一种基于三维测距的物料运输车物料自动化传输装置的制作方法

本发明涉及一种基于三维测距的物料运输车物料自动化传输装置。

背景技术：

为避免环境污染和降低人工二次清理废弃污土的成本，清筛机在桥梁、隧道、城区线路进行道床清筛作业时，不能将清筛道床后产生的污土排放到线路外，必须使用多节物料运输车运送废弃的污土。目前，国外奥地利普拉塞生产的mfs系列和国内铁建高新生产的wy系列的物料运输车较为常见，但物料传输全部为人工控制，操作人员站在距轨面约2.2m高处进行监测与控制物料传输，距电压等级为25kv接触网较近，雨季有触电的安全隐患，面对扬尘、高温等恶劣的施工环境，操作易疲劳，存在高空坠落的安全隐患。为自动控制物料运输车输送带输送物料，需精确检测进料区的物料状态。由于进料区污土堆放表面不平整，市场上常见的二维扫描传感器和一维测距传感器不能精确的测量物料状态，影响物料运输车的利用效率。由于物料运输车编组数量可能达到8台以上，且存在单台物料运输车脱离车组远端卸料的情况，市场上常见的zigbee无线通信模块较难实现远距离数据通信。

技术实现要素：

本发明针对上述物料运输车技术的缺陷，提出了一种基于三维测距的物料运输车物料自动化传输装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于三维测距的物料运输车物料自动化传输装置，包括报警器、传输里程传感器、三维测距传感器、无线数传电台模块、计算机控制系统，其特征在于，所述的传输里程传感器为安装在输送带旋转齿轮处的光电感应开关，测量输送带传输物料的里程；所述的三维测距传感器为三维激光扫描传感器，测量物料运输车欠载、偏载和超载；所述的无线数传电台模块为rs232接口的无线数传电台收发模块，传输物料运输车的物料状态和工作状态；所述的计算机控制系统包括计算机、数字量输入输出模块、脉冲计数模块和显示器，所述的计算机与数字量输入输出模块、脉冲计数模块、显示器、三维测距传感器、无线数传电台模块相连，所述的数字量输入输出模块与报警器、输送带传输继电器和污土带电磁阀相连，所述的脉冲计数模块与传输里程传感器相连，所述的计算机用于控制报警器、输送带传输继电器、污土带电磁阀、传输里程传感器、显示器、三维测距传感器、无线数传电台模块工作。

本发明的有益效果在于：

1、采用三维测距传感器实现了物料状态三维精准测量，采用传输里程传感器实现了物料传输过程的监测，提高了监控效能，有利于提高物料运输车物料传输时料仓的利用率和传输效率。

2、采用无线数传电台模块实现了远距离的数据通信，与zigbee无线通信模块相比，更能适应多车编组的物料运输车工况环境。

附图说明

图1为本发明整体系统框图；

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明的整体系统框图如图1所示，所述的计算机控制系统包括计算机、数字量输入输出模块、脉冲计数模块和显示器，可用于连接所述的报警器、传输里程传感器、三维测距传感器、无线数传电台模块。所述的无线数传电台模块、计算机和显示器安装在清筛机上。所述的无线数传电台模块、计算机、数字量输入输出模块、脉冲计数模块、显示器、报警器、传输里程传感器、三维测距传感器安装在每台物料运输车上。

所述的三维测距传感器安装在物料运输车进料区中心位置，检测进料区内物料的体积，并将检测数据发送到所述的计算机控制系统，由计算机控制系统将检测的物料三维体积与理想物料体积比较，可判断进料区的物料欠载、偏载和超载三种物料状态。

所述的传输里程传感器用于检测物料传输的位置。

所述的计算机控制系统可存储输入联挂编组的物料运输车物料的传输顺序。

所述的无线数传电台模块将所述计算机控制系统获取的物料状态、工作状态等信息通过无线网络发送给其他物料运输车和清筛机上的无线数传电台模块，再进入其他车的计算机控制系统。

所述的计算机控制系统包含的显示器显示物料状态和工作状态。

所述的计算机控制系统位于清筛机上时，根据物料偏载状态控制污土带电磁阀工作，可横向调节污土带，控制落料位置。

所述的计算机控制系统位于物料运输车上时具有两种工作模式：装料模式和传输模式。

所述的计算机控制系统处于装料模式的工作过程：获取三维测距传感器数据，控制物料满载状态自动传输，防止欠载和超载，例如物料满载状态时，可获得三维测距传感器进料区下方物料体积为vr，当计算的物料体积小于vr时，物料欠载，停止输送带传输继电器工作，等待进料区补充物料，当计算的物料体积等于vr时，物料满载，控制输送带传输继电器工作，使料仓底板输送带向前传输物料一段距离，以便腾出进料空间，防止物料超载。

所述的计算机控制系统处于传输模式的工作过程：计算机控制系统控制物料运输车输送带传输继电器工作，使输送带向前输送物料。

当装置开启后，所述的计算机控制系统通过存储的物料运输车物料的传输顺序和无线数传电台模块获取的数据判断其所在的物料运输车在整个联挂编组内的物料传输顺序，末节物料运输车的控制系统处于装料模式，它实时检测物料状态，控制物料满载传输，其它物料运输车的控制系统处于传输模式，控制输送带全速传输物料到末节物料运输车的进料区，清筛机上的控制系统控制污土带落料位置，调节末节物料运输车的物料偏载。末节物料运输车的传输里程传感器检测到物料传输到车尾时，末节物料运输车料仓已满，计算机控制系统发送末节物料运输车传输完成信号到前一节物料运输车。前一节物料运输车的控制系统收到末节物料运输车传输完成信号后，停止输送带向末节物料运输车输送物料，控制系统切换为装料模式工作，装料结束后，再向前一节物料运输车发送传输完成信号，当前一节物料运输车为首节物料运输车，并且首节物料运输车装料结束后，多节联挂编组物料运输车自动化传输完成，装置停止工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种基于三维测距的物料运输车物料自动化传输装置，包括报警器、传输里程传感器、三维测距传感器、无线数传电台模块、计算机控制系统，其特征在于，所述的传输里程传感器为安装在输送带旋转齿轮处的光电感应开关，测量输送带传输物料的里程；所述的三维测距传感器为三维激光扫描传感器，测量物料运输车欠载、偏载和超载；所述的无线数传电台模块为rs232接口的无线数传电台收发模块，传输物料运输车的物料状态和工作状态；所述的计算机控制系统包括计算机、数字量输入输出模块、脉冲计数模块和显示器，所述的计算机与数字量输入输出模块、脉冲计数模块、显示器、三维测距传感器、无线数传电台模块相连，所述的数字量输入输出模块与报警器、输送带传输继电器和污土带电磁阀相连，所述的脉冲计数模块与传输里程传感器相连，所述的计算机用于控制报警器、输送带传输继电器、污土带电磁阀、传输里程传感器、显示器、三维测距传感器、无线数传电台模块工作。

技术总结
本实用新型公开了一种基于三维测距的物料运输车物料自动化传输装置，通过三维激光扫描传感器测量欠载、偏载和超载三种物料状态的方式，与二维扫描传感器和一维测距传感器相比，更能精确的测量物料状态。采用传输里程传感器实现了物料传输过程的监测。采用无线数传电台模块实现了远距离的数据通信，与ZigBee无线通信模块相比，更能适应多车编组的物料运输车工况环境。采用基于三维测距的物料运输车物料自动化传输装置可实现多节联挂编组的物料运输车的物料自动化传输。

技术研发人员：高春雷;程锋;周佳亮;赵红亮;何国华;沈金波;徐济松;吴和山;张锐;王鹏;张世红;牛怀军;宋晓阳
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所;中国铁路北京局集团有限公司北京大型养路机械运用检修段;中国铁道科学研究院集团有限公司
技术研发日：2019.06.12
技术公布日：2020.09.15