一种货车自动定量分堆装车系统的制作方法

本发明涉及货车自动装车系统领域，尤其涉及一种货车自动定量分堆装车系统。

背景技术：

目前，在工业生产现场运输成品骨料或废渣等自身具有流动性的物料时，均采用大型敞口式货车进行装车和运输，根据货车驾驶员登记提供的车牌号及目标拉货量给料，装车过程复杂且工作人员劳动强度大，原因是不同货车的车斗长度和高度不同，与料仓下料口的距离不定，所以在下料时需要地面人员通过其经验来人为判断下料斗下方的货车车斗是否装满，装满后，需要地面人员提醒司机将车慢慢往前开，让下料口对剩余部分空车斗进行装车，重复此操作直至车斗装满。即在货车行驶至装车位置后，地面人员通过与司机直接交谈，获知该车次的目标拉货重量，然后根据目测的货车长度，通过生产经验判断下料次数，即通过经验估测物料需要在车斗上分为几堆，然后再由地面人员指挥司机将货车向前逐步开动，使货车依次停在地面人员所判断的下料位置，再由地面人员打开下料口开始装料，下料时由地面人员通过肉眼监控每个下料位置的料堆大小，并通过经验来判断料堆已经足够大即该下料位置已经装满，然后地面人员关闭下料口，并指挥司机将货车继续向前开动，使货车停在下一个下料位置，重复此过程就将物料分为数堆装在货车的车斗上。

这种现有的物料分堆装车模式中，整个装车过程的自动化程度不高，并且货车的车斗通常较高，而人员是站在地面上观察货车，视角不便难以准确观察和判断，所以通过人为判断物料的分堆数并指挥司机驾驶的方法不够准确，通常会导致物料的分堆数不合理，并导致车斗上各堆物料之间的距离过近或过远，降低对料斗上空间的利用率；并且目前在装车现场的噪音一般较大，使地面人员对司机进行指挥也较为困难，降低装车效率；此外装车现场的扬尘也较大，对地面人员的身体健康造成不利影响。

技术实现要素：

为解决上述现有的物料分堆装车中自动化程度较低，依赖地面人员指挥而带来不便的问题，本发明提供了一种货车自动定量分堆装车系统。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种货车自动定量分堆装车系统，包括设有地磅的装车位和供货车水平驶入装车位的车道，装车位上方设有与物料输送系统相连的下料阀，货车上安装有用于存储目标拉货重量的智能卡，车道上设有用于读取智能卡中的目标拉货重量的读卡器，并通过读卡器将目标拉货重量传递至控制器；

所述车道上方还间隔设置有两个距离传感器，其中第一距离传感器位于第二距离传感器沿车道长度方向远离装车位的一侧，两个距离传感器的高度相等且均大于货车的高度，两个距离传感器能够以相同固定频率扫描与各自正下方物体之间的距离，并将各自的距离数值传递至控制器，控制器中预存有两个距离传感器的高度、两个距离传感器之间沿车道长度方向的距离、以及货车的车头高度范围和车斗高度范围，使控制器能够分别记录得到第一距离传感器对车头整体进行扫描的采集点个数、第一距离传感器对车斗整体进行扫描的采集点个数、以及在第二距离传感器开始对车头进行扫描时第一距离传感器已经对货车进行扫描的采集点个数，从而使控制器能够计算得到车头长度和车斗长度，并根据车斗长度和目标拉货重量在车斗上沿长度方向均匀间隔分配多个相同下料重量的预下料位置；

所述装车位远离车道的一侧设有第三距离传感器，第三距离传感器的高度不大于货车的高度，使第三距离传感器能够扫描其与货车之间沿车道长度方向的水平距离，并将水平距离数值传递至控制器，控制器中预存有第三距离传感器与下料阀中心位置之间的水平距离，使控制器能够计算得到车斗上沿车头至车尾方向的下一个预下料位置与下料阀中心位置之间的水平距离，并将该水平距离持续反馈至货车，以便于货车行驶至下一个预下料位置与下料阀中心位置对齐。

优选的，所述智能卡安装在货车车头的前端，读卡器安装在第一距离传感器上。

优选的，在货车行驶至下一个预下料位置与下料阀中心位置对齐时，控制器能够开启下料阀，所述地磅能够向控制器实时传递货车重量，使控制器能够在预下料位置装满时关闭下料阀。

优选的，所述第三距离传感器上安装有显示屏，用于实时显示下一个预下料位置与下料阀中心位置之间的水平距离。

根据上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供通过多种手段配合实现了货车装车过程的自动分堆以及自动提示驾驶，降低了装车过程中对地面人员的依赖，首先通过智能卡和读卡器配合使系统能够从货车自动获得目标拉货重量，而不需地面人员询问司机；其次通过第一和第二距离传感器的扫描数据，使控制器能够自动计算出货车长度，并根据预设的算法合理分配下料的次数以及料堆之间的距离，避免了地面人员站在地面对货车较高的车斗进行观察后再通过经验判断的情况；而在逐堆下料的过程中，通过第三距离传感器的扫描数据，使司机能够直接得知预下料位置与下料口之间的距离，不再需要地面人员的指挥，从而使司机能够准确地将货车驾驶至预下料位置。

综上所述，本发明中能够对物料的分堆数和下料位置自动进行合理分配，避免了地面人员由于货车车斗较高所以对货车的观察判断不便，而导致物料的分堆数不合理的情况，并且能够自动精确的向司机提供预下料位置与下料口之间的距离，避免了地面人员通过肉眼观察下料位置并指挥司机驾驶时不够准确，而导致车斗上各堆物料之间的距离过近或过远的情况，提升了对料斗上空间的利用率；由于整个装车过程实现了自动化，也就不需要地面人员在一旁观察并指挥，从根本上避免了现有技术中由于装车现场的噪音较大，使地面人员对司机进行指挥较为困难的问题，提升了装车效率，并且避免了地面人员在扬尘较大的装车现场进行指挥的情况，有效保护人员的身体健康。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为装车位内部的结构示意图。

图中标记：1、第一距离传感器，2、第二距离传感器，3、车道，4、装车位，5、第三距离传感器，6、地磅，7、下料阀，8、料堆，9、预下料位置。

具体实施方式

参见附图，具体实施方式如下：

如图1和图2所示，一种货车自动定量分堆装车系统，包括设有地磅6的装车位4和供货车水平驶入装车位4的车道3，装车位4上方设有与物料输送系统相连的下料阀7，货车上安装有用于存储目标拉货重量的智能卡，车道3上设有用于读取智能卡中的目标拉货重量的读卡器，并通过读卡器将目标拉货重量传递至控制器；本实施例中，智能卡安装在货车车头的前端，读卡器安装在第一距离传感器1上，读卡器能够以斜向下的方向进行扫描，从而在货车向装车位4行驶的过程中读取目标拉货重量，目标拉货重量可以由司机从驾驶室输入或采用其余多种方式输入。

如图1所示，车道3上方还间隔设置有两个距离传感器，其中第一距离传感器1位于第二距离传感器2沿车道3长度方向远离装车位4的一侧，两个距离传感器的高度相等且均大于货车的高度，两个距离传感器能够以相同固定频率扫描与各自正下方物体之间的距离，并将各自的距离数值传递至控制器，控制器中预存有两个距离传感器的高度、两个距离传感器之间沿车道3长度方向的距离、以及货车的车头高度范围和车斗高度范围，使控制器能够自动判断第一距离传感器1和第二距离传感器2所扫描的是货车的车头还是车斗。

在对获得的扫描数据进行判别分类后，控制器就能够分别记录得到第一距离传感器1对车头整体进行扫描的采集点个数、第一距离传感器1对车斗整体进行扫描的采集点个数、以及在第二距离传感器2开始对车头进行扫描时第一距离传感器1已经对货车进行扫描的采集点个数，从而使控制器能够计算得到车头长度和车斗长度。

如图1所示，本实施例中以第一距离传感器1扫描的距离数值为h1，第二距离传感器2扫描的距离数值为h2，控制器在收到h1和h2后，将其分别与预存的距离传感器自身高度进行计算，再分别与预设的车头高度数值范围和车斗高度数值范围进行比对，就能分别划分出属于车头范围和车斗范围的h1和h2，以此统计出属于车头范围的h1个数，即第一距离传感器1扫描车头的采集点个数n1，并统计出属于车斗范围的h1个数，即第一距离传感器1扫描车斗的采集点个数n2，现有常见的控制器必然能实现上述功能。

并且，控制器还能统计出在第二距离传感器2开始对车头进行扫描时，即车头前端从第一距离传感器1下方行驶至第二距离传感器2下方，使第二距离传感器2对车头进行第一次扫描时，第一距离传感器1已经对货车进行扫描的采集点个数n3。由于第一距离传感器1和第二距离传感器2是以相同固定频率进行扫描，在货车水平行驶的速度变化短时间内可忽略不计的情况下，采集点个数与水平距离之间就为等比例关系，而控制器中预存有两个距离传感器之间沿车道3长度方向的距离d1，因为两个距离传感器高度相等，所以d1就是沿水平方向的距离，由此即可进行计算得到车头长度l1和车斗长度l2：

以两个距离传感器的扫描频率为t，则l1=n1*t，l2=n2*t，d1=n3*t，所以t=d1/n3，即可求出l1=n1*d1/n3；l2=n2*d1/n3。

根据车斗长度l2和目标拉货重量m，控制器就能自动在车斗上沿长度方向均匀间隔分配多个相同下料重量的预下料位置9，该分配方式的计算方法在现有技术中有多种，本实施例中采用较为常见的目标分配修正法，即先根据物料的类型和目标拉货重量，在控制器中预设相邻两个料堆8即预下料位置9之间的基准距离，再根据车斗的实际长度进行修正，得到下料次数即预下料位置9的个数x，从而确定相邻两个预下料位置9之间的距离。

如在控制器中预设基准距离为3米，以车斗长度l2除以基准距离3米，得到下料位置9的个数参考值x0，当x0为整数即车斗长度l2正好为3的倍数时，直接取x0为预下料位置9的个数x，而当x0不为整数时，对x0向上取整，即取x0的整数部分数值再加上1，作为预下料位置9的个数x，随即就能确定相邻两个预下料位置9之间的距离为l2/x，每个料堆8的下料重量mper=m/x，并且在下料时，位于车斗长度方向两端的料堆8与车斗的两端距离以相等为宜，得到预下料位置9与车斗前端之间的距离依次为0.5*l2/x、1.5*l2/x、2.5*l2/x…(x-0.5)*l2/x。以车斗长l2=14米、目标拉货量m=26吨为例，下料次数x=14/3取整+1=5次，每次下料重量mper=26/5=5.2吨，下料位置据车斗前部挡板的距离依次为1.4米、4.2米、7米、9.8米和12.6米。

如图2所示，在货车行驶至装车位4中的地磅6上时，控制器必然已经完成了对于预下料位置9的计算和分配，而装车位4远离车道3的一侧设有第三距离传感器5，第三距离传感器5的高度不大于货车的高度，使第三距离传感器5能够扫描其与货车之间沿车道3长度方向的水平距离，并将水平距离数值传递至控制器，控制器中预存有第三距离传感器5与下料阀7中心位置之间的水平距离，使控制器能够计算得到车斗上沿车头至车尾方向的下一个预下料位置9与下料阀7中心位置之间的水平距离。

如图2所示，控制器中预存有第三距离传感器5与下料阀7中心位置之间的水平距离d2，并在控制器中已经计算并存储了车头长度l1以及车斗前端与下一个预下料位置9之间的距离d4，而第三距离传感器5会将其与货车车头前端之间的距离d3实时传递给控制器，控制器就能实时计算出下一个预下料位置9与下料阀7中心位置之间的水平距离d5=d4+l1+d3-d2。

第三距离传感器5上安装有显示屏，用于实时显示下一个预下料位置9与下料阀7中心位置之间的水平距离，司机能够在驾驶过程中随时观察到显示屏上显示的距离数值，就实现了将控制器所计算得到的水平距离持续反馈至货车，司机根据该水平距离的数值就能够精确的驾驶货车行驶至下一个预下料位置9与下料阀7中心位置对齐，然后控制器开启下料阀7并向预下料位置9中装料，同时地磅6向控制器实时传递货车重量，当货车的总重增加了一个料堆8预先分配的下料重量时，即为一个预下料位置9已经装满，控制器使下料阀7关闭并在显示屏上显示下一个预下料位置9的水平距离，司机就能继续将货车驾驶至下一个预下料位置9，直到所有预下料位置9均装满，就实现了在没有地面人员进行指挥的情况下，将目标拉货重量的物料在车斗上自动合理分配为多个料堆8装车运输的要求。