一种翻斗机车支出加固梁推送装置及方法与流程

本发明涉及一种推送设备，具体为一种翻斗机车支出加固梁推送装置及方法。

背景技术

翻斗机车是将列车运送来的物资卸料到地下传送带。操作流程是铁路交通局运煤列车驶入港务局翻车机房，车头通过翻车机房后，车头挂接到高压线上取电，然后车头与车厢脱钩，车头向前行驶到预定地点等待运煤车厢卸煤。此后车厢每三节车厢一组，在泊车机的驱动下到预定的翻车位置进行卸料，直到全部货箱卸料完毕。卸料完毕后，车头挂接货箱，驶离港务局。

为了加固机车车厢，每节车厢17采用三根加固梁16固定，如图1a所示。由于长期运行，加固梁16时有断裂，如图1a中的易断裂位置19。翻车过程中大部分加固梁16能够掉入车厢17内，但存在少数加固梁16绕固定环18向上翻转竖直支出车厢17的情况，如图1b所示。如果支出的加固梁16高于高压线，当车厢17在泊车机的驱动下驶出翻车机房时，容易碰到铁路上方的高压线，造成高压线打火、线路短路和停电现象，威胁设备安全，严重影响生产。

为了防止上述事故的发生，港务局原有的处理方式是，采用光幕检测加固梁支出，声光报警提醒在场工作人员，泊车机停止工作，人为将支出的加固梁推回车厢。但是由于最后三节车厢进入翻车机后，车厢转由机车头驱动，脱离泊车机控制，即使光幕检测出加固梁支出，运煤车厢仍向前行驶，触碰高压线的潜在危险尚未完全解决。该解决方式需要工作人员频繁停机，爬车推回加固梁，既不安全又损耗人力物力，尤其是夜间作业时，事故发生率较高；最后三节车厢为加固梁断裂支出发生的高频段，由于车厢已脱离泊车机控制(翻车机房控制)，即使光幕检测报警，工作人员也来不及将加固梁推回车厢，传统方法尚未完全解决加固梁支出问题。因此，亟需一种安全、及时、可靠的技术手段将支出的加固梁推回车厢，避免事故的发生。

技术实现要素：

针对现有技术中的无法彻底解决翻斗机车加固梁支出问题导致事故发生率高等不足，本发明要解决的问题是提供一种安全、及时、可靠的技术手段将支出的加固梁推回车厢的翻斗机车支出加固梁推送装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种翻斗机车支出加固梁推送装置，包括检测单元、控制单元以及推板单元，其中检测单元安装于翻车机房与安全区域之间的立柱上，检测单元的信号送至控制单元；推板单元为两套，对称安装于铁轨两侧、翻车机房出口至检测单元之间，推板单元的执行机构接收控制单元的控制信号。

所述推板单元包括工作台、驱动单元、导轨、支撑弹簧以及推板，其中工作台安装于导轨上，驱动单元接收控制单元的指令控制工作台在导轨上移动，在工作台高度位于翻斗机车车厢上沿部分且面向铁轨的一侧设有支撑弹簧，支撑弹簧前端部安装推板。

所述推板为弧形，铁轨两侧推板形成喇叭形入口形式，每个推板上的支撑弹簧为两个，由入口到出口硬度依次增加。

在喇叭形入口处还设有缓冲弹簧。

检测单元包括上方传感器和下方传感器，分别安装于立柱上、下位置，上方传感器的安装高度介于机车车头及车厢的高度差之间，用于检测机车车头是否已经通过；下方传感器安装高度位于机车车厢的中间位置，用于检测机车车厢是否已经通过。

导轨包括两段，分别垂直对称布设于铁轨两侧、翻车机房出口至检测单元之间；导轨上设有丝杠结构，丝杠与推板单元的工作台通过丝母转动连接，丝杠一端与驱动单元的输出轴连接；工作台底部通过四个滑块安装于导轨上。

导轨两端均设有限位开关。

本发明一种翻斗机车支出加固梁推送装置的推送方法，包括以下步骤：

开机上电，设备初始化；

当上下传感器同时检测到信号时，代表此刻车头正在经过；

当下方传感器有信号而上方传感器信号消失时，代表此刻车头已经驶入安全区域；

控制单元输出控制指令，驱动单元将推板单元送至工作位置；

支出于机车车厢上方的加固梁在推板单元中推板的作用下于行进中折回到车厢内；

当下方传感器的信号均消失预定时间后，代表整列车厢已经卸载完毕，控制单元发出控制指令控制驱动单元启动，将推板单元拉回初始位置；

准备在下列翻斗机车到来时，重复上述工序。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明提供了一种安全、及时、可靠的技术手段，将支出的加固梁推回车厢，能够准确、有效的避开机车头部分，减少不必要的刮蹭损失，避免事故的发生，防止加固梁刮蹭高压线，威胁设备安全，影响生产。

2.本发明为非接触操作，工作人员不需上手操作，安全性高，避免频繁的停机和人工推杆作业，节约人力物力，提高翻车机效率。

3.本发明可实现对整列车厢进行统一推杆处理，相较于机械臂定位推杆方案，装置的准确性、稳定性更强。

附图说明

图1a为翻斗机车支出加固梁安装位置图示；

图1b为断开的支出加固梁图示；

图2为本发明翻斗机车支出加固梁推送装置电气结构框图；

图3为本发明翻斗机车支出加固梁推送装置现场布置示意图；

图4为本发明翻斗机车支出加固梁推送装置机构结构示意图；

图5为本发明控制流程图。

其中，1为上方传感器，2为下方传感器，4为驱动单元，5为推板单元，6为工业触摸屏/数据传输接口；7为安全区，8为导轨，9为丝杠，10为翻车机，11为铁轨，12为工作台，13a为第一支撑弹簧，13b为第二支撑弹簧，14为推板，15为缓冲弹簧，16为加固梁，17为车厢，18为固定环，19为易断裂位置。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图2～3所示，本发明一种翻斗机车支出加固梁推送装置，包括检测单元、控制单元以及推板单元5，其中检测单元安装于翻车机房3与安全区域7之间的立柱上，检测单元的信号送至控制单元；推板单元5为两套，对称安装于铁轨11两侧、翻车机房3出口至检测单元之间，推板单元5的驱动单元4接收控制单元的控制信号。

如图3、4所示，推板单元5包括工作台12、驱动单元4(本实施例采用伺服驱动电机)、导轨8、支撑弹簧以及推板14，其中工作台安装于导轨8上，驱动单元4接收控制单元的指令控制工作台12在导轨8上移动，在工作台12高度位于翻斗机车车厢上沿部分且面向铁轨11的一侧设有支撑弹簧13，支撑弹簧13前端部安装推板14。

如图3所示，推板14为弧形，铁轨11两侧推板14形成喇叭形入口形式，每个推板14上的支撑弹簧为两个，即第一支撑弹簧13a和第二支撑弹簧13b，由入口到出口硬度依次增加。喇叭形入口处还设有缓冲弹簧15。

本实施例中，推板为采用钢板制成的弧形板，弧度0.63～0.79为宜，弧长75cm～100cm，宽15～20cm。

如图2所示，检测单元包括上方传感器1和下方传感器2，分别安装于立柱上、下位置，上方传感器1的安装高度介于机车车头及车厢的高度差之间，用于检测机车车头是否已经通过；下方传感器2的安装高度位于机车车厢的中间位置，用于检测机车车厢是否已经通过。

如图2所示，导轨8包括两段，分别垂直对称布设于铁轨11两侧、翻车机房3出口至检测单元之间；导轨5上设有丝杠结构，丝杠9与推板单元5的工作台12通过丝母转动连接，丝杠9一端与驱动单元4的输出轴连接；工作台12底部通过四个滑块安装于导轨8上；导轨8两端均设有限位开关。

本实施例在翻车机房3与安全区域7之间安装立柱，在立柱上安装支架，在支架上安装检测单元和控制单元。每个立柱上下位置分别安装光电传感器，其功能是判断车头是否已经进入到安全区，以及整列车厢是否已经卸载完毕，到达安全区。

本发明翻斗机车支出加固梁推送装置的工作原理如下：

由于推板14采用弧形设计，入口处的缓冲弹簧15的设置可减轻推板14与加固梁的硬接触，使加固梁顺利进入推板14的弧形面形成的轨道，后面第一、二支撑弹簧13a、13b的硬度依次增加，此时加固梁16的受力方向转为横向，易于将加固梁16拨回车厢内。工作台的高度高于运煤车厢上方，使推板14的高度高于支出的加固梁16根部一定的距离。当推板单元5进入工作位置时，推板14靠近缓冲弹簧15端的那一侧尾部在与车厢上方，与外侧壳体平行，另一侧深入车厢一定距离。当有加固梁16支出时，机车带动加固梁16将沿着推板14的弧形面形成的轨道向前移动，入口处的缓冲弹簧15有效的减缓了开始进入入时加固梁16与推板14的作用力。随着车厢向前移动，加固梁16也随之移动，推板14将加固梁16向车厢里面压至一定的倾斜角度，此时加固梁16由于自身重心偏向车厢里侧，会自动落入车厢中。

如图5所示，本发明一种翻斗机车支出加固梁推送装置的控制方法，包括以下步骤：

开机上电，设备初始化；

当上方、下方传感器同时检测到信号时，代表此刻车头正在经过；

当下方传感器有信号而上方传感器信号消失时，代表此刻车头已经驶入安全区域；

控制单元输出控制指令，驱动单元将推板单元送至工作位置；

支出于机车车厢上方的加固梁在推板单元中推板的作用下于行进中折回到车厢内；

当下方传感器的信号均消失预定时间后，代表整列车厢已经卸载完毕，控制单元发出控制指令控制驱动单元启动，将推板单元拉回初始位置；

准备在下列翻斗机车到来时，重复上述工序。

本实施例中控制单元以plc为控制核心，此时在控制伺服驱动单元通过丝杠9将推板单元送至工作位置。推板单元在机车车头未到达安全区之前，一直处于初始位置，和机车车头保持一定的安全距离以防止刮蹭。当上方、下方传感器的信号均消失一定时间(如3分钟)后，代表整列车厢已经将支出的加固梁全部推送完毕，此时plc控制伺服系统，通过丝杠9将推板机构拉回初始位置，下列运煤车到来时，重复上述工序。

本发明还可设有工业触摸屏以实现信息的显示与系统操作。

本发明一种根据翻斗机车支出加固梁推送装置的控制方法，包括以下步骤：

开机上电，设备初始化；

当上下传感器同时检测到信号时，代表此刻车头正在经过；

当下方传感器有信号而上方传感器信号消失时，代表此刻车头已经驶入安全区域；

控制单元输出控制指令，驱动单元将推板单元送至工作位置；

支出于机车车厢上方的加固梁在推板单元中推板的作用下于行进中绕固定环18旋转后倾斜到车厢内；

当下方传感器的信号均消失预定时间后，代表整列车厢已经卸载完毕，控制单元发出控制指令控制驱动单元启动，将推板单元拉回初始位置；

准备在下列翻斗机车到来时，重复上述工序。

翻车机房3出口至安全区域7之间为本发明装置的作业区域，该区域会在靠近高压线端设置两个立柱，两个立柱上下各装有光电传感器，一个立柱安装光电传感器的发射端，另一个立柱在相同高度位置安装光电传感器的接收端。根据上方及下方传感器信号确定机车车厢位置。此步骤目的是防止推送装置刮蹭机车头，避免不必要的经济损失。

根据两组光电传感器的信号确定机车头进入安全区域后，由plc控制伺服单元的伺服电机启动，通过丝杠9和导轨将推板单元5送至工作位置，对整列运煤车厢进行统一的推送处理，当传感器单元检测到所有车厢均已完成推送进入安全区域后，伺服电机通过丝杠9带动推板单元5收回到原位置，等待下列运煤车到来时，重复上述工序。

本发明装置及方法提供了一种安全、及时、可靠的技术手段，将支出的加固梁推回车厢，能够准确、有效的避开机车头部分，减少不必要的刮蹭损失，避免事故的发生，防止加固梁刮蹭高压线，威胁设备安全，影响生产。