CN208873027U - 一种物料运输车物料自动化传输装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物料运输车物料自动化传输装置，通过离散的超声波传感器结合物料堆积特点测量欠载、偏载和超载三种物料状态的方式，与激光传感器、图像传感器和电容式料位计相比，更能适应尘土大和湿度变化大的环境。采用自动化装置实现了物料运输车物料自动化传输，降低了人力成本，提高了物料运输车物料传输的作业性能和效率。

Description

一种物料运输车物料自动化传输装置

技术领域

本发明涉及一种物料运输车物料自动化传输装置。

背景技术

随着我国对环境保护力度的不断强化以及人力成本的提升，对既有线路进行道床清筛，尤其是对桥梁、隧道、城区线路，不能将道床污土抛撒到线路两侧，必须配备物料运输车与清筛机配合作业。物料运输车可在不间断的清筛作业情况下运走道床污土，不需要人工二次清理，避免了环境污染，提高了清筛效率。目前，国外奥地利普拉塞生产的MFS系列和国内铁建高新生产的WY系列的物料运输车较为常见，但物料传输全部为人工控制，采用开放式的操作室，操作手每天需面对扬尘等恶劣环境，不易观察物料状态，容易造成欠载、偏载和超载三种异常物料状态，在雨季、高温等季节，操作不便，存在安全隐患。为检测物料状态，尤其是对物料偏载状态的检测，需要获取物料轮廓线，市场上常用的激光和图像等可二维扫描检测的传感器易受尘土的干扰，电容式料位计容易受湿度的影响，不利于工程运用。

发明内容

本发明针对上述物料运输车技术的缺陷，提出了一种物料运输车物料自动化传输装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种物料运输车物料自动化传输装置，包括传输动作单元、探测部件、传输顺序旋钮、ZigBee无线通信模块、控制系统、显示器，其特征在于，所述的传输动作单元为输送带传输继电器和污土带电磁阀；所述的探测部件包括超声波传感器、前端传感器安装板和后端传感器安装板，所述的超声波传感器设置在所述的前端传感器安装板和后端传感器安装板的传感器螺纹孔中，所述的前端传感器安装板固定在物料运输车顶部进料位置测量物料运输车欠载、偏载和超载，所述的后端传感器安装板固定在物料运输车顶部出料口检测物料是否传输到物料运输车的尾部；所述的前端传感器安装板，其特征在于，安装板内拥有五个传感器螺纹孔，传感器螺纹孔间距值根据物料运输车物料堆积角的变化范围确定，传感器螺纹孔中的超声波传感器测量物料横断面的物料高度轮廓线，根据物料高度轮廓线计算物料运输车欠载、偏载和超载的相对误差满足工程需要；所述的传输顺序旋钮为刻度旋钮，标识物料运输车的传输顺序；所述的ZigBee无线通信模块传输物料运输车的物料状态和工作状态；所述的显示器为液晶显示器，显示物料状态和工作状态；所述的控制系统包括微处理器DSPIC30F6012和信号处理电路，所述的微处理器DSPIC30F6012经过所述的信号处理电路分别与超声波传感器、传输顺序旋钮、ZigBee无线通信模块、显示器相连，所述的微处理器DSPIC30F6012用于控制传输动作单元、显示器、ZigBee无线通信模块和信号处理电路。

本发明的有益效果在于：

1、采用自动化装置实现了物料运输车物料自动化传输，降低了人力成本，提高了物料运输车物料传输的作业性能和效率。

2、采用离散的超声波传感器测量欠载、偏载和超载三种物料状态的方式，与激光传感器、图像传感器和电容式料位计相比，更能适应尘土大和湿度变化大的环境。

附图说明

图1为本发明整体系统框图；

图2 本发明的前端传感器安装板；

图3 本发明的后端传感器安装板；

图4 为本发明在物料运输车上的安装分布图；

图5为本发明超载检测误差；

图6为本发明欠载检测误差；

图7 为本发明偏载检测误差。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明的整体系统框图如图1所示，所述的控制系统可用于连接所述的传输动作单元、超声波传感器、传输顺序旋钮、ZigBee无线通信模块和显示器。所述的超声波传感器一共有六只，如图2和3所示，分别固定在所述的前端传感器安装板和后端传感器安装板螺纹孔内。

所述的前端传感器安装板固定在如图4所示的物料运输车进料区，固定的五只超声波传感器编号为罗马数字I-V号，检测进料区的物料欠载、偏载和超载三种物料状态。所述的前端传感器安装板螺纹孔间距越小，物料状态检测精度越高，如图5所示，I-V号超声波传感器下方检测的物料高度为H时，传感器间隙内可能有超载物料，物料自动传输时，存在误差，为控制超载量，需尽可能减少传感器分布间距，但同时会增加传感器数量，工程成本上升。实际使用过程中，超声波传感器以等间距d对称分布在落料区间上方，落料区两端不会有物料，装置选用了5个超声波传感器，其中，落料区间为Wu，料仓高度为H，物料堆积角为γ，自动化传输时，显然，在边界固定的最大物料堆积面积为单峰等腰三角形料堆，可能出现的最大超载量为图5上方6个三角形面积之和S1=3/2*d2*tanγ，物料理想满载横断面面积S=W*H-(W-Wu)2*tanγ/4，因此，控制系统控制物料满载自动传输时，物料超载相对误差δ=S1/S*100%，同理如图6所示，最大欠载量也是6个三角形面积之和S2=S1,物料欠载相对误差δ=S2/S*100%，同理如图7所示，最大偏载量也是6个三角形面积之和S3=S1,物料偏载相对误差δ=S3/S*100%。因此，工程运用中指定物料欠载、偏载和超载相对误差δ的情况下，间距d可由物料堆积角γ计算得出。

后端传感器安装板固定在如图4所示的物料运输车的物料传输方向的尾部上方，固定的超声波传感器编号为罗马数字VI号，检测物料传输到车尾时，当前物料运输车传输完成。

所述的传输顺序旋钮，按物料传输方向，标识物料运输车的传输顺序，并将数据输入到所标识的物料运输车的控制系统。

所述的ZigBee无线通信模块将所述控制系统获取的物料运输车的传输顺序、物料状态、工作状态等信息通过无线网络发送给其他物料运输车和清筛机上的ZigBee无线通信模块，再进入其他车的控制系统。

所述的显示器显示物料状态和工作状态。

所述的控制系统位于清筛机上时，根据物料偏载状态控制污土带电磁阀工作，可横向调节污土带，控制落料位置。

所述的控制系统位于物料运输车上时具有两种工作模式：装料模式和传输模式。

所述的控制系统处于装料模式的工作过程：获取前端传感器安装板中的I-V号传感器数据，控制物料满载状态自动传输，防止欠载和超载，例如物料满载状态时，可获得I-V号超声波传感器进料区下方物料横断面轮廓线的物料高度为Hr，当计算的物料高度小于Hr时，物料欠载，停止输送带传输继电器工作，等待进料区补充物料，当计算的物料高度等于Hr时，物料满载，控制输送带传输继电器工作，使料仓底板输送带向前传输物料一段距离，以便腾出进料空间，防止物料超载。

所述的控制系统处于传输模式的工作过程：控制系统控制物料运输车输送带继电器工作，使输送带向前输送物料。

当装置开启后，所述的控制系统通过传输顺序旋钮和ZigBee无线通信模块判断其所在的物料运输车物料传输顺序，末节物料运输车的控制系统处于装料模式，它实时检测物料状态，控制物料满载传输，其它物料运输车的控制系统处于传输模式，控制输送带全速传输物料到末节物料运输车的进料区，清筛机上的控制系统控制污土带落料位置，调节末节物料运输车的物料偏载。末节物料运输车的后端传感器安装板处的VI号超声波传感器检测到物料传输到车尾时，末节物料运输车料仓已满，控制系统发送末节物料运输车传输完成信号到前一节物料运输车。前一节物料运输车的控制系统收到末节物料运输车传输完成信号后，停止输送带向末节物料运输车输送物料，控制系统切换为装料模式工作，装料结束后，再向前一节物料运输车发送传输完成信号，当前一节物料运输车为首节物料运输车，并且首节物料运输车装料结束后，多节联挂编组物料运输车自动化传输完成，装置停止工作。

以上所述仅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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种物料运输车物料自动化传输装置，包括传输动作单元、探测部件、传输顺序旋钮、ZigBee无线通信模块、控制系统、显示器，其特征在于，所述的传输动作单元为输送带传输继电器和污土带电磁阀；所述的探测部件包括超声波传感器、前端传感器安装板和后端传感器安装板，所述的超声波传感器设置在所述的前端传感器安装板和后端传感器安装板的传感器螺纹孔中，所述的前端传感器安装板固定在物料运输车顶部进料位置，所述的后端传感器安装板固定在物料运输车顶部出料口；所述的传输顺序旋钮为刻度旋钮，标识物料运输车的传输顺序；所述的ZigBee无线通信模块无线传输物料运输车的物料状态和工作状态；所述的显示器为液晶显示器，显示物料状态和工作状态；所述的控制系统包括微处理器DSPIC30F6012和信号处理电路，所述的微处理器DSPIC30F6012经过所述的信号处理电路分别与超声波传感器、传输顺序旋钮、ZigBee无线通信模块、显示器相连，所述的微处理器DSPIC30F6012用于控制传输动作单元、显示器、ZigBee无线通信模块和信号处理电路。

2.根据权利要求1所述的前端传感器安装板，其特征在于，安装板内拥有五个传感器螺纹孔，传感器螺纹孔间距值根据物料运输车物料堆积角的变化范围确定，传感器螺纹孔中的超声波传感器测量物料横断面的物料高度轮廓线，根据物料高度轮廓线计算物料运输车欠载、偏载和超载的相对误差满足工程需要。