CN116062506A - 一种货运高铁装卸接驳设施设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于接驳设备技术领域，并具体公开了一种货运高铁装卸接驳设施设备及方法。包括一体化输送线、换向输送辊道以及自动化站台接驳小车，所述一体化输送线与列车停车位对应设置，用于沿列车轴线方向传送货物集装器；所述换向输送辊道设于所述一体化输送线中部，用于根据运输要求调整货物集装器传输方向和位置；所述自动化站台接驳小车设于所述换向输送辊道与列车车门之间，用于对准列车车门和所述换向输送辊道，并将货物集装器运输至列车内或列车外。本发明具备适应性强，可快速且自适应调节其高度来满足站台高差，定位精确，可快速相应移到运输线的接驳点，自动化程度高等特点。

Description

一种货运高铁装卸接驳设施设备及方法

技术领域

本发明属于接驳设备领域，更具体地，涉及一种货运高铁装卸接驳设施设备及方法。

背景技术

轨道交通的发展迅猛，已逐渐成为陆地交通系统中最重要的一部分。在当前的城市规划中站台的设置亦由诸多考究，城市中建筑密度大，往往可供站台使用的面积存在很多限制。而列车的接驳大都在站台部分完成，因此如何协调接驳设备、站台以及列车之间的关系一方面有助于提高站台的利用率，另一方面有助于提升接驳效率。

现有技术中，通常需要建造一独立的货运站台来提供货物装卸，该该方法主要存在以下问题：(1)在高铁物流站台接驳货物的路线不固定，效率低，人力成本高，干涉率高等问题；(2)集装器从货物运输线到车厢装卸口接驳装卸困难，定位度低，效率低；(3)接驳设备自适应站台高差困难；(4)接驳设备适应货运高铁停车误差困难；(5)接驳设备无法获取货物的重量，货物分类装载实现困难；(6)接驳设备信息化程度低，装卸人员核对集装器信息困难；(7)接驳设备电气化程度低，实现物联网管理困难。

基于上述缺陷和不足，本领域亟需提出一种新的装卸接驳设施设备，以解决现有技术中接驳设备适应性不强、自动化程度低、定位误差大、装卸效率低以及干涉率高等的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种货运高铁装卸接驳设施设备及方法，其中结合驳设施设备自身的特征及其接驳工艺特点，相应设计了适用于列车的自动化智能接驳装置，并对其关键组件如一体化输送线、换向输送辊道以及自动化站台接驳小车的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决现有技术中接驳设备适应性不强、自动化程度低、定位误差大、装卸效率低以及干涉率高等的问题，同时还具备适应性强，可快速且自适应调节其高度来满足站台高差，定位精确，可快速相应移到运输线的接驳点，自动化程度高等特点。

为实现上述目的，本发明提出了一种货运高铁装卸接驳设施设备，包括一体化输送线、换向输送辊道以及自动化站台接驳小车，其中，

所述一体化输送线与列车停车位对应设置，用于沿列车轴线方向传送货物集装器；

所述换向输送辊道设于所述一体化输送线中部，用于根据运输要求调整货物集装器传输方向和位置；

所述自动化站台接驳小车设于所述换向输送辊道与列车车门之间，用于对准列车车门和所述换向输送辊道，并将货物集装器运输至列车内或列车外。

作为进一步优选的，所述自动化站台接驳小车与所述一体化输送线对接的一端高度与所述换向输送辊道的高度相同，且该自动化站台接驳小车包括辊轴输送单元和走行单元，所述辊轴输送单元设置于所述走行单元上，该辊轴输送单元靠近所述一体化输送线的一端与所述走行单元活动连接，另一端通过电力升降机构与所述走行单元活动连接。

作为进一步优选的，所述自动化站台接驳小车还包括第一驱动模块以及控制该第一驱动模块的第一控制模块，所述辊轴输送单元包括多根沿列车轴线方向布置的第一辊轴，所述第一辊轴通过第一驱动模块驱动。

作为进一步优选的，所述第一控制模块包括处理器、压力传感器、信息采集器以及通信组件，所述处理器用于存储和处理所述压力传感器和信息采集器的数据，所述通信组件用于实现数据传递。

作为进一步优选的，所述自动化站台接驳小车还包括液压减震机构以及激光定位单元，所述液压减震机构一端与辊轴输送单元固定连接，另一端与走行单元固定连接，所述激光定位单元沿所述走行单元的周向均匀布置，用于识别和定位列车车门位置和高度以及货物集装器位置。

作为进一步优选的，所述换向输送辊道沿列车轴线方向的长度至少覆盖列车停车的误差长度范围。

作为进一步优选的，所述换向输送辊道包括多个第二辊轴和升降换向轮，多个所述第二辊轴垂直于列车轴线方向均匀间隔布置，多个升降换向轮设置于相邻两个第二辊轴之间，且所述升降换向轮的转轴与所述第二辊轴的转轴垂直。

作为进一步优选的，所述换向输送辊道还包括第二控制模块以及第二驱动模块，所述第二控制模块用于控制所述第二驱动模块驱动所述第二辊轴的转动以及升降换向轮的转动和升降。

作为进一步优选的，所述一体化输送线包括多个第三辊轴、第三控制模块以及第三驱动模块，所述第三辊轴垂直于列车轴线方向布置，所述第三控制模块用于控制所述第三驱动模块驱动所述第三辊轴转动。

作为进一步优选的，还包括主控器，用于协调规划和控制所述一体化输送线、换向输送辊道以及自动化站台接驳小车的动作流程。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种货运高铁装卸接驳方法，包括以下步骤：

S1当列车在指定停车位处停车后，主控器控制一体化输送线、换向输送辊道以及自动化站台接驳小车开始工作；

S2一体化输送线驱动货物集装器至换向输送辊道处；

S3自动化站台接驳小车根据列车的停车位，找寻列车车门，并与列车车门对准，同时，根据列车车门高度调整自动化站台接驳小车的高度，使得其一端与换向输送辊道对齐，另一端与列车车门对齐；

S4货物集装器在换向输送辊道上运动至与列车车门对准时，第二辊轴停止工作，同时，升降换向轮上升顶起货物集装器，同时升降换向轮向车门方向转动，以此方式，将货物集装器运输至自动化站台接驳小车上；

S5自动化站台接驳小车的第一辊轴开始工作，并向车门方向转动，以将货物集装器运输至列车内，同时，第一控制模块的压力传感器、信息采集器开始信息采集工作，采集货物集装器的重量及类别信息，并主控器根据该重量和类别信息对货物集装器进行分类。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明对一体化输送线、换向输送辊道以及自动化站台接驳小车的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决现有技术中接驳设备适应性不强、自动化程度低、定位误差大、装卸效率低以及干涉率高等的问题，同时还具备适应性强，可快速且自适应调节其高度来满足站台高差，定位精确，可快速相应移到运输线的接驳点，自动化程度高等特点。

2.本发明采用激光定位传感器技术，接驳设备可快速相应移到运输线的接驳点，同时，可根据不同列车车门的高度调整接驳小车的高度和坡度，使得接驳设备可快速且自适应调节其高度来满足站台高差，提高接驳效率，同时减小对货物的损伤。

3.本发明采用柔性减震技术，保证集装器平稳过度，其中物件不易损坏。

4.本发明采用重量传感技术，精准获取集装器的重量，高效实现货物的分类装载。

5.本发明采用可编程控制驱动技术，针对不同重量的集装器，提供相应大小的驱动力，使其准确进入货运动车车厢。

6.本发明采用物联网技术，使货运设备间可以相互通讯，实时联控，同时，采用统一主控器对各个部件进行统一调配和管理，使得各个部件有序进行，避免运送流程的干涉，同时还可实时采集货运信息，以对货物进行信息采集和分类。

附图说明

图1是本发明优选实施例涉及的一种货运高铁装卸接驳设施设备的结构示意图；

图2是本发明优选实施例涉及的一种货运高铁装卸接驳设施设备的一体化输送线和换向输送辊道的结构示意图；

图3是本发明优选实施例涉及的一种货运高铁装卸接驳设施设备的自动化站台接驳小车的结构示意图；

图4是图3涉及的自动化站台接驳小车的部分内部结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-一体化输送线，2-货物集装器，3-自动化站台接驳小车，4-货运动车组，5-换向输送辊道，6-直线输送辊道，7-辊轴输送单元，8-走行单元，9-电力升降机构，10-液压减震机构，11-激光定位单元，12-第一驱动模块，13-第一控制模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例涉及的一种货运高铁装卸接驳设施设备，包括设于货运站台上的一体化输送线1、货物集装器2、自动化站台接驳小车3以及货运动车组4。其中，一体化输送线1包括直线输送辊道6和换向输送辊道5。一体化输送线1采用辊道运输的方式将货物集装器2输送到指定站台，并在预定装卸位置处实现换向，能够将集装器输送到自动化站台接驳小车上3。具体而言，所述一体化输送线1与列车停车位对应设置，用于沿列车轴线方向传送货物集装器2，其中，一体化输送线1的传输方向可根据货物集装器2的运输目的进行调整，如当需要将站台上的货物集装器2运送至列车内时，首先将货物集装器2放置在一体化输送线1上，然后调整一体化输送线1的转动方向，使得货物集装器2在一体化输送线1的驱动作用下向列车车门运动。所述换向输送辊道5设于所述一体化输送线1中部，用于根据运输要求调整货物集装器2传输方向和位置。更具体的，换向输送辊道5上设有与一体化输送线1平行布置的辊道，当货物集装器2输送至换向输送辊道5处时，换向输送辊道5开始工作，将货物集装器2转运至换向输送辊道5上，当货物集装器2与列车门位置对准后，换向输送辊道5改变运输方向，使得货物集装器2槽列车门方向运动。所述自动化站台接驳小车3设于所述换向输送辊道5与列车车门之间，用于对准列车车门和所述换向输送辊道5，并将货物集装器2运输至列车内或列车外。

如图1和图2所示，换向输送辊道5采用转轮配合辊轴方式，即货物集装器2在换向输送辊道5上运输时，可通过辊轴维持原方向运动，当需要换向时，辊轴之间的转轮将集装器顶起，实现垂直于输送线路方向的移动。同时由于货运动车组4在进站停车时车门位置可能存在偏差，换向输送辊道5的布置长度要大于车门宽度，保证在偏差允许的范围内换向输送辊道5能够覆盖车门区域。更具体的，换向输送辊道5沿列车轴线方向的长度至少覆盖列车停车的误差长度范围，所述换向输送辊道5包括多个第二辊轴和升降换向轮，多个所述第二辊轴垂直于列车轴线方向均匀间隔布置，多个升降换向轮设置于相邻两个第二辊轴之间，且所述升降换向轮的转轴与所述第二辊轴的转轴垂直。所述换向输送辊道5还包括第二控制模块以及第二驱动模块，所述第二控制模块用于控制所述第二驱动模块驱动所述第二辊轴的转动以及升降换向轮的转动和升降。在本发明的一个实施例中，沿列车轴向布置的多个换向轮通过通一根换向转轴连接，相邻的换向转轴通过转动皮带或者同步转动连接件连接，最外端的换向转轴与转动电机通过变向转速传动机构连接，如直角锥形齿轮等，将电机沿列车纵向的转动转化成换向转轴沿列车轴向方向的转动的传动变向机构均适用于本发明。

如图4所示，在本发明中，所述自动化站台接驳小车3与所述一体化输送线1对接的一端高度与所述换向输送辊道5的高度相同，且该自动化站台接驳小车3包括辊轴输送单元7和走行单元8，所述辊轴输送单元7设置于所述走行单元8上，该辊轴输送单元7靠近所述一体化输送线1的一端与所述走行单元8活动连接，另一端通过电力升降机构9与所述走行单元8活动连接。所述自动化站台接驳小车3还包括第一驱动模块12以及控制该第一驱动模块12的第一控制模块13，所述辊轴输送单元7包括多根沿列车轴线方向布置的第一辊轴，所述第一辊轴通过第一驱动模块12驱动。，所述第一控制模块13包括处理器、压力传感器、信息采集器以及通信组件，所述处理器用于存储和处理所述压力传感器和信息采集器的数据，所述通信组件用于实现数据传递。所述自动化站台接驳小车3还包括液压减震机构10以及激光定位单元11，所述液压减震机构10一端与辊轴输送单元7固定连接，另一端与走行单元8固定连接，所述激光定位单元11沿所述走行单元8的周向均匀布置，用于识别和定位列车车门位置和高度以及货物集装器2位置。

更具体的，自动化站台接驳小车3主要由辊轴输送单元7、走行单元8、电力升降机构9、液压减震机构10、激光定位单元11、第一驱动模块12以及第一控制模块13组成。辊轴输送单元7与电力升降机构9和液压减震机构10连接，能够实现输送单元的升降，自适应站台高差，同时减震机构能够保证输送过程平稳过度，其中物件不易损坏。激光定位单元11分布在接驳小车四个方向上，能够识别车门位置和集装器位置。第一控制模块13集成压力传感器、信息采集器及物联网数据卡，能够在接驳集装器时识别出集装器编号信息及整体重量，通过物联网数据卡将信息进行回传和管理。通过压力传感器采集到的压力信息，第一驱动模块12控制接驳小车锟轮输出相应的转矩，将集装器送入货运车厢。第一驱动模块12主要负责控制接驳小车的走行和升降控制，采用自动化控制系统，通过激光定位单元11确定小车位置，并根据位置信息控制小车的走行及升降。自动化站台接驳小车3包括走行单元、激光定位单元、升降单元和辊道输送单元。货运动车组4进站停车后，自动化站台接驳小车3通过激光定位，准确识别到车门位置，通过走行单元和升降单元配合，实现接驳小车的移动和升降，能够将辊道输送单元对齐车门位置，同时能够将高度调整至货物接驳高度。将车厢内的货物集装器输送到一体化输送线1上，实现货物接驳卸车作业。货物装车作业时，自动化接驳小车3移动到换向输送辊道区域，通过定位识别集装器所在位置，将集装器输送到货运动车组车厢内。

如图1所示，所述一体化输送线1包括多个第三辊轴、第三控制模块以及第三驱动模块，所述第三辊轴垂直于列车轴线方向布置，所述第三控制模块用于控制所述第三驱动模块驱动所述第三辊轴转动。

本发明接驳设备还包括主控器，用于协调规划和控制所述一体化输送线1、换向输送辊道5以及自动化站台接驳小车3的动作流程。即主控器采用物联网技术，使货运设备间可以相互通讯，实时联控，进一步提高自动化程度。

在本发明的一个优选实施例中，直线输送辊道6包括多根与列车轴线垂直布置的辊轴，相邻辊轴之间设有多个锥形纠偏轮，每个所述锥形纠偏轮底部与锥形轮举升驱动件连接，同时，每个锥形纠偏轮由锥形纠偏转动电机驱动。跟进一步的，本发明中，锥形纠偏轮的中轴线与辊轴垂直布置，锥形轮举升驱动件与锥形纠偏转动电机与主控器电性连接。相应的，该实施例中，设备还包括与主控器连接的视觉模块，视觉模块可为沿所述直线输送辊道6两侧布置的双目相机，通过双目相机采集在直线输送辊道6运输的货物(此时，锥形纠偏轮不动，且其最高点位置小于直线输送辊道6的运输平面)，当视觉模块检测到货物位置在直线输送辊道6发生了偏移，此时，通过对视觉模块采集的图像进行分析，确定货物的位置信息和运动轨迹，根据货物的位置信息和运动轨迹调用货物此时需经过的锥形纠偏轮，即锥形轮举升驱动件驱动锥形纠偏轮运动至指定高度(在本发明的一个实施例中，锥形纠偏轮的最高点至少高于所述直线输送辊道6的运输面)，然后锥形纠偏转动电机驱动锥形纠偏轮顺应直线输送辊道6的辊轴转动，通过锥形纠偏轮的顶推力对偏转的货物进行纠偏。

基于上述实施例，本发明中，主控器还集成有PID控制模块，该PID控制模块用于根据货物在直线输送辊道6上的期望位姿为输入(在本发明的一个实施例中，以货物集装器2纵向轴线与直线输送辊道6运动方向的夹角为90°为期望位姿输入)，根据视觉模块获取的实际的货物集装器2的位姿调整直线输送辊道6上布置的相应的锥形纠偏轮运动，使得货物集装器2在经过一个或多个锥形纠偏轮纠偏后达到期望的运动位姿。

本发明接驳设备的具体工作流程如下：

(1)当列车在指定停车位处停车后，主控器控制一体化输送线1、换向输送辊道5以及自动化站台接驳小车3开始工作。

(2)一体化输送线1驱动货物集装器2至换向输送辊道5处。更具体的，第三控制模块控制所述第三驱动模块驱动所述第三辊轴向换向输送辊道5处转动，以此方式，第三辊轴将货物集装器2运送至换向输送辊道5处。

(3)自动化站台接驳小车3根据列车的停车位，找寻列车车门，并与列车车门对准，同时，根据列车车门高度调整自动化站台接驳小车3的高度，使得其一端与换向输送辊道5对齐，另一端与列车车门对齐。更具体的，激光定位单元11沿所述走行单元8的周向均匀布置，用于识别和定位列车车门位置和高度，并将其识别的信息发送给第一控制模块13，第一控制模块13根据该信息控制第一驱动模块驱动走行单元8运动至车门处，同时驱动电力升降机构9进行升降运动，使得辊轴输送单元7与车门对接端与车门高度保持一致。

(4)货物集装器2在换向输送辊道5上运动至与列车车门对准时，第二辊轴停止工作，同时，升降换向轮上升顶起货物集装器2，同时升降换向轮向车门方向转动，以此方式，将货物集装器2运输至自动化站台接驳小车3上。

(5)自动化站台接驳小车3的第一辊轴开始工作，并向车门方向转动，以将货物集装器2运输至列车内，同时，第一控制模块13的压力传感器、信息采集器开始信息采集工作，采集货物集装器2的重量及类别信息，并主控器根据该重量和类别信息对货物集装器2进行分类。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种货运高铁装卸接驳设施设备，其特征在于，包括一体化输送线(1)、换向输送辊道(5)以及自动化站台接驳小车(3)，其中，

所述一体化输送线(1)与列车停车位对应设置，用于沿列车轴线方向传送货物集装器(2)；

所述换向输送辊道(5)设于所述一体化输送线(1)中部，用于根据运输要求调整货物集装器(2)传输方向和位置；

所述自动化站台接驳小车(3)设于所述换向输送辊道(5)与列车车门之间，用于对准列车车门和所述换向输送辊道(5)，并将货物集装器(2)运输至列车内或列车外。

2.根据权利要求1所述的一种货运高铁装卸接驳设施设备，其特征在于，所述自动化站台接驳小车(3)与所述一体化输送线(1)对接的一端高度与所述换向输送辊道(5)的高度相同，且该自动化站台接驳小车(3)包括辊轴输送单元(7)和走行单元(8)，所述辊轴输送单元(7)设置于所述走行单元(8)上，该辊轴输送单元(7)靠近所述一体化输送线(1)的一端与所述走行单元(8)活动连接，另一端通过电力升降机构(9)与所述走行单元(8)活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种货运高铁装卸接驳设施设备，其特征在于，所述自动化站台接驳小车(3)还包括第一驱动模块(12)以及控制该第一驱动模块(12)的第一控制模块(13)，所述辊轴输送单元(7)包括多根沿列车轴线方向布置的第一辊轴，所述第一辊轴通过第一驱动模块(12)驱动。

4.根据权利要求3所述的一种货运高铁装卸接驳设施设备，其特征在于，所述第一控制模块(13)包括处理器、压力传感器、信息采集器以及通信组件，所述处理器用于存储和处理所述压力传感器和信息采集器的数据，所述通信组件用于实现数据传递。

5.根据权利要求3所述的一种货运高铁装卸接驳设施设备，其特征在于，所述自动化站台接驳小车(3)还包括液压减震机构(10)以及激光定位单元(11)，所述液压减震机构(10)一端与辊轴输送单元(7)固定连接，另一端与走行单元(8)固定连接，所述激光定位单元(11)沿所述走行单元(8)的周向均匀布置，用于识别和定位列车车门位置和高度以及货物集装器(2)位置。

6.根据权利要求1所述的一种货运高铁装卸接驳设施设备，其特征在于，所述换向输送辊道(5)沿列车轴线方向的长度至少覆盖列车停车的误差长度范围。

7.根据权利要求1所述的一种货运高铁装卸接驳设施设备，其特征在于，所述换向输送辊道(5)包括多个第二辊轴和升降换向轮，多个所述第二辊轴垂直于列车轴线方向均匀间隔布置，多个升降换向轮设置于相邻两个第二辊轴之间，且所述升降换向轮的转轴与所述第二辊轴的转轴垂直。

8.根据权利要求6所述的一种货运高铁装卸接驳设施设备，其特征在于，所述换向输送辊道(5)还包括第二控制模块以及第二驱动模块，所述第二控制模块用于控制所述第二驱动模块驱动所述第二辊轴的转动以及升降换向轮的转动和升降；

优选的，所述一体化输送线(1)包括多个第三辊轴、第三控制模块以及第三驱动模块，所述第三辊轴垂直于列车轴线方向布置，所述第三控制模块用于控制所述第三驱动模块驱动所述第三辊轴转动。

9.根据权利要求8所述的一种货运高铁装卸接驳设施设备，其特征在于，还包括主控器，用于协调规划和控制所述一体化输送线(1)、换向输送辊道(5)以及自动化站台接驳小车(3)的动作流程。

10.一种货运高铁装卸接驳方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1当列车在指定停车位处停车后，主控器控制一体化输送线(1)、换向输送辊道(5)以及自动化站台接驳小车(3)开始工作；

S2一体化输送线(1)驱动货物集装器(2)至换向输送辊道(5)处；

S3自动化站台接驳小车(3)根据列车的停车位，找寻列车车门，并与列车车门对准，同时，根据列车车门高度调整自动化站台接驳小车(3)的高度，使得其一端与换向输送辊道(5)对齐，另一端与列车车门对齐；

S4货物集装器(2)在换向输送辊道(5)上运动至与列车车门对准时，第二辊轴停止工作，同时，升降换向轮上升顶起货物集装器(2)，同时升降换向轮向车门方向转动，以此方式，将货物集装器(2)运输至自动化站台接驳小车(3)上；

S5自动化站台接驳小车(3)的第一辊轴开始工作，并向车门方向转动，以将货物集装器(2)运输至列车内，同时，第一控制模块(13)的压力传感器、信息采集器开始信息采集工作，采集货物集装器(2)的重量及类别信息，并主控器根据该重量和类别信息对货物集装器(2)进行分类。

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