CN111392447A - 一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及火车货物装车领域，具体涉及一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置。本发明采用的技术方案是：一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置，其特征在于：包括可升降底盘支撑系统、机身定位系统、输送系统、自动码垛系统以及控制上述系统运动的控制系统，所述机身定位系统安装于可升降底盘支撑系统的上方，所述输送系统安装于机身定位系统的上方，所述自动码垛系统安装于二级伸缩输送臂组件内的一侧。本发明的优点是：本发明的火车棚车袋装货物自动装车码垛装置结构合理，可以实现铁路货物的装卸作业的机械化、自动化、信息化，提高铁路物流的经济效益和作业效率。

Description

一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置
技术领域
本发明涉及火车货物装车领域，具体涉及一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置。
背景技术
随着经济快速发展，铁路物流量日益增加，而现阶段，火车货物的装车工作，虽然配备了一些机械设备，如:起重机、叉车、皮带输送机等。但是这些设备，无法直达装载点。在输送、搬运设备的上料端、车厢内的转运堆垛，仍然以人工肩扛背驮。不仅作业方式落后，而且环境恶劣，重体力劳动也让工人无法连续作业。且现今年轻人就业普遍不愿意从事重体力劳动，劳动力不足严重影响了火车物流运输经济效益。因此，应该提供一种新的技术方案解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于针对火车货物依赖人力装载、码垛的问题，提供一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置，其特征在于：包括可升降底盘支撑系统、机身定位系统、输送系统、自动码垛系统以及控制上述系统运动的控制系统，所述机身定位系统安装于可升降底盘支撑系统的上方，所述输送系统安装于机身定位系统的上方，所述自动码垛系统安装于二级伸缩输送臂组件内的一侧，
所述可升降底盘支撑系统包括底盘刚性结构，所述底盘刚性结构下呈矩形并安装有牛腿驻地机构；
所述机身定位系统从下至上依次包括轮式行走机构、Y向移动定位组件和X向移动定位组件，所述轮式行走机构包括至少两组行走轮，所述行走轮呈矩形固定安装在底盘刚性结构的下端，
所述Y向移动定位组件安装在底盘刚性结构的上端，包括Y向驱动运动组件，所述Y向驱动运动组件包括Y向移动座、至少两条 Y向导轨以及Y向齿轮齿条，所述Y向导轨呈对称式固定安装在底盘刚性结构上端，在Y向导轨上滑动安装Y向滑块，所述Y向滑块上固定安装Y向移动座，Y向移动座上安装有Y向驱动电机安装板， Y向驱动电机安装板一侧固定安装Y向驱动电机组件，另一侧安装Y 向齿轮，Y向齿条固定安装在底盘刚性结构上端，所述Y向齿轮通过与Y向齿条的啮合运动为Y向移动座提供移动动力，所述Y向滑块与Y向驱动运动组件相配合，共同带动Y向移动座运动，
所述X向移动定位组件安装在Y向移动座上端，包括X向驱动运动组件，所述X向驱动运动组件包括X向移动座、至少两条X向导轨、X向齿轮齿条，所述X向导轨呈对称式固定安装在Y向移动座上端，在X向导轨上滑动安装X向滑块，在X向滑块上固定安装 X向移动座，所述X向移动座上安装有X向驱动电机安装板，X向驱动电机安装板一侧固定安装X向驱动电机组件，另一侧安装X向齿轮，X向齿轮通过与X向齿条的啮合运动为X向移动座提供移动作用力，所述X向滑块与X向驱动运动组件相配合，共同带动X向移动座运动；
所述输送系统包括一级输送臂、回转输送组件、二级伸缩输送臂组件以及分段传输皮带，所述一级输送臂固定安装在X向移动座上，所述回转组件安装在一级输送臂的一端，所述二级伸缩输送臂组件安装在回转组件的另一侧，所述分段传输皮带安装在整个输送系统的上端，每个分段传输皮带各自带有动力系统，
所述回转组件包括回转支撑块，所述回转支承块活动安装在一级输送臂上，所述回转支撑块通过回转电机带动旋转分段皮带和二级伸缩输送臂组件进行水平方向正负90°的转向，所述分段传输皮带通过连接轴与回转支承块连接，所述连接轴通过轴承安装在一级输送臂上的一端，
所述二级伸缩输送臂组件包括直线运动执行元件、刚性直线导轨、码垛下插板、二级伸缩臂刚性结构件、定位传感器，所述直线运动执行元件安装在二级伸缩臂刚性结构件内的底部，为二级伸缩臂组件作 X方向伸缩运动提供动力，所述刚性直线导轨安装在二级伸缩臂刚性结构件内的底部偏上，为二级伸缩臂作X方向伸缩运动提供支撑和引导，所述码垛下插板滑动安装在二级伸缩臂刚性结构件的一端，通过控制元件控制码垛下插板的伸缩运动，完成车厢底部货物的码垛，所述定位传感器安装在二级伸缩臂刚性结构件外两侧，用以感应车门位置，完成精确定位；
所述自动码垛系统包括剪刀叉升降机构，其通过曲柄滑块带动码垛皮带分段上下移动，所述剪刀叉升降机构包括下底板，所述下底板下表面固定安装在二级伸缩臂刚性结构件的一端，所述下底板的上表面对称安装剪刀叉的交叉梁，所述下底板一侧安装液压系统推动交叉梁运动，所述交叉梁上端安装上底板，所述上底板上安装码垛皮带分段，所述码垛皮带分段通过码垛电机带动其运动，所述码垛皮带分段内滑动安装码垛上插板，用以承接货物，并通过控制元件控制码垛上插板的伸缩运动，完成车厢上端货物的码垛；
所述控制系统与所有电机、传感器电性连接，通过控制器控制各部件的运动动作。
进一步的技术方案是：
所述牛腿驻地机构可采用液压系统或其他动力形式提供动力。
所述火车棚车袋装货物自动装车码垛装置所述刚性直线导轨安装在直线运动执行元件上方。
所述下底板上表面通过销轴对称安装剪刀叉的交叉梁。
由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比，具有如下优点：
本发明的火车棚车袋装货物自动装车码垛装置结构合理，可以实现铁路货物的装卸作业的机械化、自动化、信息化，提高铁路物流的经济效益和作业效率。
附图说明
附图1为本发明整体结构示意图。
附图2为可升降底盘系统结构示意图。
附图3为机身定位系统结构示意图。
附图4为输送系统结构示意图。
附图5为自动码垛系统结构示意图。
附图6为附图3中A处放大结构示意图。
附图7为附图3中B处放大结构示意图。
以上附图中：1、可升降底盘支撑系统，101、底盘刚性结构，102、牛腿驻地机构，2、机身定位系统，201、轮式行走机构，202、 Y向移动座，203、Y向导轨Ⅰ，204、Y向导轨Ⅱ，205、Y向齿轮， 206、Y向齿条，207、Y向驱动电机安装板，208、Y向驱动电机组件，209、Y向滑块Ⅰ，210、Y向滑块Ⅱ，213、X向移动座，214、 X向导轨Ⅰ，215、X向导轨Ⅱ，216、X向齿轮，217、X向齿条， 218、X向驱动电机安装板，219、X向驱动电机组件，220、X向滑块Ⅰ，221、X向滑块Ⅱ，3、输送系统，301、一级输送臂，302、回转支撑块，303、回转电机，304、连接轴，305、旋转分段皮带， 306、直线运动执行元件，307、刚性直线导轨，308、码垛下插板， 309、二级伸缩臂刚性结构件，310、分段传输皮带，311、定位传感器，4、自动码垛系统，401、曲柄滑块，402、码垛皮带，403、下底板，404、销轴，405、交叉梁，406、液压系统，407、上底板， 408、码垛电机，409、码垛上插板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：
如图1-7所示，作为本发明第一个实施例，一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置，包括可升降底盘支撑系统1、机身定位系统 2、输送系统3、自动码垛系统4以及控制上述系统运动的控制系统，所述机身定位系统2安装于可升降底盘支撑系统1的上方，所述输送系统3安装于机身定位系统1的上方，所述自动码垛系统4安装于二级伸缩输送臂组件内的一侧，
所述可升降底盘支撑系统包括底盘刚性结构101，所述底盘刚性结构101下呈矩形并安装有牛腿驻地机构102；
所述机身定位系统从下至上依次包括轮式行走机构201、Y向移动定位组件和X向移动定位组件，所述轮式行走机构201包括至少两组行走轮，所述行走轮呈矩形固定安装在底盘刚性结构101的下端，
所述Y向移动定位组件安装在底盘刚性结构101的上端，包括Y 向驱动运动组件，所述Y向驱动运动组件包括Y向移动座202、至少两条Y向导轨以及Y向齿轮205、Y向齿条206，所述两条Y向导轨分别是Y向导轨Ⅰ203和Y向导轨Ⅱ204，两条Y向导轨呈对称式固定安装在底盘刚性结构101上端，在Y向导轨Ⅰ203和Y向导轨Ⅱ 204上滑动安装四块Y向滑块，四块Y向滑块分别为Y向滑块Ⅰ209、 Y向滑块Ⅱ210、Y向滑块Ⅲ(图中未显示)以及Y向滑块Ⅳ，四块 Y向滑块均固定安装在Y向移动座202，Y向移动座202上安装有Y 向驱动电机安装板207，Y向驱动电机安装板207一侧固定安装Y向驱动电机组件208，另一侧安装Y向齿轮205，Y向齿条206固定安装在底盘刚性结构101上端，所述Y向齿轮205通过与Y向齿条206 的啮合运动为Y向移动座202提供移动动力，四块Y向滑块与Y向驱动运动组件相配合，共同带动Y向移动座202运动，
所述X向移动定位组件安装在Y向移动座202上端，包括X向驱动运动组件，所述X向驱动运动组件包括X向移动座213、至少两条X向导轨以及X向齿轮216和X向齿条217，所述两条X向导轨分别是X向导轨Ⅰ214和X向导轨Ⅱ215，两条X向导轨呈对称式固定安装在Y向移动座213的上端，在X向导轨Ⅰ214和X向导轨Ⅱ215上滑动安装四块X向滑块，所述四块X向滑块分别为X向滑块Ⅰ220、X向滑块Ⅱ221、X向滑块Ⅲ(图中未显示)以及X向滑块Ⅳ(图中未显示)，在四块X向滑块上固定安装有X向移动座213，所述X向移动座213上安装有X向驱动电机安装板218，X向驱动电机安装板218一侧固定安装X向驱动电机组件219，另一侧安装X 向齿轮216，X向齿轮216通过与X向齿条217的啮合运动为X向移动座213提供移动作用力，四块所述X向滑块与X向驱动运动组件相配合，共同带动X向移动座213运动；
所述输送系统包括一级输送臂301、回转输送组件、二级伸缩输送臂组件以及分段传输皮带310，所述一级输送臂301固定安装在X 向移动座213上，所述回转组件安装在一级输送臂301的一端，所述二级伸缩输送臂组件安装在回转组件的另一侧，所述分段传输皮带310安装在整个输送系统的上端，每个分段传输皮带各自带有动力系统，
所述回转组件包括回转支撑块302，所述回转支承块302活动安装在一级输送臂301上，所述回转支撑块302通过回转电机303带动旋转分段皮带305和二级伸缩输送臂组件进行水平方向正负90°的转向，所述分段传输皮带310通过连接轴304与回转支承块302连接，所述连接轴304通过轴承安装在一级输送臂301上的一端，
所述二级伸缩输送臂组件包括直线运动执行元件306、刚性直线导轨307、码垛下插板308、二级伸缩臂刚性结构件309、定位传感器310，所述直线运动执行元件306安装在二级伸缩臂刚性结构件309 内的底部，为二级伸缩臂组件作X方向伸缩运动提供动力，所述刚性直线导轨307安装在二级伸缩臂刚性结构件309内的底部偏上，为二级伸缩臂作X方向伸缩运动提供支撑和引导，所述码垛下插板308 滑动安装在二级伸缩臂刚性结构件309的一端，通过控制元件控制码垛下插板的伸缩运动，完成车厢底部货物的码垛，所述定位传感器310安装在二级伸缩臂刚性结构件309外两侧，用以感应车门位置，完成精确定位；
在本实施例中，针对火车车厢车门窄且横向长度长的问题，提出一种火车棚式货车货物输送方法。即一级输送臂301控制输送的纵向位置，二级伸缩臂控制输送的横向位置，完成输送与码垛位置的精确定位，并与旋转分段皮带机相配合，完成货物的转向输送。其中，机身定位系统完成精确定位后，二级伸缩臂与一级输送臂同一直线，且处于收缩极限的初始状态深入车厢内，经过车厢门后，边移动边旋转至90度极限转角后，根据码垛位置伸长至要求长度，以完成全方位输送与码垛。
所述自动码垛系统4包括剪刀叉升降机构，其通过曲柄滑块401 带动码垛皮带402分段上下移动，所述剪刀叉升降机构包括下底板 403，所述下底板403下表面固定安装在二级伸缩臂刚性结构件309 的一端，所述下底板403的上表面对称安装剪刀叉的交叉梁405，所述下底板403一侧安装液压系统406推动交叉梁405运动，所述交叉梁405上端安装上底板407，所述上底板407上安装码垛皮带分段402，所述码垛皮带分段402通过码垛电机408带动其运动，所述码垛皮带分段402内滑动安装码垛上插板409，用以承接货物，在使用过程中，通过控制元件控制码垛上插板409的伸缩运动，完成车厢上端货物的码垛。在本实施例中，自动码垛系统4采用剪刀叉升降机构将袋装货物输送到控制系统给定的高度，以达到高位置码垛的功能。同时，采用上下两块缩式式水平插板，下插板308安装在二级输送臂中，用来承接从原位输送高度下落的袋装货物，减少货物下落冲力，防止货物受损，以完成车厢底部货物的码垛；上插板409跟随剪刀叉机构上下运动，以完成车厢上端货物的码垛。
优选的，作为本发明的第二个实施例，本实施例是对实施例一的进一步说明，牛腿驻地机构102可采用液压系统或其他动力形式提供动力。其可以根据火车与月台的相对高度位置，调节可升降底盘的高度，使输送系统与车厢的相对位置高度保持一致，以适应国内不同时间段、不同标准下的基建要求。
优选的，作为本发明的第三个实施例，本实施例所述火车棚车袋装货物自动装车码垛装置所述刚性直线导轨307安装在直线运动执行元件306上方。
优选的，作为本发明的第三个实施例，本实施例也是对实施例一得进一步限定，所述下底板403上表面通过销轴404对称安装剪刀叉的交叉梁405。
本发明的工作原理是：通过机身定位系统2中的轮式行走机构 201拖载装置至火车车厢门附近，进行初定位；定位完成后，控制系统控制可升降底盘支撑系统1中的液压牛腿102下落驻车，保证平台稳定性；接着通过机身定位系统2中的传感器、编码器等获取车厢门与输送系统间的相对位置，并传送给可编程控制器控制机身定位系统2中Y向移动组件和X向移动组件运动，以完成精确定位，同时可找到输送系统3、自动码垛系统4的安全工作边界；再通过控制输送系统3中一级输送臂的移动，控制其与码垛的纵向位置，通过控制输送系统3中二级输送臂的移动，控制其与码垛的横向位置，完成输送与码垛位置的精确定位，其中可通过旋转分段皮带机完成货物的转向输送；最后通过自动码垛系统4中剪刀叉升降机构将袋装货物的输送到控制系统给定的高度，并采用伸缩式式水平插板利用重力完成码垛工作。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置，其特征在于：包括可升降底盘支撑系统、机身定位系统、输送系统、自动码垛系统以及控制上述系统运动的控制系统，所述机身定位系统安装于可升降底盘支撑系统的上方，所述输送系统安装于机身定位系统的上方，所述自动码垛系统安装于二级伸缩输送臂组件内的一侧，
所述可升降底盘支撑系统包括底盘刚性结构，所述底盘刚性结构下呈矩形并安装有牛腿驻地机构；
所述机身定位系统从下至上依次包括轮式行走机构、Y向移动定位组件和X向移动定位组件，所述轮式行走机构包括至少两组行走轮，所述行走轮呈矩形固定安装在底盘刚性结构的下端，
所述Y向移动定位组件安装在底盘刚性结构的上端，包括Y向驱动运动组件，所述Y向驱动运动组件包括Y向移动座、至少两条Y向导轨以及Y向齿轮齿条，所述Y向导轨呈对称式固定安装在底盘刚性结构上端，在Y向导轨上滑动安装Y向滑块，所述Y向滑块上固定安装Y向移动座，Y向移动座上安装有Y向驱动电机安装板，Y向驱动电机安装板一侧固定安装Y向驱动电机组件，另一侧安装Y向齿轮，Y向齿条固定安装在底盘刚性结构上端，所述Y向齿轮通过与Y向齿条的啮合运动为Y向移动座提供移动动力，所述Y向滑块与Y向驱动运动组件相配合，共同带动Y向移动座运动，
所述X向移动定位组件安装在Y向移动座上端，包括X向驱动运动组件，所述X向驱动运动组件包括X向移动座、至少两条X向导轨、X向齿轮齿条，所述X向导轨呈对称式固定安装在Y向移动座上端，在X向导轨上滑动安装X向滑块，在X向滑块上固定安装X向移动座，所述X向移动座上安装有X向驱动电机安装板，X向驱动电机安装板一侧固定安装X向驱动电机组件，另一侧安装X向齿轮，X向齿轮通过与X向齿条的啮合运动为X向移动座提供移动作用力，所述X向滑块与X向驱动运动组件相配合，共同带动X向移动座运动；
所述输送系统包括一级输送臂、回转输送组件、二级伸缩输送臂组件以及分段传输皮带，所述一级输送臂固定安装在X向移动座上，所述回转组件安装在一级输送臂的一端，所述二级伸缩输送臂组件安装在回转组件的另一侧，所述分段传输皮带安装在整个输送系统的上端，每个分段传输皮带各自带有动力系统，
所述回转组件包括回转支撑块，所述回转支承块活动安装在一级输送臂上，所述回转支撑块通过回转电机带动旋转分段皮带和二级伸缩输送臂组件进行水平方向正负90°的转向，所述分段传输皮带通过连接轴与回转支承块连接，所述连接轴通过轴承安装在一级输送臂上的一端，
所述二级伸缩输送臂组件包括直线运动执行元件、刚性直线导轨、码垛下插板、二级伸缩臂刚性结构件、定位传感器，所述直线运动执行元件安装在二级伸缩臂刚性结构件内的底部，为二级伸缩臂组件作X方向伸缩运动提供动力，所述刚性直线导轨安装在二级伸缩臂刚性结构件内的底部偏上，为二级伸缩臂作X方向伸缩运动提供支撑和引导，所述码垛下插板滑动安装在二级伸缩臂刚性结构件的一端，通过控制元件控制码垛下插板的伸缩运动，完成车厢底部货物的码垛，所述定位传感器安装在二级伸缩臂刚性结构件外两侧，用以感应车门位置，完成精确定位；
所述自动码垛系统包括剪刀叉升降机构，其通过曲柄滑块带动码垛皮带分段上下移动，所述剪刀叉升降机构包括下底板，所述下底板下表面固定安装在二级伸缩臂刚性结构件的一端，所述下底板的上表面对称安装剪刀叉的交叉梁，所述下底板一侧安装液压系统推动交叉梁运动，所述交叉梁上端安装上底板，所述上底板上安装码垛皮带分段，所述码垛皮带分段通过码垛电机带动其运动，所述码垛皮带分段内滑动安装码垛上插板，用以承接货物，并通过控制元件控制码垛上插板的伸缩运动，完成车厢上端货物的码垛，
所述控制系统与所有电机、传感器电性连接，通过控制器控制各部件的运动动作。
2.根据权利要求1所述的一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置，其特征在于：所述牛腿驻地机构可采用液压系统或其他动力形式提供动力。
3.根据权利要求1所述的一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置，其特征在于：所述火车棚车袋装货物自动装车码垛装置所述刚性直线导轨安装在直线运动执行元件上方。
4.根据权利要求1所述的一种火车棚车袋装货物自动装车码垛装置，其特征在于：所述下底板上表面通过销轴对称安装剪刀叉的交叉梁。
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