專(zhuān)利名稱(chēng)：全自動(dòng)定量裝車(chē)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全自動(dòng)定量裝車(chē)的方法及其裝置，尤其適用于為鐵路、礦山的敞車(chē)車(chē)廂裝運(yùn)象煤、砂子、礦石等這類(lèi)的分散物料。
已有技術(shù)的裝車(chē)線都是半自動(dòng)裝車(chē)線，至今還沒(méi)有全自動(dòng)裝車(chē)系統(tǒng)。美國(guó)專(zhuān)利第4，284，380公開(kāi)了一種自動(dòng)裝車(chē)的方法及裝置，該方法是先用軌道衡稱(chēng)出每節(jié)車(chē)廂的重量，當(dāng)車(chē)廂通過(guò)出料口時(shí)，給每節(jié)車(chē)廂裝料，裝料時(shí)用皮帶秤稱(chēng)出物料的重量，當(dāng)物料的重量等于預(yù)先確定的重量時(shí)，停止裝料，然后再裝下一節(jié)車(chē)廂。
美國(guó)4，659，274專(zhuān)利公開(kāi)了另一種用計(jì)算機(jī)控制的裝車(chē)方法及其裝置，該方法是在裝料前用軌道衡稱(chēng)出該車(chē)廂的重量，在裝料的過(guò)程中仍然用軌道衡稱(chēng)量出裝有貨物的車(chē)廂的重量，兩者之差即為所裝物料的重量，在火車(chē)行進(jìn)的過(guò)程中比較車(chē)廂前端和后端的重量，從而調(diào)節(jié)出料口的位置，在車(chē)廂的長(zhǎng)度方向和寬度方向上有兩個(gè)光電管，用來(lái)測(cè)量所裝物料的高度，當(dāng)物料裝到一定高度時(shí)，停止裝料，然后再裝一下節(jié)車(chē)廂。
美國(guó)4，317，496專(zhuān)利也公開(kāi)了一種自動(dòng)稱(chēng)重的方法及其裝置，該方法是用光電管來(lái)監(jiān)測(cè)一節(jié)車(chē)廂是否正好在軌道衡上，從而來(lái)確定所裝物料的重量。
這些裝車(chē)系統(tǒng)都存在一些問(wèn)題，必須有人在現(xiàn)場(chǎng)指揮裝車(chē)，什么時(shí)候開(kāi)始裝料，什么時(shí)候停止裝料，都需要人來(lái)指揮，否則，要么需要停車(chē)裝料，要么就會(huì)把物料灑落在軌道上，因此這些裝車(chē)系統(tǒng)都是半自動(dòng)，特別是當(dāng)需要裝貨的車(chē)廂不是連續(xù)排列時(shí)，更需要有人在現(xiàn)場(chǎng)指揮。因此這些裝車(chē)系統(tǒng)都存在著裝車(chē)速度慢，操作繁瑣等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于提供一種全自動(dòng)定量裝車(chē)的方法，該方法不僅可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)裝車(chē)，而且還可以自動(dòng)地按照要求給需要裝料的車(chē)廂裝車(chē)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種全自動(dòng)定量裝車(chē)的裝置，該裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)裝車(chē)，而且還可以保證物料正好裝在車(chē)廂里，不會(huì)灑落到軌道上。


圖1示一組監(jiān)測(cè)器的安裝位置。
圖2示火車(chē)的車(chē)輪。
圖3表示的是圖1中的信號(hào)接收器接收到的信號(hào)脈沖圖。
圖4表示的是監(jiān)測(cè)器的一種排布方式。
圖5表示的是監(jiān)測(cè)器的另一種實(shí)施例。
圖6和圖7表示的是圖5的監(jiān)測(cè)器的排布方式。
圖8表示的是一列貨車(chē)。
圖9表示的是圖5中的信號(hào)接收器接收到的信號(hào)脈沖圖。
圖10表示的是圖1所示的監(jiān)測(cè)器安裝的位置。
圖11表示的是圖5所示的監(jiān)測(cè)器安裝的位置。
圖12表示的是本發(fā)明裝置的草圖。
圖13是本申請(qǐng)的方法的程序框圖。
[3][5][7]為信號(hào)發(fā)生器，[2][4][6][8]為信號(hào)接收器，[9]為監(jiān)測(cè)器，[10]為皮帶運(yùn)輸機(jī)，[11]為出料口，[12]為皮帶秤，[13]為下料口，[14]為下料口擋板，[15]為計(jì)算機(jī)，[16]為下料口擋板控制單元，[17]為皮帶運(yùn)輸機(jī)控制單元。
本申請(qǐng)的全自動(dòng)定量裝車(chē)方法是首先采用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)并識(shí)別瞬時(shí)通過(guò)的車(chē)皮是否是需要裝車(chē)的車(chē)皮，如果是，則通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的皮帶秤系統(tǒng)定量送料裝車(chē)，在裝車(chē)過(guò)程不斷調(diào)整裝料的速度，使裝車(chē)速度保持在(所需裝的物料重量/所需花費(fèi)時(shí)間)的裝車(chē)速度上，盡最大可能在要求的時(shí)間內(nèi)裝完規(guī)定重量的物料，裝完一節(jié)車(chē)皮以后，計(jì)算機(jī)通過(guò)指令控制下料口自動(dòng)停止下料，并給出該車(chē)皮的實(shí)際裝載量，然后再裝下一個(gè)車(chē)皮。
具體方法包括以下步驟1.設(shè)定參數(shù)在裝車(chē)之前，當(dāng)火車(chē)尚未進(jìn)入裝車(chē)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，通過(guò)電話或?qū)χv機(jī)或其他通訊工具通知操作人員所需裝貨的物料名稱(chēng)，所需裝貨的車(chē)廂序號(hào)，車(chē)廂型號(hào)及該車(chē)廂的自重和載重量，如果本次貨車(chē)中的車(chē)廂與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的貨車(chē)車(chē)廂不一樣，還應(yīng)通知操作人員那些不一樣的車(chē)廂的具體載重量、車(chē)廂長(zhǎng)度及車(chē)輪的輪對(duì)數(shù)，這些參數(shù)在每節(jié)車(chē)廂的型號(hào)牌上都有記載，因此這些參數(shù)很容易獲得。操作人員將這些參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)中。
對(duì)于一定載重量和型號(hào)的火車(chē)車(chē)廂，鐵道部有一系列的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)中有車(chē)體各個(gè)部分的設(shè)計(jì)制造參數(shù)，將一定型號(hào)的貨車(chē)的輪徑、車(chē)輪的內(nèi)間距、心盤(pán)中心距離、輪對(duì)數(shù)、車(chē)廂長(zhǎng)度、載重量及車(chē)廂高度、火車(chē)頭的輪對(duì)數(shù)等這些參數(shù)作為數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)先輸送并貯存在計(jì)算機(jī)中，以便運(yùn)行中查找和使用。
2.監(jiān)測(cè)并判斷瞬時(shí)通過(guò)的車(chē)皮是否是需要裝貨的車(chē)皮，有兩種方案第一種方案是監(jiān)測(cè)車(chē)廂的車(chē)輪如圖1所示，在一根鋼軌的一側(cè)，有一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，該信號(hào)發(fā)生器向鋼軌的另一側(cè)發(fā)出一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)可以是激光信號(hào)、紅外信號(hào)、超聲信號(hào)或射線信號(hào)，在鋼軌的另一側(cè)有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的信號(hào)接收器，用來(lái)接收信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)接收器組成一對(duì)監(jiān)測(cè)器。該信號(hào)接收器與計(jì)算機(jī)相連，如圖12所示。通常情況下，沒(méi)有火車(chē)通過(guò)時(shí)，信號(hào)接收器每時(shí)每刻都能接收到來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)，當(dāng)有火車(chē)通過(guò)時(shí)，由于車(chē)輪的阻擋，信號(hào)接收器會(huì)在一定時(shí)間間隔內(nèi)接收不到來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)，又由于這種時(shí)間隔是有規(guī)律的，因此掌握了這一規(guī)律不僅可以判斷該車(chē)皮是否是需要裝貨的車(chē)皮，還可以統(tǒng)計(jì)該車(chē)廂是帶幾節(jié)車(chē)廂。
當(dāng)一列火車(chē)通過(guò)時(shí)，火車(chē)的車(chē)頭最先通過(guò)監(jiān)測(cè)器，每通過(guò)一個(gè)車(chē)輪，監(jiān)測(cè)器就會(huì)給計(jì)算機(jī)一個(gè)信號(hào)，計(jì)算機(jī)中的計(jì)數(shù)器用來(lái)統(tǒng)計(jì)信號(hào)數(shù)，這些信號(hào)數(shù)就是車(chē)輪的輪對(duì)數(shù)，當(dāng)計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)的輪對(duì)數(shù)與車(chē)頭的實(shí)際輪對(duì)數(shù)相等并在時(shí)間上相符時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)顯示出車(chē)頭已通過(guò)了監(jiān)測(cè)器。
當(dāng)車(chē)廂開(kāi)始通過(guò)監(jiān)測(cè)器時(shí)，如圖2所示，一個(gè)車(chē)輪的A點(diǎn)通過(guò)監(jiān)測(cè)器的時(shí)刻是tA，車(chē)輪B點(diǎn)通過(guò)監(jiān)測(cè)器的時(shí)刻是tB，也就是說(shuō)，信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)在剛剛被車(chē)輪擋住沒(méi)有被信號(hào)接收器接收到的時(shí)刻為tA，持續(xù)一段時(shí)間后，信號(hào)接收器重新接收到信號(hào)的時(shí)刻為tB，由于對(duì)于一定型號(hào)的車(chē)廂其車(chē)輪的大小都是相同的，每個(gè)車(chē)輪在高度H1處的弦長(zhǎng)AB都是相等的，由此可以得到火車(chē)的車(chē)速為v1＝LAB/(tB-tA)，計(jì)算機(jī)將這個(gè)車(chē)速v1與預(yù)先給定的裝車(chē)列車(chē)的特定速度相比較，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中裝車(chē)列車(chē)的運(yùn)行速度為8cm/s，一般為5～20cm/s，如果該車(chē)車(chē)速v1在裝車(chē)的特定速度范圍內(nèi)，則計(jì)算機(jī)根據(jù)v1馬上能識(shí)別出該車(chē)是需要裝貨的車(chē)，但此時(shí)計(jì)算機(jī)還不能給下料口發(fā)出下料的指令，本申請(qǐng)采用雙閉鎖系統(tǒng)控制下料口，所謂雙閉鎖系統(tǒng)就是用兩個(gè)信號(hào)來(lái)控制下料口?；疖?chē)以速度v1向前行駛，由于車(chē)輪的內(nèi)間距是一定的(可以從鐵道部標(biāo)準(zhǔn)中查到)，因此能夠計(jì)算出距鐵軌表面H1處一組固定輪中兩車(chē)輪的距離L1，那么tc＝tB+L1/v1時(shí)刻后，應(yīng)該有下一個(gè)車(chē)輪的C點(diǎn)通過(guò)監(jiān)測(cè)器，也就是說(shuō)tc時(shí)刻后，信號(hào)接收器又剛剛接收不到信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)，如果測(cè)得的tc′與計(jì)算機(jī)算出的tc相符，則說(shuō)明該車(chē)皮是需要裝貨的車(chē)皮，計(jì)算機(jī)得到tc′信號(hào)后會(huì)作出判斷，當(dāng)v1與tc′同時(shí)滿(mǎn)足條件時(shí)，計(jì)算機(jī)才會(huì)給下料口發(fā)出下料的指令，信號(hào)接收器得到的信號(hào)脈沖圖如圖3所示。
采用雙閉鎖系統(tǒng)的目的是為了排除一些純屬偶然的情況，保證計(jì)算機(jī)作出的判斷的正確性，避免誤裝車(chē)。
為保證監(jiān)測(cè)器的故障不影響裝車(chē)的正常進(jìn)行，可設(shè)置兩組監(jiān)測(cè)器，兩組監(jiān)測(cè)器是這樣排布的，如圖4所示，使鋼軌的每一側(cè)都有一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和一個(gè)信號(hào)接收器，且信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)接收器相對(duì)應(yīng)，圖1和4中[1]和[3]是信號(hào)發(fā)生器，[2]和[4]是信號(hào)接收器。
第二種方案是監(jiān)測(cè)火車(chē)的車(chē)廂。
見(jiàn)圖5-7，在鋼軌的一側(cè)，在距地面H3處設(shè)置一信號(hào)發(fā)生器，鋼軌的另一側(cè)同樣高度上有一信號(hào)接收器，此外在距地面H4處，在鋼軌的兩側(cè)也分別設(shè)置了一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器，這兩組監(jiān)測(cè)器的排布方式與第一種方案中的相同，即同樣使鋼軌的每一側(cè)既一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，也有一個(gè)信號(hào)接收器，H3要低于車(chē)廂墻板上沿的最小高度，H4要高于車(chē)廂地板面的最大高度，且H3≠H4，其排列方式見(jiàn)圖5-7。
當(dāng)火車(chē)通過(guò)監(jiān)測(cè)器時(shí)，由于車(chē)廂的阻擋，信號(hào)接收器接收不到來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)，信號(hào)每被遮擋的一次就說(shuō)明有一個(gè)車(chē)廂通過(guò)，見(jiàn)圖8。當(dāng)車(chē)廂的端頭E通過(guò)信號(hào)監(jiān)測(cè)器時(shí)，由于信號(hào)被擋，因此信號(hào)接收器接收不到信號(hào)，此時(shí)刻為tE，一直持續(xù)到車(chē)廂的尾端F通過(guò)后，信號(hào)接收器才能重新接收到信號(hào)，此時(shí)刻為tF，由于一定噸位和型號(hào)的車(chē)廂長(zhǎng)度是一定的，所以車(chē)廂長(zhǎng)度LEF是已知的，由此得到火車(chē)的車(chē)速v′1＝LEF/(tF-tE)。計(jì)算機(jī)將這個(gè)車(chē)速v1′與預(yù)先給定的裝車(chē)列車(chē)的特定速度相比較，如果該車(chē)速v1′在裝車(chē)列車(chē)的特定速度范圍內(nèi)，則計(jì)算機(jī)根據(jù)v1′馬上能識(shí)別出該車(chē)是需要裝貨的車(chē)。同樣，此時(shí)計(jì)算機(jī)還不能給下料口發(fā)出下料的指令，還需要另一個(gè)信號(hào)，下一節(jié)車(chē)廂的始端I通過(guò)監(jiān)測(cè)器的時(shí)刻為t1，由于車(chē)廂的間距LIF是標(biāo)準(zhǔn)的(可以從鐵道部標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中查到)，所以tI＝tF+(LIF/v1′)，應(yīng)當(dāng)在tI時(shí)間后信號(hào)接收器又重新接收不到信號(hào)，如果測(cè)得的tI′與計(jì)算出的tI相符，則說(shuō)明該車(chē)是需要裝貨的車(chē)。同樣，當(dāng)計(jì)算機(jī)同時(shí)認(rèn)為為v1′和tI′滿(mǎn)足條件時(shí)，才會(huì)給下料口發(fā)出下料指令。信號(hào)接收器接收到的信號(hào)脈沖圖如圖9所示。
由于信號(hào)接收器在工作時(shí)，有可能被不是車(chē)廂的障礙物遮擋，所以設(shè)置了兩組監(jiān)測(cè)器，兩個(gè)信號(hào)都是有效的，一般來(lái)說(shuō)兩個(gè)信號(hào)接收器接收到的信號(hào)應(yīng)當(dāng)是一致的。
2.用計(jì)算機(jī)控制皮帶秤裝料裝車(chē)過(guò)程是在計(jì)算機(jī)的控制下完成的，計(jì)算機(jī)根據(jù)皮帶秤測(cè)得的料流控制皮帶速度、下料口的開(kāi)啟大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)料流的調(diào)節(jié)與控制，從而在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)裝完規(guī)定數(shù)量的貨物。上述皮帶秤可以是電子秤，也可以是核子秤。
本發(fā)明的方法能夠使車(chē)到貨到。先給定一個(gè)恒定的皮帶速度vp，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，皮帶速度vp＝1.25m/s，一般為1.0～2.5m/s，皮帶的長(zhǎng)度為L(zhǎng)p，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，皮帶長(zhǎng)度為L(zhǎng)p＝17m，一般不大于50m，皮帶寬度為Wp，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中Wp＝1.2m，一般為0.6～2.0m，物料出裝料口的時(shí)間為tp＝Lp/vp。
對(duì)于監(jiān)測(cè)車(chē)輪的情況，監(jiān)測(cè)器的定位點(diǎn)應(yīng)選在距出料口前端(相對(duì)列車(chē)運(yùn)行方向)為tp·v1+Lm1-0.3(m)處，其中Lm1是車(chē)廂前端距第一組固定車(chē)輪第二個(gè)輪的C點(diǎn)的最大距離(可從鐵道部標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)查到)，0.3m為裝料的安全距離，如圖10所示。
對(duì)于監(jiān)測(cè)車(chē)廂的情況，監(jiān)測(cè)器的定位點(diǎn)應(yīng)選在距出料口前端(相對(duì)列車(chē)運(yùn)行方向)為tp·v1+Lm2-0.3(m)，Lm2是第一節(jié)車(chē)廂前端距第二節(jié)車(chē)廂為端的距離(可以鐵道部標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中查到)，0.3m為裝料的安全距離，如圖11所示。
如圖12所示，為保證所裝的物料不掉到車(chē)廂連結(jié)處，車(chē)廂的后端也同樣應(yīng)留有0.3米的安全距離，由此可見(jiàn)裝車(chē)總時(shí)間t總＝(L車(chē)-0.3-0.3)/v1，其中L車(chē)是車(chē)廂的長(zhǎng)度，也就是說(shuō)開(kāi)啟下料口和關(guān)閉下料口的時(shí)間間隔不應(yīng)大于t總，故計(jì)算機(jī)控制的皮帶秤料流速度為W總/t總，W總為一個(gè)車(chē)廂的總載重量，由于實(shí)際的裝車(chē)速度不可能正好是W總/t總，有可能偏大或偏小(尤其是啟料后的一瞬間)，因此就需要調(diào)節(jié)裝車(chē)速度，以保證在t總時(shí)間內(nèi)完成裝車(chē)，設(shè)開(kāi)啟下料口t時(shí)刻的裝車(chē)量為W裝，稱(chēng)出的物料量為W稱(chēng)，則W稱(chēng)＝W裝+△W1，△W1為出料口到皮帶秤這段距離上物料的重量，那么t時(shí)刻還有W總-W稱(chēng)-△W2的物料需要從下料口出來(lái)，△W2為皮帶秤到下料口這段距離皮帶上的物料重量，則t時(shí)刻的裝車(chē)速度應(yīng)當(dāng)為(W總-W稱(chēng)-△W2)/(t總-t)?！鱓1和△W2可通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)獲得。
為了保證皮帶秤子系統(tǒng)以(W總-W稱(chēng)-△W2)/(t總-t)的速度裝車(chē)，必要時(shí)就要調(diào)節(jié)皮帶速度和下料口的大小，原則上開(kāi)啟一定的料口大小以后，調(diào)節(jié)皮帶速度來(lái)控制裝車(chē)速度，有時(shí)也要調(diào)節(jié)下料口的大小，也可以聯(lián)合起來(lái)調(diào)節(jié)。
皮帶速度通過(guò)調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，下料口的大小通過(guò)調(diào)整下料口擋板的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
有時(shí)，由于意外原因(如供料不足，料口不暢等)引起裝料速度不夠，如果下料口開(kāi)到最大位置，皮帶速度調(diào)節(jié)到最大，裝料速度仍然不夠，無(wú)法在t總時(shí)間內(nèi)完成額定的裝車(chē)量，應(yīng)報(bào)警通知操作人員該車(chē)廂裝料量不足，并且在下料口開(kāi)啟后t總時(shí)刻，由計(jì)算機(jī)給下料口發(fā)出停止下料的指令，通過(guò)控制單元使下料口關(guān)閉，確保物料不會(huì)灑落在鐵路上。至此，一節(jié)車(chē)皮的裝料過(guò)程就結(jié)束了。
由于裝貨到車(chē)的行進(jìn)速度v1(或v1′)不一定完全與設(shè)置的特定速度吻合，故監(jiān)測(cè)器的安裝位置應(yīng)相對(duì)列車(chē)前進(jìn)方向向后推遲△L距離，以便保證車(chē)到料到?？梢酝ㄟ^(guò)距離△L與實(shí)測(cè)的列車(chē)前進(jìn)速度相除計(jì)算出延遲時(shí)間，結(jié)合Lm1或Lm2的不同由計(jì)算機(jī)算出對(duì)該裝車(chē)車(chē)廂實(shí)際的延遲開(kāi)啟下料口的時(shí)間。
3.記錄車(chē)廂數(shù)當(dāng)監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)的是車(chē)輪時(shí)，計(jì)算機(jī)內(nèi)要設(shè)置兩個(gè)計(jì)數(shù)器，第一個(gè)計(jì)數(shù)器用來(lái)計(jì)算脈沖數(shù)，所得到的脈沖數(shù)就是通過(guò)的車(chē)輪對(duì)數(shù)，一般來(lái)說(shuō)，貨車(chē)車(chē)廂的輪對(duì)數(shù)為4，第一個(gè)計(jì)數(shù)器每計(jì)滿(mǎn)4個(gè)脈沖，就說(shuō)明有一節(jié)車(chē)廂通過(guò)，第二個(gè)計(jì)數(shù)器就記一個(gè)數(shù)，它用來(lái)計(jì)算車(chē)廂數(shù)，第一個(gè)計(jì)數(shù)器要記滿(mǎn)4個(gè)數(shù)就清一次零。當(dāng)車(chē)輪通過(guò)情況與火車(chē)車(chē)頭情況相符時(shí)，兩個(gè)計(jì)數(shù)器同時(shí)清零，直至與車(chē)廂情況相符。
當(dāng)需要裝料的車(chē)廂不是連續(xù)排列時(shí)，可以根據(jù)第二個(gè)計(jì)數(shù)器的數(shù)碼用計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性地裝料。
本發(fā)明同時(shí)還提出了一種全自動(dòng)定量裝車(chē)的裝置，該裝置主要包括監(jiān)測(cè)和識(shí)別車(chē)廂的裝置，皮帶秤計(jì)量與控制裝置，該裝置通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)廂位置，識(shí)別裝車(chē)車(chē)廂，控制裝料速度，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)定量裝車(chē)。
如圖1和4所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在一根鋼軌的外側(cè)，在高出軌面H1處安裝了一個(gè)信號(hào)發(fā)生器[1]和一個(gè)信號(hào)接收器[4]，其內(nèi)側(cè)同樣高度處安裝了一個(gè)信號(hào)接收器[2]和信號(hào)發(fā)生器[3]，一個(gè)信號(hào)發(fā)生器與一個(gè)信號(hào)接收器組成一個(gè)監(jiān)測(cè)器，H1要小于車(chē)輪的半徑，并使監(jiān)測(cè)器頂面比車(chē)廂底突出部位的最低位置低30mm，信號(hào)接收器與計(jì)算機(jī)相連，且監(jiān)測(cè)器的安裝位置距出料口前端(相對(duì)列車(chē)運(yùn)行方向)為tp·v1+Lm1-0.3(米)，在本發(fā)明的實(shí)施例中tp＝Lp/vp，Lp為17m，vp為1.25m/s，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)貨車(chē)Lm1可以通過(guò)鐵道部的標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)查出需要的數(shù)據(jù)計(jì)算出Lm1＝3.25m，v1為8cm/s，由此可得出本發(fā)明的實(shí)施例中監(jiān)測(cè)器安裝在出料口前端4.03米處。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在鋼軌的一側(cè)，在高出地面H4處安裝一個(gè)信號(hào)發(fā)生器[5]，高出地面H3處安裝了一個(gè)信號(hào)接收器[8]，在鋼軌的另一側(cè)，在高出地面H4處，對(duì)應(yīng)于信號(hào)發(fā)生器[5]的地方安裝了一個(gè)信號(hào)接收器[6]，在高出地面H3處，對(duì)應(yīng)信號(hào)接收器[8]的地方安裝了一個(gè)信號(hào)發(fā)生器[7]，這兩組監(jiān)測(cè)器的排布方式既可以在一條直線上，也可以不在一條直線上。如圖6和7所示。信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器的安裝位置應(yīng)當(dāng)距出料口前端(相對(duì)列車(chē)前進(jìn)方向)的距離為tp·v1+Lm2-0.3(m)的地方，在本申請(qǐng)的實(shí)施例中Lm2為14.44m(從鐵道部的標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中查到)，因此可得出本發(fā)明的實(shí)施例中監(jiān)測(cè)器安裝在出料口前端14.54m處。
上述信號(hào)發(fā)生器可以是激光信號(hào)發(fā)生器、紅外信號(hào)發(fā)生器、超聲信號(hào)發(fā)生器或射線信號(hào)發(fā)生器，對(duì)應(yīng)的信號(hào)接收器應(yīng)為激光信號(hào)接收器、紅外信號(hào)接收器，超聲信號(hào)接收器或射線信號(hào)接收器。
皮帶秤計(jì)量與控制系統(tǒng)由皮帶運(yùn)輸機(jī)[10]、出料口[11]、皮帶秤[12]、下料口[13]、下料口擋板[14]、計(jì)算機(jī)[15]、控制單元[16]、[17]組成，如圖12所示。
皮帶秤[12]可以是電子秤，也可以是核子秤，下料口擋板可以為氣動(dòng)的，也可以為液壓的或電動(dòng)的。控制單元[16]是控制下料口的開(kāi)啟大小的，它可以為無(wú)觸點(diǎn)繼電器組，控制單元[17]是控制皮帶速度的調(diào)速電機(jī)控制器，皮帶運(yùn)輸機(jī)[10]的電機(jī)應(yīng)是調(diào)速電機(jī)。
采用本申請(qǐng)的方法和裝置可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)定量裝車(chē)，大大提高裝車(chē)速度，實(shí)現(xiàn)了鐵道裝車(chē)運(yùn)輸過(guò)程中的全自動(dòng)化。采用精度為5‰的皮帶秤后，無(wú)須使用軌道衡就可以自動(dòng)稱(chēng)量出所裝貨物的重量，而代替軌道衡又可以節(jié)約大量資金，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加速貨物周轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種為鐵路、礦山的車(chē)廂裝料的自動(dòng)裝車(chē)方法，所裝的物料是象煤、砂石這類(lèi)的分散物料，該方法包括在車(chē)廂通過(guò)出料口時(shí)，給每節(jié)車(chē)廂裝料，物料通過(guò)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送到料口，用皮帶秤稱(chēng)出物料的重量，裝料的過(guò)程中用調(diào)節(jié)皮帶運(yùn)輸機(jī)速度或調(diào)節(jié)下料口的大小的方法來(lái)調(diào)節(jié)裝料的速度，當(dāng)所裝物料的重量等于預(yù)先確定的重量時(shí)，停止為這個(gè)車(chē)廂裝料，其特征在于監(jiān)測(cè)并識(shí)別瞬時(shí)通過(guò)的車(chē)廂是否是需要裝貨的車(chē)廂，調(diào)節(jié)皮帶運(yùn)輸機(jī)的速度和下料口的開(kāi)啟大小，使皮帶秤在裝車(chē)過(guò)程中以所需裝的物料重量與所需花費(fèi)的時(shí)間之比這樣的裝車(chē)速度來(lái)裝車(chē)。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝車(chē)方法，其特征在于用激光信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē)輪或車(chē)廂。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝車(chē)方法，其特征在于用超聲信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē)輪或車(chē)廂。
4.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝車(chē)方法，其特征在于用紅外信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē)輪或車(chē)廂。
5.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝車(chē)方法，其特征在于用射線信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē)輪或車(chē)廂。
6.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝車(chē)方法，其特征在于用監(jiān)測(cè)到的火車(chē)行進(jìn)速度是否在規(guī)定的裝車(chē)速度范圍內(nèi)來(lái)判斷是否是所需裝貨的車(chē)。
7.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝車(chē)方法，其特征在于通過(guò)監(jiān)測(cè)火車(chē)的輪對(duì)數(shù)或車(chē)廂數(shù)來(lái)確定車(chē)廂序號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝車(chē)方法，其特征在于通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)廂序號(hào)來(lái)確定是否是需要裝料的車(chē)廂。
9.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝車(chē)方法，其特征在于裝車(chē)過(guò)程中使皮帶秤的裝車(chē)速度為(W總-W稱(chēng)-△W2)/(t總-t)，其中W總為一節(jié)車(chē)廂的總載重量，W稱(chēng)為皮帶秤瞬時(shí)稱(chēng)出的物料重量，△W2為從皮帶秤到下料口這段距離的皮帶上的物料重量，t為一節(jié)車(chē)廂從開(kāi)始裝貨到t時(shí)刻的時(shí)間，t總為一節(jié)車(chē)廂的裝車(chē)時(shí)間，t總＝(L車(chē)-Wp-0.6米)/v1，其中L車(chē)為一節(jié)車(chē)廂的長(zhǎng)度，v1為火車(chē)的行進(jìn)速度，0.6米為車(chē)廂前端和本端留出的安全距離，Wp為皮帶寬度。
10.一種為鐵路、礦山的車(chē)廂裝料的自動(dòng)裝車(chē)裝置，該裝置包括一個(gè)出料口[11]、皮帶運(yùn)輸機(jī)[10]、下料口[13]、計(jì)算機(jī)[15]、皮帶秤[12]，其特征在于該裝置中還包括一組或兩組監(jiān)測(cè)車(chē)輪或車(chē)廂的監(jiān)測(cè)器[9]，該監(jiān)測(cè)器與計(jì)算機(jī)[15]相聯(lián)結(jié)，組成識(shí)別和判斷該車(chē)或該車(chē)廂是否是需要裝貨的車(chē)或車(chē)廂的系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求10所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述監(jiān)測(cè)器由一個(gè)信號(hào)發(fā)生器和一個(gè)信號(hào)接收器組成。
12.如權(quán)利要求11所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器是激光信號(hào)發(fā)生器和接收器。
13.如權(quán)利要求11所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器是紅外信號(hào)發(fā)生器和接收器。
14.如權(quán)利要求11所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器是超聲信號(hào)發(fā)生器和接收器。
15.如權(quán)利要求11所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器是射線信號(hào)發(fā)生器和接收器。
16.如權(quán)利要求11所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器分別位于單根鋼軌的內(nèi)外兩側(cè)，且信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)接收器相對(duì)。
17.如權(quán)利要求16所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述信號(hào)發(fā)生器安裝在距出料口前端tp·v1+Lm1-0.3米處，其中tp是皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶速度，v1是火車(chē)的速度，Lm1是車(chē)廂前端距第一組固定車(chē)輪第二車(chē)輪C點(diǎn)的最大距離，0.3米為裝料的安全距離。
18.如權(quán)利要求16所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述監(jiān)測(cè)器的安裝高度小于車(chē)輪的半徑。
19.如權(quán)利要求10所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器分別位于雙根鋼軌的左右兩側(cè)，且信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)接收器相對(duì)。
20.如權(quán)利要求19所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于上述信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器安裝在距出料口前端tp·v1+Lm2-0.3米處，其中tp是皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶速度，v1是火車(chē)的速度，Lm2是第一節(jié)車(chē)廂前端距第二節(jié)車(chē)廂前端的最大距離。
21.如權(quán)利要求10所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于下料口[13]有一擋板[14]，控制單元[16]與下料口檔板[14]相連。
22.如權(quán)利要求10所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于控制單元[17]與皮帶運(yùn)輸機(jī)[10]相連。
23.如權(quán)利要求21和22所述的自動(dòng)裝車(chē)裝置，其特征在于控制單元[16]和[17]分別與計(jì)算機(jī)相連。
全文摘要
一種全自動(dòng)定量裝車(chē)的方法和裝置。該方法包括采用監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)并識(shí)別瞬時(shí)通過(guò)的車(chē)皮是否是需要裝車(chē)的車(chē)皮，如果是則通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的皮帶秤系統(tǒng)定量送料裝車(chē)。在裝車(chē)過(guò)程中不斷調(diào)整裝料速度，使裝車(chē)速度保持在要求的裝車(chē)速度。該裝置包括監(jiān)測(cè)車(chē)輪或車(chē)廂的監(jiān)測(cè)器、皮帶秤、出料口、下料口、下料口擋板、皮帶運(yùn)輸機(jī)、計(jì)算機(jī)、控制單元等組成。
文檔編號(hào)B65G67/04GK1061755SQ92100098
公開(kāi)日1992年6月10日 申請(qǐng)日期1992年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月17日
發(fā)明者周立業(yè), 劉以思, 貊大衛(wèi), 苗齊田 申請(qǐng)人:清華大學(xué)