CN109335717B - 用于车间内固体废料的智能收集设备、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于车间内固体废料的智能收集设备，其包括：收集料斗模块，其包括收集料斗及出料口自动开闭机构；运输设备模块，其包括根据控制指令自动操作的运输车、第一电机及倾翻机构；存放罐模块，其包括存放罐；控制模块，其与收集料斗模块、运输设备模块及存放罐模块网络通信连接，以采集信号并发出控制指令，并包括以网络通信连接的人机接口、可编程逻辑控制器PLC、以及用于调速传动控制装置。本发明还公开一种用于车间内固体废料的智能收集方法、及一种用于车间内固体废料的智能收集系统。本发明以无需人工的全自动化方式有效去除车间内漂浮或飞扬的固体废料，确保工人健康免受固体废料损害，节约人力成本，并可对固体废料回收利用。

Description

用于车间内固体废料的智能收集设备、方法及系统

技术领域

本发明涉及冶金工业中的线材生产线上的风冷线设备及类似设备的技术领域，尤其涉及一种用于诸如氧化铁皮等车间内固体废料的智能收集设备、方法及系统。

背景技术

现有技术中，为了获得具有良好组织性能和机械性能的钢材，现代高速线材生产线通常设计有在线热处理工艺与设备，应用最广的典型工艺是美国的斯太尔摩工艺。具体而言，斯太尔摩工艺是基于钢在冷却时组织的转变规律而设计出的一种控制冷却工艺，主要包括水冷和空冷，以实现对全线的控轧控冷。水冷主要是为相变做准备并减少二次氧化铁皮的生成，以及冷却到相变前温度即吐丝温度，以便在空冷区完成相变的过程。线材经过水冷段冷却，然后经夹送辊送入吐丝机，经吐丝机形成一定直径的线圈，放置在连续运行的风冷线上。风冷线下方设有风机以吹风冷却，通过选择标准型冷却或延迟型冷却的模式，生产出预期性能的线材。因此，在现代高速线材生产线上通常配置有84～114米长度不等的风冷线。风冷线给高速线材生产带来了诸多好处，但也使得在生产过程中出现氧化铁皮飞扬。氧化铁皮的飞扬及收集成为困扰企业多年的问题，特别是在当今对绿色环保生产的要求提高、用工人员紧缺的情况下，因此，研发用人少的智能型氧化铁皮收集系统就很有必要。

中国在九十年代引进的高速线材风冷线都没有氧化铁皮收集系统。例如，图1示意性示出现有技术中的无氧化铁皮收集系统的用于高速线材生产线上的风冷线实例的布置图。如图1所示，标号103表示风冷线的用于输送线材的辊道，标号104表示支撑辊道103的支架。在空冷冷却过程中产生的氧化铁皮，在辊道103下方的风机101的吹风冷却过程中，一部分吹落在走台旁，而大部分掉落在风冷线下方的风室102内。故而，当工作人员在风冷线下方行走时，氧化铁皮就像漫天雪花似的飘落。这些漫天飘落或飞扬的氧化铁皮不仅影响周围生产环境，打扫困难，而且对人体健康造成危害。

针对上述问题，中国国内改进了设计。例如，图2示意性示出现有技术中的具有利用人工操作的氧化铁皮收集设备的用于高速线材生产线上的另一风冷线实例的布置图。参见图2，标号203表示风冷线的用于输送线材的辊道，标号204表示支撑辊道203的支架。在无风机的辊道203下方设置了氧化铁皮收集料斗205。在标准型冷却工艺时，下落的氧化铁皮进入了风机201上方的风室202和氧化铁皮收集料斗205内，使得氧化铁皮飞扬的问题得到大幅改善。特别是在进行延迟型冷却工艺时，保温盖关闭，被吹到有风机处的氧化铁皮掉在下方的风室202内，而无风机的下方因安装有氧化铁皮收集料斗205，氧化铁皮可直接掉入收集料斗205内。因此，氧化铁皮飞扬的问题得到有效解决。进一步地，为了将有风机处的氧化铁皮清理掉，可以关闭保温盖，开启风机201以将氧化铁皮朝有收集料斗205的方向吹，这样就可将每段辊道203内积存的氧化铁皮清理到氧化铁皮收集料斗205内。然而，清理氧化铁皮收集料斗205的这些操作都属于人工操作，特别是在开启料斗插板或插门时，可产生大量粉尘，对人体健康有负面影响。

因此，本领域急需一种无需人工干预就可解决高速线材生产线上的诸如氧化铁皮等固体废料的飞扬和收集问题的设备、方法及系统。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种无需人工干预的用于收集车间内诸如氧化铁皮等漂浮或飞扬的固体废料的自动化智能收集设备，其依靠程序设定，通过各监控点、现场限位信号反馈来实现运行，既能有效去除车间内的诸如氧化铁皮等漂浮或飞扬的固体废料，也能消除因人工收集固体废料而使操作工人健康受损的问题。另外，本发明还提供一种无需人工干预的用于车间内固体废料的智能收集方法、以及一种无需人工干预的用于车间内固体废料的智能收集系统。

为此，一方面，本发明公开了一种用于车间内固体废料的智能收集设备，其中，所述智能收集设备包括：

用于收集固体废料的收集料斗模块，其包括：

收集料斗，其呈筒体状，并包括在筒体顶部处敞开的入料口、位于筒体底部处的出料口、以及用于自动打开和关闭所述出料口的料门；以及

用于控制所述料门自动打开和关闭所述出料口的出料口自动开闭机构；

用于转移固体废料的运输设备模块，其包括：

运输车，其包括能自动行进的车体、位于所述车体的顶表面处的接料口、以及位于所述车体的侧表面处的卸料口，其中，所述运输车根据控制指令自动操作；

用于驱动所述运输车的第一电机，其具有第一编码器；以及

倾翻机构，其根据控制指令自动倾翻所述车体或使已倾翻的车体自动复位；

用于存放固体废料的存放罐模块，其包括：

存放罐，其接收从所述运输设备模块转移来的固体废料，其中，当所述倾翻机构自动倾翻所述车体以卸载固体废料时，所述卸料口朝向下方的所述存放罐，以使固体废料转移进所述存放罐内；

控制模块，其与所述收集料斗模块、所述运输设备模块及所述存放罐模块网络通信连接，以从所述收集料斗模块、所述运输设备模块以及所述存放罐模块采集信号并发出控制指令，所述控制模块包括以网络通信连接的人机接口、可编程逻辑控制器PLC、以及用于调速的传动控制装置。

在一实施方式中，所述收集料斗模块还可包括第一监控单元，其包括：

第一光电开关组件，其包括成对使用的第一发光器和第一受光器，所述第一发光器和所述第一受光器在所述收集料斗的筒体外面的两侧相对设置，并位于接近所述入料口的较高位置，用于监测所述筒体内的固体废料的积累高度是否到达预定积累高度；以及

第二光电开关组件，其包括成对使用的第二发光器和第二受光器，所述第二发光器和所述第二受光器在所述收集料斗的筒体外面的两侧相对设置，并位于接近所述出料口的较低位置，用于监测所述筒体内的固体废料的积累高度是否到达预定低位。

在一实施方式中，所述第一监控单元还可包括：第一接近开关，其设置于所述收集料斗的出料口附近，用于监控所述出料口的料门的开闭状态。

在一实施方式中，所述第一监控单元还可包括：第一行程开关，其设置在所述收集料斗的出料口下方附近，用于控制所述运输车，以使所述运输车在到达所述出料口下方的合适接料位置时停止。

在一实施方式中，所述出料口自动开闭机构可包括第一致动装置，其中，所述控制模块可根据所述第一行程开关和所述第一接近开关的反馈信号，控制所述第一致动装置驱动所述料门以打开所述出料口，以及可根据所述第二光电开关组件和所述第一接近开关的反馈信号，控制所述第一致动装置驱动所述料门以关闭所述出料口。

在一实施方式中，所述运输设备模块还可包括用于导引所述运输车行进的轨道。

在一实施方式中，所述运输设备模块还可包括第二监控单元，其包括：

第二接近开关，其位于所述运输车的接料口附近，用于监控所述运输车的接料口的开闭状态；以及

第三接近开关，其位于所述运输车的卸料口附近，用于监控所述运输车的卸料口的开闭状态。

在一实施方式中，所述倾翻机构可包括：

制动装置，其包括第二致动装置和夹持构件，其中，在所述运输车到达用于向所述存放罐卸载固体废料的卸料位时，所述制动装置根据控制指令制动并锁定所述车体，以及在所述运输车离开卸料位时，所述制动装置根据控制指令松开所述车体，其中，当所述制动装置根据控制指令制动并锁定所述车体时，所述第二致动装置驱动所述夹持构件夹紧所述车体，以及当所述制动装置根据控制指令松开所述车体时，所述第二致动装置驱动所述夹持构件松开所述车体；以及

倾翻装置，其包括第三致动装置和倾翻架，其中，当所述夹持构件夹紧所述车体时，所述第三致动装置根据控制指令驱动所述倾翻架倾翻车体或将已倾翻的车体复位。

在一实施方式中，所述第三致动装置可包括用于检测所述倾翻机构的位置的位置传感器。例如，所述第三致动装置可内置上述位置传感器。

在一实施方式中，所述存放罐模块还可包括第三监控单元，其可包括：

第三行程开关，其位于所述存放罐附近，用于当所述运输车到达用于向所述存放罐卸载固体废料的卸料位时，控制所述运输车停止。

在一实施方式中，所述第三监控单元还可包括：

第三光电开关组件，其可包括成对使用的第三发光器和第三受光器，所述第三发光器和所述第三受光器在所述存放罐外面的两侧相对设置，用于监测所述存放罐内的固体废料的积累高度是否到达预定换罐高度。

在一实施方式中，所述运输设备模块还可包括位于所述收集料斗模块和所述运输设备模块之间的旋转台单元，其用于改变所述运输车运动方向，所述旋转台单元可包括：

旋转台，其设置于所述收集料斗附近，并与所述轨道连接，用于将从所述轨道转移到所述旋转台上的所述运输车旋转到接近待卸料的收集料斗的第一设定位置，以及将从收集料斗卸料完毕的所述运输车旋转到接近所述轨道的第二设定位置，并且所述旋转台设置有用于将所述运输车固定到所述旋转台上的机械限位机构；

用于驱动所述旋转台的第二电机，其具有第二编码器；以及

第四监控单元，其设置在所述旋转台附近，用于监控所述运输车从所述轨道转移到所述旋转台的接近待卸料的收集料斗的所述第一设定位置、以及从收集料斗卸料完毕的所述运输车转移到所述旋转台的接近所述轨道的所述第二设定位置。

在一实施方式中，所述第四监控单元可包括：

第五接近开关，其可设置在所述旋转台附近，并可位于所述旋转台的接近所述运输车的等待位置的一侧，其中，所述等待位置是所述运输车初始等待所述控制模块发出指令以从收集料斗模块卸料的位置，所述第五接近开关可用于监测所述运输车是否沿轨道到达所述旋转台的限位位置，其中，所述限位位置是所述运输车被所述机械限位机构固定在所述旋转台上的位置；

第六接近开关，其可设置在所述旋转台附近，并位于所述旋转台的接近收集料斗的一侧，用于监测所述运输车是否到达所述旋转台的接近待卸料的收集料斗的第一设定位置；以及

第七接近开关，其设置在所述旋转台附近，并位于所述旋转台的接近所述存放罐的一侧，用于监测所述运输车是否到达所述旋转台的接近所述轨道的第二设定位置。

在一实施方式中，所述机械限位机构可以是设置在所述旋转台上的限位导槽。

在一实施方式中，所述第二编码器可为绝对值编码器。

在一实施方式中，上述智能收集设备中的任一种均可应用于收集高速线材生产线的风冷线上产生的氧化铁皮。

再一方面，根据本发明实施方式，还提供一种用于车间内固体废料的智能收集方法，其中，通过利用上述智能收集设备中的任一种来收集车间内的固体废料，其中，

使用所述收集料斗模块收集在车间内漂浮或飞扬的固体废料；

根据控制指令，所述运输车自动移至所述收集料斗的出料口附近，以从所述收集料斗自动装载固体废料，装载结束后移离所述收集料斗模块，以将固体废料自动卸载到所述存放罐内。

另一方面，根据本发明实施方式，还提供一种用于车间内固体废料的智能收集系统，其中，所述智能收集系统包括上述智能收集设备中的任一种，其中，

所述智能收集设备包括至少一个收集料斗模块、至少一个运输设备模块及至少一个存放罐模块；

其中，所述控制模块由多级控制系统和多层通信网络构成；

其中，所述至少一个运输设备模块包括至少一个运输车，所述至少一个运输车能根据控制指令同时地或单独地操作，

其中，当所述至少一个运输车同时操作时，所述控制模块控制各运输车的工作轨迹互不冲突或干涉。

在一实施方式中，所述控制模块可由三级控制系统和两层通信网络构成，

其中，所述三级控制系统包括至少一个人机接口、至少一个可编程逻辑控制器PLC、以及至少一个用于调速的传动控制装置；

所述两层通信网络包括第一层通信网络和第二层通信网络，

其中，所述第一层通信网络包括所述至少一个人机接口与所述至少一个可编程逻辑控制器PLC之间连接的局域网；

第二层通信网络包括所述至少一个可编程逻辑控制器PLC与各自的远程I/O输入输出站之间的通信网络、以及所述至少一个可编程逻辑控制器PLC与所述至少一个用于调速的传动控制装置之间连接的通信网络。

进一步地，在所述至少一个可编程逻辑控制器PLC为多个的情况下，所述第一层通信网络还可包括多个可编程逻辑控制器PLC彼此之间相互连接的局域网。

根据本发明实施方式提供的用于车间内固体废料的智能收集设备、方法及系统，具有如下有益效果：

首先，通过提供无需人工干预的用于收集车间内诸如氧化铁皮等漂浮或飞扬的固体废料的自动化智能收集设备、方法及系统，能有效去除车间内的诸如氧化铁皮等漂浮或飞扬的固体废料，改善工作环境，确保操作人员的身体健康免受上述固体废料损害。

其次，整个收集和运送固体废料的过程全部自动化，无需人工干预，也减少了操作人员数量，节约用人成本。

再次，还可以对回收的有用固体废料循环利用。例如，如果是在冶金工业中高速线材生产线的风冷线上收集氧化铁皮，则氧化铁皮可循环利用。氧化铁皮主要作为烧结矿的辅助原料，氧化铁皮一般含铁70％-75％，生产烧结矿时适当配加氧化铁皮可提高或稳定烧结矿的品位。此外，氧化铁皮中的铁主要是以二价铁存在，烧结过程中氧化发热，可降低燃料消耗。在炉外脱磷脱硅中应用也较多。氧化铁皮的量是钢材产量的2％-3％，在风冷线上生成的氧化铁皮大约是产量的0.6-1.8％，氧化铁皮的密度5240kg/m³。截止2014年底统计，国内有高速线材轧机生产线310条，每条生产线按年产50万吨计算，氧化铁皮占比按平均1.2％计算，每年可回收的氧化皮约186万吨。进一步地，其它种类的可回收利用的固体废料也可以循环利用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施方式的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1示意性示出现有技术中的无氧化铁皮收集系统的用于高速线材生产线上的风冷线实例的布置图；

图2示意性示出现有技术中的具有利用人工操作的氧化铁皮收集设备的用于高速线材生产线上的另一风冷线实例的布置图；以及

图3示意性示出根据本发明的用于车间内固体废料的智能收集设备。

附图标号说明

101：风机；102：风室；103：辊道；104：支架；201：风机；202：风室；203：辊道；204：支架；205：收集料斗；

300：智能收集设备；310：收集料斗模块；311：收集料斗；312：入料口；313：出料口；314：料门；315：出料口自动开闭机构；316：第一光电开关组件；317：第二光电开关组件；318：第一接近开关；319：第一行程开关；

320：运输设备模块；321：运输车；322：车体；323：接料口；324：卸料口；325：第一电机；326：第二接近开关；327：第三接近开关；328：第二行程开关；329：倾翻机构；

330：存放罐模块；331：存放罐；332：第三行程开关；333：第三光电开关组件；334：第四接近开关；335：轨道；336：第四致动装置；337：第五致动装置；338：倾翻机构用致动装置；

340：旋转台单元；341：旋转台；342：第二电机；343：第五接近开关；344：第六接近开关；345：第七接近开关。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将合本发明具体实施方式及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的实施方式中，可以理解的是，术语“第一”、“第二”等(如果存在)仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等类似语的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。

进而，在本发明的实施方式中，可以理解的是，术语“第一”、“第二”等(如果存在)仅用于区别类似的部件或部分，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解，这样术语“第一”、“第二”等(如果存在)在适当情况下可以互换，以便在这里描述的本申请实施方式能够以除这里示出顺序外的其它顺序实施。

以下结合附图，详细说明根据本发明实施方式提供的技术方案。

参见图3，根据本发明实施方式提供一种用于诸如氧化铁皮等车间内固体废料的智能收集设备300，其包括：

用于收集固体废料的收集料斗模块310，其包括：

收集料斗311，其呈筒体状，并包括在筒体顶部处敞开的入料口312、位于筒体底部处的出料口313、以及用于自动打开和关闭出料口313的料门314；以及

用于控制料门314自动打开和关闭出料口313的出料口自动开闭机构315；

用于转移固体废料的运输设备模块320，其包括：

运输车321，其包括能自动行进的车体322、位于车体322的顶表面处的接料口323、位于车体322的侧表面处的卸料口324，其中，运输车321根据控制指令自动操作；

用于驱动运输车321的第一电机325，其具有第一编码器；以及

倾翻机构329，其根据控制指令自动倾翻车体322或使已倾翻的车体322自动复位；

用于存放固体废料的存放罐模块330，其包括：

存放罐331，其接收从运输设备模块320转移来的固体废料，其中，当倾翻机构329自动倾翻车体322以卸载固体废料时，卸料口324朝向下方的存放罐331，以使固体废料转移进存放罐内331；

控制模块，其与收集料斗模块310、运输设备模块320及存放罐模块330网络通信连接，以从收集料斗模块310、运输设备模块320及存放罐模块330采集信号并发出控制指令，所述控制模块包括以网络通信连接的人机接口、可编程逻辑控制器PLC、以及用于调速的传动控制装置。

图3例示出三个收集料斗311、三个运输车321及一个存放罐331。然而，收集料斗311、运输车321及存放罐331的数量不局限于此，可根据需求而定。例如，在一示例中，运输车321可以为一个或多个，收集料斗311可以为一个或多个，存放罐331也可以为一个或多个，且收集料斗311、运输车321及存放罐331的数量可以彼此相同或不同。

如图3所示，收集料斗311可例如具有上宽下窄的梯形纵截面，其中，较宽的入料口312可便于收集在车间内漂浮或飞扬的固体废料，较窄的出料口313可便于筒体内的固体废料集中落入或卸载到运输车321内。然而，收集料斗311可不局限于上述形状，也可为其它形状。例如，在另一示例中，收集料斗311也可具有矩形纵截面。

如图3所示，料门314可例如为伸缩式插板，以根据控制模块发出的控制指令，由上述出料口自动开闭机构驱动而自动突伸出以封闭出料口313、或撤回以打开出料口313。然而，料门314可不局限于上述示例。在另一示例中，料门314可例如为铰链门，以自动打开和关闭出料口313。

在一示例中，收集料斗模块310还可包括第一监控单元，其包括：

第一光电开关组件316，其包括成对使用的第一发光器和第一受光器，所述第一发光器和所述第一受光器在收集料斗311的筒体外面的两侧相对设置，并位于接近入料口312的较高位置，用于监测所述筒体内的固体废料的积累高度是否到达预定积累高度；以及

第二光电开关组件317，其包括成对使用的第二发光器和第二受光器，所述第二发光器和所述第二受光器在收集料斗311的筒体外面的两侧相对设置，并位于接近出料口313的较低位置，用于监测所述筒体内的固体废料的积累高度是否到达预定低位。

上述预定积累高度可设计为接近入料口312的位置，也可为高于第二光电开关组件317的其它位置。当筒体内固体废料的积累高度到达预定积累高度，就表示收集料斗311的筒体已满，可以卸载固体废料。

上述预定低位可例如是接近收集料斗311的筒体底部的位置、或比第二光电开关组件317低的其它位置。当筒体内的固体废料的积累高度到达预定低位，就表示筒体的固体废料清空或可以关闭料门314了。

在一示例中，优选地，第一发光器和第一受光器可例如为一对第一对射式光电开关，第二发光器和第二受光器也可例如为一对第二对射式光电开关。在另一示例中，第一发光器和第一受光器可例如为一对第一反射式光电开关，第二发光器和第二受光器也可例如为一对第二反射式光电开关。

在一示例中，所述第一监控单元还可包括第一接近开关318，其设置于收集料斗311的出料口313附近，用于监控出料口313的料门314的开闭状态。

在出料口313由料门314关闭的状态下，当收集料斗311的筒体内的固体废料到达预定积累高度时，第一光电开关组件316的反馈信号传输到控制模块。继而，控制模块可控制运输车321启动，以行进到待卸料的收集料斗311的出料口313下方。

在一示例中，所述第一监控单元还可包括第一行程开关319，其设置在收集料斗311的出料口313下方附近，用于控制运输车321，以使运输车321在到达出料口313下方的合适接料位置时停止。

当运输车321就位后，第一行程开关319的反馈信号传输到控制模块，且第一接近开关318也将出料口313的料门314的开闭状态的信号反馈到控制模块，控制模块继而可控制出料口自动开闭机构315自动打开出料口313。

在一示例中，出料口自动开闭机构315可包括第一致动装置，所述控制模块可根据第一行程开关319和第一接近开关318的反馈信号，控制所述第一致动装置驱动料门314以打开出料口313，以及，可根据第二光电开关组件317和第一接近开关318的反馈信号，控制所述第一致动装置驱动料门314以关闭出料口313。

在一示例中，第一致动装置可例如为气缸。在其它示例中，第一致动装置也可例如为液压缸、电机或其它驱动装置。

当第一行程开关319控制运输车321停止在出料口313下方的合适接料位置、且第一接近开关318监测到出料口313处于由料门314关闭的状态时，第一致动装置可根据控制指令驱动料门314打开出料口313，以使收集料斗311内的固体废料掉落或装载到运输车321内；当第二光电开关组件317监测到收集料斗311内的固体废料的积累高度到达预定低位、且第一接近开关318监测到出料口313处于打开状态时，第一致动装置可根据控制指令驱动料门314关闭出料口313，以停止向运输车321转移固体废料。

优选地，当料门314关闭出料口313时，收集料斗311的筒体内可不剩余任何固体废料。运输车321的载重可根据收集料斗311的较高位置处的容量计算，即第一光电开关组件316所在的较高位置，从而使运输车321可一次装载完收集料斗311内的所有固体废料。

本文假定与运输车前进方向相同的方向为前方，与运输车前进方向相反的方向为后方。

在图3示例中，运输车321初始位于等待控制模块发出指令以从收集料斗模块310卸料的等待位置，即图3中的左侧位置。运输车321可包括两个料口，即位于车体322的顶表面处的接料口323、和位于车体322的前侧表面处的卸料口324。从收集料斗311的出料口313掉落或排出的固体废料可通过接料口323进入运输车321内，运输车321内的固体废料可通过卸料口324排入存放罐331内。如图3所示的接料口323和出料口313可分别具有接料口盖和出料口盖，其中，接料口盖可由诸如气缸等第四致动装置336驱动，出料口盖可由诸如气缸等第五致动装置337驱动。

运输设备模块320还可包括第二监控单元，其包括：第二接近开关326，其位于运输车321的接料口323附近，用于监控运输车321的接料口323的开闭状态；第三接近开关327，其位于运输车321的卸料口324附近，用于监控运输车321的卸料口324的开闭状态。

第二监控单元还可包括第二行程开关328，用于控制运输车321的停位，以等待接料信号。

运输车321可由第一电机325驱动，第一电机325可具有第一编码器。通过第一编码器，控制模块可以控制运输车321的位置。

运输车321可根据控制指令自动操作，包括自动启动、自行行进或后退、自动改变速度、自动停止、自动装载或卸载固体废料、以及自动倾翻车体等。

在一示例中，运输设备模块321还可包括用于导引运输车321行进的轨道335。轨道335可包括单个轨道、多个轨道或多个轨道部段。

在一示例中，倾翻机构329还可包括：

制动装置，其包括第二致动装置和夹持构件，其中，在运输车321到达用于向存放罐331卸载固体废料的卸料位时，所述制动装置根据控制指令制动并锁定车体322，以及在运输车321离开卸料位时，所述制动装置根据控制指令松开车体322，其中，当所述制动装置根据控制指令制动并锁定车体322时，所述第二致动装置驱动所述夹持构件夹紧车体322，以及当所述制动装置根据控制指令松开车体322时，所述第二致动装置驱动所述夹持构件松开车体322；以及

倾翻装置，其包括第三致动装置和倾翻架，其中，当所述夹持构件夹紧车体322时，所述倾翻装置根据控制指令倾翻车体322或将已倾翻的车体322复位。

在一示例中，所述第三致动装置可包括用于检测所述倾翻机构的位置的位置传感器。

在此，倾翻机构329的所述第二致动装置和所述第三致动装置可合称为倾翻机构用致动装置338，参见图3中的标号338。

倾翻机构329可安装在运输车321的车体322附近。因此，倾翻机构329的制动装置和倾翻装置也安装在运输车321的车体322附近，以便作用于车体322。

在一示例中，所述第二致动装置可优选为液压缸。在其它示例中，所述第二致动装置也可为电机等。

在一示例中，所述第三致动装置也可为液压缸，上述液压缸可内置有位置传感器，其中，所述位置传感器可通过控制液压缸伸出或缩回的距离来控制倾翻机构329的位置。在其它示例中，所述倾翻装置可例如为电机、或混合型致动器等。

在一示例中，所述倾翻架还可包括能围绕固定轴旋转的L型倾翻构件。

优选地，在一示例中，当运输车321的车体322倾翻到位时，车体322可垂直于水平面，卸料口324可正好朝向下方，正对下方的用于存放固体废料的存放罐331的进料口。这种垂直接料和垂直卸料的结构设计是为了避免诸如氧化铁皮等固体废料再次飞扬。

再次参见图3，存放罐模块330还可包括第三监控单元，其包括：第三行程开关332，其位于存放罐331附近，用于当运输车321到达用于向存放罐331卸载固体废料的卸料位时，控制运输车321停止。

所述第三监控单元还可包括第四接近开关334，其设置于存放罐331附近，用于检测并确定运输车321和倾翻机构329的制动位置或松开位置。在一示例中，第四接近开关334可包括两个接近开关，其分别设置于卸料位的前侧附近和后侧附近，以检测并确定运输车321和倾翻机构329的制动位置或松开位置，如图3所示。在其它示例中，第四接近开关334也可仅包括一个接近开关，其设置于卸料位的前侧附近或后侧附近，以检测并确定运输车321和倾翻机构329的制动位置或松开位置。

所述第三监控单元还可包括第三光电开关组件333，其包括成对使用的第三发光器和第三受光器，所述第三发光器和所述第三受光器在存放罐331外面的两侧相对设置，用于监测存放罐331内的固体废料的积累高度是否到达预定换罐高度，以确定存放罐331的换罐时机。所述预定换罐高度可优选为存放罐331的允许容量的最大高度，也可以为小于该最大高度的特定高度。例如，当存放罐331内的固体废料的积累高度到达预定换罐高度时，控制模块获得第三光电开关组件333的反馈信号后，控制运输车321关闭运输车321的卸料口324以停止卸料，并且倾翻机构329驱动车体322自动复位，然后控制运输车321行进到另一空置存放罐331卸料。

在一示例中，第三发光器和第三受光器可例如为一对第三对射式光电开关。在其它示例中，第三发光器和第三受光器也可例如为一对第三反射式光电开关。

参见图3，在根据本发明一实施方式中，运输设备模块320还可包括位于收集料斗模块310和运输设备模块320之间的旋转台单元340，其用于改变运输车321运动方向，旋转台单元340可包括：

旋转台341，其设置于收集料斗311附近，并与轨道335连接，用于将从轨道335转移到旋转台341上的运输车321旋转到接近待卸料的收集料斗的第一设定位置、从而便于运输车321行进到出料口313下方，以及用于将从收集料斗卸料完毕的运输车321旋转到接近轨道335的第二设定位置、从而便于将运输车321转移到轨道335上，以及旋转台341可设置有用于将运输车321固定到旋转台341上的机械限位机构；

用于驱动旋转台341的第二电机342，其具有第二编码器，所述第二编码器用于控制旋转台341的旋转停止位置；以及

第四监控单元，其设置在旋转台341附近，用于监控运输车321从轨道335转移到旋转台341的接近待卸料的收集料斗的第一设定位置、以及从收集料斗311卸料完毕的运输车321转移到旋转台341的接近轨道335的第二设定位置。

上述旋转台341可以顺时针旋转，也可以逆时针旋转。

在一示例中，所述机械限位机构可例如为设置在旋转台341上的限位导槽。另外，运输车321被所述机械限位机构束缚或固定在旋转台341上的位置可称作旋转台341的限位位置。

在一示例中，所述第二编码器可例如为绝对值编码器。

在一示例中，第四监控单元可包括第五接近开关343、第六接近开关344及第七接近开关345。

第五接近开关343可设置在旋转台341附近，并位于旋转台341的接近运输车321等待位置的一侧，用于监测运输车321是否沿轨道335到达旋转台341的限位位置。

在运输车321在等待位置接收到卸料指令的情况下，运输车321可沿轨道335行进到旋转台341上。当第五接近开关343监测到运输车321到达旋转台341的限位位置时，控制模块可控制运输车321的第一电机325停转，且控制旋转台341的第二电机342启动，以使旋转台341可逆时针旋转90度，以旋转到接近待卸料的收集料斗311的第一设定位置，第一设定位置由第二编码器控制。

第六接近开关344可设置在旋转台341附近，并位于旋转台341的接近收集料斗311的一侧，用于监测运输车321是否到达旋转台341的接近待卸料的收集料斗311的第一设定位置。

当第六接近开关344监测到旋转台341和运输车321旋转到第一设定位置后，控制模块可控制第二电机342停止驱动旋转台341，且控制运输车321的第一电机325启动，运输车321离开由机械限位机构束缚的限位位置，并行进到收集料斗311的出料口313下方的合适接料位置；以及，当第六接近开关344监测到运输车321从出料口313下方的合适接料位置回到旋转台341的限位位置时，控制模块可控制运输车321的第一电机325停转，且控制旋转台341的第二电机342启动，以使旋转台341可顺时针旋转90度，旋转到旋转台341的接近轨道335的第二设定位置，第二设定位置由第二编码器控制。

第七接近开关345可设置在旋转台341附近，并位于旋转台341的接近存放罐331的一侧，用于监测运输车321是否到达旋转台341的接近轨道335的第二设定位置。

当第七接近开关345监测到旋转台341和运输车321到达接近轨道335的第二设定位置时，控制模块可控制第二电机342停止驱动旋转台341，且运输车321的第一电机325启动，以使运输车321离开由机械限位机构束缚的限位位置，并回到轨道335上，以朝存放罐模块330行进。

从上述可以清楚，在运输车321从等待位置向收集料斗模块310和存放罐模块330行进的情况下，在通过旋转台341改变方向的过程中，第四监控单元的第五接近开关343、第六接近开关344及第七接近开关345依次监控运输车321。

反之，在运输车321从存放罐模块330返回等待位置的归程中，则存在下述两种情况。

第一种情况，如果运输车321未接收到去收集料斗模块310装载固体废料的指令，则运输车321可不经过旋转台341而直接返回等待位置。

第二种情况，如果运输车321接收到去收集料斗模块310装载固体废料的指令，则运输车321需要通过旋转台341改变方向以朝收集料斗模块310行进，在通过旋转台341改变方向的过程中，第四监控单元的第七接近开关345、第六接近开关344及第七接近开关345按顺序监控运输车321。

详细地，在第二种情况下，首先，第七接近开关345可用于监测运输车321是否沿轨道335到达旋转台341的限位位置，当第七接近开关345监测到运输车321到达旋转台341的限位位置时，控制模块可控制运输车321的第一电机325停转，且控制旋转台341的第二电机342启动，以使旋转台341可逆时针旋转90度，以旋转到接近待卸料的收集料斗311的第一设定位置，第一设定位置仍由第二编码器控制；接着，相似地，第六接近开关344仍可用于监测运输车321是否到达接近待卸料的收集料斗311的第一设定位置，当第六接近开关344监测到旋转台341和运输车321旋转到第一设定位置后，控制模块可控制第二电机342停止驱动旋转台341，且控制运输车321的第一电机325启动，则运输车321离开限位位置，并行进到收集料斗311的出料口313下方的合适接料位置，以及当第六接近开关344监测到运输车321从出料口313下方的合适接料位置回到旋转台341的限位位置时，控制模块可控制运输车321的第一电机325停转，且控制旋转台341的第二电机342启动，以使旋转台341可顺时针旋转90度，旋转到接近轨道335的第二设定位置，第二设定位置由第二编码器控制；接着，第七接近开关345仍可用于监测运输车321是否到达接近轨道335的第二设定位置，当第七接近开关345监测到旋转台341和运输车321旋转回到第二设定位置时，控制模块可控制第二电机342停止驱动旋转台341，且运输车321的第一电机325启动，以使运输车321离开限位位置，并回到轨道335上，以向存放罐模块330行进，准备卸料。

在图3所示示例中，设置了三个旋转台单元340。然而，本发明并不局限于此，本发明可根据需要提供合适数量的旋转台单元340。例如，本发明可以根据收集料斗311的数量提供一个或多个旋转台单元340，以使旋转台单元340的数量与收集料斗311的数量对应。

本发明通过提供旋转台单元340，可使运输车321改变方向以接近收集料斗模块310，从而使收集料斗模块310和运输设备模块320的布置方式可更灵活。

典型地，当至少一个运输车321同时运行时，控制模块可控制离需求位最近的运输车321优先启动和运行。例如，当多个运输车321同时等待接料时，控制模块可控制离待卸料的收集料斗311最近的运输车321优先启动和运行。又例如，当至少一个运输车321同时等待卸料时，控制模块可控制离待接收固体废料的存放罐331最近的运输车321优先启动和运行。

进一步，控制模块确保同时运行的至少一个运输车321的工作轨迹互不冲突、互不干涉。

特别地，根据本发明上述实施方式提供的智能收集设备，可应用于收集高速线材生产线的风冷线上产生的氧化铁皮。然而，所述智能收集设备也可用于收集车间内漂浮或飞扬的其它固体废料，以清洁环境，并可对有用的固体废料回收利用。

再一方面，本发明还提供一种用于车间内固体废料的智能收集方法，其通过利用根据本发明上述实施方式提供的用于车间内固体废料的智能收集设备300中的任一种来收集车间内的固体废料，其中，

使用收集料斗模块310收集在车间内漂浮或飞扬的固体废料；

根据控制指令，运输车321自动移至收集料斗311的出料口313附近，以从收集料斗311自动装载固体废料，装载结束后移离收集料斗模块310，以将固体废料自动卸载到存放罐331内。

下文，详细描述根据本发明实施方式提供的用于车间内固体废料的智能收集方法。

如图3所示，首先，可使用收集料斗模块310收集在车间内漂浮的固体废料。

在车间内掉落固体废料或需要除去漂浮或飞扬的固体废料的空中，可安装至少一个收集料斗模块310。例如，图3例示出三个收集料斗模块310。在收集固体废料过程中，出料口自动关闭机构315先关闭出料口313的料门314，然后，固体废料可通过敞开的入料口312落入收集料斗311内。

位于Ia、Ib及Ic位的第一光电开关组件316和位于IIa、IIb及IIc的第二光电开关组件317可一直监控固体废料在收集料斗311的筒体内的积累状况，位于IIIa、IIIb及IIIc位的第一接近开关318可一直监控料门314的开闭状态。

当位于较高位置的第一光电开关组件316监测到收集料斗311筒体内的固体废料积累到预定积累高度时，例如图3中最左侧的收集料斗311筒体内的固体废料积累到预定积累高度时，位于Ia位的第一光电开关组件316的反馈信号可传输到控制模块。继而，控制模块可控制等待接料的运输车321启动，例如位于图3中最右侧的运输车321可启动，以行进到待卸料的收集料斗311的出料口313下方的合适接料位置。

图3也例示出三个运输车321。如图3所示，运输车321的接料口323可由位于Xa、Xb及Xc位的第二接近开关326监控，运输车321的出料口324可由位于XIa、XIb及XIc位的第三接近开关327监控。运输车321在将固体废料从收集料斗模块310转移到存放罐模块330之后、回到等待位置时，可由位于VIIIa、VIIIb及VIIIc位的第二行程开关328控制停位，以等待下一次接料信号。

在运输车321向收集料斗模块310行进过程中，运输车321的接料口323可根据控制指令打开，且运输车321的出料口324同时保持关闭。

优选地，在运输车321向收集料斗模块310行进过程中，运输车321可沿轨道335行至旋转台单元340，以改变运动方向。在另一示例中，可不提供旋转台单元340，运输车321沿轨道335直接行至待卸料的收集料斗311的出料口313下方。

图3也例示出三个旋转台单元340。如图3所示，当位于VIIa、VIId及VIIg位的第五接近开关343监控到运输车321到达旋转台单元340的限位位置时，例如当VIIa位的第五接近开关343监控到运输车321到达图3中最左侧旋转台单元340的限位位置时，控制模块可控制运输车321的第一电机325停转，且控制旋转台341的第二电机342启动，以使旋转台341可逆时针旋转90度，以到达接近待卸料的收集料斗311的第一设定位置，第一设定位置由第二编码器控制。然后，当位于VIIb、VIIe及VIIh位的第六接近开关344，例如位于VIIb位的第六接近开关344，监测到旋转台341和运输车321到达第一设定位置后，控制模块可控制第二电机342停止驱动旋转台341，且运输车321的第一电机325启动，运输车321离开由机械限位机构束缚的限位位置，到达出料口313下方，以等待卸料。

当运输车321到达出料口313下方后，可由位于IVa、IVb及IVc位的第一行程开关319控制，例如由位于IVa位的第一行程开关319控制，而停止在出料口313下方的合适接料位置。继而，控制模块可控制出料口自动开闭机构315打开出料口313，在出料口313打开到位后，位于IIIa、IIIb及IIIc位的第一接近开关318将信号反馈到控制模块，例如位于IIIa位的第一接近开关318反馈信号，同时开始卸料。

典型地，运输车321的载重可设计为大于或等于收集料斗311内的固体废料总重。在这种情况下，当收集料斗311内的固体废料全部落入运输车321内时，位于IIa、IIb及IIc位第二光电开关组件317将卸料完毕的信号反馈到控制模块，例如位于IIa位的第二光电开关组件317反馈信号，继而出料口自动开闭机构315关闭出料口313。

在从收集料斗311卸料完毕后，根据控制指令，运输车321可关闭接料口323，同时位于IIIa、IIIb及IIIc位的第一接近开关318将信号反馈到控制模块，例如位于IIIa位的第一接近开关318反馈信号。然后，根据控制指令，运输车321的第一电机325启动，运输车321返回到旋转台341的限位位置，并位于旋转台341的第一设定位置。

继而，位于VIIb、VIIe及VIIh位的第六接近开关344可将运输车321返回旋转台341第一设定位置的监控信号反馈到控制模块，例如位于VIIb位的第六接近开关344反馈信号，继而控制模块可控制运输车321的第一电机325停转，且控制旋转台341的第二电机342启动，以使旋转台341可顺时针旋转90度，旋转到接近轨道335的第二设定位置，第二设定位置由第二编码器控制。

接着，位于VIIc、VIIf及VIIi位的第七接近开关345可将运输车321位于第二设定位置的监控信号反馈到控制模块，例如位于VIIc位的第七接近开关345反馈信号，继而控制模块可控制第二电机342停止驱动，旋转台341停止旋转，且运输车321的第一电机325启动，以使运输车321可离开由机械限位机构束缚的限位位置，回到轨道335上朝存放罐模块330行进，准备卸料。

当运输车321到达存放罐331附近的卸料位时，位于V位置的第三行程开关332可控制运输车321停位。然后，运输车321通过倾翻机构329的制动装置制动并锁定在卸料位，同时，位于VI位置的第四接近开关334可监测并确定运输车321已制动锁定在卸料位，然后将上述信号反馈到控制模块。继而，控制模块可控制倾翻机构329操作，使得所述制动装置的夹持构件先夹紧运输车321的车体322，接着倾翻装置中的第三致动装置驱动倾翻架，倾翻架抬起车体322的一侧以使设有卸料口324的另一侧朝向下方的存放罐331，从而自动倾翻车体322。

在一示例中，所述第三致动装置可为液压缸，该液压缸内可内置位置传感器。通过上述位置传感器监控液压缸伸出或缩回的距离，控制模块可控制倾翻机构329的位置，例如倾翻装置的倾翻位置。

在倾翻过程中，接料口323一直保持关闭，且位于Xd位的第二接近开关326可监控接料口323的关闭状况。当车体322倾翻到位后，位于XId位或运输车321卸料口324附近的第三接近开关327可发出打开卸料口324的信号，于是控制模块可控制第五致动装置337打开卸料口324，固体废料从运输车321下落或卸载到下方的存放罐331内。

一个运输车321将固体废料卸载到存放罐331内的过程中，从车体322倾翻到位至卸载完毕所消耗的时间，可称为实际卸载时间，是可计算出或经试验得到的。为了确保车体322完成卸载，控制模块可预先设定一段预设卸载时间，上述预设卸载时间是从车体322倾翻到位开始计算，且可设定为大于或等于上述实际卸载时间，在上述预设卸载时间期间，车体322保持倾翻状态。例如，经试验确定，一个运输车321从倾翻到位至卸载完毕的实际卸载时间为50秒。据此，在一示例中，控制模块可例如将预设卸载时间设定为大于50秒的时间，譬如60秒，以确保卸载完成。因此，在通过倾翻机构329将车体322倾翻卸料的过程中，从车体322倾翻到位开始计时，延时60秒或者将车体322保持倾翻状态60秒，以确保卸载完成。在预设卸载时间到达后，控制模块即可控制第五致动装置337关闭卸料口324，再通过倾翻机构329将车体322复位，卸料完毕。

当运输车321的车体322复位后，控制模块可控制制动装置松开运输车321，位于VI位的第四接近开关334可将制动装置松开的信号反馈到控制模块，继而，控制模块发出运输车321启动信号，运输车321可沿轨道335向等待位置返回。

在运输车321沿轨道335返回等待位置期间的归程中，存在下述两种情况。

第一种情况，如果所有收集料斗模块310都不发出卸料信号，运输车321未接收到卸料的指令，则运输车321可不经过旋转台341而直接返回等待位置。当运输车321到达等待位置时，可由位于VIIIa、VIIIb及VIIIc位的第二行程开关328控制停位，以等待下一次接料信号。

第二种情况，如果某个收集料斗模块310发出卸料信号，例如位于最右侧的收集料斗模块310发出信号，运输车321接收到卸料指令，则运输车321可不返回等待位置，而是通过旋转台单元340转向而行进到上述待卸料的收集料斗模块310处。在旋转台单元340转向时，首先，当第七接近开关345监测到运输车321到达旋转台341的限位位置时，例如位于VIIi位的第七接近开关345，控制模块可控制运输车321的第一电机325停转，且控制旋转台341的第二电机342启动，以使旋转台341可逆时针旋转90度，以旋转到接近待卸料的收集料斗311的第一设定位置，第一设定位置仍由第二编码器控制；接着，相似地，当第六接近开关344监测到旋转台341和运输车321旋转到第一设定位置后，例如位于VIIh位的第六接近开关344，控制模块可控制第二电机342停止驱动旋转台341，且控制运输车321的第一电机325启动，则运输车321离开限位位置，并行进到收集料斗311的出料口313下方的合适接料位置；当运输车321从收集料斗311卸料完毕，从出料口313下方的合适接料位置回到旋转台341的限位位置时，第六接近开关344将运输车321回到限位位置的监控信号传输到控制模块，继而控制模块可控制运输车321的第一电机325停转，且控制旋转台341的第二电机342启动，以使旋转台341可顺时针旋转90度，旋转到远离接近轨道335的第二设定位置，第二设定位置由第二编码器控制；接着，当第七接近开关345监测到旋转台341和运输车321旋转回到第二设定位置时，例如位于VIIi位的第七接近开关345，控制模块可控制第二电机342停止驱动旋转台341，且运输车321的第一电机325启动，以使运输车321离开限位位置，并回到轨道335上，以向存放罐模块330行进，准备卸料。

只要收集料斗模块310处有卸料信号，就重复上述接料和卸料步骤。

如果所有收集料斗模块310都不发出卸料信号，则运输车321可返回等待位置。

当位于IX位的第三光电组件333监测到存放罐331内固体废料的积累高度达到预定换罐高度时，第三光电组件333可将信号反馈到控制模块，继而，控制模块可控制运输车321停止向该存放罐331卸料。然后，控制模块可处理该存放罐331，例如移走该存放罐331，并且可将等待卸料的运输车321移至其它空置的存放罐。

典型地，当需要两个或更多个运输车321同时工作时，控制模块的自动化控制程序可优先考虑离需求位最近的运输车321，同时控制各运输车321的工作轨迹不冲突，互不干涉。

因此，另一方面，本发明还提供一种用于车间内固体废料的智能收集系统，其包括根据本发明上述实施方式提供的用于车间内固体废料的智能收集设备300的任一种，其中，

智能收集设备300包括至少一个收集料斗模块310、至少一个运输设备模块320及至少一个存放罐模块330，

其中，所述控制模块由多级控制系统和多层通信网络构成；

其中，所述至少一个运输设备模块310包括至少一个运输车321，所述至少一个运输车321能根据控制指令同时地或单独地操作，

其中，当所述至少一个运输车321同时操作时，所述控制模块控制各运输车的工作轨迹互不冲突或干涉。

在一示例中，所述控制模块可由三级控制系统和两层通信网络构成，

其中，所述三级控制系统包括至少一个人机接口(HMI，Human MachineInterface)、至少一个可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)、以及至少一个用于调速的传动控制装置；

所述两层通信网络包括第一层通信网络和第二层通信网络，

其中，所述第一层通信网络包括所述至少一个人机接口与所述至少一个可编程逻辑控制器PLC之间连接的局域网；

第二层通信网络包括所述至少一个可编程逻辑控制器PLC与各自的远程I/O(input/output)输入输出站之间的通信网络、以及所述至少一个可编程逻辑控制器PLC与所述至少一个用于调速的传动控制装置之间连接的通信网络。

在一示例中，在所述至少一个可编程逻辑控制器PLC为多个的情况下，所述第一层通信网络还可包括多个可编程逻辑控制器PLC彼此之间相互连接的局域网。

在一示例中，人机接口(HMI)可例如为电脑PC端，优选地由高性能电脑PC端组成。

在一示例中，可编程逻辑控制器PLC可例如采用西门子公司PLC S7-400系列产品。

在一示例中，用于调速的传动控制装置可例如为全数字式交流传动控制装置，其中，电气传动可例如采用西门子公司全数字调速系统，交流传动可例如采用SIMOREG DCMaster 6SE80全数字矢量控制变频调速装置。在一示例中，用于调速的传动控制装置可例如用于调整运输车321的速度。

在一示例中，所述两层通信网络可包括第一层通信网络和第二层通信网络，分别为：

第一层通信网络：人机接口与可编程逻辑控制器PLC之间、以及多个可编程逻辑控制器PLC彼此之间联成以太网，实现彼此的信息交换。一方面，通过以太网，用于收集固体废料的运输车的各项参数设定值发送电气设备的操作，可从人机接口传送到各个可编程逻辑控制器PLC，同时也可将各运输车和收集料斗的设备状态、运行情况、收集情况以及故障由可编程逻辑控制器PLC收集，再传送到人机接口的电脑PC端显示。另一方面，多个可编程逻辑控制器PLC彼此之间也可通过以太网实现控制信息及数据的传送。

第二层通信网络：可编程逻辑控制器PLC与各自的远程I/O输入输出站之间、以及可编程逻辑控制器PLC与用于调速的传动控制装置之间可采用ProfiBus—DP(Decentralized Periphery)通信网络。可编程逻辑控制器PLC可将设定参数和控制指令传送到各个用于调速的传动控制装置和运动执行机构，并收集各个用于调速的传动控制装置的状态和电气参数，再传送到人机接口的电脑PC端显示。

产业应用性

从上述中可清楚，本发明主要应用于冶金行业中的高速线材生产线上，用来收集空中漂浮或飞扬的固体废料，特别适用于收集风冷线上产生的氧化铁皮，但本发明不局限于此，也可以应用于其它领域的类似设备以收集其它漂浮或飞扬的固体废料，例如连铸坯冷床、棒材生产线上的冷床等产生的固体废料。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。另外，本文所述的“连接”，既包括两个部件或部分之间的直接连接，也包括它们之间的间接连接。

最后应说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (18)

1.一种用于车间内固体废料的智能收集设备，其特征在于，包括：

用于收集固体废料的收集料斗模块，其包括：

收集料斗，其呈筒体状，并包括在筒体顶部处敞开的入料口、位于筒体底部处的出料口、以及用于自动打开和关闭所述出料口的料门；以及

用于控制所述料门自动打开和关闭所述出料口的出料口自动开闭机构；

用于转移固体废料的运输设备模块，其包括：

运输车，其包括能自动行进的车体、位于所述车体的顶表面处的接料口、以及位于所述车体的侧表面处的卸料口，其中，所述运输车根据控制指令自动操作；

用于驱动所述运输车的第一电机，其具有第一编码器；以及

倾翻机构，其根据控制指令自动倾翻所述车体或使已倾翻的所述车体自动复位；

用于存放固体废料的存放罐模块，其包括：

存放罐，其接收从所述运输设备模块转移来的固体废料，其中，当所述倾翻机构自动倾翻所述车体以卸载固体废料时，所述卸料口朝向下方的所述存放罐，以使固体废料转移进所述存放罐内；

控制模块，其与所述收集料斗模块、所述运输设备模块及所述存放罐模块网络通信连接，以从所述收集料斗模块、所述运输设备模块以及所述存放罐模块采集信号并发出控制指令，所述控制模块包括以网络通信连接的人机接口、可编程逻辑控制器PLC、以及用于调速的传动控制装置；

其中，所述运输设备模块还包括用于导引所述运输车行进的轨道；

其中，所述运输设备模块还包括位于所述收集料斗模块和所述运输设备模块之间的旋转台单元，其用于改变所述运输车运动方向，所述旋转台单元包括：

旋转台，其设置于所述收集料斗附近，并与所述轨道连接，用于将从所述轨道转移到所述旋转台上的所述运输车旋转到接近待卸料的收集料斗的第一设定位置，以及将从收集料斗卸料完毕的所述运输车旋转到接近所述轨道的第二设定位置，并且所述旋转台设置有用于将所述运输车固定到所述旋转台上的机械限位机构；

用于驱动所述旋转台的第二电机，其具有第二编码器；以及

第四监控单元，其设置在所述旋转台附近，用于监控所述运输车从所述轨道转移到所述旋转台的接近待卸料的收集料斗的所述第一设定位置、以及从收集料斗卸料完毕的所述运输车转移到所述旋转台的接近所述轨道的所述第二设定位置。

2.如权利要求1所述的智能收集设备，其特征在于，所述收集料斗模块还包括第一监控单元，其包括：

第一光电开关组件，其包括成对使用的第一发光器和第一受光器，所述第一发光器和所述第一受光器在所述收集料斗的筒体外面的两侧相对设置，并位于接近所述入料口的较高位置，用于监测所述筒体内的固体废料的积累高度是否到达预定积累高度；以及

第二光电开关组件，其包括成对使用的第二发光器和第二受光器，所述第二发光器和所述第二受光器在所述收集料斗的筒体外面的两侧相对设置，并位于接近所述出料口的较低位置，用于监测所述筒体内的固体废料的积累高度是否到达预定低位。

3.如权利要求2所述的智能收集设备，其特征在于，所述第一监控单元还包括：

第一接近开关，其设置于所述收集料斗的出料口附近，用于监控所述出料口的料门的开闭状态。

4.如权利要求3所述的智能收集设备，其特征在于，所述第一监控单元还包括：

第一行程开关，其设置在所述收集料斗的出料口下方附近，用于控制所述运输车，以使所述运输车在到达所述出料口下方的合适接料位置时停止。

5.如权利要求4所述的智能收集设备，其特征在于，所述出料口自动开闭机构包括第一致动装置，其中，所述控制模块根据所述第一行程开关和所述第一接近开关的反馈信号，控制所述第一致动装置驱动所述料门以打开所述出料口，以及根据所述第二光电开关组件和所述第一接近开关的反馈信号，控制所述第一致动装置驱动所述料门以关闭所述出料口。

6.如权利要求1所述的智能收集设备，其特征在于，所述运输设备模块还包括第二监控单元，其包括：

第二接近开关，其位于所述运输车的接料口附近，用于监控所述运输车的接料口的开闭状态；以及

第三接近开关，其位于所述运输车的卸料口附近，用于监控所述运输车的卸料口的开闭状态。

7.如权利要求1所述的智能收集设备，其特征在于，所述倾翻机构包括：

制动装置，其包括第二致动装置和夹持构件，其中，在所述运输车到达用于向所述存放罐卸载固体废料的卸料位时，所述制动装置根据控制指令制动并锁定所述车体，以及在所述运输车离开卸料位时，所述制动装置根据控制指令松开所述车体，其中，当所述制动装置根据控制指令制动并锁定所述车体时，所述第二致动装置驱动所述夹持构件夹紧所述车体，以及当所述制动装置根据控制指令松开所述车体时，所述第二致动装置驱动所述夹持构件松开所述车体；以及

倾翻装置，其包括第三致动装置和倾翻架，其中，当所述夹持构件夹紧所述车体时，所述第三致动装置根据控制指令驱动所述倾翻架倾翻车体或将已倾翻的车体复位。

8.如权利要求7所述的智能收集设备，其特征在于，所述第三致动装置包括用于检测所述倾翻机构的位置的位置传感器。

9.如权利要求1所述的智能收集设备，其特征在于，所述存放罐模块还包括第三监控单元，其包括：

第三行程开关，其位于所述存放罐附近，用于当所述运输车到达用于向所述存放罐卸载固体废料的卸料位时，控制所述运输车停止。

10.如权利要求9所述的智能收集设备，其特征在于，所述第三监控单元还包括：

第三光电开关组件，其包括成对使用的第三发光器和第三受光器，所述第三发光器和所述第三受光器在所述存放罐外面的两侧相对设置，用于监测所述存放罐内的固体废料的积累高度是否到达预定换罐高度。

11.如权利要求1所述的智能收集设备，其特征在于，所述第四监控单元包括：

第五接近开关，其设置在所述旋转台附近，并位于所述旋转台的接近所述运输车的等待位置的一侧，其中，所述等待位置是所述运输车初始等待所述控制模块发出指令以从收集料斗模块卸料的位置，所述第五接近开关用于监测所述运输车是否沿轨道到达所述旋转台的限位位置，其中，所述限位位置是所述运输车被所述机械限位机构固定在所述旋转台上的位置；

第六接近开关，其设置在所述旋转台附近，并位于所述旋转台的接近收集料斗的一侧，用于监测所述运输车是否到达所述旋转台的接近待卸料的收集料斗的第一设定位置；以及

第七接近开关，其设置在所述旋转台附近，并位于所述旋转台的接近所述存放罐的一侧，用于监测所述运输车是否到达所述旋转台的接近所述轨道的第二设定位置。

12.如权利要求11所述的智能收集设备，其特征在于，所述机械限位机构是设置在所述旋转台上的限位导槽。

13.如权利要求1所述的智能收集设备，其特征在于，所述第二编码器为绝对值编码器。

14.如权利要求1所述的智能收集设备，其特征在于，应用于收集高速线材生产线的风冷线上产生的氧化铁皮。

15.一种用于车间内固体废料的智能收集方法，其特征在于，通过利用如权利要求1-14中任一项所述的智能收集设备收集车间内的固体废料，其中，

使用所述收集料斗模块收集在车间内漂浮或飞扬的固体废料；

根据控制指令，所述运输车自动移至所述收集料斗的出料口附近，以从所述收集料斗自动装载固体废料，装载结束后移离所述收集料斗模块，以将固体废料自动卸载到所述存放罐内。

16.一种用于车间内固体废料的智能收集系统，其特征在于，包括如权利要求1-14中任一项所述的智能收集设备，其中，

所述智能收集设备包括至少一个收集料斗模块、至少一个运输设备模块及至少一个存放罐模块；

其中，所述控制模块由多级控制系统和多层通信网络构成；

其中，所述至少一个运输设备模块包括至少一个运输车，所述至少一个运输车能根据控制指令同时地或单独地操作；

其中，当所述至少一个运输车同时操作时，所述控制模块控制各运输车的工作轨迹互不冲突或干涉。

17.如权利要求16所述的智能收集系统，其特征在于，

所述控制模块由三级控制系统和两层通信网络构成，

其中，所述三级控制系统包括至少一个人机接口、至少一个可编程逻辑控制器PLC、以及至少一个用于调速的传动控制装置；

所述两层通信网络包括第一层通信网络和第二层通信网络，

其中，所述第一层通信网络包括所述至少一个人机接口与所述至少一个可编程逻辑控制器PLC之间连接的局域网；

第二层通信网络包括所述至少一个可编程逻辑控制器PLC与各自的远程I/O输入输出站之间的通信网络、以及所述至少一个可编程逻辑控制器PLC与所述至少一个用于调速的传动控制装置之间连接的通信网络。

18.如权利要求17所述的智能收集系统，其特征在于，在所述至少一个可编程逻辑控制器PLC为多个的情况下，所述第一层通信网络还包括多个可编程逻辑控制器PLC彼此之间相互连接的局域网。

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