一种鱼雷罐车的电源自动插接系统及其插接控制方法与流程

本发明涉及一种电源的自动插接装置，特别是涉及一种鱼雷罐车的电源自动插接系统及其插接控制方法。

背景技术：

钢铁厂用的鱼雷罐车是一种大型的铁水运输设备。鱼雷罐车本身没有动力装置，一般采用铁路机车来牵引拖动。铁水运到倒罐站后，从倒罐站电气室引出动力电源，并将电源的插头插在鱼雷罐车的车载插座上，通过倒罐站的电气控制系统控制鱼雷罐车进行倾翻，完成铁水的倾倒任务。

目前的电源插接方法有两种：第一种是人工插接，人工拿起电源插头直接插在车载插座上；人工插接的适应性强，插接成功率高，但其无法满足智能制造的要求，同时，还易发生人身伤害事故。第二种是利用机器人插接，机器人拾取电源插头将其插在车载插座上；由于机车停车位置的偏差较大，机器人识别插座、插头对位的时间较长，插接效果不如人工操作，插接成功率较低，一般很少能超过80％，进而还需要人工进行干预，此种操作方法对生产的干扰很大。

鱼雷罐车的电源插接分为插头装置和插座装置两部分，插座装置部分固定于鱼雷罐车的车体上，可随车移动；插头装置部分固定于倒罐站的折铁间，并可在一定范围内自由移动(移动范围取决于软电缆的长度)。插头装置及插座装置插接成功后，倒罐站的电气系统控制并驱动鱼雷罐车上的电机拖动装置，使鱼雷罐倾翻并使铁水流入倒罐站的鱼雷罐内。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种鱼雷罐车的电源自动插接系统及其插接控制方法，可自动进行鱼雷罐车的电源插接及检测，代替人工完成电源的插接过程，从而提高自动化生产的水平，并节省人力和避免出现安全事故。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种鱼雷罐车的电源自动插接系统，由插座装置、插头装置构成，其特征在于，插头装置通过一个柔性支撑装置安装在一个随动小车上，随动小车安装在一段轨道上，轨道的一端装有一个止动挡铁，系统还配有一个机车辅助操作器和一个折罐辅助操作器。

所述的插座装置有一个安装在鱼雷罐车车体上的罩壳，罩壳内装有一个电源插座，电源插座连接着鱼雷罐车的驱动电机，在罩壳的壳体下部有一根伸出的金属杆，在金属杆的端部装有一个截锥体；插头装置也有一个罩壳，罩壳内装有一段导轨，在导轨上以活动方式装有一个电源插头，电源插头可由一个气缸进行驱动，使其可在导轨上前后移动，并可与插座装置中的插座实现插接或脱开，插头装置的罩壳壳体的下部有一个带有空心锥体腔的连接件，该连接件的空心锥体腔可以和插座装置的截锥体相互嵌合，以实现插头装置与插座装置的自动对位；连接件通过一个安装板与柔性支撑装置连接在一起。

所述的截锥体是一个实心锥体，锥体的锥头指向机车前进的方向；而所述的空心锥体腔的锥口指向机车后退的方向，截锥体和空心锥体腔可以互相嵌合。

所述的插头装置的罩壳内，在电源插头的旁边还装有一个插头回缩极限检测开关，用于检测电源插头缩回到位(完全脱离插座)的情况；在连接件的空心锥体腔的锥尖部装有一个插头到位极限检测开关，用于检测插座装置的截锥体与插头装置的空心锥体腔的契合程度。

所述的柔性支撑装置是一根弹簧，弹簧的一头与安装板相连，另一头与随动小车相连。

所述的随动小车可以在鱼雷罐车及其插座装置的截锥体的带动下，带着插头装置及其电缆、压缩空气管路在轨道上移动，以完成插头及插座的插接过程。

所述的机车辅助操作器是一个移动pad，放置于机车操作室，指导机车司机进行插接电的操作。

所述的折罐辅助操作器是一个移动pad，接收机车待进入信号；控制插头缩回到准备位：发信号允许机车进入：插接到位信号接收：发出插头伸出指令：检测回路是否接通；发信号开始折铁等操作。

所述的鱼雷罐车的鱼雷罐倾翻驱动的动力源由倒罐站提供，包括动力电缆及电源和压缩空气管路及压缩空气。

一种鱼雷罐车的电源自动插接系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1.鱼雷罐车申请驶入：机车辅助操作器发送驶入申请信号到折罐辅助操作器，折罐辅助操作器手动操作驱动气缸拉引插头装置中的电源插头缩回到原位，并给出驶入准许信号；

s2.鱼雷罐车驶入：视觉装置自动识别，折罐辅助操作器提示自动插接即将开始，机车辅助操作器自动显示停车剩余距离；

s3.自动对位：插座装置的截锥体随机车前进，自动进入插头装置的空心锥体腔，进行三维浮动配合，当截锥体与空心锥体腔完全契合时，到位极限检测开关发送对正信息至折罐辅助操作器和机车辅助操作器，随动小车跟随机车移动直至机车停车位；

s4.插接准许：鱼雷罐车停车后，机车辅助操作器发送插接准许信号到系统plc及折罐辅助操作器；

s5.插接作业：插接驱动气缸失压，单作用弹簧推动电源插头向前移动、插入并压实插座；

s6.插接检测：控制回路测试，回路导通为正常；

s7.动力接通：动力电自动接通；

s8.动力回路检测：动力回路测试；

s9.鱼雷罐车折铁：plc控制鱼雷罐车上的驱动装置驱动鱼雷罐旋转，铁水流入倒罐站的鱼雷罐，铁水达到设定值后，鱼雷罐车自动转回原位；

s10.插接断电：折罐辅助操作器操作动力回路断电；插接脱离：插接驱动气缸加压，电源插头向后移动、离开电源插座；

s11.鱼雷罐车驶离允许：缩回极限检测开关发送“已脱开”信号到机车辅助操作器，允许鱼雷罐车离开；

s12.自动脱开：鱼雷罐车后退移动，此时，随动小车移动至止动挡铁处时自动停止，截锥体在机车的牵引力作用下自动脱离空心锥体腔；。

s13.鱼雷罐车离开：到位极限检测开关发送“已脱开”信号到机车辅助操作器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

由于本发明实现了鱼雷罐车的电源自动插接操作过程，因此，不但提高了鱼雷罐车的生产作业效率，提高了自动化生产水平，而且，还避免了人身伤害事故的发生，提高了安全生产的水平。

附图说明

图1是本发明的铁水罐车电源自动插接系统的组成结构示意图(主视图)。

图2是本发明的铁水罐车电源自动插接系统的组成结构示意图(俯视图)。

图3是电源插头缩回极限检测开关的安装位置示意图。

图4是截锥体与空心锥体腔及其对正极限检测开关的位置示意图。

图中：1.鱼雷罐车；2.鱼雷罐；3.插座装置，3-1.壳罩，3-2.电源插座，3-3.截锥体；4.插头装置，4-1.壳罩，4-2.导轨，4-3.电源插头，4-4.气缸，4-5.连接件，4-6.空心锥体腔，4-7.安装板，4-8.缩回极限检测开关，4-9.对正极限检测开关；5.柔性支撑装置，5-1.弹簧；6.随动小车；7.导向轨道；8.止动挡铁；9.机车辅助操作器；10折罐辅助操作器；11.动力源，11-1.动力电缆，11-2.压缩空气管路。

具体实施方式

下面结合本发明的一种鱼雷罐车的电源自动插接系统及其控制方法的具体结构和步骤，作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，是本发明的鱼雷罐车的电源自动插接系统的组成结构示意图。

本发明的一种鱼雷罐车的电源自动插接系统，由插座装置3、插头装置4及其柔性支撑装置5、随动小车6、导向轨道7、止动挡铁8、机车辅助操作器9、折罐辅助操作器10构成。

所述的插座装置3有一个安装在鱼雷罐车1车体上的罩壳3-1，罩壳3-1内装有一个电源插座3-2。电源插座3-2连接着鱼雷罐车1的驱动电机。在罩壳3-1的壳体下部有一根伸出的金属杆，在金属杆的端部装有一个截锥体3-3；插头装置4也有一个罩壳4-1，罩壳4-1内装有一段导轨4-2，在导轨4-2上以活动方式装有一个电源插头4-3，电源插头4-3可由一个气缸4-4进行驱动，使其可在导轨4-2上前后移动，并可与插座装置3中的插座3-2实现插接或脱开。电源插头4-3连接着动力电缆11-1，气缸4-4连接着压缩空气管路11-2。插头装置4通过一个柔性支撑装置5安装在一个随动小车6上，随动小车6安装在一根轨道7上，轨道7的一端装有一个止动挡铁8。插头装置4的罩壳4-1壳体的下部有一个带有空心锥体腔4-6的连接件4-5，该连接件4-5的空心锥体腔4-6可以和插座装置3的截锥体3-3相互嵌合，以实现插头装置4与插座装置3的自动对位。连接件4-5通过一个安装板4-7与柔性支撑装置5连接在一起。系统还配有一个机车辅助操作器9和一个折罐辅助操作器10。

如图3、图4所示。所述的插头装置4的罩壳4-1内，在电源插头4-3的旁边还装有一个电源插头缩回极限检测开关4-8，用于检测电源插头4-3缩回到位(完全脱离插座)的情况(如图3所示)。在连接件4-5的空心锥体腔4-6的锥尖部装有一个锥体对正极限检测开关4-9，用于检测插座装置3的截锥体3-3与插头装置4的空心锥体腔4-6的契合到位程度(如图4所示)。

所述的柔性支撑装置5是一根弹簧5-1，弹簧5-1的一头与安装板4-7相连，另一头与随动小车6相连。

所述的随动小车6可以在鱼雷罐车1及其插座装置3的截锥体3-3的带动下，带着插头装置3及其电缆11-1、压缩空气管路11-2在导向轨道7上前后移动，以完成电源插头4-3及电源插座3-2的插接过程。

所述的机车辅助操作器9是一个移动pad，放置于机车操作室，指导机车司机进行接插电的操作，如“进入自动对接区，请低速行驶”，同时通过测距仪或摄像头自动显示剩余距离，使司机能尽量减少停车位置偏差。

所述的折罐辅助操作器是一个移动pad，接收机车待进入信号，控制插头缩回到准备位，发信号允许机车进入，机车进入后，插接装置自动运行，接收插接到位信号后，发出插头伸出指令，插头插入插座到位，检测回路是否接通，发信号开始折铁等操作。

所述的鱼雷罐2的倾翻驱动的动力源11由倒罐站提供，包括动力电缆11-1及电源和压缩空气管路11-2及压缩空气。

一种鱼雷罐车的电源自动插接系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1.鱼雷罐车申请驶入：机车辅助操作器发送驶入申请信号到折罐辅助操作器，折罐辅助操作器手动操作驱动气缸拉引插头装置中的电源插头缩回到原位，并给出驶入准许信号；

s2.鱼雷罐车驶入：视觉装置自动识别，折罐辅助操作器提示自动插接即将开始，机车辅助操作器自动显示停车剩余距离；

s3.自动对位：插座装置的截锥体随机车前进，自动进入插头装置的空心锥体腔，进行三维浮动配合，当截锥体与空心锥体腔完全契合时，到位极限检测开关发送对正信息至折罐辅助操作器和机车辅助操作器，随动小车跟随机车移动直至机车停车位；

s4.插接准许：鱼雷罐车停车后，机车辅助操作器发送插接准许信号到系统plc及折罐辅助操作器；

s5.插接作业：插接驱动气缸失压，单作用弹簧推动电源插头向前移动、插入并压实插座；

s6.插接检测：控制回路测试，回路导通为正常；

s7.动力接通：动力电自动接通；

s8.动力回路检测：动力回路测试；

s9.鱼雷罐车折铁：plc控制鱼雷罐车上的驱动装置驱动鱼雷罐旋转，铁水流入倒罐站的鱼雷罐，铁水达到设定值后，鱼雷罐车自动转回原位；

s10.插接断电：折罐辅助操作器操作动力回路断电；插接脱离：插接驱动气缸加压，电源插头向后移动、离开电源插座；

s11.鱼雷罐车驶离允许：缩回极限检测开关发送“已脱开”信号到机车辅助操作器，允许鱼雷罐车离开；

s12.自动脱开：鱼雷罐车后退移动，此时，随动小车移动至止动挡铁处时自动停止，截锥体在机车的牵引力作用下自动脱离空心锥体腔；。

s13.鱼雷罐车离开：到位极限检测开关发送“已脱开”信号到机车辅助操作器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

由于本发明实现了鱼雷罐车的电源自动插接操作过程，因此，不但提高了鱼雷罐车的生产作业效率，提高了自动化生产水平，而且，还避免了人身伤害事故的发生，提高了安全生产的水平。