一种使用自动化装车装置的控制方法

摘要

本发明公开了一种使用自动化装车装置的控制方法，包括设置在下料装置下方的汽车衡，还包括拖动小车、动力装置和具备显示功能以及控制功能的操作台，拖动小车设置在汽车衡上，动力装置通过间接方式驱动拖动小车在汽车衡上移动，操作台与动力装置和汽车衡电连接。本发明的自动化装车装置能够实现自动化拖行，使司机的操作解放出来，配合汽车衡可以对装车的重量自动计算和控制，严格控制超载情况，降低超载安全风险，在拖车过程中，车辆中的燃油油耗为零，节能减排，保护环境，降低运输成本，减少一个专职装车人员，可大大降低对人工的依赖，降低用工成本，提高装车效果和效率。

权利要求

1.一种使用自动化装车装置的控制方法，其特征在于：所述自动化装车装置包括设置在下料装置（5）下方的汽车衡（1），还包括拖动小车（4）、动力装置（3）和具备显示功能以及控制功能的操作台（2），所述拖动小车（4）设置在汽车衡（1）上，拖动小车（4）的两侧设置有定向导轨（9），定向导轨（9）与汽车衡（1）的两侧或两边缘固定连接，动力装置（3）设置在汽车衡（1）的两侧或两边缘，动力装置（3）通过间接方式驱动拖动小车（4）在汽车衡（1）上移动，操作台（2）设置在汽车衡（1）的一侧，操作台（2）与动力装置（3）、汽车衡（1）和下料装置（5）电连接；

所述控制方法包括以下步骤：

STP1：系统启动，自检系统状态，如有故障则进行相对应的处理，若无故障则进入待机状态，等待车辆进入；

STP2：车辆驶入，首先进侧安全光幕检测到车辆驶入，发出信号给操作台，操作台记录车辆进入并进入工作状态；

STP3：车辆继续前行，当车辆驶上拖动小车，驾驶人员停止车辆，放开车辆驻车制动器、脚刹制动器；

STP4：驾驶人员下车，到达操作台位置，按下前进按钮，拖动小车拖动车辆前进，根据操作台上的显示功能观察摄像装置拍摄到的信号，当车辆车厢前端部刚好到达下料装置的下方位置时，按下操作台上的装车按钮；

STP5：操作台自动停止拖动小车，下料装置向下伸出，到达设定位置后，打开下料开关，下料装置开始下料，车辆开始装料，根据装车下料的工艺需求，延时一定时间后，操作台重新启动拖动小车前进；

STP6：拖动小车以一定的工艺速度运行，同时下料装置保持下料；

STP7：当车辆装载物料重量达到设定重量时，下料装置停止，关闭下料口，缩回原始位置，保持待机，等待下一装车过程的启动，同时，拖动小车停止运行；

STP8：驾驶人员上车，把车辆驶出装车区域，当出侧安全光幕检测到车辆驶出，发出信号给操作台；

STP9：操作台控制拖动小车开始返回，返回至初始位置；

STP10：开始进行下一辆车的装车过程。

2.根据权利要求1所述的使用自动化装车装置的控制方法，其特征在于：还包括摄像装置（6），所述摄像装置（6）设置在汽车衡（1）的一侧，且摄像装置（6）与下料装置（5）位于同一轴线上，摄像装置（6）与操作台（2）电连接。

3.根据权利要求1所述的使用自动化装车装置的控制方法，其特征在于：所述汽车衡（1）的两端设置有限位开关（7）和安全光幕（8），汽车衡驶入端的限位开关作为初始位限位开关，汽车衡驶出端的限位开关作为到位限位开关，汽车衡驶入端的安全光幕作为进侧安全光幕，汽车衡驶出端的安全光幕作为出侧安全光幕，限位开关（7）和安全光幕（8）均与操作台（2）电连接。

4.根据权利要求1所述的使用自动化装车装置的控制方法，其特征在于：所述动力装置（3）通过链轮链条驱动拖动小车（4）在汽车衡（1）上移动，动力装置（3）为减速电机，减速电机上设置有编码器（301），减速电机和编码器（301）均与操作台（2）电连接，动力装置（3）设置在汽车衡（1）的驶出端，链轮设置在汽车衡（1）的两端，链条的两端与拖动小车（4）连接，动力装置（3）与链轮传动连接。

5.根据权利要求4所述的使用自动化装车装置的控制方法，其特征在于：所述链条所在的轴线上设置有至少一个链条限位座和至少一个导轨，链条的下层穿过链条限位座，链条的上层穿过导轨，其中，至少有一个链条限位座具有链条张紧功能。

6.根据权利要求5所述的使用自动化装车装置的控制方法，其特征在于：所述拖动小车（4）包括两个通过中间连接件（402）连接的滚轴组件（401），滚轴组件（401）包括由两个框架板（403）和两个边板（404）错位相连所组成的框架，两个框架板（403）之间设置有两组滚轴（405），滚轴（405）与框架板（403）之间轴承配合，每组滚轴（405）的一侧还设置有拉杆（406），位于外侧的框架板（403）上还设置有侧滚轮（407），位于外侧的框架板（403）的两端设置有链条接头（408），链条的两端分别与链条接头（408）连接。

7.根据权利要求1所述的使用自动化装车装置的控制方法，其特征在于：所述步骤STP7中，若拖动小车拖动车辆到达到位限位开关位置时，车辆装载物料重量还未达到设定重量，则操作台控制拖动小车拖动车辆返回初始位置，重新进行装车作业，直至装载物料重量达到要求为止。

8.根据权利要求1或7所述的使用自动化装车装置的控制方法，其特征在于：所述初始位置为拖动小车触发初始位限位开关时所达到的位置。

说明书

一种使用自动化装车装置的控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于散料线装载领域，具体涉及一种使用自动化装车装置的控制方法。

背景技术

[0002] 散料在各行各业的应用非常广泛，如骨料、散装水泥、面粉、粮食、其他化工原料等。目前散料装载一般采用两种方式：一是使用工程机械（装载车）装车，二是司机驾驶汽车缓慢通过出料仓下料口，人工控制下料口的伸缩、打开和闭合进行下料及装车，确保车辆装载重量达到要求。本发明主要涉及第二种装车方式，这种方式工作工程如下：

[0003] 1、汽车由司机驶入下料口下方，外部操作人员通过观察，通知司机车厢前端部对准下料口；2、外部操作人员操作下料设备打开，开始下料，汽车由司机操作缓慢向前运行或行走一段停一段时间，再前行一段距离，再停一段时间，如此循环装料，具体每个循环行走的距离通过司乘人员观察确定；3、当车厢后端部运行至下料口，人工通过观察操作设备停止下料。

[0004] 上述方式具有很多缺点：需要司机缓慢控制车速，配合下料；司机频繁操作车辆前进，加减速和后退，造成油耗升高，浪费能源；每次装车时间耗时较长，效率较低；现有的装车方式对人工的依赖严重，并且对人力数量要求固定，至少需要汽车司机和专职装车人员2个人力，成本较高。

发明内容

[0005] 针对上述现有装车方式中存在的缺点，本发明的目的是提供一种自动化装车装置及其控制方法，通过自动化的拖车装置，降低对人工的依赖，降低用工成本，提高装车效果和效率。

[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

[0007] 一种使用自动化装车装置的控制方法，包括设置在下料装置下方的汽车衡，还包括拖动小车、动力装置和具备显示功能以及控制功能的操作台，所述拖动小车设置在汽车衡上，拖动小车的两侧设置有定向导轨，定向导轨与汽车衡的两侧或两边缘固定连接，动力装置设置在汽车衡的两侧或两边缘，动力装置通过间接方式驱动拖动小车在汽车衡上移动，操作台设置在汽车衡的一侧，操作台与动力装置、汽车衡和下料装置电连接。

[0008] 还包括摄像装置，所述摄像装置设置在汽车衡的一侧，且摄像装置与下料装置位于同一轴线上，摄像装置与操作台电连接。

[0009] 所述汽车衡的两端设置有限位开关和安全光幕，汽车衡驶入端的限位开关作为初始位限位开关，汽车衡驶出端的限位开关作为到位限位开关，汽车衡驶入端的安全光幕作为进侧安全光幕，汽车衡驶出端的安全光幕作为出侧安全光幕，限位开关和安全光幕均与操作台电连接。

[0010] 所述动力装置通过链轮链条驱动拖动小车在汽车衡上移动，动力装置为减速电机，减速电机上设置有编码器，减速电机和编码器均与操作台电连接，动力装置设置在汽车衡的驶出端，链轮设置在汽车衡的两端，链条的两端与拖动小车连接，动力装置与链轮传动连接。

[0011] 所述链条所在的轴线上设置有至少一个链条限位座和至少一个导轨，链条的下层穿过链条限位座，链条的上层穿过导轨，其中，至少有一个链条限位座具有链条张紧功能。

[0012] 所述拖动小车包括两个通过中间连接件连接的滚轴组件，滚轴组件包括由两个框架板和两个边板错位相连所组成的框架，两个框架板之间设置有两组滚轴，滚轴与框架板之间轴承配合，每组滚轴的一侧还设置有拉杆，位于外侧的框架板上还设置有侧滚轮，位于外侧的框架板的两端设置有链条接头，链条的两端分别与链条接头连接。

[0013] 一种使用自动化装车装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

[0014] STP1：系统启动，自检系统状态，如有故障则进行相对应的处理，若无故障则进入待机状态，等待车辆进入；

[0015] STP2：车辆驶入，首先进侧安全光幕检测到车辆驶入，发出信号给操作台，操作台记录车辆进入并进入工作状态；

[0016] STP3：车辆继续前行，当车辆驶上拖动小车，驾驶人员停止车辆，放开车辆驻车制动器、脚刹制动器；

[0017] STP4：驾驶人员下车，到达操作台位置，按下前进按钮，拖动小车拖动车辆前进，根据操作台上的显示功能观察摄像装置拍摄到的信号，当车辆车厢前端部刚好到达下料装置的下方位置时，按下操作台上的装车按钮；

[0018] STP5：操作台自动停止拖动小车，下料装置向下伸出，到达设定位置后，打开下料开关，下料装置开始下料，车辆开始装料，根据装车下料的工艺需求，延时一定时间后，操作台重新启动拖动小车前进；

[0019] STP6：拖动小车以一定的工艺速度运行，同时下料装置保持下料；

[0020] STP7：当车辆装载物料重量达到设定重量时，下料装置停止，关闭下料口，缩回原始位置，保持待机，等待下一装车过程的启动，同时，拖动小车停止运行；

[0021] STP8：驾驶人员上车，把车辆驶出装车区域，当出侧安全光幕检测到车辆驶出，发出信号给操作台；

[0022] STP9：操作台控制拖动小车开始返回，返回至初始位置；

[0023] STP10：开始进行下一辆车的装车过程。

[0024] 所述步骤STP7中，若拖动小车拖动车辆到达到位限位开关位置时，车辆装载物料重量还未达到设定重量，则操作台控制拖动小车拖动车辆返回初始位置，重新进行装车作业，直至装载物料重量达到要求为止。

[0025] 所述初始位置为拖动小车触发初始位限位开关时所达到的位置。

[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0027] 1、在散料装车时，装车车辆由自动化装车装置自动化拖行，司机的操作解放出来，基本解除了装车过程中对司机的依赖。

[0028] 2、可以对装车的重量自动计算和控制，严格控制超载情况，降低超载安全风险，提高人员及车辆的安全和寿命。

[0029] 3、由于大型卡车油耗较大，原装车方式在装车过程中卡车需全程车辆发动，大大增加了油耗成本，采用自动化装车装置以后，车辆中的燃油消耗为零，节能减排，保护环境，降低运输成本。

[0030] 4、采用本发明提供的自动化装车装置，减少一个专职装车人员，可大大降低对人工的依赖，降低用工成本，提高装车效果和效率。

附图说明

[0031] 图1是自动化装车的示意图。

[0032] 图2是拖车装置结构示意图。

[0033] 图3是滚轴组件的结构示意图。

[0034] 图4是中间连接件的结构示意图。

[0035] 图5是拖车装置的牵引原理图。

[0036] 图6是初始装车状态示意图。

[0037] 图7是装车完成状态示意图。

[0038] 图8是自动化装车控制系统框架图。

[0039] 图9是自动化装车流程示意图。

[0040] 图中，1是汽车衡，2是操作台，3是动力装置，4是拖动小车，5是下料装置，6是摄像装置，7是限位开关，8是安全光幕，9是定向导轨，301是编码器，401是滚轴组件，402是中间连接件，403是框架板，404是边板，405是滚轴，406是拉杆，407是侧滚轮，408是链条接头，409是铰接头，410是第一销轴，411是铰接座，412是第二销轴，413是销轴限位板。

具体实施方式

[0041] 如图1～7所示，自动化装车装置，用于散料线装载领域，与汽车衡1搭配使用，该自动化装车装置能够实现自动化拖行，使司机的操作解放出来，基本解除了装车过程中对司机的依赖；配合汽车衡1可以对装车的物料重量自动计算和控制，严格控制超载情况，降低超载安全风险，提高人员及车辆的安全和寿命；在拖车过程中，车辆中的燃油油耗为零，节能减排，保护环境，降低运输成本；减少一个专职装车人员，可大大降低对人工的依赖，降低用工成本，提高装车效果和效率。

[0042] 自动化装车装置包括设置在下料装置下方的汽车衡1、拖动小车4、动力装置3和具备显示功能以及控制功能的操作台2，操作台2是操作监测台和核心控制器的集成，既具有视频显示器用于显示画面信息等，还具有若干控制按钮：用于控制自动化装车装置中相应的部件触发动作，以及核心控制器：用于实现工艺需求和根据检测到的信号值进行相应的逻辑动作控制。拖动小车4设置在汽车衡1上，拖动小车4的两侧设置有定向导轨9，定向导轨9与汽车衡1的两侧或两边缘固定连接，定向导轨9可以保证拖动小车4移动时保持直线运行。动力装置3设置在汽车衡1的两侧或两边缘，动力装置3通过间接方式驱动拖动小车4在汽车衡1上移动，操作台2设置在汽车衡1的一侧，操作台2与动力装置3、汽车衡1和下料装置
5电连接。

[0043] 上述动力装置3通过链轮链条驱动拖动小车4在汽车衡1上移动，动力装置3为减速电机，减速电机上设置有编码器301，减速电机和编码器301均与操作台2电连接，动力装置3设置在汽车衡1的驶出端，链轮设置在汽车衡1的两端，链条的两端与拖动小车4连接，动力装置3与链轮传动连接。其中，动力装置3还可以通过直接方式驱动拖动小车4在汽车衡1上移动，将减速电机与拖动小车4直接传动连接，不需要链轮链条进行间接传动。

[0044] 为了链轮链条结构的稳固性，在链条所在的轴线上设置有至少一个链条限位座和至少一个导轨，链条的下层穿过链条限位座，链条的上层穿过导轨，其中，至少有一个链条限位座具有链条张紧功能。链条限位座保证链条不会脱离链轮，同时，具有链条张紧功能的链条限位座还可以调节链条的张紧程度，导轨对链条具备托举作用，避免因链条太长而产生下垂干涉问题。

[0045] 上述拖动小车4包括两个通过中间连接件402连接的滚轴组件401，滚轴组件401包括由两个框架板403和两个边板404错位相连所组成的框架，两个框架板403之间设置有两组滚轴405，滚轴405与框架板403之间轴承配合，轴承配合保证了滚轴405的转动顺滑；每组滚轴405的一侧还设置有拉杆406，拉杆406可以增强框架的刚性；位于外侧的框架板403上还设置有侧滚轮407，侧滚轮407用于维持滚轴组件401在定向导轨9之间顺畅直线滑动；位于外侧的框架板403的两端设置有链条接头408，链条的两端分别与链条接头408连接。中间连接件402是为了补偿汽车衡1钢板平面的平面误差，中间连接件402包括两个通过第一销轴410连接的铰接头409，第一销轴410的一侧设置有销轴限位板413，铰接头409的一侧设置有至少一个与滚轴组件401固定连接的铰接座411，铰接座411与铰接头409的一侧通过第二销轴412连接。中间连接件402的结构具有两个方向的铰接，确保在拖车装置行走过程中，滚轴405能贴合汽车衡1钢板平面。

[0046] 为了减少滚轴405与转向前轮之间的摩擦力，在滚轴组件401上设置凹槽板，凹槽板的凹陷部位于两组滚轴405之间，增加凹槽板，滚轴405不与转向前轮直接摩擦，降低了对转向前轮的摩擦损耗作用，有利于增加转向前轮的使用寿命。需要说明的是，该拖动小车4的结构仅是其中的一种优选方式，应当指出，具备与本申请拖动小车4相同功能的拖动装置都可以涵盖在本申请的拖动小车内。甚至，可以对汽车衡1进行一些改进，配合汽车衡1、链轮链条以及能够卡紧汽车转向前轮的推杆、夹紧装置等装置，都可以代替本申请中的拖动小车4以及自动化拖动装置。

[0047] 为了更精确的观察到汽车车厢与下料装置5的相对位置，自动化装车装置还包括摄像装置6，摄像装置6可以为监控摄像头，与操作台2上的视频显示器连接，摄像装置6设置在汽车衡1的一侧，且摄像装置6与下料装置5位于同一轴线上，在观察汽车位置的时候，当可以观察到车厢前端部的时候，也就意味着此时车厢前端部位于下料装置5的下方，可以开始装料。

[0048] 汽车衡1的两端设置有限位开关7和安全光幕8，汽车衡驶入端的限位开关7作为初始位限位开关，初始位限位开关用于拖动小车4返回至初始位置；汽车衡驶出端的限位开关7作为到位限位开关，到位限位开关为拖动小车4在汽车衡1上所能到达的极限位置，拖动小车4触发到位限位开关时，操作台2控制拖动小车4停止移动。汽车衡1驶入端的安全光幕8作为进侧安全光幕，进侧安全光幕检测到车辆信号时，将信号传输至操作台2，操作台2接收到信号开始记录车辆进入并进入工作状态；汽车衡驶出端的安全光幕8作为出侧安全光幕，出侧安全光幕检测到车辆驶出汽车衡1以后，将信号传输给操作台2，操作台2根据接收到的信号控制拖动小车4返回初始位置。限位开关7和安全光幕8均与操作台2电连接。

[0049] 如图8～9所示，一种使用自动化装车装置的控制方法，其中，检测器件为限位开关7、安全光幕8和摄像装置6，操作监测台和核心控制器集成在操作台2上，拖车系统本体为动力装置3、拖动小车4等，称重装置为汽车衡1，其系统逻辑为：检测器件检测车辆的位置，并将信息传输至操作台2，驾驶人员根据操作台2上视频显示器以及核心控制器进行相应动作，然后下料装置5进行下料，称重装置时刻将检测的信号传输至操作台2，操作台2根据称重装置检测的信号控制拖动小车4和下料装置5进行相应的动作。

[0050] 其具体控制方法包括以下步骤：

[0051] STP1：系统启动，自检系统状态，如有故障则进行相对应的处理，若无故障则进入待机状态，等待车辆进入。

[0052] STP2：车辆驶入，首先进侧安全光幕检测到车辆驶入，发出信号给操作台2，操作台2记录车辆进入并进入工作状态，此时，操作台2上的其他功能按钮才具备控制功能，防止按钮的误触，造成设备误动作。

[0053] STP3：车辆继续前行，当车辆驶上拖动小车4，驾驶人员停止车辆，放开车辆驻车制动器、脚刹制动器。此时，车辆处于空挡状态，车辆处于容易被拖动或拉动的状态。

[0054] STP4：驾驶人员下车，到达操作台2位置，按下操作台上的前进按钮，拖动小车4拖动车辆前进，根据操作台2上的视频显示器观察摄像装置6拍摄到的信号，当车辆车厢前端部刚好到达下料装置5的下方位置时，按下操作台上的装车按钮。

[0055] STP5：操作台2自动停止拖动小车4，下料装置5向下伸出，到达设定位置后，打开下料开关，下料装置5开始下料，车辆开始装料，根据装车下料的工艺需求，延时一定时间后，操作台2重新启动拖动小车4前进。

[0056] 步骤STP5中，工艺需求为：需要说明的是，在装车过程中，车辆优先需要满足的是装车物料重量，只要物料重量符合要求，就是完成装车。下料装置5的出料速度是可控的、一定的，是一个定量，拖动小车4的移动速度是可变的，但是移动的距离上限是一定的，而汽车装料的物料重量是一定的，根据物料重量和出料速度可以得出车厢装满符合物料重量的散料所需要的时间，根据时间以及移动的距离上限可以得出拖动小车4移动的最快速度，当然，为了保证拖动小车4不必每次都到达极限位置，选取的速度不会大于最快速度。延时一段时间，是为了下料装置5可以将车厢前端部先装满，延时时间到达后，也就是车厢前端装到符合要求的物料重量以后根据车辆剩余需要装的物料重量、下料装置5的出料速度以及不大于移动距离上限的数据，得出拖动小车4的移动速度。

[0057] STP6：拖动小车4以一定的工艺速度运行，同时下料装置5保持下料。该拖动小车4的工艺速度即为符合上述工艺需求的移动速度。

[0058] STP7：当车辆装载物料重量达到设定重量时，下料装置5停止，关闭下料口，缩回原始位置，保持待机，等待下一装车过程的启动，同时，拖动小车4停止运行。该过程中，汽车衡1能够时刻检测到装料的物料重量，并将数据返回至操作台2进行工艺计算。

[0059] 步骤STP7中，若拖动小车4拖动车辆到达到位限位开关位置时，车辆装载物料重量还未达到设定重量，则操作台2控制拖动小车4拖动车辆返回初始位置，重新进行装车作业，直至装载物料重量达到要求为止。

[0060] STP8：驾驶人员上车，把车辆驶出装车区域，当出侧安全光幕检测到车辆驶出，发出信号给操作台2；

[0061] STP9：操作台2控制拖动小车4开始返回，返回至初始位置；初始位置为拖动小车4触发初始位限位开关时所达到的位置。

[0062] STP10：开始进行下一辆车的装车过程。

[0063] 本发明的工作过程为：依照上述连接关系和控制方法设置本申请的自动化装车装置，驾驶员驾驶车辆进行装料作业时，在汽车衡1上没有其他作业的车辆时，驾驶员将车辆驶入拖动小车4，停止车辆，放开车辆驻车制动器、脚刹制动器，使车辆处于可拖动状态，然后下车，进入操作台区域进行装料操作。此时，进侧安全光幕已经检测到车辆进入信息，自动化装车装置处于工作状态。

[0064] 驾驶员根据操作台2上的功能按钮按下前进按钮，拖动小车4拖动车辆前进，驾驶员根据操作台2上的视频显示器观察车辆车厢前端部与下料装置5的相对位置，当观察到车辆车厢前端部到达下料装置5下方时，按下操作台2上的装车按钮。

[0065] 按下操作台2上的装车按钮后，操作台2根据工艺需求，进行装料，直至装载物料重量达到设定的重量时，下料装置5停止，关闭下料口，缩回原始位置，保持待机，等待下一装车过程的启动，同时，拖动小车4停止运行。驾驶员现在可以将车辆驶出汽车衡1。驾驶人员上车，把车辆驶出装车区域，当出侧安全光幕检测到车辆驶出，发出信号给操作台2；操作台2控制拖动小车4开始返回，返回至初始位置；初始位置为拖动小车4达到初始位限位开关时的位置。然后开始进行下一辆车的装车过程。

[0066] 上述过程中，不需要专职的装料人员，只需要驾驶员一人配合操作台2即可完成装料过程，减少了对人工的依赖，降低了用工成本，配合汽车衡1可以对装车的物料重量自动计算和控制，严格控制超载情况，降低超载安全风险，在拖车过程中，车辆中的燃油油耗为零，节能减排，保护环境，降低运输成本。

[0067] 以上所述，仅是本发明的优选实施方式，并不是对本发明技术方案的限定，应当指出，本领域的技术人员，再本发明技术方案的前提下，还可以作出进一步的改进和改变，这些改进和改变都应该涵盖在本发明的保护范围内。