CN116573437A - 一种散装水泥自动装车装置及装车方法 - Google Patents

一种散装水泥自动装车装置及装车方法 Download PDF

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李艳军
王盛盛
侯宁
沈启明
彭军飞
冯沉冲
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Anhui Conch Cement Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种散装水泥自动装车装置，包括桁架结构、车辆定位机构、用于散热水泥导料装车的收灰放料机构以及用于自动打开水泥罐车顶部人孔盖的开盖结构；所述桁架结构位于水泥罐车的上方，所述开盖结构和收灰放料机构设在桁架结构上。散装水泥自动装车方法，包括以下步骤：先引导驾驶员将水泥罐车停正；采用视觉相机确定水泥罐车的人孔盖位置；然后通过开盖结构打开前后人孔盖，接着伸缩放料筒放料，收灰罩放入人孔盖中进行收尘，待放料完成后自动合上人孔盖，然后实现了散装水泥装车全流程无人化操作。有效提高水泥散装的装车效率，减少了人工投入，增强了装车的安全性，提高了装车自动化水平。

Description

一种散装水泥自动装车装置及装车方法
技术领域
本发明涉及散装水泥装车技术领域，尤其是涉及一种散装水泥自动装车装置及装车方法。
背景技术
水泥散装是指将水泥从散装库内输送至水泥罐车中，熟料散装发运量呈连年增长的趋势。
现有的散装熟料的装车，驾驶员在进入发运位之前，先登上车顶，将人孔盖打开，在操作员的引导下将车辆停稳后，下车至控制室刷卡，然后启动散装水泥落料，落料完成后，驾驶员移出车辆，登上车顶合上人孔盖，完成散装水泥的发运；由于现在的散装水泥发运过程全程需要人员操作，且驾驶员需要登高作业，设备和人员的安全隐患比较大，装车效率比较低。
发明内容
针对现有技术不足，本发明是提供一种散装水泥自动装车装置及装车方法，其可有效提高水泥散装的装车效率。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种散装水泥自动装车装置，包括桁架结构、车辆定位机构、用于散热水泥导料装车的收灰放料机构以及用于自动打开水泥罐车顶部人孔盖的开盖结构；所述桁架结构位于水泥罐车的上方，所述开盖结构和收灰放料机构设在桁架结构上。
所述车辆定位机构包括相连的监控器和显示屏，所述监控器设在桁架结构上，显示屏对应水泥罐车的驾驶室设置。
所述桁架结构为三轴桁架机械手，开盖结构和收灰放料机构均安装在三轴桁架机械手上。
所述收灰放料机构包括收尘管安装板、收灰罩以及伸缩放料筒；收尘管安装板设在桁架结构上，收灰罩设在收尘管安装板上，伸缩放料筒设在桁架结构的上方。
所述开盖结构包括用于检测开盖结构到水泥罐车顶部距离的测距传感器和用于克服人孔盖上复位卡簧压开安全挂钩的压杆气缸以及用于抓取人孔盖上拉手打开人孔盖的抓手气缸。
所述收尘管安装板可升降的设在桁架结构上，收尘管安装板上设有安装通孔，收灰罩设在安装通孔上。
所述开盖结构还包括用于视觉检测人孔盖位置状态的视觉相机。
所述开盖结构还包括推杆气缸和伺服电机以及用于旋转人孔盖上拨杆松开内部螺母的旋转架，推杆气缸的端部设有用于吸起人孔盖上拨杆的电磁铁，旋转架设在伺服电机的端部。
所述桁架结构上设有升降板，所述测距传感器、推杆气缸、伺服电机以及抓手气缸均集成设置在升降板上。
一种利用所述散装水泥自动装车装置进行散装水泥自动装车方法，包括以下步骤：
先引导驾驶员将水泥罐车停正；
采用视觉相机确定水泥罐车的人孔盖位置；
然后通过开盖结构打开前后人孔盖，接着伸缩放料筒放料，收灰罩放入人孔盖中进行收尘，待放料完成后自动合上人孔盖，然后实现了散装水泥装车全流程无人化操作。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
该散装水泥自动装车装置及装车方法设计合理，实现散装熟料的无人化发运，有效提高水泥散装的装车效率，减少了人工投入，增强了装车的安全性，提高了装车自动化水平。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为利用本发明装置进行散装水泥装车示意图一。
图2为利用本发明装置进行散装水泥装车示意图二。
图3为人孔盖结构示意图。
图4为本发明自动开盖收灰结构示意图。
图5为本发明自动开盖结构示意图。
图中：
1-发运仓房、2-收灰放料机构、3-前人孔盖、4-水泥罐车、5-开盖机构、6-后人孔盖、7-显示屏、8-收灰罩、9-伸缩放料筒、10-监控器、11-人孔盖安装板、12-拨杆、13-人孔盖、14-拉手、15-安全挂钩、16-复位卡簧、17-收尘管安装板、18-测距传感器、19-视觉相机、20-推杆气缸、21-电磁铁、22-伺服电机、23-旋转架、24-压杆气缸、25-抓手气缸、26-开盖气缸、27-三轴桁架机械手。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图5所示，该散装水泥自动装车装置，包括桁架结构、车辆定位机构、用于散热水泥导料装车的收灰放料机构2以及用于自动打开水泥罐车顶部人孔盖的开盖结构5；桁架结构位于水泥罐车4的上方，开盖结构和收灰放料机构设在桁架结构上，桁架结构可集成设在发运仓房1的房顶。
车辆定位机构包括相连的监控器10和显示屏7，监控器设在桁架结构上，显示屏对应水泥罐车的驾驶室设置，显示屏上预先显示矩形框，提醒驾驶员将人孔盖对准矩形框。
优选的，桁架结构为三轴桁架机械手27，开盖结构和收灰放料机构均安装在三轴桁架机械手上；水泥罐车顶部的人孔盖一侧铰接在人孔安装板11上，人孔盖的另一侧设有拉手14，通过人孔安装板上的安全挂钩15勾住锁紧；其中，人孔盖包括前人孔盖3和后人孔盖6，三轴桁架机械手设置两组，对应不同人孔盖设置，通过开盖结构自动打开和闭合水泥罐车顶部的前、后人孔盖；其中，后人孔盖的开盖结构与收灰放料机构安装在同一套三轴桁架机械手上，共用一套水平移动轴，结构紧凑。
优选的，收灰放料机构包括收尘管安装板17、收灰罩8以及伸缩放料筒9；收尘管安装板设在桁架结构上，收灰罩设在收尘管安装板上，伸缩放料筒设在桁架结构的上方。
收尘管安装板可升降的设在桁架结构上，收尘管安装板上设有安装通孔，收灰罩设在安装通孔上，安装简便。
开盖结构5包括用于检测开盖结构到水泥罐车顶部距离的测距传感器18和用于克服人孔盖上复位卡簧16压开安全挂钩的压杆气缸24以及用于抓取人孔盖上拉手打开人孔盖的抓手气缸25，抓手气缸集成设置有抓手；抓手气缸通过开盖气缸26设在三轴桁架机械手上。
进一步的，开盖结构还包括推杆气缸20、伺服电机22、用于视觉检测人孔盖位置状态的视觉相机19、以及用于旋转人孔盖13上拨杆松开内部螺母的旋转架23，推杆气缸的端部设有用于吸起人孔盖上拨杆12的电磁铁21，旋转架设在伺服电机的端部，旋转架带动拨杆旋转，松开螺母。
桁架结构上设有升降板，测距传感器、推杆气缸、伺服电机以及抓手气缸均集成设置在升降板上，集成设置结构紧凑。
本发明利用散装水泥自动装车装置进行散装水泥自动装车方法，包括以下步骤：
先引导驾驶员将水泥罐车停正；
采用视觉相机确定水泥罐车的人孔盖位置；
然后通过开盖结构打开前后人孔盖，接着伸缩放料筒放料，收灰罩放入人孔盖中进行收尘，待放料完成后自动合上人孔盖，然后实现了散装水泥装车全流程无人化操作。
具体自动装车方法为：
步骤一：对准罐装口：水泥罐车到达发运广场后，在车辆调度系统的引导下，行驶至相应的散装发运车道，驾驶员在车道中缓慢移动车辆；显示屏上预先显示矩形框，提醒驾驶员将前人孔盖对准矩形框；驾驶员通过观察显示屏上的人孔口位置，将人孔灌口对准矩形框；
步骤二：识别人孔盖位置：散装罐车停车后，三轴桁架机械手带动开盖结构动作；开盖结构上的测距传感器测得罐车顶部距离，通过散装桁架机械手臂，调整开盖结构相对于水泥罐车4顶部距离，保障视觉相机19的物距合理，拍摄的图片清晰；然后开盖结构在三轴桁架机械手的带动下全行程移动，视觉相机自动识别前人孔盖的位置，及相应的拨杆、拉手、安全挂钩的空间位置坐标，反馈至控制系统；识别后人孔盖的位置流程与前人孔盖一致；
步骤三：打开人孔盖：开盖结构在三轴桁架机械手的带动下移动至前人孔盖上方，推杆气缸动作，推动电磁铁下落，将拨杆吸起来，然后伺服电机带动旋转架动作，推动拨杆逆时针转动，将前人孔盖的螺母拧松；然后压杆气缸动作，顶开前人孔盖上的安全挂钩，开盖气缸带动抓手气缸动作，抓手气缸抓取拉手，在开盖结构组合运动，拉起前人孔盖，实现人孔盖的打开，后人孔盖打开方式同前人孔盖；
步骤四：装车：后人孔盖打开后，收灰罩8在三轴桁架机械手的引导下落入后人孔中。驾驶员通过显示屏7观察监控器10的监控画面，确认人孔盖打开以及收灰斗已放置于人孔中后，刷卡，伸缩放料筒9下落，自动将落料斗放置于前人孔中；驾驶员确认放料斗放置无误后启动放料装车；
步骤五：装车完毕后，伸缩放料筒9自动提升，收灰罩8复位至原始位置，开盖结构执行合盖程序，合盖流程与开盖动作相反；合盖完成后，系统提示驾驶员启动车辆离开装车现场，完成散装水泥全流程无人化自动装车。
上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散装水泥自动装车装置，其特征在于：包括桁架结构、车辆定位机构、用于散热水泥导料装车的收灰放料机构以及用于自动打开水泥罐车顶部人孔盖的开盖结构；所述桁架结构位于水泥罐车的上方，所述开盖结构和收灰放料机构设在桁架结构上。
2.如权利要求1所述散装水泥自动装车装置，其特征在于：所述车辆定位机构包括相连的监控器和显示屏，所述监控器设在桁架结构上，显示屏对应水泥罐车的驾驶室设置。
3.如权利要求1所述散装水泥自动装车装置，其特征在于：所述桁架结构为三轴桁架机械手，开盖结构和收灰放料机构均安装在三轴桁架机械手上。
4.如权利要求1所述散装水泥自动装车装置，其特征在于：所述收灰放料机构包括收尘管安装板、收灰罩以及伸缩放料筒；收尘管安装板设在桁架结构上，收灰罩设在收尘管安装板上，伸缩放料筒设在桁架结构的上方。
5.如权利要求1所述散装水泥自动装车装置，其特征在于：所述开盖结构包括用于检测开盖结构到水泥罐车顶部距离的测距传感器和用于克服人孔盖上复位卡簧压开安全挂钩的压杆气缸以及用于抓取人孔盖上拉手打开人孔盖的抓手气缸。
6.如权利要求4所述散装水泥自动装车装置，其特征在于：所述收尘管安装板可升降的设在桁架结构上，收尘管安装板上设有安装通孔，收灰罩设在安装通孔上。
7.如权利要求5所述散装水泥自动装车装置，其特征在于：所述开盖结构还包括用于视觉检测人孔盖位置状态的视觉相机。
8.如权利要求5所述散装水泥自动装车装置，其特征在于：所述开盖结构还包括推杆气缸和伺服电机以及用于旋转人孔盖上拨杆松开内部螺母的旋转架，推杆气缸的端部设有用于吸起人孔盖上拨杆的电磁铁，旋转架设在伺服电机的端部。
9.如权利要求8所述散装水泥自动装车装置，其特征在于：所述桁架结构上设有升降板，所述测距传感器、推杆气缸、伺服电机以及抓手气缸均集成设置在升降板上。
10.一种利用如权利要求1至9任一项所述散装水泥自动装车装置进行散装水泥自动装车方法，其特征在于：所述装车方法包括以下步骤：
先引导驾驶员将水泥罐车停正；
采用视觉相机确定水泥罐车的人孔盖位置；
然后通过开盖结构打开前后人孔盖，接着伸缩放料筒放料，收灰罩放入人孔盖中进行收尘，待放料完成后自动合上人孔盖，然后实现了散装水泥装车全流程无人化操作。
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