装车质量检测装置及系统的制作方法

1.本技术涉及铁路运输技术领域，尤其涉及一种装车质量检测装置及系统。


背景技术：

2.铁路运输系统中对装车质量具有严格的要求，不得出现严重的超载、偏载、超高的情况。铁路系统要求装车后货物总重心的投影应位于货车纵、横中心线的交叉点上。必须偏离时，横向偏离量不得超过100mm；纵向偏离时，每个车辆转向架所承受的货物重量不得超过货车容许载重量的二分之一，且两转向架承受重量之差不得大于10吨。
3.目前铁路系统对火车车皮的装车质量的检测手段主要是tpds系统(车辆运行品质动态监测系统)，利用设在轨道结构中的称重系统，判定车辆的超偏载情况。然而，tpds系统只能对运输过程进行检测，并不能用于装车阶段的检测，无法及时发现超偏载问题，并且系统设备成本高、维护工作量和管理难度均较大，难以在工矿企业中进行推广。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、维护量小并且操作简单的装车质量检测装置及系统。
5.本技术的技术方案提供一种装车质量检测装置，包括安装支架、以及安装在所述安装支架上的活动支架、驱动所述活动支架旋转的旋转组件和驱动所述活动支架升降的升降组件；
6.所述活动支架包括水平段和竖直段，所述竖直段活动安装在所述安装支架上，并且与所述旋转组件和所述升降组件连接，所述水平段上安装有物料检测装置。
7.进一步地，所述竖直段包括上端柱、下端柱和位于所述上端柱和所述下端柱之间的齿轮柱；
8.所述旋转组件包括旋转驱动装置和旋转传动件，所述旋转传动件与所述齿轮柱配合，所述旋转驱动装置驱动所述旋转传动件转动，所述旋转传动件转动带动所述齿轮柱旋转。
9.进一步地，所述旋转驱动装置包括液压马达、电磁阀和液压站，所述液压站通过所述电磁阀连接所述液压马达，所述液压马达驱动所述旋转传动件转动。
10.进一步地，所述齿轮柱和所述安装支架之间还连接有轴套，所述轴套套设在所述齿轮柱外，所述齿轮柱转动时带动所述轴套同步转动；
11.所述旋转组件还包括角度检测装置、初始角度感应件和工作角度感应件，所述角度检测装置安装在所述安装支架上，所述初始角度感应件和所述工作角度感应件安装在所述轴套外；
12.所述活动支架旋转至初始角度时，所述初始角度感应件旋转至所述角度检测装置处，所述活动支架旋转至所述工作角度时，所述工作角度感应件旋转至所述角度检测装置处。
13.进一步地，所述轴套的内壁设置有棘齿，所述棘齿与所述齿轮柱配合。
14.进一步地，所述升降组件包括升降驱动装置和连接件，所述连接件连接在所述竖直段的下端和所述升降驱动装置之间，所述升降驱动装置驱动所述连接件和所述活动支架升降。
15.进一步地，所述连接件的上端开设有圆槽，所述竖直段的下端安装到所述圆槽中；
16.所述连接件的下端开设有球形槽，所述升降驱动装置的上端设置有球形连接部，所述球形连接部安装到所述球形槽中。
17.进一步地，所述升降组件还包括初始高度检测装置、工作高度检测装置和高度感应件；
18.所述初始高度检测装置和所述工作高度检测装置安装在安装支架上，所述高度感应件安装在所述连接件或所述竖直段上。
19.进一步地，所述物料检测装置包括五个激光测距仪，五个所述激光测距仪间隔安装在所述水平段上，激光方向朝向下方。
20.本技术的技术方案还提供包括火车、轨道、数据分析单元和如前所述的装车质量检测装置；
21.所述火车架设在所述轨道上并沿所述轨道运行，所述装车质量检测装置设置在所述轨道的一侧，检测时所述活动支架的所述水平段位于所述火车的上方，所述水平段沿所述火车的宽度方向设置；
22.所述数据分析单元与所述物料检测装置通信连接。
23.采用上述技术方案后，具有如下有益效果：
24.本技术的装车质量检测装置及系统通过将活动支架的水平段横向设置在火车上方，利用物料检测装置检测火车上物料的装车情况，在装车阶段能够及时发现装车超偏载问题，提高物料装车质量；同时，装车质量检测装置及系统结构简单，成本低廉，适应广泛推广应用。
附图说明
25.参见附图，本技术的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本技术的保护范围构成限制。图中：
26.图1是本技术一实施例中装车质量检测系统的结构示意图；
27.图2是本技术一实施例中装车质量检测装置的第一角度结构示意图；
28.图3是本技术一实施例中装车质量检测装置的第二角度结构示意图；
29.图4是本技术一实施例中活动支架的结构示意图；
30.图5是本技术一实施例中活动支架的齿轮柱与安装支架的连接处的结构示意图；
31.图6是本技术一实施例中角度检测装置的结构示意图；
32.图7是本技术一实施例中液压马达的结构示意图；
33.图8是本技术一实施例中升降驱动装置和连接件的连接结构示意图；
34.图9是本技术一实施例中连接件的结构示意图。
35.附图标记对照表：
36.火车001、轨道002；
37.装车质量检测装置003：
38.安装支架01、安装台11；
39.活动支架02：水平段21、竖直段22、上端柱221、齿轮柱222、下端柱223、连接部2231、加强肋板23；
40.旋转组件03：驱动装置31、液压马达311、支架3111、壳体3112、进油口3113、轴套32、棘齿321、转动轴承322、轴承座323、轴承密封件324、角度检测装置33、初始角度感应件34、工作角度感应件35；
41.升降组件04：升降驱动装置41、球形连接部411、连接件42、圆槽421、上圆槽4211、下圆槽4212、球形槽422、止推轴承43、止推轴承密封件44、初始高度检测装置45、工作高度检测装置46、高度感应件47；
42.物料检测装置05：激光测距仪51。
具体实施方式
43.下面结合附图来进一步说明本技术的具体实施方式。
44.容易理解，根据本技术的技术方案，在不变更本技术实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本技术的全部或视为对申请技术方案的限定或限制。
45.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。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。
46.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以可拆卸连接，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，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述属于在本技术中的具体含义。
47.装车质量检测装置：
48.本技术实施例中的装车质量检测装置，如图2、3所示，包括安装支架01、以及安装在安装支架01上的活动支架02、驱动活动支架02旋转的旋转组件03和驱动活动支架02升降的升降组件04；
49.活动支架02包括水平段21和竖直段22，竖直段22活动安装在安装支架01上，并且与旋转组件03和升降组件04连接，水平段21上安装有物料检测装置05。
50.具体来说，安装支架01固定在轨道一侧的地面或其他设备上，活动支架02安装在安装支架01上。活动支架02的竖直段22与升降组件04连接，升降组件04驱动活动支架02整体在竖直方向上升降；活动支架02的竖直段22还与旋转组件03连接，旋转组件03驱动竖直段22沿自身轴线转动，从而带动水平段21在水平面上转动。
51.在进行装车质量检测时，首先升降组件04驱动活动支架02上升到预设高度，之后
旋转组件03驱动活动支架02转动至水平段21沿火车的宽度方向设置，水平段21上的物料检测装置05能够检测火车宽度上各个位置的物料堆放高度，随着火车缓慢行驶，能够对火车上各处的物料堆放高度进行检测。
52.进一步地，如图4所示，竖直段22包括上端柱221、下端柱223和位于上端柱221和下端柱223之间的齿轮柱222；
53.旋转组件03包括旋转驱动装置31和旋转传动件(图未示)，旋转传动件与齿轮柱222配合，旋转驱动装置31驱动旋转传动件转动，旋转传动件转动带动齿轮柱222旋转。
54.具体地，竖直段22一体成型，自上而下依次设置为上端柱221、齿轮柱222和下端柱223。
55.上端柱221与水平段21连接，较佳地，上端柱221与水平段21之间还连接有加强肋板23，加强肋板23呈直角三角形，两个直角边分别与上端柱221和水平段21连接，用于加强上端柱221和水平段21之间的连接强度。
56.齿轮柱222的外表面设置有锯齿，锯齿沿周向设置，旋转组件03与齿轮柱222连接。旋转传动件可以设置为齿轮，齿轮与齿轮柱222外的锯齿啮合，旋转驱动装置31驱动旋转传动件转动时，旋转传动件带动齿轮柱222同步转动。
57.本技术实施例中，如图5所示，旋转驱动装置31包括液压马达311、电磁阀(图未示)和液压站(图未示)，液压站通过电磁阀连接液压马达311，液压马达驱动旋转传动件转动。
58.具体来说，如图7所示，液压马达311包括支架3111和壳体3112，支架3111固定在安装支架上01上，壳体3112安装在支架3111上，旋转传动件设置在壳体3112的内部，壳体3112上设置有进油口3113和出油口(被遮挡未示出)，进油口3113和出油口各通过一个单向电磁阀与液压站连接，高压油液从液压站进入进油口3113，又从出油口流回液压站，高压油液在壳体3112中流动的过程中带动旋转传动件转动，从而实现对活动支架02的旋转驱动。
59.下端柱223与升降组件04连接，具体结构见下文详述。
60.进一步地，如图5、6所示，齿轮柱222和安装支架01之间还连接有轴套32，轴套32套设在齿轮柱222外，齿轮柱222转动时带动轴套32同步转动；
61.旋转组件03还包括角度检测装置33、初始角度感应件34和工作角度感应件35，角度检测装置33安装在安装支架01上，初始角度感应件34和工作角度感应件35安装在轴套32外；
62.活动支架02旋转至初始角度时，初始角度感应件34旋转至角度检测装置33处，活动支架02旋转至工作角度时，工作角度感应件35旋转至角度检测装置33处。
63.具体地，如图6所示，轴套32的内壁设置有棘齿321，棘齿321与齿轮柱222配合，使得齿轮柱222转动时能够带动轴套32同步转动。如图5所示，轴套32外还套设有转动轴承322，转动轴承322的外部套设有轴承座323，轴承座322安装在安装支架01的安装台11上，转动轴承322的上端和下端各设置有一个轴承密封件324将转动轴承322密封。当齿轮柱222带动轴套32转动时，转动轴承322能够减少轴套32的转动摩擦力，使轴套32的转动更加顺畅。
64.本技术实施例中，在液压马达311的上方和下方各设置有一个轴套32，两个轴套32与安装支架01的连接结构相同，具体参见图5。两个轴套32和液压马达311共同为活动支架02的转动进行限位，保证活动支架能够严格绕竖直段22的轴线转动。
65.初始角度感应件34和工作角度感应件35安装在其中一个轴套32外，如图6所示，初
始角度感应件34和工作角度感应件35的角度差为90
°
，角度检测装置33固定安装在安装支架01上。作为一个例子，角度检测装置33为激光测距仪，初始角度感应件34和工作角度感应件35安装在高度方向上的不同位置，当初始角度感应件34和工作角度感应件35旋转至激光测距仪处时，激光测距仪能够检测到不同的距离数据，激光测距仪通过距离数据能够判断活动支架02转动至初始角度还是工作角度。
66.进一步地，如图2、3所示，升降组件04包括升降驱动装置41和连接件42，连接件42连接在竖直段22的下端和升降驱动装置41之间，升降驱动装置41驱动连接件42和活动支架02升降。
67.具体地，升降驱动装置41固定安装在安装支架01中，本实施例中升降驱动装置41采用液压油缸，液压油缸由液压站提供高压油液进行驱动。液压油缸的伸缩杆通过连接件42与下端柱223连接，伸缩杆的伸缩带动活动支架02在高度方向上升降。
68.进一步地，如图8、9所示，连接件42的上端开设有圆槽421，竖直段22的下端安装到圆槽421中；
69.连接件42的下端开设有球形槽422，升降驱动装置41的上端设置有球形连接部411，球形连接部411安装到球形槽422中。
70.具体地，下端柱223的下端设置有连接部2231，连接部2231的直径小于下端柱223的直径。如图9所示，连接件42上端的圆槽421分为上圆槽4211和下圆槽4212，并且下圆槽4212的直径小于上圆槽4211的直径。连接部2231的下端插入到下圆槽4212中。上圆槽4211的内壁和连接部2231的外壁之间还设置有止推轴承43，止推轴承43的上端设置有止推轴承密封件44，当活动支架02转动时，止推轴承43减轻了下端柱223的转动摩擦力。
71.球形连接部411设置在液压油缸的伸缩杆上端，由于升降驱动装置41无法相对于安装支架01转动，设置球形连接部411安装在球形槽422中，使得连接件42能够相对于升降驱动装置41转动，能够避免升降驱动装置41影响活动支架02的转动。
72.进一步地，升降组件04还包括初始高度检测装置45、工作高度检测装置46和高度感应件47；
73.初始高度检测装置45和工作高度检测装置46安装在安装支架01上，高度感应件47安装在连接件42或竖直段22上。
74.本技术实施例中，如图8、9所示，高度感应件47设置在连接件42的外周面，初始高度检测装置45和工作高度检测装置46安装在安装支架01的不同高度位置上。作为一个例子，高度感应件47设置为金属材料，初始高度检测装置45和工作高度检测装置46采用金属检测传感器，当初始高度检测装置45检测到高度感应件47，则判断活动支架02位于初始高度，当工作高度检测装置46检测到高度感应件47，则判断活动支架02位于工作高度。
75.进一步地，如图2、3所示，物料检测装置05包括五个激光测距仪51，五个激光测距仪51间隔安装在水平段21上，激光方向朝向下方。五个激光测距仪51分别检测五个位置处物料距离水平段21的距离，判断物料的堆放高度，随着火车的行驶，能够获知火车车皮中各个位置的物料堆放高度，进而判断火车车皮的装车质量。
76.本技术实施例中的装车质量检测装置，通过活动支架02水平段21上的物料检测装置05，对火车车皮中的各个位置的物料堆放高度进行检测，从而能够及时发现火车车皮中的超载偏载现象。活动支架02设置为可旋转、可升降的结构，能够在不进行检测时将活动支
架02收起，防止活动支架02影响火车正常行驶。
77.装车质量检测系统：
78.本技术实施例中的装车质量检测系统，如图1所示，包括火车001、轨道002、数据分析单元(图未示)和如前所述的装车质量检测装置003；
79.火车001架设在轨道002上并沿轨道002运行，装车质量检测装置003设置在轨道002的一侧，检测时活动支架02的水平段21位于火车001的上方，水平段21沿火车001的宽度方向设置；
80.数据分析单元分别与物料检测装置05、角度检测装置33和通信连接。
81.具体地，装车质量检测装置003未进行检测时，活动支架02旋转至初始角度，并下降至初始高度，当开始检测时，首先将活动支架02上升至工作高度，再转动至工作角度，此时活动支架02水平段21沿火车001的横向设置，此时可开始对火车中物料的装车情况检测：火车缓慢启动，五个激光测距仪间隔设定时间检测水平段21至物料的距离，并将检测的数据发送至数据分析单元，数据分析单元将不同的激光测距仪的检测数据按照检测时间进行排列，拟合出火车中各个位置物料的分布图，从而判断火车中物料是否超载或偏载。
82.其中，数据分析单元可以采用单片机、可编程逻辑控制器、处理器等具有数据处理功能的元件。
83.本技术中装车质量检测系统机械结构和计算原理简单，能够快速对火车中物料的装车质量进行检测，并且成本低廉，适合广泛推广。
84.以上所述的仅是本技术的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，将分别公开在不同的实施例中的技术方案适当组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内，在本技术原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本技术的保护范围。