CN116374667A - 一种集装箱与敞车翻卸识别定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种集装箱与敞车翻卸识别定位系统及方法，包括翻车机、重调机、车型识别组件与定位组件，翻车机包括翻卸平台，用于翻卸集装箱和敞车；重调机与翻车机相对设置，用于将集装箱和敞车牵拉至翻卸平台上；车型识别组件设置在重调机上，用于检测重调机牵拉车辆的长度与宽度，并将识别结果反馈给翻车机与重调机；定位组件安装在重调机上，用于识别重调机所处位置。该集装箱与敞车翻卸识别定位系统及方法，通过在重调机上设置定位组件与车型识别组件，在重调机与车辆对接时即对车型进行检测识别，并确定重调机所需到达位置以及翻车机的所需动作，可完成自动识别并调整至对应模式，实现模式的自动切换，避免了人工误操作存在的安全隐患。

Description

一种集装箱与敞车翻卸识别定位系统及方法

技术领域

本发明涉及轨道运输技术领域，尤其涉及一种集装箱与敞车翻卸识别定位系统及方法。

背景技术

近年来，国家在全力推进铁路大宗物料“散改集”运输变革，将原来使用通用敞车散装运输的煤炭、矿石等散料装入集装箱运输。集装箱运输具有高效率、高效益、可多式联运、管理方便、粉尘污染小、环保等诸多优点，针对推进放线，两用翻车机系统应运而生，集装箱和敞车两用翻车机的正式投用有助于促进铁路运输物料方式由敞车向集装箱延伸的多元化发展，实现集装箱运输方式的公铁水联运，减少反复倒装货物环节，压缩货物装载作业时间，节约运输成本，两用翻车机系统除了能够翻卸敞顶集装箱外，还能够兼顾通用敞车，并且实现了全程自动化作业，在这之前，对于需要兼顾敞顶集装箱和通用敞车卸料作业的顾客来说，需投资建设两套卸料系统。敞顶集装箱的卸车作业需要在另一条线路上将集装箱吊离铁路车辆再进行卸料作业。不仅占地面积大、效率低、投资高、自动化程度低、可靠性也不高，作业繁琐且成本较高。

在公开号为CN106006091A的“装载散料集装箱的铁路敞车用翻车机”中，即提出了敞车与集装箱两用的翻车机，但是，在两用翻车机的作业过程中无法自动识别集装箱和敞车两种车型，仅能通过铁路现场的工作人员在操作箱上进行按钮切换，效率低下，且当在夜间或者工作人员的疏忽下会有误操作的情况发生，存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种集装箱与敞车翻卸识别定位系统及方法，通过对重调机牵拉的车辆识别具体型号，切换至对应的翻卸模式，实现模式的自动切换，避免了人工误操作存在的安全隐患。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种集装箱与敞车翻卸识别定位系统，包括翻车机、重调机、车型识别组件与定位组件，其中，

翻车机包括翻卸平台，用于翻卸集装箱和敞车；

重调机与翻车机相对设置，用于将集装箱和敞车牵拉至翻卸平台上；

车型识别组件设置在重调机上，用于检测重调机牵拉车辆的长度与宽度，并将识别结果反馈给翻车机与重调机；

定位组件安装在重调机上，用于识别重调机所处位置。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述重调机包括机体与大臂，所述车型识别组件包括分类识别机构，其中，

机体与翻车机相对设置；

大臂可旋转的设置在机体上，用于对接翻卸集装箱和敞车；

分类识别机构固定在大臂上，用于检测车辆的宽度。

进一步优选的，所述车型识别组件还包括若干个长度识别机构，各个所述长度识别机构均设置在机体上，用于检测集装箱的长度。

更进一步优选的，所述分类识别机构与长度识别机构均包括超声波传感器，所述超声波传感器固定在重调机上，且检测端朝向被识别车辆。

另一方面，本发明提供了一种集装箱与敞车翻卸识别定位方法，基于上述的识别定位系统实现，本方法包括以下步骤：

S1、根据不同车型，设定对应的重调机牵拉到位位置，并设定对应的翻车机翻卸装夹动作；

S2、重调机对接车辆，并由车型识别组件检测车辆的宽度与长度，将检测结果反馈给翻车机与重调机；

S3、根据车型反馈结果，重调机移动至对应的牵拉到位位置，并离开所牵拉的车辆；

S4、根据车型反馈结果，翻车机通过对应的翻卸姿态，对车辆进行夹持翻卸。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S3中，所述重调机是否到达牵拉到位位置，由定位组件进行识别。

进一步优选的，所述定位组件包括编码器，所述编码器固定在重调机上，且输入端与重调机的齿轮轴传动连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述翻卸装夹动作包括集装箱装夹动作与敞车装夹动作，所述集装箱装夹动作用于装夹集装箱，所述敞车装夹动作用于装夹敞车。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S2还包括得到车辆信息，通过车辆的宽度确定车辆为敞车与集装箱的其中一种。

进一步优选的，所述得到车辆信息若为集装箱，则通过车辆的长度确定集装箱的具体型号。

本发明的集装箱与敞车翻卸识别定位系统及方法相对于现有技术具有以下

有益效果：

(1)通过在重调机上设置定位组件与车型识别组件，在重调机与车辆对接时即对车型进行检测识别，并确定重调机所需到达位置以及翻车机的所需动作，无需人工进行翻车机的模式改变，可完成自动识别并调整至对应模式，实现模式的自动切换，避免了人工误操作存在的安全隐患；

(2)通过设置的车型识别组件，具体区分敞车与集装箱，并进一步的确定集装箱型号，以配合重调机直接将车辆牵拉至到位位置，无需人工确认，可节省人力，提高卸料系统的自动化程度；

(3)车型识别组件通过超声波传感器进行长宽检测，相对于激光传感器等，具有抗污能力强等优点，同时，针对超过三种的车型，可直接增加超声波传感器进行长度检测，以适应更多型号的车型进行检测判断，重调机在牵拉不同敞车与集装箱时，敞车与集装箱的宽度并不相同，敞车会宽出集装箱一定距离，超声波传感器通过检测该车辆是否具有此宽出的距离，来判断该车辆为敞车还是集装箱，重调机在牵拉不同车型时，钩头与不同车型车皮的间距均不相同，以此为基础，超声波传感器设置在机体上，通过检测钩头与车皮之间的距离是否达到相应的数值，来确定该车辆的具体车型，通过本方式确定具体车型具有所需传感器少，适用性强，准确度高等优点。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明的集装箱与敞车翻卸识别定位系统示意图；

图2为本发明的集装箱与敞车翻卸识别定位系统的重调机多车型牵拉示意图；

图3为本发明的集装箱与敞车翻卸识别定位系统的重调机多车型牵拉侧面示意图；

图4为本发明的集装箱与敞车翻卸识别定位系统的分类识别机构结构示意图；

图5为本发明的集装箱与敞车翻卸识别定位系统的定位组件结构示意图；

图6为本发明的集装箱与敞车翻卸识别定位方法的步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，本发明的集装箱与敞车翻卸识别定位系统，包括翻车机1、重调机2、车型识别组件3与定位组件4。

翻车机1指一种用来翻卸铁路敞车散料的大型机械设备，可将有轨车辆翻转或倾斜使之卸料的装卸机械，适用于运输量大的港口和冶金、煤炭、热电等工业部门，本实施方式中所述的翻车机1均为集装箱敞车两用式翻车机，翻车机1包括转子、翻卸平台与压车系统，压车系统又包括多个勾头与靠板，而多个勾头分为两组，一组用于装夹集装箱，另一组用于装夹敞车，其中靠板分为大靠板与小靠板，大靠板与小靠板相对设置，若所需翻卸车辆为敞车，则通过专门装夹敞车的勾头对敞车进行固定，同时大靠板贴至敞车外侧，即可进行翻卸作业，翻卸敞车时，大靠板用于在敞车翻转过程中进行侧向的支撑，若所需翻卸车辆为集装箱，则通过专门装夹集装箱的勾头对集装箱进行固定，同时大靠板与小靠板分别贴至集装箱的两侧，大靠板在集装箱翻转时，对集装箱进行侧向支撑，由于集装箱的开口侧存在内沿，内部物料通过小于180°的翻转动作并无法完全倒出，故而需要将集装箱进行大于180°的翻转动作，集装箱翻转大于180°后，由小靠板进行支撑。

翻车机针对敞车进行翻卸的工作模式即为敞车模式，针对集装箱进行翻卸的工作模式即为集装箱模式，该两种工作方式如上描述，存在较大的不同。

需要说明的是，专门设置两组勾头分别对集装箱与敞车进行装夹，是因为集装箱与敞车的高度、宽度并不相同，故而需要针对性的设计勾头位置，以确保翻卸作业的稳定性。

重调机2与翻车机1相对设置，且重调机2的轨道延伸至翻车机平台的外侧，并与车辆进入翻车机1翻卸平台的轨道平行，重调机2可通过牵拉将需翻卸车辆送至翻车机1的翻卸平台上。

需要说明的是，本实施方式中所述的重调机2为重车调车机，其工作原理为：当整列重车停放于自动卸车线货位标后，重车调车机启动并挂钩，将整列车牵引移动一个车位的距离，使第二节重车的前轮被夹轮器夹紧，人工将第一节与第二节车的车钩摘开，重车调车机将第一节重车牵到翻车机1翻卸平台上定位，同时自动摘钩并抬臂返回，返回同时翻车机1开始翻卸，返回后重车调车机与第二节重车挂钩，同时夹轮器松开，重车调车机又将整列重车向前牵动一个车位，当第三节重车到达原来第二节重车的位置时，又被夹轮器夹紧前轮，人工摘钩，此时翻车机1已卸完第一节重车并返回到零位，重车调车机将第二节重车牵到翻车机1翻卸平台上自动定位，同时车臂机构将停放在翻车机1翻卸平台上的第一节空车推送到迁车台上，而后摘钩退出，调车机返回到原始位置，又接第三节重车如此循环，直至卸完最后一节车辆为止。

车型识别组件3设置在重调机2上，重调机2车钩与车辆对接后，车型识别组件3检测重调机2所牵拉车辆的长度与宽度，进而通过车辆尺寸判断其类别与具体型号，并将识别结果反馈给翻车机1与重调机2，使翻车机1与重调机2切换至对应的敞车模式或集装箱模式。

需要说明的是，在实际作业中，集装箱宽度相较于敞车较窄，同时集装箱高度比敞车更高，车型识别组件3即是通过检测车辆宽度是否超过集装箱宽度来判断该车辆为敞车或集装箱，若为集装箱，不同型号的集装箱长度不同，车型识别组件3通过检测该车辆长度是否超过一定位置来进行具体的型号识别。

另外，在本实施方式中，也可直接通过识别车辆的具体长度来直接确定其具体型号，但是由于不同型号的集装箱与敞车长度不一致，会导致车型识别组件3进行多次识别才能判断具体类别及型号，而通过检测车辆宽度，确认为敞车后则无需检测长度，若为集装箱，则再进行长度判断。

定位组件4安装在重调机2上，用于识别重调机2所处位置，具体是识别重调机2所牵拉车辆是否到达指定地点，由于不同型号的集装箱与敞车的长度均不一致，重调机2牵拉至翻车机1翻卸平台上对位后，重调机2的所处位置也存在差别，其中敞车相较于集装箱的长度更长，所需移动距离最远。

相应的，在车型识别组件3识别出车辆的具体车型后，将信息传输给重调机2，重调机2即可根据具体的车型信息，移动到设定位置，定位组件4在此过程中，通过检测重调机2位置，来确定重调机2是否到达对应的设定位置。

在本实施方式中，所述重调机2包括机体21与大臂22，机体21为重调机2的主体部分，其可在轨道上进行移动，大臂22为重调机2的可转动部分，其通过液压系统连接至机体21上，大臂22在牵拉车辆时，从机体21上旋转至车辆的前车皮外侧，并由大臂22上的钩头与车辆进行对接，所述车型识别组件3包括分类识别机构31，分类识别机构31固定在大臂22上，分类识别机构31在大臂22旋转至车辆外侧时跟随移动，当大臂22到位后，分类识别机构31也位于车辆的前车皮外侧，此时即可由分类识别机构31检测车辆宽度，从而判断该车辆为敞车或集装箱。

具体的，重调机2在牵拉不同敞车与集装箱时，敞车与集装箱的宽度并不相同，敞车会宽出集装箱一定距离，分类识别机构31通过检测该车辆是否具有此宽出的距离，来判断该车辆为敞车还是集装箱。

在上述实施方式中，所述车型识别组件3还包括若干个长度识别机构32，各个所述长度识别机构32均设置在机体21上，当重调机2的机体21移动至车辆侧面，并与车辆完成对接后，通过车型识别组件3识别车辆的具体长度，从而确定具体车型。

具体的，重调机2在牵拉不同车型时，钩头与不同车型车皮的间距均不相同，以此为基础，长度识别机构32设置在机体21上，通过检测钩头与车皮之间的距离是否达到相应的数值，来确定该车辆的具体车型。

也就是说，本方案中所说的检测长度与宽度，并非是指车辆的具体长宽，而是通过其宽度是否达到一定位置，来判断其为敞车还是集装箱，同理，通过判断其长度是否达到一定位置来判断其具体型号，反之，得到了具体型号之后，也可以匹配对应车型的具体型号参数，若直接采用检测整车具体宽度与长度的方式来判断具体型号，则需安装较多的检测传感器，且误判率较大，成本较高。

在某一具体实施例中，集装箱车辆分为X70A车型和X70车型，X70A车型对接重调机2时，钩头与车皮间距相对于X70车型更小，X70A车型与X70车型的头部伸出距离存在一个差值，长度识别机构32即可设置在机体21上，检测车辆是否具有此多出的长度，若不具有即可判定为X70车型，若具有即可判定为X70A车型，同理，分类识别机构31通过同样的方式对该车辆是否为敞车进行判断，若存在多出的宽度即为敞车，若不存在多出的宽度即为集装箱。

作为一种优选实施方式，所述分类识别机构31与长度识别机构32均包括超声波传感器301，所述超声波传感器301固定在重调机2上，且检测端朝向被识别车辆，由超声波传感器301通过超声波检测是否存在相对多出的长度。

在本实施方式中，还需设置一个PLC，分类识别机构31与长度识别机构32将所检测到的信息反馈给PLC，由PLC进行具体型号的确定。

如图2-3所示，在某一具体的实施例中，a、b、c分别代表不同车型，重调机2挂上不同车型时，集装箱X70车型，车皮距重调钩头1560mm，集装箱X70A车型，车皮距重调钩头2060mm，敞车车型，车皮距重调钩头2300mm，通过车皮与钩头的间距，即可进行超声波传感器301的设置，从而进行车型的长度检测，并给PLC反馈。

再由于敞车车皮较宽，敞车车皮边沿距中心为1550mm，而集装箱车皮距边沿距中心小于1275mm，所以，重调挂上敞车车皮时，会遮挡分类识别机构31的超声波信号，并给PLC反馈，从而识别为敞车车型。

如图1-6所示，本发明的集装箱与敞车翻卸识别定位方法，基于上述的识别定位系统实现，本方法包括步骤S1-S4。

步骤S1：根据不同车型，设定对应的重调机2牵拉到位位置，并设定对应的翻车机1翻卸装夹动作。

此处所述的不同车型，为翻卸过程中可能出现的所有车型，不同的车型长度均不相同，故而重调机2牵引车辆至翻车机1的翻卸平台到位后，重调机2的位置也不相同，故而需具体设定重调机2针对不同车型牵引到位后的所处位置，同时对于集装箱与敞车，翻车机在翻卸时的装夹动作也不相同，尤其对于不同的两用翻车机1，故而需要针对集装箱与敞车分别确定翻卸装夹动作。

具体的，翻卸装夹动作包括集装箱装夹动作与敞车装夹动作，所述集装箱装夹动作用于装夹集装箱，所述敞车装夹动作用于装夹敞车。

需要说明的是，对于一些特殊设计的翻车机1，针不同车型的装夹方式存在较大差别。

步骤S2：重调机2对接车辆，并由车型识别组件3检测车辆的宽度与长度，将检测结果反馈给翻车机1与重调机2。

进行作业时，重调机2钩头与车辆进行对接，对接后，车型识别组件3通过超声波传感器301检测车辆的长宽得到车辆的具体型号，并将该检测结果反馈给重调机2。

在某一具体实施例中，用于检测车辆宽度的超声波传感器301所发出的超声波信号存在两种情况，分为被遮挡与未遮挡，被遮挡则可判定该车辆为敞车，未遮挡则可判定该车辆为集装箱，用于检测车辆长度的超声波传感器301所发出的超声波信号也存在两种情况，同样分为被遮挡与未遮挡，被遮挡则可判定该车辆为X70集装箱，未遮挡则可判定该车辆为X70A集装箱，据此原理，检测车辆长度的超声波传感器301所发出的超声波信号被遮挡与未遮挡分别以0/1进行表示，检测车辆宽度的超声波传感器301所发出的超声波信号被遮挡与未遮挡分别以0/1进行表示，通过两个信号的前后组合，并传输给PLC，即可得到具体车型。

需要说明的是，若存在更多型号的集装箱或敞车，可通过增加超声波传感器301进行不同长度的检测，再将所有超声波传感器301的信号进行组合传输给PLC，以得到不同信号组合所对应的车型。

检测出具体车型后，再通过PLC反馈给翻车机1与重调机2，或直接对翻车机1与重调机2进行控制，以实现车型的识别反馈动作。

步骤S3：根据车型反馈结果，重调机2移动至对应的牵拉到位位置，并离开所牵拉的车辆，所述重调机2是否到达牵拉到位位置，由定位组件4进行识别。

具体的，定位组件4包括编码器41，所述编码器41固定在重调机2上，且输入端与重调机2的齿轮轴传动连接，编码器41可选用绝对值光电编码器，重调机2行走时，齿轮轴会旋转，然后编码器41通过联轴器与齿轮轴相连，编码器41自带的轴会转动产生脉冲数值，记录编码器41产生的脉冲数值，PLC通过DP通讯方式，读取编码器41的脉冲数值，处理16位脉冲数值，通过进制转换函数转换为十进制数，显示数值。

在某一具体实施例中，设定了不同车型到位时的脉冲值，X70车型集装箱位置脉冲数值为23600，X70A集装箱车型位置脉冲值为25000，敞车位置脉冲值为26800，也就是说重调机2的停止定位不同，定位为敞车时，重调机的相对位置最远，其次是X70A车型和X70车型。

在本实施例中，敞车和集装箱定位是通过读取编码器41脉冲数，然后记录在PLC逻辑控制中，一个机械位置对应一个脉冲数值A，然后通过范围对比，将脉冲数值A前后留有500的误差值，取小于等于A+500，大于等于A-500时，则认为是在这个机械位置，然后PLC给一个停止的指令使重调机停止进行定位。

绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线编排，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码)，这就称为n位绝对值编码器。

步骤S4：根据车型反馈结果，翻车机1通过对应的翻卸姿态，对车辆进行夹持翻卸。

在某一具体实施例中，翻车机1具有六个钩头，当定位是集装箱车皮时，动作钩头为重梁与轻梁的2，3，4号钩头，当定位是敞车时，动作钩头是重梁和轻梁的1，3，5号钩头；当定位是集装箱车皮时，大靠板和小靠板一起动作，当定位是敞车时，只有大靠板动作。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集装箱与敞车翻卸识别定位系统，其特征在于，包括翻车机(1)、重调机(2)、车型识别组件(3)与定位组件(4)，其中，

翻车机(1)包括翻卸平台，用于翻卸集装箱和敞车；

重调机(2)与翻车机(1)相对设置，用于将集装箱和敞车牵拉至翻卸平台上；

车型识别组件(3)设置在重调机(2)上，用于检测重调机(2)牵拉车辆的长度与宽度，并将识别结果反馈给翻车机(1)与重调机(2)；

定位组件(4)安装在重调机(2)上，用于识别重调机(2)所处位置。

2.如权利要求1所述的集装箱与敞车翻卸识别定位系统，其特征在于，所述重调机(2)包括机体(21)与大臂(22)，所述车型识别组件(3)包括分类识别机构(31)，其中，

机体(21)与翻车机(1)相对设置；

大臂(22)可旋转的设置在机体(21)上，用于对接翻卸集装箱和敞车；

分类识别机构(31)固定在大臂(22)上，用于检测车辆的宽度。

3.如权利要求2所述的集装箱与敞车翻卸识别定位系统，其特征在于，所述车型识别组件(3)还包括若干个长度识别机构(32)，各个所述长度识别机构(32)均设置在机体(21)上，用于检测集装箱的长度。

4.如权利要求3所述的集装箱与敞车翻卸识别定位系统，其特征在于，所述分类识别机构(31)与长度识别机构(32)均包括超声波传感器(301)，所述超声波传感器(301)固定在重调机(2)上，且检测端朝向被识别车辆。

5.一种集装箱与敞车翻卸识别定位方法，其特征在于，基于权利要求1-4任一项所述的识别定位系统实现，本方法包括以下步骤：

S1、根据不同车型，设定对应的重调机(2)牵拉到位位置，并设定对应的翻车机(1)翻卸装夹动作；

S2、重调机(2)对接车辆，并由车型识别组件(3)检测车辆的宽度与长度，将检测结果反馈给翻车机(1)与重调机(2)；

S3、根据车型反馈结果，重调机(2)移动至对应的牵拉到位位置，并离开所牵拉的车辆；

S4、根据车型反馈结果，翻车机(1)通过对应的翻卸姿态，对车辆进行夹持翻卸。

6.如权利要求5所述的集装箱与敞车翻卸识别定位方法，其特征在于，步骤S3中，所述重调机(2)是否到达牵拉到位位置，由定位组件(4)进行识别。

7.如权利要求6所述的集装箱与敞车翻卸识别定位方法，其特征在于，所述定位组件(4)包括编码器(41)，所述编码器(41)固定在重调机(2)上，且输入端与重调机(2)的齿轮轴传动连接。

8.如权利要求5所述的集装箱与敞车翻卸识别定位方法，其特征在于，所述翻卸装夹动作包括集装箱装夹动作与敞车装夹动作，所述集装箱装夹动作用于装夹集装箱，所述敞车装夹动作用于装夹敞车。

9.如权利要求5所述的集装箱与敞车翻卸识别定位方法，其特征在于，所述步骤S2还包括得到车辆信息，通过车辆的宽度确定车辆为敞车与集装箱的其中一种。

10.如权利要求9所述的集装箱与敞车翻卸识别定位方法，其特征在于，所述得到车辆信息若为集装箱，则通过车辆的长度确定集装箱的具体型号。

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