CN210505303U - 一种商混站上料起重机自动化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种商混站上料起重机自动化系统，包括双梁桥式起重机和控制子系统，双梁桥式起重机包括端梁、主梁、起升机构、小车运行机构和大车运行机构，沿端梁设置有第一刻度尺，大车运行机构设置有第一刻度识别模块，沿主梁设置有第二刻度尺，小车运行机构设置第二刻度识别模块，端梁和主梁均设置有限位传感器，大车运行机构和小车运行机构设置有检测相关驱动电机的传感器，小车运行机构驱动连接起升机构，起升机构设有三轴加速度传感器以及抓斗，控制子系统包括控制模块、存储硬盘、触摸屏、报警模块、急停按钮、打印机、指纹识别模块和人脸识别模块。该商混站上料起重机自动化系统的自动化和智能化程度比较高。

Description

一种商混站上料起重机自动化系统

技术领域

本实用新型属于上料起重机技术领域，尤其涉及一种商混站上料起重机自动化系统。

背景技术

传统商混站是用装载机将石子、大沙等装入料箱，然后经传送带送入搅拌站，装载机既不环保且运行成本高，来回转运扬尘，工人工作环境恶劣，对料场场地利用率不足60%。

当下随着物联网、人工智能、智能制造与各行业的深度融合，工厂设备的自动化及智能化已是大势所趋。目前的上料起重机虽然具备一定的智能化控制水平，但是，智能化程度不高，只能够实现最基本的控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种商混站上料起重机自动化系统，用以解决现有的上料起重机的智能化程度不高的问题。

为了解决上述问题，本实用新型所涉及的一种商混站上料起重机自动化系统采用以下技术方案：

一种商混站上料起重机自动化系统，包括：双梁桥式起重机和控制子系统；

所述双梁桥式起重机包括端梁、主梁和机械部分，所述机械部分包括起升机构、小车运行机构和大车运行机构；

沿所述端梁设置有第一刻度尺，所述大车运行机构设置有用于识别所述第一刻度尺上的尺度数据的第一刻度识别模块；沿所述主梁设置有第二刻度尺，所述小车运行机构设置有用于识别所述第二刻度尺上的尺度数据的第二刻度识别模块；所述端梁的两端设置有第一限位传感器，所述主梁的两端设置有第二限位传感器；

所述大车运行机构中的驱动电机设置有用于检测驱动电机的供电电流的第一电流传感器以及用于检测驱动电机的转速的第一转速传感器；所述小车运行机构中的驱动电机设置有用于检测驱动电机的供电电流的第二电流传感器以及用于检测驱动电机的转速的第二转速传感器；

所述小车运行机构驱动连接所述起升机构，所述起升机构设有提升电机和卷绳筒，所述提升电机的输出端与减速机连接，所述减速机与卷绳筒动力连接，卷绳筒上绕有钢丝绳，钢丝绳的一端与滑轮连接，所述滑轮与支座连接，支座的下方设置有抓斗，所述支座上设置有用于检测抓斗运行姿态的三轴加速度传感器，所述支座的两侧均设有液压缸，液压缸的另一端与抓斗连接轴连接，所述抓斗连接所述抓斗连接轴；

所述控制子系统用于设置在控制室内，所述控制子系统包括控制模块、存储硬盘、触摸屏、报警模块、急停按钮、打印机、指纹识别模块和人脸识别模块，所述第一刻度识别模块、第二刻度识别模块、第一限位传感器、第二限位传感器、第一电流传感器、第一转速传感器、第二电流传感器、第二转速传感器、三轴加速度传感器、急停按钮、指纹识别模块和人脸识别模块输出连接所述控制模块，所述控制模块输出连接所述小车运行机构、大车运行机构、提升电机、液压缸、报警模块、存储硬盘和打印机，所述控制模块连接所述触摸屏。

可选地，所述控制模块为PLC。

可选地，所述起升机构、小车运行机构和大车运行机构均设置有制动模块，所述控制模块输出连接所述制动模块。

可选地，所述商混站上料起重机自动化系统还包括用于监控所述双梁桥式起重机的摄像机，所述摄像机输出连接所述控制模块。

可选地，所述控制模块通过数据传输线路连接一数据传输插头，所述存储硬盘设置有与所述数据传输插头配套设置的、用于与数据传输插头可插拔连接的数据传输插孔。

可选地，所述起升机构设置有用于检测所述抓斗内物料的称重模块，所述称重模块输出连接所述控制模块。

本实用新型的有益效果如下：通过第一刻度识别模块识别第一刻度尺的尺度数据，能够准确检测得到横梁的具体位置，通过第二刻度识别模块识别第二刻度尺的尺度数据，能够准确检测得到起升机构的具体位置，因此，通过第一刻度识别模块和第二刻度识别模块能够对起升机构进行准确定位，还能够根据输入的具体位置控制大车运行机构和小车运行机构动作，以进行自动上料控制。通过第一限位传感器对主梁的运动行程进行监控，防止过限，通过第二限位传感器对起升机构的运动行程进行监控，防止过限。第一电流传感器检测大车运行机构中的驱动电机的供电电流，第一转速传感器检测大车运行机构中的驱动电机的转速，实现对大车运行机构中的驱动电机的运行状态的监控，第二电流传感器检测小车运行机构中的驱动电机的供电电流，第二转速传感器检测小车运行机构中的驱动电机的转速，实现对小车运行机构中的驱动电机的运行状态的监控。提升电机上设置减速机，可使抓斗在上升或下架过程中缓慢运动，避免运动速度太快抓斗摇晃，而且本申请提供的抓斗及其相关结构能够保证抓斗有效地进行抓取，提升抓取效率。支座上设置有三轴加速度传感器，用于监控抓斗的运行姿态。存储硬盘用于存储物料抓取的相关信息，便于查看。指纹识别模块和人脸识别模块用于识别操作者的身份信息，只有身份信息满足要求才能够操作该系统，提升了操作安全性。打印机可以打印相关的数据信息。急停按钮在紧急情况下实现系统的紧急停机，保证安全。当出现紧急情况时，控制报警模块动作，以提醒工作人员注意安全。因此，该商混站上料起重机自动化系统的自动化和智能化程度比较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1是本实用新型的双梁桥式起重机的整体结构示意图；

图2是本实用新型的起升机构的结构示意图；

图3是本实用新型的商混站上料起重机自动化系统的控制原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做出进一步的说明。

本实施例提供一种商混站上料起重机自动化系统，包括双梁桥式起重机和控制子系统。

如图1所示，双梁桥式起重机包括端梁1、主梁2和机械部分，机械部分包括起升机构5、小车运行机构4和大车运行机构3。其中，大车运行机构3用于驱动主梁2沿着端梁1做往复的直线运动，小车运行机构4用于驱动起升机构5沿着主梁2做往复的直线运动。这种双梁桥式起重机属于现有最常见的起重机结构，不再具体赘述端梁1、主梁2、起升机构5、小车运行机构4和大车运行机构3之间的位置和装配关系。

沿端梁1设置有第一刻度尺14，比如设置在端梁1内侧，大车运行机构3设置有用于识别第一刻度尺上的尺度数据的第一刻度识别模块25（图1中未画出），第一刻度识别模块25随着主梁2运动，即随着大车运行机构3运动。其中，第一刻度尺14可以是带有具体尺度数据的尺子，比如常见的直尺，那么，第一刻度识别模块25可以是用于识别尺度数据的数字识别设备，即图像识别设备，比如摄像头，用于识别刻度尺上的数字信息的数字识别设备属于常规设备，在很多领域均有比较成熟的应用，不再赘述。第一刻度识别模块25的具体设置为不做限定，但是要能够识别第一刻度尺14上的尺度数据。那么，当主梁2沿着端梁1运动时，通过第一刻度识别模块25识别第一刻度尺14的数字实现主梁2所在位置的定位。同样地，沿主梁2设置有第二刻度尺15，比如设置在主梁2内侧，小车运行机构4设置有用于识别第二刻度尺15上的尺度数据的第二刻度识别模块26（图1中未画出），第二刻度识别模块26随着起升机构5沿主梁2运动，即随着小车运行机构4运动。那么，当起升机构5沿着主梁2运动时，通过第二刻度识别模块26识别第二刻度尺15的数字实现起升机构5所在位置的定位。

端梁1的两端设置有第一限位传感器27，用于检测主梁2是否运动到极限位；主梁2的两端设置有第二限位传感器28，用于检测起升机构5是否运动到极限位。端梁1和主梁2的两端设置有限位传感器属于常规技术手段，不再赘述。

大车运行机构3和小车运行机构4通过驱动电机进行运动，那么，为了实时获取驱动电机的运行状态，大车运行机构3中的驱动电机设置有用于检测驱动电机的供电电流的第一电流传感器29以及用于检测驱动电机的转速的第一转速传感器30，第一电流传感器29和第一转速传感器30均可以为常规的检测设备，第一电流传感器29可以设置在驱动电机的供电线路上，第一转速传感器30可以设置在驱动电机的驱动轴上。小车运行机构4中的驱动电机设置有用于检测驱动电机的供电电流的第二电流传感器31以及用于检测驱动电机的转速的第二转速传感器32，第二电流传感器31和第二转速传感器32均可以为常规的检测设备，第二电流传感器31可以设置在驱动电机的供电线路上，第二转速传感器32可以设置在驱动电机的驱动轴上。

小车运行机构4驱动连接起升机构5，以驱动起升机构5沿着主梁2运动。如图2所示，起升机构5设有提升电机35（图2中未画出）和卷绳筒6，提升电机35的输出端与减速机（图2中未画出）连接，减速机与卷绳筒6动力连接，卷绳筒6上绕有钢丝绳7，钢丝绳7的一端与滑轮8连接，滑轮8与支座9连接，抓斗13设置在支座9的下方，支座9上设置有用于检测抓斗13运行姿态的三轴加速度传感器10，三轴加速度传感器10为常规设备，不再赘述。支座9的两侧均设有液压缸11，这里，支座9的两侧均设有两个液压缸11，液压缸11的另一端与抓斗连接轴12连接，抓斗13连接抓斗连接轴12，这里，抓斗13间隔连接在抓斗连接轴12上。并且，起升机构5还设置有用于检测抓斗13内物料的称重模块33（图2中未画出），称重模块33可以是常规的称重传感器或者称重设备，具体设置位置由实际需要进行确定，称重模块33用于检测抓斗13内物料的重量，防止抓取量未达到要求或者超限。

另外，为了保证运行安全，起升机构5、小车运行机构4和大车运行机构3均设置有制动模块34，为常规的制动器，当发生紧急情况时，控制制动器运行。

控制子系统设置在控制室内，如图3所示，控制子系统包括控制模块16、存储硬盘17、触摸屏18、报警模块19、急停按钮20、打印机21、指纹识别模块22、人脸识别模块23和摄像机24。

其中，控制模块16可以为常规的控制芯片，比如单片机或者PLC，也可以是电脑主机；存储硬盘17为常规的存储设备，容量由实际需要进行设置；触摸屏18为常规的触摸屏设备，尺寸由实际需要进行设置，触摸屏18可以操作起重机的各种工艺流程；报警模块19可以是声光报警器，也可以只是报警灯或者蜂鸣器；急停按钮20为常规的按钮设备，用于在发生紧急情况时按下，以控制整个双梁桥式起重机停机，保证安全；打印机21为常规的打印机设备，用于打印相关的数据信息；指纹识别模块22为常规的指纹采集识别设备，用于采集操作者的指纹信息，以进行指纹识别；人脸识别模块23为常规的人脸采集识别设备，用于采集操作者的脸部信息，以进行脸部识别；摄像机24为常规的摄像机设备，用于监控整个双梁桥式起重机，当然，如果不需要监控整个双梁桥式起重机，摄像机24可以不设置。

第一刻度识别模块25、第二刻度识别模块26、第一限位传感器27、第二限位传感器28、第一电流传感器29、第一转速传感器30、第二电流传感器31、第二转速传感器32、三轴加速度传感器10、称重模块33、急停按钮20、指纹识别模块22、人脸识别模块23和摄像机24输出连接控制模块16，控制模块16输出连接小车运行机构4、大车运行机构3、报警模块19、存储硬盘17、打印机21、液压缸11、制动模块34和提升电机35，控制模块16连接触摸屏18。而且，为了存储硬盘17拆卸方便，控制模块16通过数据传输线路连接一数据传输插头，存储硬盘17设置有与数据传输插头配套设置的、用于与数据传输插头可插拔连接的数据传输插孔，数据传输插头可以为USB插头，数据传输插孔可以为USB插孔，那么，当发生紧急情况时，可以直接拆卸掉存储硬盘17，防止存储硬盘17中的重要数据丢失。

该商混站上料起重机自动化系统在运行之前，需要通过指纹识别模块22和人脸识别模块23核实操作者的身份信息，当身份核实之后，通过操作触摸屏18确定该商混站上料起重机自动化系统是手动控制还是自动控制。

手动控制：操作者通过控制子系统操纵起重机完成移动、抓斗升降、抓取、投料等动作。

自动控制：根据触摸屏18确定物料所在的位置，即第一刻度尺14和第二刻度尺15的第一尺度数据，以及卸料位置，即第一刻度尺14和第二刻度尺15的第二尺度数据。然后大车运行机构3先自动运行，第一刻度识别模块25实时检测第一刻度尺14上的第一尺度数据，当与预设的第一尺度数据对应时，停止运行，然后小车运行机构4运动，第二刻度识别模块26实时检测第二刻度尺15上的第一尺度数据，当与设定的第一尺度数据对应时，通过起升机构5动作。在大车运行机构3和小车运行机构4运行过程中，第一限位传感器27、第二限位传感器28、第一电流传感器29、第一转速传感器30、第二电流传感器31和第二转速传感器32实时检测对应的数据信息，并将数据信息给到控制模块16，当数据信息出现异常时，及时进行报警，并控制起重机停机。

起升机构5驱动抓斗13抓取物料，在抓取物料过程中，三轴加速度传感器10实时检测抓斗13运行状态，当抓斗13运行状态异常时，控制模块16控制进行报警。并且，在抓取物料之后，称重模块33检测物料的抓取量，当抓取量未达到要求时，自动重新抓取；当抓取量超载时，根据实际需要，比如调试测定情况确定全部卸载或部分卸载后再运行。

然后，根据设定好的卸料位置，控制大车运行机构3先自动运行，第一刻度识别模块25实时检测第一刻度尺14上的第二尺度数据，当与预设的第二尺度数据对应时，停止运行，然后小车运行机构4运动，第二刻度识别模块26实时检测第二刻度尺15上的第二尺度数据，当与设定的第二尺度数据对应时，到达卸料位置，控制起升机构5动作，驱动抓斗13卸料。

另外，该商混站上料起重机自动化系统还具有泊车功能：自动控制下正常工作时，起重机完成工作指令后停在本次指令的抓取位置，如需检修或避让另一台起重机，操作者只需点击触摸屏上的“泊车”按钮，起重机将自动提升抓斗13到设定高度，小车运行机构4运行到设定位置，大车运行机构3运行到泊车位置。

当然，该商混站上料起重机自动化系统还可以根据实际需要增设其他的功能，因此，本申请不局限于该商混站上料起重机自动化系统所设有的功能，而在于该商混站上料起重机自动化系统的硬件结构。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，任何对本实用新型进行的等同替换及不脱离本实用新型精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种商混站上料起重机自动化系统，其特征在于，包括：双梁桥式起重机和控制子系统；

所述双梁桥式起重机包括端梁、主梁和机械部分，所述机械部分包括起升机构、小车运行机构和大车运行机构；

沿所述端梁设置有第一刻度尺，所述大车运行机构设置有用于识别所述第一刻度尺上的尺度数据的第一刻度识别模块；沿所述主梁设置有第二刻度尺，所述小车运行机构设置有用于识别所述第二刻度尺上的尺度数据的第二刻度识别模块；所述端梁的两端设置有第一限位传感器，所述主梁的两端设置有第二限位传感器；

所述大车运行机构中的驱动电机设置有用于检测驱动电机的供电电流的第一电流传感器以及用于检测驱动电机的转速的第一转速传感器；所述小车运行机构中的驱动电机设置有用于检测驱动电机的供电电流的第二电流传感器以及用于检测驱动电机的转速的第二转速传感器；

所述小车运行机构驱动连接所述起升机构，所述起升机构设有提升电机和卷绳筒，所述提升电机的输出端与减速机连接，所述减速机与卷绳筒动力连接，卷绳筒上绕有钢丝绳，钢丝绳的一端与滑轮连接，所述滑轮与支座连接，支座的下方设置有抓斗，所述支座上设置有用于检测抓斗运行姿态的三轴加速度传感器，所述支座的两侧均设有液压缸，液压缸的另一端与抓斗连接轴连接，所述抓斗连接所述抓斗连接轴；

所述控制子系统用于设置在控制室内，所述控制子系统包括控制模块、存储硬盘、触摸屏、报警模块、急停按钮、打印机、指纹识别模块和人脸识别模块，所述第一刻度识别模块、第二刻度识别模块、第一限位传感器、第二限位传感器、第一电流传感器、第一转速传感器、第二电流传感器、第二转速传感器、三轴加速度传感器、急停按钮、指纹识别模块和人脸识别模块输出连接所述控制模块，所述控制模块输出连接所述小车运行机构、大车运行机构、提升电机、液压缸、报警模块、存储硬盘和打印机，所述控制模块连接所述触摸屏。

2.根据权利要求1所述的商混站上料起重机自动化系统，其特征在于，所述控制模块为PLC。

3.根据权利要求1所述的商混站上料起重机自动化系统，其特征在于，所述起升机构、小车运行机构和大车运行机构均设置有制动模块，所述控制模块输出连接所述制动模块。

4.根据权利要求1所述的商混站上料起重机自动化系统，其特征在于，所述商混站上料起重机自动化系统还包括用于监控所述双梁桥式起重机的摄像机，所述摄像机输出连接所述控制模块。

5.根据权利要求1所述的商混站上料起重机自动化系统，其特征在于，所述控制模块通过数据传输线路连接一数据传输插头，所述存储硬盘设置有与所述数据传输插头配套设置的、用于与数据传输插头可插拔连接的数据传输插孔。

6.根据权利要求1所述的商混站上料起重机自动化系统，其特征在于，所述起升机构设置有用于检测所述抓斗内物料的称重模块，所述称重模块输出连接所述控制模块。

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