一种物料分布均衡的智能物料天车系统的制作方法

本发明涉及工业制造领域，特别涉及一种物料分布均衡的智能物料天车系统。

背景技术：

物料天车是工业生产必要的运输工具，通过物料天车能够实现物料的装载以及成品的运送，天车常用于运输生产物料、成品，是工业化生产的重要设备。

在现有技术中，由于物料天车的物料是将物料直接倒到物料仓中，各个区域物料不均匀，一方面增加了物料运送的安全隐患，同时，料仓长期物料存储不均匀，容易降低物料牵引装置的寿命。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种物料分布均衡的智能物料天车系统，旨在解决现有技术天车物料仓内的物料不均匀问题，提高物料天车安全性。

为实现上述目的，本发明提供一种物料分布均衡的智能物料天车系统，系统包括：

物料天车，用于配送物料；所述物料天车包括天车主体、设置在天车主体上的卷扬机、吊钩、连接于所述卷扬机与所述吊钩之间的吊绳以及吊钩吊拉的料仓；所述物料天车还包括天车行进驱动模块；

天车轨道，用于搭载所述物料天车；

天车振动模块，用于振动所述料仓，并使所述料仓内物料分布均衡；

以及振动控制装置，用于采集所述料仓内的物料分布均匀信息，若所述料仓内的物料分布不均匀，则控制所述天车振动模块振动；

其中，所述料仓包括第一物料外腔、和第二物料内腔；所述振动控制装置包括设置于所述料仓内的若干个压力传感器、主控制器；所述压力传感器设置于所述第一物料外腔与所述第二物料内腔之间，所述第一物料外腔为刚性，所述第二物料内腔为柔性，所述第一物料外腔与所述压力传感器的固定部固定连接，所述第二物料内腔与所述压力传感器的传感部活动连接；所述压力传感器的输出端连接所述主控制器的输入端，所述主控制器的输出端连接所述天车振动模块；所述主控制器包括：

料仓参数获取模块，用于采集各个所述压力传感器的压力值fi以及各个所述压力传感器的位置信息；所述位置信息包括所述压力传感器的倾向角θi以及本征高度值hi，所述本征高度值hi为所述压力传感器相对于所述料仓底部的高度；

各区域料位高度求解模块，用于根据各个所述压力传感器的所述压力值fi、所述倾向角θi、竖向承载截面积si、以及所述本征高度值hi，求解各个所述压力传感器对应区域的顶部高度hi；所述顶部高度hi满足：其中，ρ为物料平均密度，g为重力加速度；所述0≤θi＜90°，所述i为序号；

振动操作发送模块，用于根据各个所述压力传感器对应区域的顶部高度hi,求解所述料仓的物料失衡度e，若所述物料失衡度e大于第一均衡阈值eth，则向所述天车振动模块发送振动指令；若所述物料失衡度e小于或等于第一均衡阈值eth，则部向所述天车振动模块发送振动指令；所述e满足：所述eth满足：0＜eth＜0.5，n为所述压力传感器的个数,n≥2。

在该技术方案中，通过有效获得料仓的各个区域对应的料位，计算求解精度强，料位高度评判精确。在该技术方案中，通过物料失衡度e并设置阈值判定料位均衡程度，其公式原理在于各个区域料位拨动越大，e值越大，有效判断料位均衡，以便控制振动模块进行料位均衡处理，同时，在e值较小时，不进行振动操作，避免料仓过振动造成设备寿命降低。此外，所述第一物料外腔为刚性，所述第二物料内腔为柔性，所述第一物料外腔与所述压力传感器的固定部固定连接，所述第二物料内腔与所述压力传感器的传感部活动连接；由于第二物料内腔为柔性，第二物料内腔若为刚性会造成物料通过本区域第二物料内腔影响到其它区域的压力传感器，避免不同压力传感器之间的连动作用，提高测量准确度。

在一具体实施例中，所述料仓包括锥形出料口，所述压力传感器设置于所述料仓内壁锥形面上。

值得一提的是，物料天车的投料是其重要工作，为了投料，其底部一般为锥形的开口，对于平底的料仓和非平底的料仓而言，安装压力传感器均是以料仓的壁为基准面，并以该基准面的轴向延伸方向安装压力传感器，故而压力传感器的倾斜角会不相同，本申请的方案已包括倾斜角参数的考量，可以满足平底料仓和非平底的料仓。

在一具体实施例中，所述压力传感器包括设置于所述物料天车的所述料仓的内侧斜面的第一压力传感器。

在一具体实施例中，所述压力传感器的传感部设置有受力板，所述受力板紧贴所述第二物料内腔的外壁。通过受力板扩大传感器管控范围，提高检测效率。

在一具体实施例中，所述压力传感器为电阻应变式传感器。

在一具体实施例中，所述天车振动模块包括至少一个振动马达，所述振动马达安装于所述物料天车上；所述振动马达安装于所述天车外腔与所述天车内腔之间和/或所述振动马达安装于所述物料天车外侧。设置振动马达，受控于振动控制模块，在物料不均衡的情况下进行振动操作，有效实现物料均衡。

本发明的有益效果是：本发明通过有效获得料仓的各个区域对应的料位，计算求解精度强，料位高度评判精确。在该技术方案中，通过物料失衡度e并设置阈值判定料位均衡程度，其公式原理在于各个区域料位拨动越大，e值越大，有效判断料位均衡，以便控制振动模块进行料位均衡处理，同时，在e值较小时，不进行振动操作，避免料仓过振动造成设备寿命降低。此外，所述第一物料外腔为刚性，所述第二物料内腔为柔性，所述第一物料外腔与所述压力传感器的固定部固定连接，所述第二物料内腔与所述压力传感器的传感部活动连接；由于第二物料内腔为柔性，第二物料内腔若为刚性会造成物料通过本区域第二物料内腔影响到其它区域的压力传感器，避免不同压力传感器之间的连动作用，提高测量准确度。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式中的智能物料天车系统结构示意图；

图2是本发明一具体实施方式中的振动控制装置的结构框图；

图3是本发明一具体实施方式中的压力传感器的受力模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-3所示，在本发明第一实施例中，提供一种物料分布均衡的智能物料天车系统，所述系统包括：

物料天车200，用于配送物料；所述物料天车200包括天车主体、设置在天车主体上的卷扬机300、吊钩302、连接于所述卷扬机300与所述吊钩302之间的吊绳301以及吊钩302吊拉的料仓400；所述物料天车200还包括天车行进驱动模块；

天车轨道100，用于搭载所述物料天车200；

天车振动模块406，用于振动所述料仓400，并使所述料仓400内物料分布均衡；

以及振动控制装置410，用于采集所述料仓400内的物料分布均匀信息，若所述料仓400内的物料分布不均匀，则控制所述天车振动模块406振动；

其中，所述料仓400包括第一物料外腔402、和第二物料内腔401；所述振动控制装置410包括设置于所述料仓400内的若干个压力传感器403、主控制器；所述压力传感器403设置于所述第一物料外腔402与所述第二物料内腔401之间，所述第一物料外腔402为刚性，所述第二物料内腔401为柔性，所述第一物料外腔402与所述压力传感器403的固定部固定连接，所述第二物料内腔401与所述压力传感器403的传感部活动连接；所述压力传感器403的输出端连接所述主控制器的输入端，所述主控制器的输出端连接所述天车振动模块406；所述主控制器包括：

料仓参数获取模块407，用于采集各个所述压力传感器403的压力值fi以及各个所述压力传感器403的位置信息；所述位置信息包括所述压力传感器403的倾向角θi以及本征高度值hi，所述本征高度值hi为所述压力传感器403相对于所述料仓400底部的高度；值得一提的是，压力传感器403器的受压面的轴向与

各区域料位高度求解模块408，用于根据各个所述压力传感器403的所述压力值fi、所述倾向角θi、竖向承载截面积si、以及所述本征高度值hi，求解各个所述压力传感器403对应区域的顶部高度hi；所述顶部高度hi满足：其中，ρ为物料平均密度，g为重力加速度；所述0≤θi＜90°，所述i为序号；

振动操作发送模块409，用于根据各个所述压力传感器403对应区域的顶部高度hi,求解所述料仓400的物料失衡度e，若所述物料失衡度e大于第一均衡阈值eth，则向所述天车振动模块406发送振动指令；若所述物料失衡度e小于或等于第一均衡阈值eth，则部向所述天车振动模块406发送振动指令；所述e满足：所述eth满足：0＜eth＜0.5，n为所述压力传感器403的个数,n≥2。

如图3所示，压力传感器403与出料口404之间的本征高度值为hi，压力传感器403与料位405顶部的距离为δhi，hi＝hi+δhi。由于压力传感器403测量的物理量是其所受到的压力值，压力值fi＝cosθimg＝cosθiρvg＝cosθiρδhisig，故而可得

在本实施例中，所述料仓400包括锥形出料口404，所述压力传感器403设置于所述料仓400内壁锥形面上。

在本实施例中，所述压力传感器403包括设置于所述物料天车200的所述料仓的内侧斜面的第一压力传感器403。

在本实施例中，所述压力传感器403的传感部设置有受力板，所述受力板紧贴所述第二物料内腔401的外壁。

在本实施例中，所述压力传感器403为电阻应变式传感器。

在本实施例中，所述天车振动模块406包括至少一个振动马达，所述振动马达安装于所述物料天车200上；所述振动马达安装于所述天车外腔与所述天车内腔之间和/或所述振动马达安装于所述物料天车200外侧。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。