一种智慧出钢台车的行走系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及炼钢技术领域，具体涉及一种智慧出钢台车的行走系统。


背景技术：

[0002]
当前，智慧制造已成为各行各业的主要发展方向之一。钢铁行业作为传统制造行业和我国重要支柱产业，也正在不断向智慧化城市钢厂转变。炼钢是钢铁行业的一个核心工艺流程，其环境复杂，具有高温、粉尘、工序复杂等特点，而且其介质为高温熔融钢水，其安全要求程度极为苛刻，智慧出钢难度较大。
[0003]
目前，为了进一步提升智能化水平，提高人均吨钢指标，很多钢厂都在尝试进行智慧出钢，但智慧出钢的核心就是要开发钢包车智慧行走系统，实现钢包车的精确、安全、高效、可靠的无人智慧控制。目前，国内外尚无钢包车智慧行走的控制方法及系统。经在有关文献数据库中检索，共查到关于钢包车及行走的相关专利如下：1、中国重型机械研究院股份公司开发的一种维修台车驱动机构(文献号为cn 103273987 b)，包括主动轮系统，从动轮系统，驱动系统，万向联轴器，车轮架，连接耳座，碟簧和钢垫；其中，车轮架通过连接耳座铰接在维修台车本体大梁下，车轮架与维修台车本体大梁之间设置有碟簧和钢垫；每套主动轮系统从动轮系统均设置在一个车轮架上；设置于维修台车本体大梁下的驱动系统通过万向联轴器与主动轮系统相连；该实用新型专利解决了钢包车和维修台车在十字交叉轨道上交汇运行困难的技术问题，避免以前常用的方法中人为操作的误差，减轻操作人员高温区域操作的危险，但无法实现钢包车的智慧行走。2、湖北飞剑泵业有限公司开发了一种移动式铸造浇铸钢包车(文献号为cn 102319893 b)，涉及铸造工艺辅助机具的改造，所述钢包车具有浇铸钢包及车架，车架左端的上方安装有两个轴承座，车架偏向中部的下方安装有两根车轴，两根车轴上分别安装有两个车轮；车架的上方还分别连接有两个车柄，两个车柄的之间偏向车架的右侧连接有隔热挡板；特别是：浇铸钢包是采用两个转轴安装在车架上，浇铸钢包前后壳壁位于两个转轴左侧的下方对称设有两个吊耳，两个车柄偏向右端处设有两个操作手把，浇铸钢包的两个吊耳是采用两根钢丝绳与两个车柄上的两个操作手把构成连接；该实用新型主要侧重于钢包车结构改进，虽然解决了现有的小型铸件浇铸方法所存在的设备运行成本高及生产效率低的问题，但无法实现钢包车的智慧行走。3、新兴铸管股份有限公司开发了一种钢包车渣车整体移动装置(文献号为cn 102744395 a)，特别是钢包车渣车被渣钢掩埋铸到渣道后的整体移动装置，所述车架的下端固定脚轮，车架的上端一侧固定千斤顶，另一侧固定脚轮和千斤顶的驱动装置；该专利中所述整体移动装置它结构简单，操作方便，但对钢包车智慧行走却无法实现。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种安全可靠的智慧出钢台车的行走系统。
[0005]
本实用新型采用的技术方案为：一种智慧出钢台车的行走系统，包括钢包车、轨
道、钢包和plc控制器，所述钢包车包括车体和安装于车体底部的车轮；所述车体上设有用于放置钢包的固定座；所述车轮分为前后两组，对应两个平行的轨道，轨道的两端分别为用于钢包接收钢水的接收端和用于钢包起吊的起吊端；所述车轮的轮轴与电机相连，电机上安装有与 plc控制器相连的编码器，plc控制器控制电机带动车轮沿轨道的长度方向在接收端和起吊端之间行走；在轨道的两端设有与plc控制器相连的高度检测组件，用于检测钢包是否放置在钢包车上；在轨道的接收端设有与plc控制器相连的接收检测组件，用于检测钢包是否到达接收工作位；在轨道的起吊端设有与plc控制器相连的起吊检测组件，用于检测钢包是否到达起吊工作位；plc控制器通过各检测组件获得钢包及钢包车的位置，控制电机带动车轮沿轨道的长度方向在接收端和起吊端之间行走。
[0006]
按上述方案，所述高度检测组件通过信号遮挡与否来判断钢包是否放置在钢包车上；所述高度检测组件包括设于两根轨道之间、分设于轨道两端的高度红外接收器和高度红外发射器，高度红外发射器和高度红外接收器均分别与plc控制器相连，且高度红外接收器的红外接收方向和高度红外发射器的红外发射方向对应布置。
[0007]
按上述方案，所述接收检测组件通过信号遮挡与否来判断钢包是否到达接收工作位；所述接收检测组件包括分设于两个轨道接收端外侧的接收端红外发射器和接收端红外接收器，接收端红外发射器和接收端红外接收器均分别与plc控制器相连，且接收端红外接收器的红外接收方向和接收端红外发射器的红外发射方向对应布置。
[0008]
按上述方案，所述起吊检测组件通过信号遮挡与否来判断钢包是否到达起吊工作位；所述起吊检测组件包括分设于两个轨道起吊端外侧的起吊端红外发射器和起吊端红外接收器，起吊端红外发射器和起吊端红外接收器均分别与plc控制器相连，且起吊端红外接收器的红外接收方向和起吊端红外发射器的红外发射方向对应布置。
[0009]
按上述方案，在轨道的接收端还增设有接收端机械极限触头和接收端机械限位板，所述接收端机械极限触头有两个，分别设于两个轨道接收端的外侧，用于通过机械式接触来判断钢包车是否达到接收工作位；所述接收端机械限位板有两个，分别设于两个轨道接收端的端部，用于防止钢包车在轨道的接收端脱轨。
[0010]
按上述方案，在轨道的起吊端还增设有起吊端机械极限触头和起吊端机械限位板，所述起吊端机械极限触头有两个，分别设于两个轨道起吊端的外侧，用于通过机械式接触来判断钢包车是否达到起吊工作位；所述起吊端机械限位板有两个，分别设于两个起吊接收端的端部，用于防止钢包车在轨道起吊端脱轨。
[0011]
按上述方案，在轨道的起吊端或接收端设置有与plc控制器相连的激光测距仪，用于实时测量钢包车的距离；所述激光测距仪位于两根轨道中部。
[0012]
按上述方案，在两根轨道的上方配置有与plc控制器相连的摄像头，摄像头的视觉范围覆盖钢包车位于轨道接收端时的固定座。
[0013]
按上述方案，所述行走系统还配置有与plc控制器相连的报警器。
[0014]
本实用新型的有益效果为：本实用新型所述行走系统中多组检测组件的设计，可使plc 控制器根据各检测组获得钢包及钢包车的位置，在保证出钢绝对安全的情况下控制电机实现钢包车行走；利用称重仪和高度检测组件，通过钢包重量和高度的实时检测，实现钢包车上是否有钢包的精确判断；通过编码器、测距仪、摄像头和机械限位等多种方式同步连锁，实现钢包车是否到达指定位置的准确判断，有效保障了出钢的安全性；通过轨道两端
的机械限位板，能有效避免钢包车脱轨；通过信号识别和钢包车减速控制，能有效保障钢包车停靠位置的精准度。
附图说明
[0015]
图1为本实用新型一个具体实施例的俯视图。
[0016]
图2为本实施例的侧视图。
[0017]
其中：1、钢包车；2、钢包；3、接收端红外发射器；4、接收端机械极限；5、接收端机械限位板；6、高度红外接收器；7、固定座；8、接收端红外接收器；9、车轮；10、轨道； 11、电机；12、编码器；13、摄像头；14、起吊端红外接收器；15、起吊端机械极限；16、起吊端机械限位板；17、激光测距仪；18、起吊端红外发射器；19、称重仪；20、高度红外发射器。
具体实施方式
[0018]
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。
[0019]
如图1和图2所示的一种智慧出钢台车的行走系统，包括钢包车1、轨道10、钢包2和 plc控制器，所述钢包车1包括车体和安装于车体底部的车轮9；所述车体上设有用于放置钢包2的固定座7；所述车轮9分为前后两组，对应两个平行的轨道10，轨道10的两端分别为用于钢包2接收钢水的接收端和用于钢包2起吊的起吊端；所述车轮9的轮轴与电机11相连，电机11上安装有与plc控制器相连的编码器12，plc控制器控制电机11带动车轮9沿轨道 10的长度方向在接收端和起吊端之间行走；在轨道10的两端设有与plc控制器相连的高度检测组件，用于检测钢包2是否放置在钢包车1上；在轨道10的接收端设有与plc控制器相连的接收检测组件，用于检测钢包2是否到达接收工作位；在轨道10的起吊端设有与plc控制器相连的起吊检测组件，用于检测钢包2是否到达起吊工作位；plc控制器通过各检测组件获得钢包2及钢包车1的位置，控制电机11带动车轮8沿轨道10的长度方向在接收端和起吊端之间行走。
[0020]
本实用新型中，所述钢包车1用于运输钢包2，其车体底部安装多个车轮9，每个车轮9 的轮轴均与电机11的电机11轴相连，电机11上安装有与plc控制器相连的编码器12，电机11驱动钢包车1在轨道10上行走，编码器12对钢包车1的行走距离进行测量。
[0021]
本实用新型中，所述高度检测组件、接收检测组件和起吊检测组件均是通过信号被钢包 2遮挡与否来判断钢包2的工作位，三者分别包括成对使用且位置对应的红外发射器和红外接收器；各检测组件的具体安装位置均应与钢包2处于各工作位时的位置适应性调整，如所述高度检测组件的安装高度应超出车体的最高高度且低于钢包2放置在固定座7时的最高高度。
[0022]
本实用新型中，所述高度检测组件通过信号遮挡与否来判断钢包2是否放置在钢包车1 上；所述高度检测组件包括设于两根轨道10之间、分设于轨道10两端的高度红外接收器6 和高度红外发射器20，高度红外发射器20和高度红外接收器6均分别与plc控制器相连，且高度红外接收器6的红外接收方向和高度红外发射器20的红外发射方向对应布置；所述高度红外发射器20向高度红外接收器6发射红外信号，当高度红外接收器6接收到高度红外发射器20发射的红外信号时，红外信号未被钢包2遮挡，钢包2未放置在钢包车1的固定座
7 上；当高度红外接收器6未接收到高度红外发射器20发射的红外信号时，红外信号被钢包2 遮挡，钢包2已放置在钢包车1的固定座7上。
[0023]
本实用新型中，所述接收检测组件通过信号遮挡与否来判断钢包2是否到达接收工作位；所述接收检测组件包括分设于两个轨道10接收端外侧的接收端红外发射器3和接收端红外接收器8，接收端红外发射器3和接收端红外接收器8均分别与plc控制器相连，且接收端红外接收器8的红外接收方向和接收端红外发射器3的红外发射方向对应布置；所述接收红外发射器向接收红外接收器发射红外信号，当接收红外接收器接收到接收红外发射器发射的红外信号时，红外信号未被钢包2遮挡，坐落于钢包车1上的钢包2未到达接收工作位；当接收红外接收器未接收到接收红外发射器发射的红外信号时，红外信号被钢包2遮挡，坐落于钢包车1上的钢包2到达接收工作位。
[0024]
本实用新型中，所述起吊检测组件通过信号遮挡与否来判断钢包2是否到达起吊工作位；所述起吊检测组件包括分设于两个轨道10起吊端外侧的起吊端红外发射器18和起吊端红外接收器14，起吊端红外发射器18和起吊端红外接收器14均分别与plc控制器相连，且起吊端红外接收器14的红外接收方向和起吊端红外发射器18的红外发射方向对应布置；所述起吊红外发射器向起吊红外接收器发射红外信号，当起吊红外接收器接收到起吊红外发射器发射的红外信号时，红外信号未被钢包2遮挡，坐落于钢包车1上的钢包2未到达起吊工作位；当起吊红外接收器未接收到起吊红外发射器发射的红外信号时，红外信号被钢包2遮挡，坐落于钢包车1上的钢包2到达起吊工作位。
[0025]
优选地，在轨道10的接收端还增设有接收端机械极限触头4和接收端机械限位板5，所述接收端机械极限触头4有两个，分别设于两个轨道10接收端的外侧且与plc控制器相连，用于通过机械式接触来判断钢包车1是否达到接收工作位(钢包车和接收端机械极限触头4 接触则向plc控制器发送信号)；所述接收端机械限位板5有两个，分别设于两个轨道10接收端的端部，用于防止钢包车1在轨道10的接收端脱轨。
[0026]
优选地，在轨道10的起吊端还增设有起吊端机械极限触头15和起吊端机械限位板16，所述起吊端机械极限触头15有两个，分别设于两个轨道10起吊端的外侧且与plc控制器相连，用于通过机械式接触来判断钢包车1是否达到起吊工作位(钢包车和起吊端机械极限触头15接触时向plc控制器发送信号)；所述起吊端机械限位板16有两个，分别设于两个起吊接收端的端部，用于防止钢包车1在轨道10起吊端脱轨。
[0027]
优选地，在轨道10的起吊端或接收端设置有与plc控制器相连的激光测距仪17，用于实时测量钢包车1的距离；所述激光测距仪17位于两根轨道10中部。本实施例中，所述激光测距仪17设置于轨道10的起吊端。
[0028]
优选地，在两根轨道10的上方配置有与plc控制器相连的摄像头13，摄像头13的视觉范围覆盖钢包车1位于轨道10接收端时的固定座7，以监测钢包2的位置。
[0029]
优选地，所述行走系统还配置有与plc控制器相连的报警器。
[0030]
一种基于如上所述行走系统的行走控制方法，具体包括以下：
[0031]
步骤一、plc控制器通过高度检测组件自动检测高度红外发射器20发射的红外信号是否被遮挡，若红外被遮挡，plc控制器控制报警器报警，显示钢包车1上有异物，需人工排查；如未被遮挡，则进入下一步骤；
[0032]
步骤二、plc控制器检测起吊检测组件及起吊端机械极限触头15是否正常，若起吊
端红外发射器18发射的红外信号未被遮挡，进入步骤三；若起吊端红外发射器18发射的红外信号被遮挡，进入步骤四；
[0033]
步骤三、plc控制器控制电机11带动钢包车1向轨道10起吊端方向行走，行走速度为 0.3-3m/s，直至plc控制器检测到起吊端红外发射器18发射的红外信号被遮挡，将钢包车1的行走速度降低至0.1-0.2m/s；当钢包车1接触到起吊端机械极限触头15后，限位极限信号来，plc 控制器控制钢包车1停止运动；
[0034]
步骤四、利用激光测距仪17自动测量钢包车1与测距仪安装位置之间的距离，并将其距离设定为初始值0m；启动天车将钢包2吊至钢包车1上，plc控制器检测到高度红外发射器20发射的红外信号被遮挡且称重仪19检测到钢包2重量与plc控制器内设定的重量相等时，座罐流程完成，天车自动脱钩后进行步骤五；
[0035]
步骤五、plc控制器控制电机11带动钢包车1向轨道10接收端行走，行走速度为0.3-3m/s，直至plc控制器检测到接收端红外发射器3发射的红外信号被遮挡时，将钢包车1生物行走速度降低至0.1-0.2m/s；钢包2继续向接收端行走直至接触到接收端机械极限触头4后，限位极限信号来，钢包车1停止运动，plc控制器对钢包车1的位置是否到达接收位进行判定，其判定标准如下：
[0036]
①
激光测距仪17的实际测量长度a与钢包车1从接收端到起吊端的长度b差值的绝对值＜ 0.02m；
[0037]
②
编码器12根据车轮9直径、行走速度和时间换算成钢包车1的测量行走距离c与钢包车1 从接收端到起吊端的长度b差值的绝对值＜0.02m；
[0038]
③
摄像头13的视觉中心点与钢包2中心点距离差值的绝对值＜0.02m；
[0039]
当
①
、
②
、
③
同时满足时，plc控制器判定钢包车1到达接收工作位，倾动转炉，自动出钢，将钢水倾倒进钢包2内；如有任何一个条件不满足，则plc控制器显示无法出钢，需人工现场确认；
[0040]
步骤六、出钢结束后，进入步骤七；
[0041]
步骤七、plc控制器控制电机11带动钢包车1向轨道10起吊端行走，行走速度为0.3-3m/s，当plc控制器检测到起吊端红外发射器18发射的红外信号被遮挡时，将钢包车1行走速度降低至0.1-0.2m/s，当钢包车1接触到起吊端机械极限触头15后，限位极限信号来，钢包车1停止运动，plc控制器对钢包车1的位置是否到达起吊端进行判定，其判定标准是：检验激光测距仪 17的实际测量长度a与0差值的绝对值是否＜0.02m；当二者绝对值满足＜0.02m时，进入步骤8；如不满足，则显示无法起吊，需人工现场确认；
[0042]
步骤八、plc控制器控制天车起吊钢包2，当称重仪19测量的重量为0且高度红外发射器20 发射的红外信号未被遮挡时，显示钢包2起吊成功，整个流程结束。
[0043]
在上述过程中，步骤一～步骤四为钢包2座罐流程；步骤五和步骤六为钢包车1自动行走、终点位置判定及钢包2加钢水的流程；步骤七和步骤八为钢包车1回位及起吊钢包2的流程。
[0044]
应当理解的是，以上内容只是描述了本实用新型的原理，不对本实用新型的保护范围构成任何限制，实际实施过程中可以对上述说明加以修改和改进，但这些变化和改进都属于本专利的权利保护范围之内。