CN111113347A - 高铁作业车智能工具柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高铁作业车智能工具柜，包括柜体，所述柜体以方管为框架，与左侧板、右侧板、顶板、底板、左门板、右门板、后盖板和后隔板组成，左门板上开设有视窗，右门板上安装有连杆锁，左侧板上开设有散热窗，所述柜体内设置有工具模放置架，柜体内设置有中部隔层板，顶板、后隔板、中部隔层板、散热窗、触摸屏安装内门、触摸显示屏、内门连接板组成电气安装柜，电气安装柜底部设置有电气安装底板，电气安装底板上安装有控制器。本发明具有定点储存、智能检测、缺失报警、本地提醒、远程监控的功能，可以有效养成工作人员使用工具后及时盘点、归还工具的良好习惯，能有效降低由于工具遗失带来的行车安全和生产事故。

Description

高铁作业车智能工具柜

技术领域

本发明涉及一种智能工具柜，特别涉及一种高铁作业车智能工具柜，属于工具存储技术领域。

背景技术

铁路作业车的工具管理至关重要，目前，高铁作业车所使用的工具装于工具柜/箱中，由作业人员自己保管，这种工具管理方式存在以下缺陷：

1)、传统工具柜/箱内工具存放数量、位置不一定，对工具柜/箱内不同种类工具进行存取时的容易发生混乱，作业人员还要花费寻找的时间，费时费力，影响作业进度；

2)、高铁作业车工具数量较大，传统工具柜/箱没有检测，工具使用后未归还，无法检测，作业人员在维修铁路设施过程中有可能会将维修工具遗忘在铁道或者机车内部，给后续车辆造成行车安全隐患；

3)、传统工具柜/箱，人工盘点工具费时费力，有可能遗漏或失误，增加了工具管理难度，增加作业人员的工作强度；

4)、传统工具柜/箱内工具状态只有现场使用人员了解，管理者不到使用现场无法了解清楚，管理者无法及时了解每一辆作业车工具柜/箱内的工具状态，极易造成工具丢失而不能及时发现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高铁作业车智能工具柜，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高铁作业车智能工具柜，包括柜体，所述柜体以方管为框架，与左侧板、右侧板、顶板、底板、左门板、右门板、后盖板和后隔板组成，所述左门板上开设有视窗，右门板上安装有连杆锁，左侧板上开设有散热窗，所述左门板与右门板通过铰链与柜体固定，且所述左门板和右门板以铰链为轴，最大开启120度，所述后盖板与柜体通过螺丝可拆卸连接，所述柜体内设置有工具模放置架，所述工具模放置架与左侧板和右侧板相连接，所述底板底部增设有底部加强板，所述顶板顶部增设有内加强板，所述柜体内设置有中部隔层板，顶板、后隔板、中部隔层板、散热窗、触摸屏安装内门、触摸显示屏、内门连接板组成电气安装柜，所述电气安装柜底部设置有电气安装底板，所述电气安装底板上安装有控制器，电气安装柜内设置有上隔板一和上隔板二，所述触摸屏安装内门上安装有触摸显示屏，所述模具模放置架与底板呈20°斜放，模具安装在工具模放置架上，所述柜体顶部安装有警示灯。

优选的，所述模具包括传感器安装孔和工具仿形开孔，所述传感器安装孔内安装有传感器，电气走线位置为从模具后方后隔板到后盖板间，再到电气控制部分的控制器。

优选的，所述工具模放置架设置有五层，但不限于五层，可根据实际储存工具数量灵活设置，储存工具数量以实际需要为准。

优选的，所述警示灯通过电缆与控制器连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)、工具柜可以存放一定数量的工具，并且对工具进行编号，便于管理。

2)、工具柜采用货架式柜体，工具放置位置固定，每件工具与编号一一对应。

3)、工具放置模具，放置工具的位置根据工具外观特点采用仿形开孔，防止其它工具错放。

4)、工具放置模具仿形开孔位置安装工具检测传感器，实时检测，工具缺失实时报警，及时提醒工具使用人员工具有缺失。

5)、工具缺失报警方式多样，现场有警示灯、警示声及触摸屏画面报警信息提示，设备与上位软件远程实时通讯，上位工作人员远程查看工具柜设备状态，可以远程提醒现场工作人员，注意工具有缺失，有效防止工具缺失。

6)、在模具上工具位置张贴工具编号标签，与工具相对应；相应的控制器程序、触摸屏程序中也有对应的编号，触摸屏程序中有编号对应工具的详细资料，如名称、照片等。方便工具管理，节省时间及人力，降低工作人员劳动强度，提高工作效率。

综上所述，该高铁作业车智能工具柜，具有定点储存、智能检测、缺失报警、本地提醒、远程监控的功能，可以有效养成工作人员使用工具后及时盘点、归还工具的良好习惯，能有效降低由于工具遗失带来的行车安全和生产事故。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明的左视图；

图4为本发明中电气安装柜的结构示意图；

图5为本发明中模具的安装方式示意图；

图6为本发明中传感器的安装方式示意图；

图7为本发明中模具开孔示意图；

图8为本发明的系统操作流程示意图。

图中：1、顶板，2、左侧板，3、左门板，4、右门板，5、连杆锁，6、右侧板，7、后盖板，8、后隔板，9、内加强板，10、中部隔层板，11、底板， 12、底部加强板，13、方管，14、上隔板一，15、上隔板二，16、铰链，17、工具模放置架，18、触摸屏安装内门，19、触摸屏内门连接板，20、散热窗， 21、警示灯，22、触摸显示屏，23、控制器，24、模具，25、传感器，26、电气安装底板，27、仿形开孔，28、传感器安装孔，29、视窗。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种高铁作业车智能工具柜，包括柜体，所述柜体以方管13为框架，与左侧板2、右侧板6、顶板1、底板 11、左门板3、右门板4、后盖板7和后隔板8组成，所述左门板3上开设有视窗29，右门板4上安装有连杆锁5，左侧板2上开设有散热窗20，所述左门板3与右门板4通过铰链16与柜体固定，且所述左门板3和右门板4以铰链16为轴，最大开启120度，所述后盖板7与柜体通过螺丝可拆卸连接，所述柜体内设置有工具模放置架17，所述工具模放置架17与左侧板2和右侧板 6相连接，所述底板11底部增设有底部加强板12，所述顶板1顶部增设有内加强板9，所述柜体内设置有中部隔层板10，顶板1、后隔板8、中部隔层板 10、散热窗20、触摸屏安装内门18、触摸屏内门连接板19组成电气安装柜，所述电气安装柜底部设置有电气安装底板26，所述电气安装底板26上安装有控制器23，电气安装柜内设置有上隔板一14和上隔板二15，所述触摸屏安装内门18上安装有触摸显示屏22，所述模具模放置架17与底板11呈20°斜放，模具24安装在工具模放置架17上，所述柜体顶部安装有警示灯21，所述工具模放置架17设置有五层但不限于五层，可根据实际情况灵活设置，所述警示灯21通过电缆与控制器23连接。

其中，模具材料为EVA，在模具上根据各种工具的外观特征仿形开孔27，在仿形开孔27内增加传感器安装孔28，传感器25安装于传感器安装孔28内，电气走线位置为从模具24后方后隔板8到后盖板7间，再到电气控制部分的控制器23，传感器25选型金属工具检测使用的传感器25接近开关，接近开关有方形和圆形两种，根据不同工具外观适配，非金属工具检测使用的传感器25选用微动开关。

金属工具检测使用的传感器25为电感式、三线制、NPN型接近开关，是一种无需与运动部件进行机械直接接触操作的位置开关，当物体接近开关感应面到动作距离即可使开关动作，直流电器或控制器23(plc)装置提供控制指令。接近开关是种开关型传感器(即无触点开关)，它既有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、耐腐蚀等特点。当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、发出电气指令，准确工具位置，定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。

所有传感器25的供电电压均为DC24V，接近开关的工作电流20mA,最大通过电流200mA。

微动开关最大通过电流6A，传感器25接近开关检测距离5mm。

电感式型接近开关由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成，电感式接近开关的感应头是一个具有铁氧体磁芯的电感线圈，只能检测金属体。振荡器在感应头表面产生一个交变磁场，当金属工具接近感应头时，接近开关内部动作，从而达到“开”和“关”的控制，振荡与停振这二种状态转换为电信号经放大器转化成二进制的开关信号。开关频率指接近开关每秒从“开”到“关”转换的次数,直流接近开关可达到200Hz。

非金属工具检测使用的传感器25选用微动开关，具有微小接点间隔和快动机构的特点，工具依靠自身重量使开关断开或接通，接通时电流通过开关给控制器25信号指令。

其中，控制器23采用可编程逻辑控制器，是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为电源、中央处理单元 (CPU)、存储器、输入输出接口、电路功能模块、通信模块。

控制器23供电电压为DC24V，PLC内部工作方式一般是采用循环扫描工作方式，程序调试完成后，通过编程器将其程序写入PLC存储器中，同时将现场的传感器25输入信号和被控制的执行元件警示灯21相应的连接在输入模块的输入端和输出模块的输出端，接着将PLC工作方式选择为运行工作方式，后面的工作就由PLC根据用户程序去完成。PLC存储器是具有记忆功能的半导体电路。

其中，传感器25的开关信号接到控制器23PLC输入接口：光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。输入接口电路工作过程：当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。向内部电路输入信号，也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。晶体管输出工作过程：当内部电路输出数字信号1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。

控制器23PLC的编程采用继电器控制梯形图及命令语句,每个梯形图由多个梯级组成。五种标准化编程语言：顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)、结构文本(ST)两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准(IEC6113123)，同时，还支持多种语言编程形式。

控制器23的通信由485模块及GPRS模块完成。485模块支持多种通信协议也支持modbus,及透明传输。GPRS模块通过4G/3G/2G(移动/联通/电信) 通信网络实现设备联网,通讯方式(TCP/UDP)，上报模式有主动上报及中心问询两种。通讯模式自动切换，端口、组网模式(专线或专网)、通讯方式(TCP、UDP、SMS)，寻址方式(固定IP或域名解析)、通信协议(透明协议或其他协议)。支持本机端口：指定或随机。

控制器23的通讯网络：4G(移动TD-LTE、联通TD/FDD-LTE、电信 TD/FDD-LTE)，3G(移动TD-SCDMA、联通WCDMA)，2G(移动GSM/GPRS、联通GSM/GPRS)。

其中，警示灯21安装在柜体左上方顶板1上，警示灯21有红绿两种颜色，带蜂鸣警报声音。

报警装置有警示灯21、触摸屏22，控制器23发出报警信号，警示灯21 为红色并伴有警报提示音，警报提示音可关闭，警示灯21不可关闭，同时触摸显示屏22上有报警提示，工具归还后报警自动解除，警示灯21恢复绿色，警示音停止。

其中，触摸显示屏22是简单、方便、自然的一种人机交互方式，可接收触头等输入讯号，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板。

本发明的工作流程为：接通电源控制器23自检，检测无异常后工具箱程序自动运行。程序运行后，安装于模具24的工具检测传感器25开始工作，检测工具是否在模具24的相应位置，未检测到工具给控制器23“0”的信号，检测到工具给控制器23“1”的信号。控制器23根据传感器25的检测信号，进行内部逻辑运算，给出正常或异常的结果，并通过警示灯21和触摸屏22给工作人员提示。正常时，警示灯21为绿色且无报警声音，触摸屏22 画面程序显示正常，所有工具编号及名称均显示绿色，无报警提示。异常时，警示灯21为红色且发出报警声音，触摸屏22画面程序显示缺失工具的编号，触摸屏22屏幕上方有滚动报警提示信息，实时报警画面、历史报警画面有报警的详细信息，监控画面子画面有缺失工具的详细编号、工具名称、及图样。工作人员根据以上信息处理报警异常，所有工具归还后控制器23发出正常信号，警示灯21红灯熄灭绿灯亮，报警提示音停止，触摸屏22上报警信息提示消失，此时，触摸屏22历史报警画面保留报警信息，可供查看。

控制器23接通电源自检异常后工具箱远程传输自动运行，通讯模块开机通讯灯的状态，灭一次亮一次：已读出SIM卡并且注册成功，常亮：登录网络成功。NET上网指示灯常亮：已上网。快闪：与中心网络连接成功，正在与中心软件连接。慢闪：与中心软件连接成功。RXD串口数据接收指示灯串口正在接收数据。TXD串口数据发送指示灯串口正在发送数据。向中心上报数据，或回应中心问询。上位工作人员可以通过上位软件实时监控各个车辆工具柜状态，有效防止现场工作人员由于疏忽而导致的安全事故发生。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.高铁作业车智能工具柜，包括柜体，其特征在于：所述柜体以方管(13)为框架，与左侧板(2)、右侧板(6)、顶板(1)、底板(11)、左门板(3)、右门板(4)、后盖板(7)和后隔板(8)组成，所述左门板(3)上开设有视窗(29)，右门板(4)上安装有连杆锁(5)，左侧板(2)上开设有散热窗(20)，所述左门板(3)与右门板(4)通过铰链(16)与柜体固定，且所述左门板(3)和右门板(4)以铰链(16)为轴，最大开启120度，所述后盖板(7)与柜体通过螺丝可拆卸连接，所述柜体内设置有工具模放置架(17)，所述工具模放置架(17)与左侧板(2)和右侧板(6)相连接，所述底板(11)底部增设有底部加强板(12)，所述顶板(1)顶部增设有内加强板(9)，所述柜体内设置有中部隔层板(10)，顶板(1)、后隔板(8)、中部隔层板(10)、散热窗(20)、触摸屏安装内门(18)、触摸显示屏(22)、内门连接板(19)组成电气安装柜，所述电气安装柜底部设置有电气安装底板(26)，所述电气安装底板(26)上安装有控制器(23)，电气安装柜内设置有上隔板一(14)和上隔板二(15)，所述触摸屏安装内门(18)上安装有触摸显示屏(22)，所述模具模放置架(17)与底板(11)呈20°斜放，模具(24)安装在工具模放置架(17)上，所述柜体顶部安装有警示灯(21)。

2.根据权利要求1所述的高铁作业车智能工具柜，其特征在于：所述模具(24)包括传感器安装孔(28)和工具仿形开孔(27)，所述传感器安装孔(28)内安装有传感器(25)，电气走线位置为从模具(24)后方后隔板(8)到后盖板(7)间，再到电气控制部分的控制器(23)。

3.根据权利要求1所述的高铁作业车智能工具柜，其特征在于：所述工具模放置架(17)设置有五层。

4.根据权利要求1所述的高铁作业车智能工具柜，其特征在于：所述警示灯(21)通过电缆与控制器(23)连接。

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