CN111137699A - 货运动车自动装卸集成系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种货运动车自动装卸集成系统，包括：过渡板，用于站台与装载门之间集装箱的过渡输送；输送系统，配置在货运动车组车厢内，用于实现集装箱在货运动车组车厢内的转向及输送，包括转向机构和输送机构；集装箱经所述转向机构转向后由输送机构运输至车厢目的位置。

Description

货运动车自动装卸集成系统

技术领域

本公开涉及一种工业自动化的技术领域，尤其涉及一种货运动车自动装卸集成系统。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，高附加值货物的种类和数量有了较大变化，以汽车配件、电子信息、医药等为代表的快运货物需求发展较快，这类货物对运输能力、运输速度和运输条件有较高的要求。随着铁路客货分线的进一步实施，客运专线将承担大部分客流输送，这样既避免了在连接大中城市的繁忙干线上客货互争能力的矛盾，又提高了客货列车的运行速度，同时为高速货运行包专列的开行提供了前提条件。高速货运行包专列的开行可以满足客户对高附加值货物的高时效性要求，可以提高企业的市场竞争力，是铁路运输发展的必然产物。目前，货运动车组货物的装卸的自动化程度，及货物装卸效率依然不够高。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种货运动车自动装卸集成系统。

根据本公开的一个方面，货运动车自动装卸集成系统包括：

过渡板，配置于站台与装载门之间，输送集装箱；

输送系统，配置在货运动车组车厢内，实现集装箱在货运动车组车厢内的转向及输送，包括转向机构和输送机构；集装箱经所述转向机构转向后由输送机构运输至车厢目的位置；

根据本公开的至少一个实施方式，所述输送系统还包括地板系统，所述地板系统包括蜂窝板和万向球，所述蜂窝板配置在货运动车组车厢底架上；若干所述万向球分布在所述蜂窝板及所述转向机构上。

根据本公开的至少一个实施方式，所述转向机构包括上支撑板，下支撑板及旋转机构，所述旋转机构配置在所述上支撑板及所述下支撑板之间，所述旋转机构带动上支撑板正向或反向旋转90度。

根据本公开的至少一个实施方式，所述旋转机构为涡轮蜗杆传动机构，通过电机驱动蜗杆，进而带动涡轮的旋转。

根据本公开的至少一个实施方式，所述输送机构包括第一基座，滚轮及步进电机，若干滚轮间隔设置在所述第一基座上，所述步进电机设于所述第一基座内，所述滚轮由所述步进电机驱动。

根据本公开的至少一个实施方式，所述输送机构还包括传动链条，两两相邻的所述滚轮之间通过所述传动链条连接。

根据本公开的至少一个实施方式，所述输送机构还包括升降台，两所述升降台分别设于所述第一基座两端的下方。

根据本公开的至少一个实施方式，所述输送机构配置于所述蜂窝板及所述转向机构上。

根据本公开的至少一个实施方式，所述输送系统还包括锁紧机构，所述锁紧机构包括第二基座，弹簧及爪头，所述第二基座配置在所述蜂窝板上，所述爪头通过所述弹簧配置在所述第二基座上，所述爪头呈L型，当集装箱运输至目的位置时，在弹簧的作用下，所述爪头由收缩状态变为舒张状态，完成止档。

根据本公开的至少一个实施方式，所述集成系统还包括仓储系统，所述仓储系统包括RFID电子标签、RFID标签读写器和PC服务器；所述RFID电子标签配置在集装箱上，所述RFID标签读写器和所述PC服务器配置在货运动车组车厢内，所述PC服务器将集装箱的位置信息及重量信息通过所述RFID标签读写器写在所述RFID电子标签上。

根据本公开的至少一个实施方式，所述仓储系统还包括自动定位系统，所述自动定位系统包括依次连接的直角反射棱镜，光电传感器，信号处理模块，A/D转化电路模块及可调细分控制模块，所述直角反射棱镜检测到集装箱后，通过光电传感器将光信号转为电信号，依次经信号处理模块及A/D转化电路模块处理后，再由PC服务器接收信息并处理后，由可调细分控制模块对步进电机发出控制指令，从而实现对集装箱位置的准确控制。

根据本公开的至少一个实施方式，所述仓储系统还包括自动称重系统，所述自动称重系统包括称重仪，所述称重仪设于所述蜂窝板下方，对集装箱称重，称重数据传输至PC服务器进行处理。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的至少一个实施方式的货运动车自动装卸集成系统的框架示意图。

图2是根据本公开的至少一个实施方式的货运动车自动装卸集成系统的整体示意图。

图3是根据本公开的至少一个实施方式的过渡板示意图。

图4是根据本公开的至少一个实施方式的转向机构示意图。

图5是根据本公开的至少一个实施方式的输送机构示意图。

图6是根据本公开的至少一个实施方式的自动定位系统原理图。

图7是根据本公开的至少一个实施方式的锁紧机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

本公开可实现货运动车在集装箱装卸过程的自动化。本公开通过程序控制将集装箱放到过渡板并送入车厢货仓，使用转向机构做方向调整，并使用自适应性传输送机构进行集装箱输送，自动定位，由锁紧机构对其位置锁死，同样集装箱也可实现自动出车，极大缩短每节车装卸时间；同时集装箱到位后该系统具有称重仪对其进行测重，并记入集装箱的RFID标签中，实现货运动车组集装箱自动装卸快速化、精准化、无人化操作；减少人工的工作量，提高货运动车集装箱装卸的效率。

在本公开的一个可选实施方式中，如图1所示，货运动车自动装卸集成系统包括：过渡板1，用于站台与装载门之间集装箱的过渡输送；输送系统2，配置在货运动车组车厢内，包括转向机构21，地板系统22，输送机构23，锁紧机构24；仓储系统3，包括RFID电子标签31、RFID标签读写器32，PC服务器33，自动称重系统34及自动定位系统35；所述RFID电子标签31配置在集装箱上，所述RFID标签读写器32和所述PC服务器33配置在货运动车组车厢内。

在本公开的一个可选实施方式中，如图2所示，集装箱从过渡板1进入车厢装载门后，由转向机构21正向或反向旋转90度，在自动定位系统(图未示)的协助下，通过位于地板系统22上的输送机构23，将集装箱送至目的位置，由锁紧机构24锁紧，并完成自动称重。所述PC服务器(图未示)将集装箱的位置信息及重量信息通过所述RFID标签读写器(图未示)写在所述RFID电子标签(图未示)上。

下面结合附图详细说明货运动车自动装卸集成系统的各个部件的结构。

本公开的过渡板1优先采用铝蜂窝过渡板，随车配制，每个装载门配带一个过渡板。过渡板采用吸盘通过大气压强固定在车体之上。为保护舱门不受集装箱的碰撞，在过渡板两侧设有护栏。

如图3所示，本公开的地板系统22采用万向球蜂窝地板，包括铝蜂窝板221和万向滚珠222。万向滚珠单个球珠能承受200KG的重量货物。铝蜂窝地板为铝蜂窝芯子由3A21H18铝箔制成，铝箔厚度0.07mm。铝蜂窝板通过型材和螺栓与车体底架C型槽连接固定。

如图4所示，本公开的输送机构23包括第一基座231，滚轮232及步进电机233，若干滚轮232间隔设置在所述第一基座231上，所述步进电机233设于所述第一基座231内，所述滚轮232由所述步进电机233驱动。滚轮采用橡胶滚轮，橡胶滚轮跟集装箱底部接触，靠接触产生的摩擦力拖动集装箱，为增加摩擦力，橡胶滚轮外表面设计成条纹状。

整个自动装卸集成系统是由多个集装箱自动输送机构组成，为了精确地对某个输送机构进行控制，使用PLC控制器。PLC即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。使用方便，编程简单,功能强，性能价格比高,可靠性高，抗干扰能力强,硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强,系统的设计、安装、调试工作量少。

根据本公开的至少一个实施方式，所述输送机构还包括链轮传动链条234，两两相邻的所述滚轮之间通过所述链轮传动链条连接。链轮传动链条将动力输送至橡胶滚轮上，链轮传动链条的特点就是可以长距离的传动，效率高，并且不会发生打滑现象。

根据本公开的至少一个实施方式，所述输送机构还包括升降台235，两所述升降台分别设于所述第一基座两端的下方。升降台采用剪刀差升降台，实现对集装箱的升高或降低。

如图5所示，本公开的转向机构21，由上支撑板211、下支撑板212、蜗轮蜗杆传动机构213。当集装箱被放置在上支撑板上后，控制系统会发出指令给蜗轮蜗杆传动机构的电机，蜗轮蜗杆机构带动上支撑板正向或反向旋转90°。优选地，上支撑板采用万向球蜂窝地板，同时集成有输送机构，当发生断电等紧急情况时，可以人工使用输送机构的升降台，将输送机构降低，这时万向球可以让人工的方式旋转集装箱。

如图6所示，本公开自动定位系统35在利用光电传感器的基础上建立起来的、基于步进电机高精度细分的计算机自动定位系统。此技术涉及到系统技术方案、方位偏差的测量与消除、以及步进电机高精度细分，对步进电机精密控制，从而实现对集装箱位置的准确控制。该系统主要包括直角反射棱镜351、光电传感器352、信号处理模块353、A/D转化电路模块354、PC服务器33、可调细分控制模块355、步进电机233。所述直角反射棱镜检测到集装箱后，通过光电传感器将光信号转为电信号，依次经信号处理模块及A/D转化电路模块处理后，再由PC服务器接收信息并处理后，由可调细分控制模块对步进电机发出控制指令，从而实现对集装箱位置的准确控制。

如图7所示，本公开的锁紧机构24，所述锁紧机构包括第二基座241，弹簧242及爪头243，所述第二基座配置在所述蜂窝板上，所述爪头通过所述弹簧配置在所述第二基座上，所述爪头呈L型，爪头收缩状态便于集装箱在第二基座之上的移动不受限制、当集装箱运输至目的位置时，在弹簧的作用下，所述爪头由收缩状态变为舒张状态，完成止档。

本公开自动称重系统34，又称无人值守称重系统，它可实现对多个集装箱称重，本系统可将集装箱重量数据生成EXCEL表格，通过计算机与智能出入仓系统进行连接。在称重的整个过程里做到计量数据自动可靠采集、自动判别、自动指挥、自动处理、自动控制，最大限度的降低人工操作所带来的弊端和工作强度，提高了系统的信息化、自动化程度。本自动称重系统采用PLC为控制核心，实现称重仪的基本控制功能。系统的硬件部分包括应用传感器、数据采集和数据处理三大部分，其中数据采集部分由称重仪模拟器、信号的前级处理和双积分A/D转化部分组成。由于称重仪设计中电路的精度和抗干扰要求较高，所以选用精度较高的仪表放大器INA121。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种货运动车自动装卸集成系统，其特征在于，包括：

过渡板，配置于站台与装载门之间，输送集装箱；

输送系统，配置在货运动车组车厢内，实现集装箱在货运动车组车厢内的转向及输送，包括转向机构和输送机构；集装箱经所述转向机构转向后由输送机构运输至车厢目的位置。

2.根据权利要求1所述的集成系统，其特征在于，所述输送系统还包括地板系统，所述地板系统包括蜂窝板和万向球，所述蜂窝板配置在货运动车组车厢底架上；若干所述万向球分布在所述蜂窝板及所述转向机构上。

3.根据权利要求1所述的集成系统，其特征在于，所述转向机构包括上支撑板，下支撑板及旋转机构，所述旋转机构配置在所述上支撑板及所述下支撑板之间，所述旋转机构带动上支撑板正向或反向旋转90度。

4.根据权利要求3所述的集成系统，其特征在于，所述旋转机构为涡轮蜗杆传动机构，通过电机驱动蜗杆，进而带动涡轮的旋转。

5.根据权利要求1所述的集成系统，其特征在于，所述输送机构包括第一基座，滚轮及步进电机，若干滚轮间隔设置在所述第一基座上，所述步进电机设于所述第一基座内，所述滚轮由所述步进电机驱动。

6.根据权利要求5所述的集成系统，其特征在于，所述输送机构还包括升降台，两所述升降台分别设于所述第一基座两端的下方。

7.根据权利要求2所述的集成系统，其特征在于，所述输送系统还包括锁紧机构，所述锁紧机构包括第二基座，弹簧及爪头，所述第二基座配置在所述蜂窝板上，所述爪头通过所述弹簧配置在所述第二基座上，所述爪头呈L型，当集装箱运输至目的位置时，在弹簧的作用下，所述爪头由收缩状态变为舒张状态，完成止档。

8.根据权利要求1所述的集成系统，其特征在于，所述集成系统还包括仓储系统，所述仓储系统包括RFID电子标签、RFID标签读写器和PC服务器；所述RFID电子标签配置在集装箱上，所述RFID标签读写器和所述PC服务器配置在货运动车组车厢内，所述PC服务器将集装箱的位置信息及重量信息通过所述RFID标签读写器写在所述RFID电子标签上。

9.根据权利要求8所述的集成系统，其特征在于，所述仓储系统还包括自动定位系统，所述自动定位系统包括依次连接的直角反射棱镜，光电传感器，信号处理模块，A/D转化电路模块及可调细分控制模块。

10.根据权利要求9所述的集成系统，其特征在于，所述仓储系统还包括自动称重系统，所述自动称重系统包括称重仪，所述称重仪设于所述蜂窝板下方，对集装箱称重，称重数据传输至PC服务器进行处理。

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