CN110285871A - 用于铁路车辆的称重装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁路车辆载重检测技术领域，提供一种用于铁路车辆的称重装置及系统，该用于铁路车辆的称重装置，包括：本体和行走机构；所述行走机构安装于所述本体上，用于带动所述本体沿着预设路径移动，还包括至少两组提升组件，所述本体的一侧面安装有至少一组所述提升组件，所述本体的相对侧面安装有至少一组所述提升组件，每组所述提升组件对应于一个火车车轮。该用于铁路车辆的称重装置可在列车装载过程中或装载完毕后，直接在装车线路上，在不需要机车牵引作业、不需要人力作业条件下，高效、准确、自动地称量每节车辆的超偏载数据和计量数据，既能控制超偏载货车上路运输，保证运输安全，也可为货车实重收费计量称重提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及铁路车辆载重检测技术领域，尤其涉及一种用于铁路车辆的称重装置及系统。
背景技术
随着我国的经济高速发展，货物运输越来越频繁，铁路货运成为主流，铁路安全尤为重要。
现有的铁路货车重量检测设备，一种是安装在铁路线路上的轨道衡，缺点为货车必须离开装货现场到轨道衡线路上按照要求速度进行动态称重，而由轨道衡检出的超载、欠载、偏载问题处理起来较为麻烦，使铁路运输效率和货主经济效益受到严重影响。
另一种在现场的检测设备为轮重检测仪，其设备较重为人工搬运测量，每个车厢的8个车轮均需单独测量一遍，再将8个车轮的重量累加，称重精度受人为操作影响，车号数据为手工记录容易出错，整个过程劳动强度高，工作效率低，若将整列货车全部称重一遍其劳动强度可想而知，且一些高站台装车货场在窄缝隙里很难进行称重操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种工作效率高的用于铁路车辆的称重装置，以解决现有的称重装置导致称重过程繁琐以及称重结果不精确的问题。
本发明的目的是提供一种用于铁路车辆的称重系统，在不需要机车牵引作业、不需要人力作业条件下，高效、准确、自动地称量每节车辆的超偏载数据和计量数据，既能控制超偏载货车上路运输，又能保证运输安全。
第一方面，本发明实施例提供的用于铁路车辆的称重装置，包括：本体和行走机构；所述行走机构安装于所述本体上，用于带动所述本体沿着预设路径移动，还包括至少两组提升组件，所述本体的一侧面安装有至少一组所述提升组件，所述本体的相对侧面安装有至少一组所述提升组件，每组所述提升组件对应于一个火车车轮。
其中，每组所述提升组件包括安装于所述本体的一侧面的两个旋转机构，任一所述旋转机构均连接有一提升机构，两个所述提升机构对应于一个所述火车车轮。
其中，两个所述旋转机构沿所述本体的移动方向间隔布置，且位于同一高度。
其中，所述旋转机构包括转臂、转臂电机以及第一电机驱动器，所述转臂电机安装于所述本体的一侧面，所述第一电机驱动器与所述转臂电机连接，所述转臂电机的输出轴与所述转臂连接。
其中，所述旋转机构还包括转臂电机安装座，所述转臂电机安装座的一端转动连接于所述本体的一侧面，所述转臂电机安装座的另一端安装有所述转臂电机。
其中，所述提升机构包括起升油缸、与所述起升油缸相配合的液压传感器以及与所述起升油缸相配合的液压控制系统，所述起升油缸安装于所述转臂，所述液压传感器与重量和偏载测量器连接。
其中，所述本体的上表面设置有定位传感器，所述定位传感器和所述液压控制系统均与所述第一电机驱动器连接。
其中，所述行走机构采用轨道式轮轨结构，在铁路轨道中间枕木或地面上，铺设两根与所述铁路轨道平行布置的行走轨道；所述本体设有两组车轮，两组所述车轮通过传动齿轮组与行走电机联接，所述行走电机与第二电机驱动器连接，所述定位传感器与所述第二电机驱动器连接。
其中，还包括与行走电机配合安装的旋转编码器以及安装于所述本体的一侧面的测距传感器，所述旋转编码器和所述第二电机驱动器均与所述测距传感器连接。
第二方面，本发明实施例提供的用于铁路车辆的称重系统，包括终端以及上述所述的用于铁路车辆的称重装置，所述本体上设置有RFID射频识别器，铁路车辆上设置有电子标签，所述终端和所述行走机构均与所述RFID射频识别器无线通信连接。
本发明实施例提供的用于铁路车辆的称重装置，通过行走机构沿着预设路径带动本体移动至设定位置即本体的中线与指定的火车车轮的轮轴中线对齐，此时，首先由本体的一侧面安装的一组提升组件抱紧并顶起一个火车车轮，获取一个参数值；再由本体的另一侧面安装的另一组提升组件抱紧并顶起另一个火车车轮，获取另一个参数值，再由通过此方法获取的多个参数值获取每节车辆的偏载数据和计重数据。该用于铁路车辆的称重装置可在列车装载过程中或装载完毕后，直接在装车线路上，在不需要机车牵引作业、不需要人力作业条件下，高效、准确、自动地称量每节车辆的超偏载数据和计量数据，既能控制超偏载货车上路运输，保证运输安全，也可为货车实重收费计量称重提供技术支撑。
本发明实施例提供的用于铁路车辆的称重系统，在不需要机车牵引作业、不需要人力作业条件下，高效、准确、自动地称量每节车辆的超偏载数据和计量数据，既能控制超偏载货车上路运输，又能保证运输安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于铁路车辆的称重装置的结构示意图；
图2为本发明用于铁路车辆的称重装置的侧视图。
附图标记说明:
1-铁路轨道；2-起升油缸；3-转臂；4-行走轨道；5-车轮；6-液压传感器；7-液压泵站；8-第一电机驱动器；9-转臂电机；10-工业计算机；11-行走电机；12-电池；13-本体；14-测距传感器；15-火车车轮。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明用于铁路车辆的称重装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的用于铁路车辆的称重装置，包括：本体13和行走机构；行走机构安装于本体13上，用于带动本体13沿着预设路径移动，还包括至少两组提升组件，本体13的一侧面安装有至少一组提升组件，本体13的相对侧面安装有至少一组提升组件，每组提升组件对应于一个火车车轮15。
需要说明的是，本体13可以为一矩形的框架结构，其长度可以为1000mm，宽度可以为1000mm，高度可以为120mm，本体13的宽度小于铁路车辆的宽度，本体13通过行走机构行走在铁路轨道1的中间并且其行走方向与铁路轨道1的铺设方向相平行。本体13的左侧侧面安装有一组提升组件，本体13的右侧侧面安装有一组提升组件，左侧侧面为朝向一个火车车轮15的一面，右侧侧面为朝向另一个火车车轮15的一面。
在本发明实施例中，通过行走机构沿着预设路径带动本体13移动至设定位置即本体13的中线与指定的火车车轮15的轮轴中线对齐，此时，首先由本体13的一侧面安装的一组提升组件抱紧并顶起一个火车车轮15，获取一个参数值；再由本体13的另一侧面安装的另一组提升组件抱紧并顶起另一个火车车轮15，获取另一个参数值，再由通过此方法获取的多个参数值获取每节车辆的偏载数据和计重数据。该用于铁路车辆的称重装置可在列车装载过程中或装载完毕后，直接在装车线路上，在不需要机车牵引作业、不需要人力作业条件下，高效、准确、自动地称量每节车辆的超偏载数据和计量数据，既能控制超偏载货车上路运输，保证运输安全，也可为货车实重收费计量称重提供技术支撑。
在上述实施例的基础上，如图2所示，每组提升组件包括安装于本体13的一侧面的两个旋转机构，任一旋转机构均连接有一提升机构，两个提升机构对应于一个火车车轮15；两个旋转机构沿本体13的移动方向间隔布置，且位于同一高度。
需要说明的是，两个旋转机构之间的距离以及两者的设置位置根据火车车轮的大小进行设置，在此不做具体限定。
在本发明实施例中，在本体13还未到达预定位置时，两个旋转机构均处于未工作状态，即两个旋转机构均与本体13平行布置，并且两个提升机构处于未工作状态；在本体13到达预定位置时，两个旋转机构均处于工作状态，即两个旋转机构均与本体13垂直布置，此时两个提升机构处于工作状态即两个提升机构同时抱紧并顶起一个火车车轮15。
在上述实施例的基础上，旋转机构包括转臂3、转臂电机9以及第一电机驱动器8，转臂电机9安装于本体13的一侧面，第一电机驱动器8与转臂电机9连接，转臂电机9的输出轴与转臂3连接。
在本发明实施例中，通过第一电机驱动器8控制转臂电机9的转速等参数，转臂电机9控制转臂3的转动角度。其中，第一电机驱动器8可以安装于本体13的上表面。
在上述实施例的基础上，旋转机构还包括转臂电机安装座，转臂电机安装座的一端转动连接于本体13的一侧面，转臂电机安装座的另一端安装有转臂电机9。
在本发明实施例中，转臂电机安装座的一端转动连接于本体13的一侧面，可以使得转臂电机安装座倾斜布置在本体13的一侧面上，可以使得两个提升机构之间呈一定的角度来抱紧火车车轮15。
在上述实施例的基础上，提升机构包括起升油缸2、与起升油缸2相配合的液压传感器6以及与起升油缸2相配合的液压控制系统，起升油缸2安装于转臂3，液压传感器6与重量和偏载测量器连接。
在本发明实施例中，以本体13上设置有两组提升组件为例进行说明，即本体13的左侧侧面安装有一组提升组件，本体13的右侧侧面安装有一组提升组件。液压控制系统系统由一个液压泵站7以及四个起升油缸2构成，分为两个油路，由换向阀切换，称重作业的过程由液压泵站7向整个系统提供动力，两个起升油缸2顶起火车车轮，液压传感器6采集数据并发送重量和偏载测量器，重量和偏载测量器测得每节车辆的偏载数据和计重数据。液压泵站7安装于本体13的上表面。
在上述实施例的基础上，本体13的上表面设置有定位传感器，第一电机驱动器8与液压控制系统连接，第一电机驱动器8与定位传感器连接。
在本发明实施例中，定位传感器用于对本体13的中线与指定的火车车轮15的轮轴中线进行对准，对准之后，发送工作指令至第一电机驱动器8，第一电机驱动器8开始工作，四个转臂3开始旋转至与本体13的侧面垂直的位置，此时4个起升油缸2分别抱紧左右两侧火车车轮15，液压控制系统接收到第一电机驱动器8发送的工作指令后，开启液压泵站7，首先给左侧2个起升油缸2打压，将左侧火车车轮15顶起，利用液压传感器6读取压力值后泄压；然后给右侧2个起升油缸2打压，将右侧火车车轮15顶起，利用液压传感器6读取压力值后泄压，以完成一组轮对的称重作业。称重作业完成时，第一电机驱动器8控制四个转臂3回到初始位置。液压控制系统控制4个起升油缸2回到初始状态。
在上述实施例的基础上，行走机构采用轨道式轮轨结构，在铁路轨道中间枕木或地面上，铺设两根与铁路轨道平行布置的行走轨道；本体13设有两组车轮5，两组车轮5通过传动齿轮组与行走电机11联接，行走电机11与第二电机驱动器(图中未示出)连接，定位传感器与第二电机驱动器连接。
在本发明实施例中，本体13的中线与指定的火车车轮15的轮轴中线进行未对准时，定位传感器发送工作指令至第二电机驱动器，第二电机驱动器控制行走电机11的转速，使得本体13继续前行，直至本体13的中线与指定的火车车轮15的轮轴中线进行对准。
在上述实施例的基础上，还包括与行走电机11配合安装的旋转编码器以及安装于本体13的一侧面的测距传感器14，旋转编码器与测距传感器14连接，测距传感器14与第二电机驱动器连接。
在本发明实施例中，通过旋转编码器获取行走电机11的转速，通过测距传感器14让本体13中心准确停在火车车轮中间，测距传感器14发送指令至第二电机驱动器，第二电机驱动器控制行走电机11的转速，相当于控制本体13的移动速度。
本发明实施例还提供一种用于铁路车辆的称重系统，包括终端以及上述实施例提供的用于铁路车辆的称重装置，本体13上设置有RFID射频识别器，铁路车辆上设置有电子标签，终端和行走机构均与RFID射频识别器无线通信连接。终端可以为工业计算机10、平板电脑或者手机等。
可以理解的是，铁路车辆上可以贴上二维码，便于货场管理人员用手持终端直接扫描识别，得到车辆称重信息。手持终端还可以可直接指定车号称重。
本体13上还可以安装激光雷达，用于扫描行进过程中的障碍物，遇障碍报警。本体13上还可以安装摄像头，用于图像识别对位方法中采集图像。
在本发明实施例中，终端层主要包含本体13以及充电屋，本体13的上位机接收工业计算机10下达的指令进行工作，主要有工作、待命、回位、待机四种状态。本体13在待机状态下位于充电屋内，电池12电量不满时自动充电，此外，充电屋还可对设备进行保护，提供防雨雪防尘等功能。其中，本体13的转臂电机、行走电机、第一电机驱动器以及第二电机驱动器均可以通过该电池12供电。本体13接收到命令开始执行时即进入工作状态，完成称重指令后设备进入待命状态停止不动，若十分钟未再收到新指令则进入回位状态，自动返回充电屋进入待机状态。
基站层主要为货场的控制中心，包括无线路由器、工业计算机10和管理软件，本体13通过货场内无线路由提供的局域网与工业计算机10进行数据通讯，货场工作人员可以通过电脑、手机、手持机等方式登录软件进行操作。管理软件对整个货场的本体13和称重数据进行控制管理，对本体13进行命令下发、运行监控，掌握货场的全部称重数据。
称重系统软件主要包含系统管理、命令下发、数据查询和消息通知四个功能模块，这四个模块分别实现对系统用户的注册和权限设置、称重计划编辑、已检数据查询及统计分析、设备称重进度及异常情况在线通报。
系统管理：软件打开后，管理人员输入用户名、密码进入主页面，软件系统可以由多个用户同时登陆操作，每个基站有一个主用户和多个副用户。主用户具有数据查询、称重命令下发编辑、副用户授权的权限；副用户具有数据查询权限，称重命令下发编辑权限需要主用户授权。管理人员除了在计算机端进行操作，也可在手机app上登陆软件，操作功能及权限与计算机端相同。
命令下发：称重命令由管理人员在软件端编辑下发，下发后也可撤销或进行更改。称重命令根据需求不同可以分为即时称重和定时称重，整列称重和固定车号称重，在命令下发之前进行勾选即可。命令下发后称重设备即进入自动运行状态，执行完命令后若在一定时间内未收到新的命令即自动返回充电。
数据查询：称重数据包含车辆重量数据与偏载情况。对于查询、检索称重数据，支持多种查询分析方式：按设备查询：查询固定设备在一定时间范围内的称重数据，数据按设备测量时间排列，与车号一一对应；按车号查询：搜索车号查询相应车号的历史称重数据；按账号查询：查询用户的作业内容。另外也可以按多种条件组合，实现相应的综合查询
消息通知：本体13的上位机每隔五秒钟向货站系统发送一次数据，数据内容包含称重信息、设备位置、计划完成进度以及设备异常情况，在称重系统软件中可以实时查看上述信息，异常情况会弹窗通知。
服务器层用于数据存储和后台监控，所有货场共用同一个服务器。服务器终端储存了各货场内称重设备信息，称重原始数据和计算结果以及RFID射频识别器录入信息。服务器可以接收并存储工业计算机10发送的信息。
以下对该用于铁路车辆的称重系统的工作过程进行详细说明：
工业计算机下发称重指令，位于本体13上的上位机接收该称重指令；上位机分析称重指令，判断是否到定时时间，如果没有到定时时间，则重新判断是否接到新任务，如果没有接到新任务，上位机发送指令给第二电机驱动器，第二电机驱动器控制行走电机11的转速以使得本体13回到充电屋进行充电并进入待机状态；
如果到了定时时间，上位机则判断电池12的电量是否充足，如果电量充足，上位机发送指令给第二电机驱动器，第二电机驱动器控制行走电机11的转速以使得本体13前进以完成称重任务；
工业计算机将需要称重的铁路车辆的车号下发至工控机，工控机可以通过RFID射频识别器识别铁路车辆上设置有电子标签，以完成车号的比对；如果车号比对失败，本体13继续前进以寻找与车号相对应的铁路车辆；
如果车号比对成功，通过定位传感器对本体13的中线与指定的火车车轮15的轮轴中线进行对准，未对准时，定位传感器发送工作指令至上位机，上位机下发指令至第二电机驱动器，第二电机驱动器控制行走电机11的转速，使得本体13继续前行，直至本体13的中线与指定的火车车轮15的轮轴中线进行对准。在此过程之前还可以通过与行走电机11配合安装的旋转编码器以及安装于本体13的一侧面的测距传感器14进行本体13的位置初步调整，上位机获取旋转编码器以及测距传感器14发送的数据并进行分析，从而发送指令至第二电机驱动器；
对准之后，定位传感器发送指令至上位机，上位机发送工作指令至第一电机驱动器8，第一电机驱动器8开始工作，四个转臂3开始旋转至与本体13的侧面垂直的位置，此时4个起升油缸2分别抱紧左右两侧火车车轮15，4个起升油缸2分别抱紧左右两侧火车车轮15时，第一电机驱动器8发送的工作指令至上位机，上位机下发工作指令至液压控制系统，开启液压泵站7，首先给左侧2个起升油缸2打压，将左侧火车车轮15顶起，利用液压传感器6读取压力值后泄压；然后给右侧2个起升油缸2打压，将右侧火车车轮15顶起，利用液压传感器6读取压力值后泄压，以完成一组轮对的称重作业。称重作业完成时，上位机控制第一电机驱动器8控制四个转臂3回到初始位置。上位机系统控制4个起升油缸2回到初始状态。液压传感器将获取的数据发送至重量和偏载测量器，重量和偏载测量器测得每节车辆的偏载数据和计重数据。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例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例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例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于铁路车辆的称重装置，包括：本体和行走机构；所述行走机构安装于所述本体上，用于带动所述本体沿着预设路径移动，其特征在于，还包括至少两组提升组件，所述本体的一侧面安装有至少一组所述提升组件，所述本体的相对侧面安装有至少一组所述提升组件，每组所述提升组件对应于一个火车车轮。
2.根据权利要求1所述的用于铁路车辆的称重装置，其特征在于，每组所述提升组件包括安装于所述本体的一侧面的两个旋转机构，任一所述旋转机构均连接有一提升机构，两个所述提升机构对应于一个所述火车车轮。
3.根据权利要求2所述的用于铁路车辆的称重装置，其特征在于，两个所述旋转机构沿所述本体的移动方向间隔布置，且位于同一高度。
4.根据权利要求2所述的用于铁路车辆的称重装置，其特征在于，所述旋转机构包括转臂、转臂电机以及第一电机驱动器，所述转臂电机安装于所述本体的一侧面，所述第一电机驱动器与所述转臂电机连接，所述转臂电机的输出轴与所述转臂连接。
5.根据权利要求4所述的用于铁路车辆的称重装置，其特征在于，所述旋转机构还包括转臂电机安装座，所述转臂电机安装座的一端转动连接于所述本体的一侧面，所述转臂电机安装座的另一端安装有所述转臂电机。
6.根据权利要求4所述的用于铁路车辆的称重装置，其特征在于，所述提升机构包括起升油缸、与所述起升油缸相配合的液压传感器以及与所述起升油缸相配合的液压控制系统，所述起升油缸安装于所述转臂，所述液压传感器与重量和偏载测量器连接。
7.根据权利要求6所述的用于铁路车辆的称重装置，其特征在于，所述本体的上表面设置有定位传感器，所述定位传感器和所述液压控制系统均与所述第一电机驱动器连接。
8.根据权利要求7所述的用于铁路车辆的称重装置，其特征在于，所述行走机构采用轨道式轮轨结构，在铁路轨道中间枕木或地面上，铺设两根与所述铁路轨道平行布置的行走轨道；所述本体设有两组车轮，两组所述车轮通过传动齿轮组与行走电机联接，所述行走电机与第二电机驱动器连接，所述定位传感器与所述第二电机驱动器连接。
9.根据权利要求8所述的用于铁路车辆的称重装置，其特征在于，还包括与行走电机配合安装的旋转编码器以及安装于所述本体的一侧面的测距传感器，所述旋转编码器和所述第二电机驱动器均与所述测距传感器连接。
10.一种用于铁路车辆的称重系统，其特征在于，包括终端以及权利要求1至9任一项所述的用于铁路车辆的称重装置，所述本体上设置有RFID射频识别器，铁路车辆上设置有电子标签，所述终端和所述行走机构均与所述RFID射频识别器无线通信连接。
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