CN210438290U - 铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及集装箱作业管理系统技术领域，提供铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，包括：定位机构，所述定位机构包括安装在起重机大车的从动轮上的大车编码器、安装在起重机小车的从动轮上的小车编码器、安装在吊具电机的输出轴上的电机编码器以及集装箱定位单元，所述大车编码器、所述小车编码器以及所述电机编码器均与第一数据采集器连接，所述第一数据采集器与所述集装箱定位单元连接。该铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统能够实时获取集装箱的几何中心坐标，能够避免因为操作盲区或作业不规范引起的安全风险问题。

Description

铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统

技术领域

本实用新型涉及集装箱作业管理系统技术领域，尤其涉及一种铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统。

背景技术

随着集装箱运输的发展，铁路传统集装箱场站采用人工管理方式已不适应集装箱运输发展需要，集装箱场站采用人工管理方式效率低下，集装箱堆存信息缺失、错漏现象非常严重，而且集装箱装卸信息滞后，不能实时反馈，也无法追溯。

为了适应集装箱运输的快速发展要求，针对铁路集装箱场站的现状，我们亟需开发一种铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，避免因为操作盲区或作业不规范引起的安全风险问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够有效提高作业效率的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，以解决现有的人工管理容易出现操作盲区或作业不规范的问题。

本实用新型实施例提供的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，包括：定位机构，所述定位机构包括安装在起重机大车的从动轮上的大车编码器、安装在起重机小车的从动轮上的小车编码器、安装在吊具电机的输出轴上的电机编码器以及集装箱定位单元，所述大车编码器、所述小车编码器以及所述电机编码器均与第一数据采集器连接，所述第一数据采集器与所述集装箱定位单元连接。

其中，所述集装箱定位单元包括吊具定位模块以及集装箱定位模块，所述第一数据采集器与所述吊具定位模块连接，所述吊具定位模块与所述集装箱定位模块连接。

其中，还包括集装箱起升驱动机构，所述集装箱起升驱动机构包括集装箱起升驱动单元以及分别安装在吊具的四个角上的四个激光测距传感器，四个所述激光测距传感器均与所述集装箱起升驱动单元连接，所述集装箱起升驱动单元与所述吊具电机连接。

其中，所述集装箱起升驱动单元包括集装箱高度测量器以及第一比较器，四个所述激光测距传感器均与所述集装箱高度测量器连接，所述集装箱高度测量器与所述第一比较器连接，所述第一比较器与所述吊具电机连接。

其中，还包括超偏载检测机构，所述超偏载检测机构包括超偏载仪以及分别安装在吊具的四个旋锁上的四个拉压力传感器，四个所述拉压力传感器均与第二数据采集器连接，所述第二数据采集器与所述超偏载仪连接。

其中，所述超偏载仪包括集装箱重量及重心测量器以及第二比较器，所述第二数据采集器与所述集装箱重量及重心测量器连接，所述集装箱重量及重心测量器与第二比较器连接。

其中，还包括空重箱混装检测机构，所述空重箱混装检测机构包括第三比较器，所述集装箱重量及重心测量器与所述第三比较器连接。

其中，所述空重箱混装检测机构还包括报警器，所述第三比较器与所述报警器连接。

本实用新型实施例提供的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，大车编码器、小车编码器以及电机编码器获取的电信号通过第一数据采集器传输至集装箱定位单元，集装箱定位单元根据接收到的电信号并以起重机的轨道的一个端头为坐标原点，求解得到吊具中心的实时空间坐标，再将吊具中心的实时空间坐标转换为吊装的集装箱的几何中心坐标。该铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统能够实时获取集装箱的几何中心坐标，能够避免因为操作盲区或作业不规范引起的安全风险问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统中集装箱的结构示意图。

附图标记说明:

1-激光测距传感器；2-车地板；3-集装箱；4-数据采集器；5-吊具；6-钢丝绳；7-拉压力传感器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。

本实用新型实施例提供的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，包括：定位机构，定位机构包括安装在起重机大车的从动轮上的大车编码器、安装在起重机小车的从动轮上的小车编码器、安装在吊具电机的输出轴上的电机编码器以及集装箱定位单元，大车编码器、小车编码器以及电机编码器均与第一数据采集器连接，第一数据采集器与集装箱定位单元连接。

需要说明的是，第一数据采集器选用具有四路以上高速模拟量输入，且便于传感器和计算机之间拆卸的分布式采集模块。

在本实用新型实施例中，大车编码器、小车编码器以及电机编码器获取的电信号通过第一数据采集器传输至集装箱定位单元，集装箱定位单元根据接收到的电信号并以起重机的轨道的一个端头为坐标原点，求解得到吊具中心的实时空间坐标，再将吊具中心的实时空间坐标转换为吊装的集装箱的几何中心坐标。该铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统能够实时获取集装箱的几何中心坐标，能够避免因为操作盲区或作业不规范引起的安全风险问题。

其中，大车编码器、小车编码器以及电机编码器获取的电信号还可以通过第一数据采集器传输至监控机构。大车编码器、小车编码器以及电机编码器均可以为高精度绝对值编码器，大车编码器将起重机大车的从动轮的转速转换成第一电信号，通过第一电信号测得起重机大车的位移；小车编码器将起重机小车的从动轮的转速转换成第二电信号，通过第二电信号测得起重机小车的位移；电机编码器将吊具电机的输出轴的转速转换成第三电信号，通过第三电信号测得吊具的竖直方向位移，通过起重机大车的位移、起重机小车的位移以及吊具的竖直方向位移测得吊具中心的实时空间坐标。

在上述实施例的基础上，集装箱定位单元包括吊具定位模块以及集装箱定位模块，第一数据采集器与吊具定位模块连接，吊具定位模块与集装箱定位模块连接。

在本实用新型实施例中，吊具定位模块通过第一数据采集器获取大车编码器发送的电信号、小车编码器发送的电信号以及电机编码器发送的电信号，并根据大车编码器发送的电信号、小车编码器发送的电信号以及电机编码器发送的电信号得到吊具中心的实时空间坐标，集装箱定位模块将吊具中心的实时空间坐标转换为吊装的集装箱的几何中心坐标。

在上述实施例的基础上，还包括集装箱起升驱动机构，集装箱起升驱动机构包括集装箱起升驱动单元以及分别安装在吊具的四个角上的四个激光测距传感器，四个激光测距传感器均与集装箱起升驱动单元连接，集装箱起升驱动单元与吊具电机连接。激光测距传感器1具体可以为量程为30m、精度1mm的激光测距传感器。

在本实用新型实施例中，四个激光测距传感器分别安装在集装箱的吊具四个角上，激光垂直向下发射，测量集装箱的吊具四个角与地面(或车地板)的垂直距离，四个激光测距传感器的信号还可以通过RS485接口传输到监控机构；集装箱起升驱动单元对四个激光测距传感器的信号值进行实时判断，当集装箱在车地板上开始起升时，集装箱起升驱动单元控制吊具电机慢速运行，当检测到集装箱起升预设距离时悬停，让集装箱箱体自适应调整位置，然后再继续起升，以便FTR锁顺利和箱体脱离，预防集装箱起升造成车体被托起，避免车辆损坏、脱轨。

在上述实施例的基础上，集装箱起升驱动单元包括集装箱高度测量器以及第一比较器，四个激光测距传感器1均与集装箱高度测量器连接，集装箱高度测量器与第一比较器连接，第一比较器与吊具电机连接。其中，本实施例中的吊具电机可以为变频电机。

在本实用新型实施例中，集装箱高度测量器获取四个激光测距传感器发送的信号值，根据信号值确定集装箱的高度，第一比较器用于将集装箱的高度与预设距离进行比较，根据比较结果控制吊具电机的启停。例如，当检测到集装箱起升100mm时悬停，让集装箱箱体自适应调整位置，然后再继续起升。

在上述实施例的基础上，还包括超偏载检测机构，超偏载检测机构包括超偏载仪以及分别安装在吊具5的四个旋锁上的四个拉压力传感器7，四个拉压力传感器7均与第二数据采集器连接，第二数据采集器与超偏载仪连接。

在本实用新型实施例中，四个拉压力传感器安装在集装箱的吊具的四个旋锁上；第二数据采集器与所有的拉压力传感器连接，读取集装箱起吊过程中各个旋锁的受力值；无线通讯器将采集到的受力值发送到监控机构；超偏载仪对接收的受力值数据进行滤波分析和数据处理，根据重力和重心算法计算集装箱的总重、重心位置，并进一步地判断集装箱是否超重、偏载。其中，无线通讯器采用ZigBee无线数传网络技术，网络覆盖范围至少3km以上。数据采集器4包括第一数据采集器和第二数据采集器。

在上述实施例的基础上，超偏载仪包括集装箱重量及重心测量器以及第二比较器，第二数据采集器与集装箱重量及重心测量器连接，集装箱重量及重心测量器与第二比较器连接。

在本实用新型实施例中，第二数据采集器与所有的拉压力传感器连接，读取集装箱起吊过程中各个旋锁的受力值，集装箱重量及重心测量器对接收的受力值数据进行滤波分析和数据处理，根据重力和重心算法计算集装箱的总重、重心位置；第二比较器根据集装箱的总重、重心位置判断集装箱是否超重、偏载。

装卸作业完全通过司机人工进行选箱，由司机操作门吊进行装箱和卸箱作业，不仅存在翻箱倒箱率高、劳动强度大、工作效率低的问题，而且存在因为操作盲区或作业不规范引起的安全风险问题；由于对集装箱箱态进行人工管理，存在空重误挂的安全隐患。

为了解决上述问题，在上述实施例的基础上，还包括空重箱混装检测机构，空重箱混装检测机构包括第三比较器，集装箱重量及重心测量器与第三比较器连接。

在本实用新型实施例中，第三比较器获取集装箱重量及重心测量器发送的两个集装箱的重量，当两个集装箱的重量差大于10T时，不允许装在同一节车上，避免出现车辆偏重情况发生；当两个集装箱的重量之和大于车辆标重时，不允许装在同一节车上，避免出现车辆超载情况发生。

需要说明的是，集装箱定位模块与第三比较器连接，第三比较器获取集装箱定位模块发送的两个集装箱的几何中心坐标，例如，当待装集装箱与已装集装箱端部间距小于500mm时，第三比较器开始把获取集装箱重量及重心测量器发送的两个集装箱的重量进行比较。

在上述实施例的基础上，所述空重箱混装检测机构还包括报警器，第三比较器与报警器连接。

在本实用新型实施例中，当两个集装箱的重量差大于10T时，不允许装在同一节车上，报警器发出禁止装车警告，避免出现车辆偏重情况发生；当两个集装箱的重量之和大于车辆标重时，不允许装在同一节车上，报警器发出禁止装车警告，避免出现车辆超载情况发生。

图1为本实用新型铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统中集装箱的结构示意图，如图1所示，集装箱3放置在车地板2上，集装箱3的上端与吊具5固定，吊具5与多根钢丝绳6连接，四个激光测距传感器1分别安装在吊具5的四个角上，四个拉压力传感器7分别安装在吊具5的四个旋锁上。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，包括：定位机构，其特征在于，所述定位机构包括安装在起重机大车的从动轮上的大车编码器、安装在起重机小车的从动轮上的小车编码器、安装在吊具电机的输出轴上的电机编码器以及集装箱定位单元，所述大车编码器、所述小车编码器以及所述电机编码器均与第一数据采集器连接，所述第一数据采集器与所述集装箱定位单元连接。

2.根据权利要求1所述的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，其特征在于，所述集装箱定位单元包括吊具定位模块以及集装箱定位模块，所述第一数据采集器与所述吊具定位模块连接，所述吊具定位模块与所述集装箱定位模块连接。

3.根据权利要求1所述的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，其特征在于，还包括集装箱起升驱动机构，所述集装箱起升驱动机构包括集装箱起升驱动单元以及分别安装在吊具的四个角上的四个激光测距传感器，四个所述激光测距传感器均与所述集装箱起升驱动单元连接，所述集装箱起升驱动单元与所述吊具电机连接。

4.根据权利要求3所述的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，其特征在于，所述集装箱起升驱动单元包括集装箱高度测量器以及第一比较器，四个所述激光测距传感器均与所述集装箱高度测量器连接，所述集装箱高度测量器与所述第一比较器连接，所述第一比较器与所述吊具电机连接。

5.根据权利要求1所述的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，其特征在于，还包括超偏载检测机构，所述超偏载检测机构包括超偏载仪以及分别安装在吊具的四个旋锁上的四个拉压力传感器，四个所述拉压力传感器均与第二数据采集器连接，所述第二数据采集器与所述超偏载仪连接。

6.根据权利要求5所述的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，其特征在于，所述超偏载仪包括集装箱重量及重心测量器以及第二比较器，所述第二数据采集器与所述集装箱重量及重心测量器连接，所述集装箱重量及重心测量器与第二比较器连接。

7.根据权利要求6所述的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，其特征在于，还包括空重箱混装检测机构，所述空重箱混装检测机构包括第三比较器，所述集装箱重量及重心测量器与所述第三比较器连接。

8.根据权利要求7所述的铁路集装箱装卸作业安全检测监控系统，其特征在于，所述空重箱混装检测机构还包括报警器，所述第三比较器与所述报警器连接。

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