物料自动运输系统的制作方法

本发明涉及预应力钢筒混凝土管道生产技术领域，尤其涉及一种物料自动运输系统。

背景技术：

相关技术中，pccp(预应力钢筒混凝土管道)的管芯生产需要由混凝土搅拌站到管芯成型区倒运混凝土，一般是在搅拌站与成型区之间安装轨道，采用速度比较快的料罐运输车。传统的通过运输车进行混凝土倒运的过程是：将空料罐放到运输车上，控制运输车行驶到搅拌站下料口下接料，再将装满混凝土的混凝土料罐运到成型区，由成型区的起重机吊运料罐去浇筑工位放下后，进行混凝土料罐浇筑，等料罐内混凝土放空后，再由起重机吊运空料罐放到运输车上，再控制运输车回搅拌站接料，如此循环。

通过这种方式进行混凝土倒运，由于每罐混凝土对应的搅拌站搅拌时间时间小于灌料及浇筑时间的情况较多，因而造成搅拌站和起重机等待时间较长，生产效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供物料自动运输系统，以在一定程度上解决在混凝土倒运过程中搅拌站和起重机等待时间较长以及生产效率较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；

基于上述目的，本发明提供的物料自动运输系统，包括：

运输车体，所述运输车体能够在第一位置与第二位置之间往复移动，所述第一位置对应搅拌站下料工位，所述第二位置对应浇筑工位；

多个重量传感器和多个料罐，多个所述重量传感器均设置于所述运输车体，且所述重量传感器一一对应地位于所述料罐的底部；

数据处理装置，所述数据处理装置与所述重量传感器电连接，以根据第一预定条件判断对应的所述料罐是否处于空罐状态及根据第二预定条件判断对应的所述料罐是否处于满罐状态；

吊运装置，所述吊运装置设置于所述第二位置且能够将处于满罐状态的所述料罐吊离对应的所述重量传感器以进行浇筑操作并在完成所述浇筑操作后将处于空罐状态的所述料罐吊回对应的所述重量传感器；

在所述运输车体位于所述第二位置时，当多个所述料罐中存在处于空罐状态的料罐时，所述运输车体能够移动至所述第一位置以使处于空罐状态的所述料罐进行接料操作，所述接料操作完成后所述运输车体能够移动至所述第二位置以通过所述吊运装置使处于满罐状态的一个所述料罐进行所述浇筑操作。

在上述任一技术方案中，可选地，所述物料自动运输系统，还包括多个托盘，所述托盘设置于所述重量传感器的上方以承托所述料罐；

所述数据处理装置还能够根据第三预定条件判断所述料罐是否位于所述托盘内；

在所述料罐位于所述托盘内的条件下，所述数据处理装置再根据所述第一预定条件判断对应的所述料罐是否处于空罐状态及根据所述第二预定条件判断对应的所述料罐是否处于满罐状态。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第一预定条件为t1+t3-δt1≤t≤t1+t3+δt1，当满足第一预定条件，则表明所述料罐处于空罐状态；

所述第二预定条件为t2+t3-δt2≤t≤t2+t3+δt2，当满足所述第二预定条件，则表面所述料罐处于满罐状态；

其中，t为所述重量传感器获取的测量值，t1为所述料罐处于空罐状态下的预设重量，δt1为第一预设误差，t2为所述料罐处于满罐状态下的预设重量，δt2为第二预设误差，t3为所述托盘的净重。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第三预定条件为t≥t3+δt3，当满足所述第三预定条件，则表明所述料罐位于所述托盘内；其中，δt3为第三预设误差。

在上述任一技术方案中，可选地，所述物料自动运输系统还包括与所述数据处理装置电连接的报警器；

当超过一个所述料罐未位于所述托盘内，所述数据处理装置向所述报警器发送报警信号，以使所述报警器向外界发送报警通知。

在上述任一技术方案中，可选地，所述物料自动运输系统还包括分别与所述数据处理装置电连接的位置检测装置和驱动装置；

所述位置检测装置设置于所述运输车体，以检测所述运输车体的位置数据；

所述数据处理装置根据所述运输车体的位置数据控制所述驱动装置，以通过所述驱动装置控制所述运输车体在所述第一位置和所述第二位置之间的行进方向和行进速率。

在上述任一技术方案中，可选地，所述位置检测装置包括反光板和光学测距仪；

所述反光板相对于所述第二位置固定设置，所述光学测距仪设置在所述运输车体上，以测量所述光学测距仪和所述反光板之间的距离即行进距离；

当行进距离位于第一阈值内时，所述驱动装置控制所述运输车体加速运动；当行进距离位于第二阈值内时，所述驱动装置控制所述运输车体匀速运动；当行进距离位于所述第三阈值内时，所述驱动装置控制所述运输车体减速运动；

其中，在所述运输车体由所述第二位置向所述第一位置运动时，所述第三阈值的最小值等于所述第二阈值的最大值，所述第二阈值的最小值等于所述第一阈值的最大值；在所述运输车体由所述第一位置向所述第二位置运动时，所述第一阈值的最小值等于所述第二阈值的最大值，所述第二阈值的最小值等于所述第三阈值的最大值。

在上述任一技术方案中，可选地，所述驱动装置包括相连接的变频器和驱动电机，所述变频器与所述数据处理装置电连接；

所述数据处理装置能够控制所述变频器的输出频率和输出功率，从而控制所述驱动电机的驱动速度；所述数据处理装置能够控制所述变频器输出的电压相序的正负，从而控制所述驱动电机的驱动方向。

在上述任一技术方案中，可选地，所述物料自动运输系统还包括抱闸装置，所述电机抱闸设置于所述驱动电机；

在所述运输车体的行走状态下，所述电机抱闸不接触所述驱动电机的输出轴；在所述运输车体的停止状态下，所述电机抱闸能够抱紧所述驱动电机的输出轴。

在上述任一技术方案中，可选地，所述物料自动运输系统还包括用于输入操作人员指令的输入装置和用于显示所述物料自动运输系统的运行参数的显示装置；

所述输入装置、所述显示装置、所述位置检测装置和所述重量传感器均与所述数据处理装置电连接并通信。

采用上述技术方案，本发明的有益效果：

本发明提供的物料自动运输系统，包括运输车体、多个重量传感器、多个料罐、吊运装置和数据处理装置。通过重量传感器检测对应的料罐的重量，数据处理装置能够根据重量传感器的检测结果来判断料罐处于满罐状态或者空罐状态，吊运装置能够将处于满罐状态的料罐调离运输车体以进行浇筑操作。当存在料罐正在进行浇筑操作时，如果运输车体上的料罐存在至少一个料罐处于空罐状态，运输车体能够移动到第二位置以使处于空罐状态的料罐进行接料操作；当存在料罐即将完成浇筑操作时，如果运输车体上的料罐存在至少一个料罐处于满罐状态，运输车体能够移动到第二位置以使处于满罐状态的料罐进行浇筑操作。从而通过物料自动运输系统内的各部件的协同合作，能够保证一个料罐完成浇筑操作后，马上能够进行另一个料罐的浇筑操作，即可以实现对浇筑操作进行处于满罐状态的料罐的连续供给，从而避免混凝土倒运过程中，搅拌站和起重机等待时间较长的技术问题，进而提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明实施例提供的物料自动运输系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的物料自动运输系统的第一工作状态示意图；

图3为本发明实施例提供的物料自动运输系统的第二工作状态示意图；

图4为本发明实施例提供的物料自动运输系统的第三工作状态示意图；

图5为本发明实施例提供的物料自动运输系统的工作原理框图。

图标：1-料罐；3-电缆卷筒；4-驱动装置；5-第二位置；6-运输车体；7-定位装置；8-防护支撑板；9-光学测距仪；10-重量传感器；11-托盘；12-反光板；13-第一位置；14-数据处理装置；15-输入装置；16-显示装置；17-变频器；18-网络装置；19-报警器；20-无线通信装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

参见图1至图5所示，本实施例提供了一种物料自动运输系统；图1为本实施例提供的物料自动运输系统的结构示意图，图中简单示出了运输车体、重量传感器和料罐之间的相对位置关系；图2至图4分别为本实施例提供的物料自动运输系统的第一工作状态示意图，第二工作状态示意图和第三工作状态示意图；图5为本实施例提供的物料自动运输系统的工作原理框图，简单示出了数据处理装置的控制原理。

本实施例提供的物料自动运输系统用于将物料从搅拌站运输到待浇筑模具处，以为浇筑操作供料。

参见图1至图5所示，本实施例提供的物料自动运输系统，包括运输车体6、多个重量传感器10、多个料罐1、吊运装置和数据处理装置14。

运输车体6能够在第一位置13与第二位置5之间往复移动，第一位置13对应搅拌站下料工位，第二位置5对应浇筑工位。其中，搅拌站下料工位即为搅拌站将搅拌完成的混凝土输出的位置，浇筑工位即将物料自动运输系统运输的物料进行浇筑操作的位置。

可选地，根据施工现场场地情况不同，运输车体6在第一位置13与第二位置5之间可以沿直线往复移动或者沿曲线往复移动，其中，可以在第一位置13与第二位置5之间设置运输轨道，运输车体6沿着运输轨道往复移动，从而便于对运输车体6的移动轨迹进行规划。

可选地，吊装装置为起重机。

多个重量传感器10均设置于运输车体6，且重量传感器10一一对应地位于料罐1的底部，从而重量传感器10能够测量料罐1及料罐1内的盛装的物料的总重量。其中，重量传感器10和料罐1的数量由搅拌站的一次下料操作所需的时间和料罐1的一次浇筑操作所需的时间之间的关系决定。

数据处理装置14与重量传感器10电连接，也就是说，数据处理装置14通过现有的有线或无线的方式连接并能够互相传递电信号，具体来讲，重量传感器10能够将测量到的重量数据发送给数据处理装置14，以供数据处理装置14处理重量数据。数据处理装置14根据第一预定条件判断对应的料罐1是否处于空罐状态及根据第二预定条件判断对应的料罐1是否处于满罐状态。

吊运装置设置于第二位置5且能够将处于满罐状态的料罐1吊离对应的重量传感器10以进行浇筑操作并在完成浇筑操作后将处于空罐状态的料罐1吊回对应的重量传感器10。

可选地，在物料自动运输系统的启动状态，所有料罐1均处于满罐状态，运输车体6位于第二位置5，通过吊运装置能够吊起一个处于满罐状态的料罐1进行浇筑操作。

在运输车体6位于第二位置5时，当所有料罐1中存在处于空罐装填的料罐1时，运输车体6能够移动至第一位置13以使处于空罐状态的料罐1进行接料操作。当运输车体6移动至第一位置13，为了保证接料的准确性，需要将处于空罐状态的料罐1依次对准搅拌站的下料口，以使所有处于空罐装填的料罐1依次进行接料操作。如图2和图3所示，分别示出了两个料罐1对准搅拌站的下料口的情况。接料操作完成后运输车体6能够移动至第二位置5以通过吊运装置使处于满罐状态的下一个料罐1进行浇筑操作。

具体地，当重量传感器10和料罐1的数量均为两个时，如图2所示，吊运装置将其中一个料罐1吊离运输车体6并将该料罐1内的物料向浇筑模具内倾倒以进行浇筑操作，浇筑完成后，吊运装置将处于空罐状态的料罐1放回到运输车体6，并吊离另一个料罐1以进行浇筑操作。此时，重量传感器10检测到位于运输车体6上的料罐1为空罐，如图2或如3所示，运输车体6移动至第一位置13进行接料操作，完成接料后，返回第二位置5等待另一个料罐1浇筑操作完毕，吊运装置将处于空罐状态的另一个料罐1放回到运输车体6，以重复上述两个料罐1交替进行浇筑操作和接料操作的动作，实现对浇筑操作连续供给处于满罐状态的料罐1的效果。

当重量传感器10和料罐1的数量均为三个时，吊运装置将其中一个料罐1吊离运输车体6已进行浇筑操作，由于另两个位于运输车体6上的料罐1均处于满灌状态，运输车体6保持在第二位置5。一个料罐1浇筑完成后，吊运装置将处于空罐状态的料罐1放回到运输车体6，并吊离另一个料罐1以进行浇筑操作。此时，运输车体6上有一个料罐1处于空罐状态，运输车体6可以移动至第一位置13以使处于空罐状态的一个料罐1进行接料操作；或者，待到运输车体6上有两个料罐1处于空罐状态时，运输车体6再移动至第一位置13，以使两个处于空罐状态的料罐1依次进行接料操作。

本实施例中的物料自动运输系统，包括运输车体6、多个重量传感器10、多个料罐1、吊运装置和数据处理装置14。通过重量传感器10检测对应的料罐1的重量，数据处理装置14能够根据重量传感器10的检测结果来判断料罐1处于满罐状态或者空罐状态，吊运装置能够将处于满罐状态的料罐1调离运输车体6以进行浇筑操作。当存在料罐1正在进行浇筑操作时，如果运输车体6上的料罐1存在至少一个料罐1处于空罐状态，运输车体6能够移动到第一位置13以使处于空罐状态的料罐1进行接料操作；当存在料罐1即将完成浇筑操作时，如果运输车体6上的料罐1存在至少一个料罐1处于满罐状态，运输车体6能够移动到第二位置5以使处于满罐状态的料罐1进行浇筑操作。从而通过物料自动运输系统内的各部件的协同合作，能够保证一个料罐1完成浇筑操作后，马上能够进行另一个料罐1的浇筑操作，即可以实现对浇筑操作进行处于满罐状态的料罐1的连续供给，从而避免混凝土倒运过程中，搅拌站和起重机等待时间较长的技术问题，进而提高生产效率。

本实施例的可选方案中，还包括多个托盘11，托盘11设置于重量传感器10的上方以承托料罐1。一方面可以保护重量传感器10不受损伤，另一方面，有利于提高料罐1纺织在运输车体6上的平稳性。

数据处理装置14还能够根据第三预定条件判断料罐1是否位于托盘11内，如果有一个料罐1未位于托盘11内，则表明存在料罐1正在进行浇筑操作。在料罐1位于托盘11内的条件下，数据处理装置14再根据第一预定条件判断对应的料罐1是否处于空罐状态及根据第二预定条件判断对应的料罐1是否处于满罐状态。如果存在至少一个料罐1处于空罐状态，那么运输车体6能够移动至第一位置13以向处于空罐状态的料罐1补充物料。

可选地，运输车体6上还设置有用于使重量传感器10和托盘11定位安装的定位装置7。

本实施例的可选方案中，第一预定条件为t1+t3-δt1≤t≤t1+t3+δt1，当满足第一预定条件，则表明料罐1处于空罐状态，其中，t为重量传感器10获取的测量值，t1为料罐1处于空罐状态下的预设重量，δt1为第一预设误差，t3为托盘11的净重。也就是说，在第一预设误差范围内，当重量传感器10获取的测量值等于料罐1在处于空罐状态下的预设重量与托盘11的净重总和的情况下，表明料罐1处于空罐状态。

第二预定条件为t2+t3-δt2≤t≤t2+t3+δt2，当满足第二预定条件，则表面料罐1处于满罐状态；t2为料罐1处于满罐状态下的预设重量，δt2为第二预设误差。也就是说，在第二预设误差范围内，当重量传感器10获取的测量值等于料罐1在处于满罐状态下的预设重量与托盘11的净重总和的情况下，表明料罐1处于满罐状态。

该实施例中提供的判断方法，简单易行，可操作性强。

本实施例的可选方案中，第三预定条件为t≥t3+δt3，当满足第三预定条件，则表明料罐1位于托盘11内；其中，δt3为第三预设误差。也就是说，在第三预设误差范围内，重量传感器10获取的测量值大于托盘11的净重，则说明料罐1位于托盘11内，重量传感器10获取的测量值小于托盘11的净重，则说明料罐1不位于托盘11内。

可选地，第一预设误差δt1、第二预设误差δt2和第三预设误差δt3均通过现场操作人员经验选取或者通过采集大量数据并进行概率统计分析得到。

本实施例的可选方案中，物料自动运输系统还包括与数据处理装置14电连接的报警器19。可选地，报警器19可以为通过声音报警的报警器或者通过灯光闪烁的方式报警的报警器。

当超过一个料罐1未位于托盘内，数据处理装置14向报警器19发送报警信号，以使报警器19向外界发送报警通知。正常的工作状态下，应该只有一个料罐1进行浇筑操作，其他料罐1均位于运输车体6上，如果出现超过一个料罐1为位于托盘内，这说明物料自动运输系统出现了工作流程上的故障或者存在料罐1没有就位的问题。

本实施例的可选方案中，物料自动运输系统还包括分别与数据处理装置14电连接的位置检测装置和驱动装置4；

位置检测装置设置于运输车体6，以检测运输车体6的位置数据。位置检测装置包括参照物和能够测量与参照物之间的距离的相对位置检测装置。

数据处理装置14根据运输车体6的位置数据控制驱动装置4，以通过驱动装置4控制运输车体6在第一位置13和第二位置5之间的行进方向和行进速率，其中一方面数据处理装置14根据需求向驱动装置4发送用于改变运输车体6的行进方向的指令，另一方面根据数据处理装置14根据需求发送用于改变运输车体6在第一位置13和第二位置5之间移动速度的指令。

本实施例的可选方案中，位置检测装置包括反光板12和光学测距仪9。其中，光学测距仪9可以为激光测距仪或者红外光测距仪等，反光板12能够对光学测距仪9发送的光学探测波进行反射。

可选地，运输车体6设置有防护支撑板8，所有料罐1位于防护支撑板8的一侧，光学测距仪9位于防护支撑板8的另一侧。

反光板12相对于第二位置5固定设置，光学测距仪9设置在运输车体6上，以测量光学测距仪9和反光板12之间的距离即行进距离。

当行进距离位于第一阈值内时，驱动装置4控制运输车体6加速运动；当行进距离位于第二阈值内时，驱动装置4控制运输车体6匀速运动；当行进距离位于第三阈值内时，驱动装置4控制运输车体6减速运动。其中，在运输车体6由第二位置5向第一位置13运动时，第三阈值的最小值等于第二阈值的最大值，第二阈值的最小值等于第一阈值的最大值；在运输车体6由第一位置13向第二位置5运动时，第一阈值的最小值等于第二阈值的最大值，第二阈值的最小值等于第三阈值的最大值。

也就是说，运输车体6无论是从第一位置13向第二位置5移动，还是从第二位置5向第一位置13移动，在整个移动行程的起始阶段运输车体6加速行驶，在整个移动行程的中间阶段运输车体6匀速行驶，在整个移动行程的结束阶段运输车体6减速行驶。从而能够通过对运输车体6的行进速率进行精准控制，进而提高运输车体6在第一位置13和第二位置5之间的移动效率。

本实施例的可选方案中，驱动装置4包括相连接的变频器17和驱动电机，变频器17与数据处理装置14电连接。

数据处理装置14能够控制变频器17的输出频率和输出功率，从而控制驱动电机的驱动速度，进而控制运输车体6的行进速率。数据处理装置14能够控制变频器17输出的电压相序的正负，从而控制驱动电机的驱动方向，进而控制运输车体6的行进方向。

通过设置变频器17，以精准控制驱动电机的转速和转向，进而实现对于运输车体6的行进速度和行进方向的精准控制。

可选地，驱动电机具有电磁制动功能，从而可以通过驱动电机的电磁制动功能结合速度控制功能，使运输车体6能够准确停止在指定位置。其中，指定位置既可以是第一位置13或第二位置5，也可以是第一位置13与第二位置5之间的其他指定位置。

本实施例的可选方案中，物料自动运输系统还包括电机抱闸，电机抱闸设置于驱动电机。其中，电机抱闸为现有技术中的电机抱闸。

在运输车体6的行走状态下，电机抱闸不接触驱动电机的输出轴，运输车体6进行行走的动力源来自于驱动电机且不受电机抱闸的影响。在运输车体6的停止状态下，电机抱闸能够抱紧驱动电机的输出轴，通过电机抱闸可以保持驱动电机的输出轴停止转动的状态，通过电机抱闸可以保持运输车体6的稳定，防止吊运装置吊运料罐1的过程中发生运输车体6发生移动的意外情况。

本实施例的可选方案中，物料自动运输系统还包括用于输入操作人员指令的输入装置15和用于显示物料自动运输系统的运行参数的显示装置16；

输入装置15、显示装置16、位置检测装置和重量传感器10均通过现场总线与数据处理装置14电连接并通信。通过结合使用输入装置15和显示装置16，便于一边对物料自动运输系统的工作状态进行监控，一边对物料自动运输系统的各种参数进行调节以及控制物料自动运输系统的启停等，有利于提高该物料自动运输系统整体的协调性和实用性。

可选地，显示装置16和输入装置15集成于人机交互界面，以便于输入控制指令、调整控制参数、显示和存储物料自动运输系统的状态及数据。其中，控制指令包括系统开车指令及系统停车指令，控制参数包括保持停车时间、第一预设误差、第二预设误差和第三预设误差等，物料自动运输系统的状态及数据包括每个料罐是否处于空罐状态、运输车体的位置、驱动电机运行时的频率信息及电流信息及是否有报警通知。

可选地，数据处理装置14为可编程控制系统，具体地可以为现有的功能完善的控制柜。

可选地，物料自动运输系统还包括设置于运输车体6上的电缆卷筒3，电缆卷筒3用于为驱动装置4和数据处理装置14供电。

可选地，物料自动运输系统还包括网络装置18，数据处理装置14通过网络装置18与重量传感器10电连接。网络装置18为采用modbus-rtu或其他现有的通信协议的rs485现场总线。

可选地，物料自动运输系统还包括无线通信装置20，数据处理装置14通过无线通信装置20与搅拌站进行通信。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。