一种铁路货车的顶盖开闭方法和顶盖开闭系统与流程
本发明涉及铁路运输技术领域，更具体地说，涉及一种铁路货车的顶盖开闭方法，本发明还涉及一种铁路货车的顶盖开闭系统。
背景技术：
目前，煤炭等大宗货物主要采用铁路货车运输。国内运输煤炭的铁路货车主要为两大类：一类是敞车；一类是与地面设施相配套的底开门漏斗车。上述车辆均为无顶盖结构，在车辆运行过程中，由于空气动力的作用，煤粉会被吹出车厢，对环境造成污染；同时日积月累造成严重浪费。
为实现煤炭铁路环保运输，敞顶式铁路货车顶部通过增设防护顶盖，起到抑制煤尘的作用。目前，装载货物前后的打开和关闭防护顶盖的操作均在车辆停止的状态下进行，无法实现货车的连续装载，影响了装车效率。
综上所述，如何实现货车的连续装载，以提高装车效率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铁路货车的顶盖开闭方法，以实现货车的连续装载，进而提高装车效率。
本发明的另一目的在于提供一种铁路货车的顶盖开闭系统，以实现货车的连续装载，进而提高装车效率。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铁路货车的顶盖开闭方法，包括步骤：
1)检测铁路货车的车厢的位置；
2)当所述车厢行驶到预设拆盖位置时，在所述铁路货车行驶过程中，将所述车厢的顶盖拆下，所述预设拆盖位置位于车厢装载位置前；
3)当所述车厢行驶到预设装盖位置时，在所述铁路货车行驶过程中，将所述顶盖安装到所述车厢上，所述预设装盖位置位于车厢装载位置后。
优选的，上述顶盖开闭方法中，所述步骤2)中将所述车厢的顶盖拆下具体为：利用第一机械手自拆盖位将所述顶盖从所述车厢拆下，并放置于放盖位上；
所述步骤3)中将所述顶盖安装到所述车厢上具体为：利用第二机械手将到达取盖位的顶盖安装于到达所述预设装盖位置的车厢上。
优选的，上述顶盖开闭方法中，还包括步骤：
利用所述顶盖传送装置将所述放盖位的顶盖运送至所述取盖位，当所述车厢行驶到预设拆盖位置时所述顶盖传送装置与所述铁路货车同步行驶。
优选的，上述顶盖开闭方法中，相邻的两节车厢到达所述预设拆盖位置的间隔时间与所述第一机械手的往复时间相同，所述第一机械手的往复时间为所述第一机械手从所述拆盖位到达所述放盖位以及从所述放盖位返回至所述拆盖位的时间；
所述第二机械手的往复时间与所述第一机械手的往复时间相同，所述第二机械手的往复时间为所述第二机械手从所述取盖位到达所述装盖位以及从所述装盖位返回至所述取盖位的时间。
优选的，上述顶盖开闭方法中，所述第一机械手沿垂直于所述车厢的行驶方向运动，将拆下的顶盖运送到所述顶盖传送装置位于所述放盖位的位置；
所述第二机械手沿与所述车厢的行驶方向倾斜的直线方向运动，将所述顶盖传送装置上位于所述取盖位的顶盖运送到所述装盖位。
优选的，上述顶盖开闭方法中，所述预设拆盖位置与所述预设装盖位置的距离为两节车厢的长度；
所述顶盖传送装置的传送长度为至少三个所述车厢的长度，当所述车厢达到预设拆盖位置时，所述车厢的末端与所述顶盖传送位置的输入端平齐。
优选的，上述顶盖开闭方法中，所述步骤1)具体通过位置传感器和所述铁路货车的行驶距离检测车厢的位置；
所述步骤2)具体为：
通过所述位置传感器获得第一节车厢行驶到所述预设拆盖位置的时刻；当所述第一节车厢行驶到所述预设拆盖位置后，所述铁路货车每行驶一个车厢长度的距离时，下一节车厢行驶到所述预设拆盖位置；
所述步骤3)具体为：
当所述第一节车厢行驶到所述预设拆盖位置后，所述铁路货车的行驶距离达到所述预设拆盖位置与所述预设装盖位置之间的距离时，所述第一节车厢行驶到所述预设装盖位置；当所述第一节车厢行驶到所述预设装盖位置后，所述铁路货车每行驶一个车厢长度的距离时，下一节车厢行驶到所述预设装盖位置。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的铁路货车的顶盖开闭方法包括步骤：1)检测铁路货车的车厢的位置；2)当车厢行驶到预设拆盖位置时，在铁路货车行驶过程中，将车厢的顶盖拆下，预设拆盖位置位于车厢装载位置前；3)当车厢行驶到预设装盖位置时，在铁路货车行驶过程中，将顶盖安装到车厢上，预设装盖位置位于车厢装载位置后。
本发明使车厢顶盖的开闭在铁路货车行驶过程中完成，实现了货车的连续装载，进而提高了装车效率；还能使车辆满足装载机装载，避免环境污染及能源损耗。
本发明还提供了一种铁路货车的顶盖开闭系统，包括：
检测铁路货车的车厢的位置的检测器；
用于拆装顶盖的拆装装置；
与所述检测器和所述拆装装置均相连的控制器，在所述铁路货车行驶过程中，当所述车厢行驶到预设拆盖位置时，所述控制器控制所述拆装装置将所述车厢的顶盖拆下，当所述车厢行驶到预设装盖位置时，所述控制器控制所述拆装装置将所述顶盖安装到所述车厢上；
其中，所述预设拆盖位置位于车厢装载位置前，所述预设装盖位置位于车厢装载位置后。
优选的，上述顶盖开闭系统中，所述拆装装置包括：
用于将所述车厢的顶盖拆下并放置于放盖位上的第一机械手；
用于将到达取盖位的顶盖安装于到达所述预设装盖位置的车厢上的第二机械手。
优选的，上述顶盖开闭系统中，还包括用于将所述放盖位的顶盖运送至所述取盖位的顶盖传送装置，所述顶盖传送装置通过同步器与所述铁路货车连接，当所述车厢行驶到预设拆盖位置时所述同步器使所述顶盖传送装置与所述铁路货车同步行驶。
优选的，上述顶盖开闭系统中，所述顶盖传送装置为环形的传送带机构，所述顶盖传送装置的传送长度为至少三个所述车厢的长度。
优选的，上述顶盖开闭系统中，还包括与所述控制器连接的报警器，所述铁路货车的装载过程中，当所述铁路货车、所述顶盖传送装置或所述拆装装置出现故障时，所述报警器发出警报，所述控制器控制整个系统停止运行；
所述控制器包括存储数据的记忆模块，当所述记忆模块判断所述铁路货车中断运行后排除故障重新开机时，所述控制器控制所述铁路货车、所述顶盖传送装置和所述拆装装置继续运行。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的铁路货车的顶盖开闭系统包括检测铁路货车的车厢的位置的检测器；用于拆装顶盖的拆装装置；与检测器和拆装装置均相连的控制器，在铁路货车行驶过程中，当车厢行驶到预设拆盖位置时，控制器控制拆装装置将车厢的顶盖拆下，当车厢行驶到预设装盖位置时，控制器控制拆装装置将顶盖安装到车厢上；其中，预设拆盖位置位于车厢装载位置前，预设装盖位置位于车厢装载位置后。
应用时，利用检测器检测铁路货车的车厢的位置；在铁路货车行驶过程中，当车厢行驶到预设拆盖位置时，控制器控制拆装装置将车厢的顶盖拆下，当车厢行驶到预设装盖位置时，控制器控制拆装装置将顶盖安装到车厢上。
本发明使车厢顶盖的开闭在铁路货车行驶过程中完成，实现了货车的连续装载，进而提高了装车效率；还能使车辆满足装载机装载，避免环境污染及能源损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的铁路货车的顶盖开闭系统在铁路货车装载前停留位置示意图；
图2是本发明实施例提供的铁路货车的第一车厢顶盖卸下至顶盖传送装置时的位置示意图；
图3是本发明实施例提供的第一机械手完成第一车厢的顶盖的卸下并回位的示意图；
图4是本发明实施例提供的铁路货车的第二车厢顶盖卸下至顶盖传送装置时的位置示意图；
图5是本发明实施例提供的第一机械手完成第二车厢的顶盖的卸下并回位的示意图；
图6是本发明实施例提供的铁路货车的第一车厢的顶盖安装至铁路货车时的位置示意图；
图7是本发明实施例提供的铁路货车的第二机械手完成第一车厢顶盖的安装后回位的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种铁路货车的顶盖开闭方法，实现了货车的连续装载，进而提高了装车效率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的铁路货车的顶盖开闭方法包括步骤：1)检测铁路货车1的车厢的位置；2)当车厢行驶到预设拆盖位置时，在铁路货车1行驶过程中，将车厢的顶盖11拆下，预设拆盖位置位于车厢装载位置前；3)当车厢行驶到预设装盖位置时，在铁路货车1行驶过程中，将顶盖11安装到车厢上，预设装盖位置位于车厢装载位置后。
本发明使车厢顶盖11的开闭在铁路货车1行驶过程中完成，实现了货车的连续装载，进而提高了装车效率；还能使车辆满足装载机装载，避免环境污染及能源损耗。此外，本发明在装载货物时，将顶盖11完全卸下，顶部装载口开口较大，提高了装载货物的效率。
优选的，步骤2)中将车厢的顶盖11拆下具体为：利用第一机械手2自拆盖位将顶盖11从车厢拆下，并放置于放盖位上；步骤3)中将顶盖11安装到车厢上具体为：利用第二机械手4将到达取盖位的顶盖11安装于到达预设装盖位置的车厢上。
本发明通过两个机械手分别实现顶盖11的拆和装，两个机械手互相不会形成干扰，而且在第一机械手2和第二机械手4可以通过工作，提高了工作效率。当然，本发明还可以采用同一个机械手实现同一顶盖11的拆装，通过依次工作的多个机械手顺序完成各车厢顶盖11的拆装。
上述实施例中，顶盖开闭方法还包括步骤：利用顶盖传送装置3将放盖位的顶盖11运送至取盖位，当车厢行驶到预设拆盖位置时顶盖传送装置3与铁路货车1同步行驶。本发明通过顶盖传送装置3存放顶盖11，并利用顶盖传送装置3驱动顶盖11与车厢同步移动，缩短了机械手的行程，便于操作。当然，本发明还可以通过中间存放装置存放顶盖11，利用机械手本身的运动实现将顶盖11传送到装盖位。
为了进一步简化操作，相邻的两节车厢到达预设拆盖位置的间隔时间与第一机械手2的往复时间相同，第一机械手2的往复时间为第一机械手2从拆盖位到达放盖位以及从放盖位返回至拆盖位的时间；第二机械手4的往复时间与第一机械手2的往复时间相同，第二机械手4的往复时间为第二机械手4从取盖位到达装盖位以及从装盖位返回至取盖位的时间。
这样一来，第一机械手2从拆盖位到达放盖位的时间、从放盖位到达拆盖位的时间以及第二机械手4从取盖位到达装盖位、从装盖位返回至取盖位的时间，铁路货车1行驶的车程均为半个车厢长度；能够保证第一机械手2每做一个往复运动，下一车厢正好位于预设拆盖位置，避免机械手存在空置时间，也避免铁路货车1为了等待机械手而降低车速，进一步提高了装车效率，还简化了操控程序。
可以理解的是，上述相邻的两节车厢到达预设拆盖位置的间隔时间也可以大于第一机械手2的往复时间，第二机械手4的往复时间与第一机械手2的往复时间也可以不同。
优选的，第一机械手2沿垂直于车厢的行驶方向运动，将拆下的顶盖11运送到顶盖传送装置3位于放盖位的位置，如图1-7所示的竖直箭头方向为第一机械手2的运动方向；第二机械手4沿与车厢的行驶方向倾斜的直线方向运动，将顶盖传送装置3上位于取盖位的顶盖11运送到装盖位，如图5-7所示的倾斜箭头方向为第二机械手4的运动方向；可以最大程度地缩短机械手的运行时间。当然，第一机械手2和第二机械手4还可以沿其他运行轨迹。
上述实施例提供的顶盖开闭方法中，预设拆盖位置与预设装盖位置的距离为两节车厢的长度；此时，每节车厢卸下顶盖11后，铁路货车1行走两个车厢的长度，车厢装载完成；使结构运行更紧凑，进一步提高装载效率。顶盖传送装置3的传送长度为至少三个车厢的长度，当车厢达到预设拆盖位置时，车厢的末端与顶盖传送位置的输入端平齐。具体的，顶盖传送装置3的传送长度为三个车厢的长度，简化了结构，组装方便，还节省了成本，顶盖11在车辆寿命周期内维护成本较低。当然，上述预设拆盖位置与预设装盖位置的距离还可以为其他数值。
为了进一步优化上述技术方案，步骤1)具体通过位置传感器和铁路货车1的行驶距离检测车厢的位置；
步骤2)具体为：通过位置传感器获得第一节车厢行驶到预设拆盖位置的时刻；当第一节车厢行驶到预设拆盖位置后，铁路货车1每行驶一个车厢长度的距离时，下一节车厢行驶到预设拆盖位置；
步骤3)具体为：当第一节车厢行驶到预设拆盖位置后，铁路货车1的行驶距离达到预设拆盖位置与预设装盖位置之间的距离时，第一节车厢行驶到预设装盖位置；当第一节车厢行驶到预设装盖位置后，铁路货车1每行驶一个车厢长度的距离时，下一节车厢行驶到预设装盖位置。这样一来，无需每节车厢均检测车厢的位置，根据铁路货车1的行驶距离以及第一节车厢的位置判断其他车厢到达预设拆盖位置和预设装盖位置的时间，简化了检测过程。当然从控制信号的角度，也可以通过行驶时间间接判断其他车厢到达的位置。本发明也可以通过位置传感器依次检测每节车厢的位置。
如图1-7所示，本发明实施例还提供了一种铁路货车的顶盖开闭系统，包括检测铁路货车1的车厢的位置的检测器；用于拆装顶盖11的拆装装置；与检测器和拆装装置均相连的控制器，在铁路货车1行驶过程中，当车厢行驶到预设拆盖位置时，控制器控制拆装装置将车厢的顶盖11拆下，当车厢行驶到预设装盖位置时，控制器控制拆装装置将顶盖11安装到车厢上；其中，预设拆盖位置位于车厢装载位置前，预设装盖位置位于车厢装载位置后。
应用时，利用检测器检测铁路货车1的车厢的位置；在铁路货车1行驶过程中，当车厢行驶到预设拆盖位置时，控制器控制拆装装置将车厢的顶盖11拆下，当车厢行驶到预设装盖位置时，控制器控制拆装装置将顶盖11安装到车厢上。
本发明使车厢顶盖的开闭在铁路货车1行驶过程中完成，实现了货车的连续装载，进而提高了装车效率；还能使车辆满足装载机装载，避免环境污染及能源损耗。此外，本发明在装载货物时，将顶盖11完全卸下，顶部装载口开口较大，提高了装载货物的效率；同时该顶盖开闭系统适用于底开门式煤炭漏斗车的顶盖自动装卸，同样适用于运输其他害怕风吹日晒雨淋的货物时顶盖的拆装。
优选的，拆装装置包括用于将车厢的顶盖拆下并放置于放盖位上的第一机械手2；用于将到达取盖位的顶盖11安装于到达预设装盖位置的车厢上的第二机械手4。具体的，第一机械手2设置在车辆装载前的入口处；第二机械手4设置在车辆装载后的出口处。
本发明通过两个机械手分别实现顶盖11的拆和装，两个机械手互相不会形成干扰，而且在第一机械手2和第二机械手4可以通过工作，提高了工作效率。当然，本发明还可以采用同一个机械手实现同一顶盖11的拆装，通过依次工作的多个机械手顺序完成各车厢顶盖11的拆装。
优选的，顶盖开闭系统还包括用于将放盖位的顶盖11运送至取盖位的顶盖传送装置3，顶盖传送装置3通过同步器与铁路货车1连接；当车厢行驶到预设拆盖位置时同步器使顶盖传送装置3与铁路货车1同步行驶。本发明通过顶盖传送装置3存放顶盖11，并利用顶盖传送装置3驱动顶盖11与车厢同步移动，即顶盖传送装置3的传动速度与铁路货车1的车速相同，缩短了机械手的行程，便于操作。当然，本发明还可以通过中间存放装置存放顶盖11，利用机械手本身的运动实现将顶盖11传送到装盖位。
进一步的技术方案中，顶盖传送装置3为环形的传送带机构，顶盖传送装置3的传送长度为至少三个车厢的长度。具体的，顶盖传送装置3的传送长度为三个车厢的长度，简化了结构，组装方便，还节省了成本，顶盖11在车辆寿命周期内维护成本较低。上述传送带机构结构简单，动力传动可靠性较好；当然顶盖传送装置3还可以为其他结构，如动力滚筒输送机。
顶盖开闭系统还包括与控制器连接的报警器，铁路货车1的装载过程中，当铁路货车1、顶盖传送装置3或拆装装置出现故障时，报警器发出警报，控制器控制整个系统停止运行；
控制器包括存储数据的记忆模块，当记忆模块判断铁路货车1中断运行后排除故障重新开机时，控制器控制铁路货车1、顶盖传送装置3和拆装装置继续运行。本发明的顶盖开闭系统连续作业，且在中间环节出现问题时，系统同步停止，排除问题后继续作业，直至完成整个铁路货车1装载，无需将车厢回归到初始位置。
本发明的顶盖开闭系统的具体工作原理如图1-7所示。
当车辆被机车牵引驶入装载漏仓前，停留在如图1所示位置。铁路货车1与顶盖传送装置3间预留足够空间。此时开启顶盖的装置即第一机械手2在车辆上方卸取顶盖11，沿图示竖直箭头方向并与机车、顶盖传送装置3三者开始同步移动。
如图2所示，第一机械手2、铁路货车1、顶盖传送装置3三者同步移动至图示位置时，第一机械手2将顶盖11卸下，此时三者仍然同步移动。下一刻第一机械手2将反向移动，如图2中竖直线头方向所示，铁路货车1及顶盖传送装置3继续前进。第一车厢与顶盖传送装置3上的顶盖11具有半个车长的间距，并将一直保持下去。
如图3所示，第一机械手2完成第一车厢顶盖11的卸取并回归原位，下一刻即将卸取第二车厢顶盖11并沿图中竖直箭头方向移动。此时铁路货车1运行一车厢的距离，第一机械手2卸取顶盖11完成一个循环，第一车厢的顶盖11与顶盖传送装置3同步运行车辆长度的一半。此时第一机械手2、铁路货车1、顶盖传送装置3三者仍然同步移动，下一刻第一机械手2将卸取第二车厢顶盖11并反向移动(沿竖直箭头方向)，铁路货车1及顶盖传送装置3继续前进。
如图4所示，第一机械手2、铁路货车1、顶盖传送装置3三者继续同步移动至图示位置时，第一机械手2将顶盖11卸下，此时铁路货车1运行1.5辆车厢距离，顶盖传送装置3上放置两个顶盖11且间距为车辆间距。第一机械手2、铁路货车1、顶盖传送装置3三者仍然同步移动，下一刻第一机械手2将继续反向移动(沿竖直箭头方向)，铁路货车1与顶盖传送装置3继续前进。
如图5所示，第一机械手2完成第二车厢顶盖11的卸取并回归原位，完成两个循环。下一刻即将卸取第三车厢顶盖11并沿箭头方向(图中竖直箭头)移动，始终往复循环动作直至最后一车厢卸取完毕。此时铁路货车1运行2辆车厢的距离，漏仓将第一车厢装载完成。此刻位于出口处顶盖传送装置3中心上方的第二机械手4启动，沿箭头(图中倾斜箭头)方向以一定速度向车体方向移动，其速度与铁路货车1运行速度有一定关系，顶盖传送装置3与铁路货车1始终同步运行。
如图6所示，铁路货车1继续运行半个车长距离，第二机械手4将顶盖11吊取至车辆上方，将顶盖11装载，铁路货车1、顶盖传送装置3同步移动。下一刻第二机械手4将反向移动(沿倾斜箭头方向)，其运行速度不变。此时第一车厢顶盖11装载完成。
如图7所示，铁路货车1继续运行半个车长距离，第二机械手4完成第一车厢顶盖11的装载后回归原位，下一刻即将吊取第二车厢顶盖11并沿倾斜箭头方向移动。此时第二机械手4装载顶盖11完成一个循环。此后第二机械手4始终往复循环动作直至最后一车厢装载完毕。
具体的实施例中：
顶盖传送装置3为环形的传送带结构，水平中心位于图1所示的圆弧上且距离车辆轨道中心线为车厢长度的一半，铁路货车1与传送带间预留足够空间，传送带在启动后可以连续作业。车辆正上方与传送带正上方对应位置之间设置有卸取顶盖11的机械手及其运行的轨道，车辆的行驶方向如图1的水平方向箭头所示。机械手设置开闭两个工作位。
在车辆装载后的出口处，车辆上方与传送装置上方对应位置之间设置有卸下顶盖11的第一机械手2、安装顶盖11的第二机械手4及其运行的轨道，轨道方向如图5箭头所示。第一机械手2具有拆盖位，第二机械手4具有装盖位。
设相邻车厢的顶盖11间距为l，车辆顶盖11长度为a，第一机械手2和第二机械手4与车辆顶面间高度均为h1＝l/2，同时设传送带顶面与卸取顶盖11时顶盖11间距离为0。
对于开启顶盖11即卸下顶盖11的第一机械手2，当车辆被机车牵引驶入装载漏仓前，停留在初始位置后，第一机械手2处于吊取顶盖11的临界位置。当铁路货车1启动，第一机械手2吊取顶盖11并与铁路货车1同步运行。首先上升高度为l/2，而后水平运动至传送带中心，运行距离为a/2，第一机械手2打开并即时放下顶盖11，同时反向运动，运行距离仍为a/2，然后向下运行l/2继续吊取下一车厢的顶盖11，并不断循环下去直到最后一车厢顶盖11卸取完毕，其速度始终与铁路货车1相同，方向周期性变化。
对于关闭顶盖11即安装顶盖11的第二机械手4，当第三车厢运行至初始位置时，第二机械手4启动。此时第一车厢及顶盖11所处位置如图5所示。根据几何关系，沿箭头方向第二机械手4水平运行
因铁路货车1与顶盖传送装置3速度一定，机械手与二者间距一定，三者运行时间一致，因而机械手速度一定，其速度始终与铁路货车1保持一定关系，可采用多种控制方式。按照本发明中的方案，设铁路货车1速度为v，则第二机械手4水平速度为
此后，第一机械手2和第二机械手4始终与铁路货车1速度分别按照上述关系同步，包括暂停装载或连续工作，进而完成整个铁路货车1装载。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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