行走時插頭不被電纜的沖擊拉力拉出。

2  電纜自動插拔的設計原理

電纜插頭自動插拔主要由精確對位、自動插拔和自動鎖定3部分組成，原理為：司機將帶有自動取電裝置的起重機駛入堆場指定的區域，允許起重機在停車位水平和垂直方向有一定的誤差。借助設置的信號反饋使在車停車后，自動取電裝置會自動根據停車位置來判斷插頭與插座箱的相對位置，通過自身的PLC程序計算，對執行元件給出命令，將插頭和插座箱進行二次精確對位。然后自動取電裝置手機構將插頭與插座箱進行精確插拔，在機械手釋放插頭并收回的同時，插頭被插座箱自動地鎖定。這樣便完成自動取電操作。此時，司機可以將非市電操作切換到市電工作模式，進行市電作業。

在起重機要轉場到其他場地時，司機需將起重機開到原指定的區域進行自動斷電操作，對位步驟與上述相同，然后是機械手自動將插頭從插座箱解鎖并拔出收回，起得機可作轉場作業。自動插拔裝置結構見圖1。

2.1 自動取電的操作

自動插拔裝置操作示意圖見圖2。

1）大連到指定區域有反饋信號時停電，自動取電裝置自動對插座箱對位；

2）完成對位后機械手作自動取電操作。

3）插頭與插座接觸到位后，機械手自動解鎖；

4）機械手完成解鎖后自動退出；

5）機械手退出到位時防雨罩自動關閉；

6）機械手自動上升到位，基座復位到對中位取電動作完成，輪胎起重機進場作業。

2.2 自動斷電的操作

    按上述2.1步驟作斷電操作。

2.3 電控系統

    動力取電裝置的電控采用先進的PLC邏輯控制技術，具有自動定位、測距、補償功能；故障保護、自診斷顯示功能；遠程監控和修復功能。

2.4 主要技術參數

主要技術參數見表1。

3  自動取電裝置的市場價值

目前，該技術已經獲得專利，并在福建江陰、廣東惠州、大連等碼頭進行作業運行，使用效果得到了用戶的肯定。此裝置能取消原人工插拔的作業方式，不僅提高了碼頭作業效率，節約了人工成本，同時避免了人工插拔的安全隱患。此套技術也是目前唯一一種用于電纜卷筒電纜自動插拔的技術，在未來的推廣中有很大的應用價值和市場空間。