貨運火車裝載系統的制作方法

貨運火車裝載系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種貨運火車裝載系統，包括：散裝樓，用于向火車車廂裝載散裝貨物；以及機械手臂，用于向火車車廂裝載袋裝貨物；所述散裝樓、機械手臂沿鐵路依次設置。火車車廂依次經過所述散裝樓、機械手臂，實現對火車車箱裝載散裝貨物、對火車車廂裝載袋裝貨物，提高了火車裝載的效率。同時，裝車作業的自動化實現了節約勞動力資源，把工人從高強度勞動和惡劣勞動環境中解放出來。
【專利說明】貨運火車裝載系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及有軌貨運領域，尤其涉及貨運火車裝載系統。
【背景技術】
[0002]現有技術中，對貨運火車裝載時，是在鐵路兩側建立倉庫，火車車廂開入倉庫內，人工控制火車車廂停車位置，然后由工人向火車車廂內裝載貨物，這種人工裝載的方式不僅效率慢，而且存在安全隱患。為此，也形成了機械化裝載，將火車車廂開入倉庫，由機械裝載貨物。但是火車車廂很多，而裝載貨物的機械又不可能設計成與整列火車車廂的長度相當，因此，火車車廂需要每裝載完數節車廂就往前開出一段，以便后續車廂開入裝載位置。這樣裝載費時費力，效率不高。除此以外，當火車車廂運送如大豆等糧食時，一般是先將大豆散裝入火車車廂，然后鋪上內網，后在內網上再裝載袋裝大豆，以提高裝載量，而現有技術中，并沒有裝載系統能夠高效完成“散裝” “鋪網” “袋裝”的操作，更多的是由機械散裝，然后人工鋪網并靠人工搬運袋裝貨物，效率低，存在安全隱患。

【發明內容】

[0003]在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0004]本發明的目的在于提供一種貨運火車裝載系統，能夠高效完成裝載散裝貨物、鋪網和裝載袋裝貨物；高效完成全部散裝貨物；高效完成全部袋裝貨物。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供的一種貨運火車裝載系統，包括:散裝樓，用于向車廂裝載散裝貨物；以及機械手臂，用于向車廂裝載袋裝貨物；散裝樓、機械手臂沿鐵路依次設置。
[0006]相比于現有技術，本發明的有益效果為:火車車廂依次經過所述散裝樓、機械手臂，實現對車廂裝載散裝貨物、對車廂裝載袋裝貨物，提高了火車車廂裝載的效率。同時，裝車作業的自動化實現了節約勞動力資源，把工人從高強度勞動和惡劣勞動環境中解放出來。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]參照下面結合附圖對本發明實施例的說明，會更加容易地理解本發明的以上和其它目的、特點和優點。附圖中的部件只是為了示出本發明的原理。在附圖中，相同的或類似的技術特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。
[0008]圖1是本發明貨運火車裝載系統整體示意圖；
[0009]圖2是本發明貨運火車裝載系統中機械手臂位置的局部側視圖；
[0010]圖3是本發明貨運火車裝載系統中機械手臂的示意圖；[0011]圖4是本發明貨運火車裝載系統中平車器的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面參照附圖來說明本發明的實施例。在本發明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0013]參見圖1，本發明的貨運火車裝載系統，包括:散裝樓I和機械手臂3，它們依次沿著鐵路設置，其中，散裝樓I用于向火車車廂裝載散裝貨物，機械手臂3用于向火車車廂裝載袋裝貨物。通過本發明的貨運火車裝載系統，火車車廂依次經過所述散裝樓1、機械手臂3，實現對車廂裝載散裝貨物、對車廂裝載袋裝貨物，提高了火車車廂裝載的效率。當然應該理解，在需要全部散裝貨物時，散裝樓作業，機器手臂可以不作業；到當需要全部袋裝貨物時，散裝樓可以不作業，機器手臂作業。
[0014]在一種實施方式中，參見圖4，散裝樓和機械手臂之間還具有平車器2 (圖1中未示出)。以火車行進的方向為前，平車器2設置在散裝樓的前方，當車廂裝完散裝貨物時，會經過平車器2，將裝載在車廂中不平整的貨物推平。當然，平車器2可以通過連接臂與所述散裝樓固定連接，不過應該理解，平車器設置的位置只是一種可選的方式。應該理解，連接平車器的連接臂是高度可調的，以適應不同高度的火車車廂，當然，也可以通過連接臂的高度變化，更好的平整貨物。平車器可以位于火車車廂的上方，并且平車器至少能夠推平高出火車車廂一部分的貨物；也可以通過連接臂的高度調節，伸入火車車廂內，進行調節。
[0015]以上平車器只是本發明一種可選的實施方式，其它形式，能夠完成平整貨物的平車器也可以用在本發明，比如，在火車車廂裝好散裝貨物，平車器在火車車廂行進方向上來回滑動，以實現平整貨物的目的。
[0016]參見圖2，本發明的上述貨運火車裝載系統的機械手臂3固定在設置于鐵路兩側的基座4上，當然，可以是多個機械手臂3固定于一個基座4上，也可以是一個基座4只固定一個機械手臂3。例如，在一種可選的實施方式中，在鐵路兩側分別設置基座4，在每個基座上分別等距離的設置三個機械手臂3。而在另外一種實施方式中，可以在鐵路兩側，每側都設置三個基座，每個基座上設置一個機械手臂3。當然，這兩種實施例中，都具有六個機械手臂3，但是這并不用于限制本發明，其它合理數量的機械手臂3同樣可以用于本發明。進一步，無論上述兩種可選的實施方式中的哪一種，都是鐵路兩側，每側有三個機械手臂3，在沿鐵路延伸的方向上，在鐵路一側的機械手臂3與鐵路另一側的機械手臂3彼此錯開。也就是說相對側的機械手臂3，彼此錯開而不是面對面的設置。這樣能夠保證在裝載袋裝貨物時，機械手臂3能夠最大范圍的覆蓋到全部位置，避免出現有機械手臂3夠不到的死角，也能防止多個機械手臂3工作的范圍重疊過多，工作是避讓時間長，降低作業效率。
[0017]應該理解，上述鐵路兩側沒測有三個機械手臂只是一種實施方式，并不用于限制本發明。為了方便機械手臂的裝載，或者根據不同火車車廂的類型調節裝載袋裝貨物的碼放方式，機械手臂還可以通過滑軌固定在基座上，機械手臂可以根據裝載碼放袋裝貨物時的需求，調節自身位置。
[0018]更近一步，機械手臂3的和基座的總高度高于火車車廂的高度。以滿足裝貨需求。可以理解，本發明中基座可選的為鋼筋混凝土基座，能夠保證良好的穩定性，在一種實施例中，基座的高度基本等于火車車廂的高度，應該理解，因為火車車廂高度并不是完全相同，因此基座的高度基本等于火車車廂高度，在一些情況下，基座也可以低于火車車廂高度，只要滿足基座跟機械手臂3高度的和高于火車車廂即可。需要理解的是，這里對基座和機械手臂3高度的要求是為了滿足裝貨需求，根據本發明上述貨運火車裝載系統，應該可以知曉本發明機械手臂3前還設置了散裝樓1，在火車車廂裝完散裝貨物，才開始由機械手臂3裝載袋裝貨物，也就是說袋裝貨物往往是裝載在火車車廂頂部，基于這種較高的位置，因此基座和機械手臂3的總高度需要高于火車車廂的高度。在全部裝載袋裝貨物時，機器手臂3不能將袋裝貨物輕放在車廂底部，而是在一定高度將貨物放下。
[0019]參見圖3，在一種可選的實施方式中，上述機械手臂3包括連接軸5、連接臂6以及抓手，其中連接軸5垂直于基座，并且連接軸5的一端可轉動的連接在基座上，連接軸5的另一端與連接臂6的一端樞轉連接，抓手與連接臂6的另一端轉動連接。這種方式也可描述為:連接軸5垂直于所述基座4，一端與所述基座可旋轉的連接；連接臂6的一端與連接軸5遠離基座4的一端樞轉連接；抓手與連接臂6遠離連接軸5的一端可轉動連接。應該理解，上述連接軸5可以具有一個軸座51和軸體50，軸體可沿其與軸座連接的軸心轉動，軸座與基座通過螺栓連接等方式固定，從而實現連接軸5與基座可轉動的連接。當然這只是一種優選的實施方式，通過以上連接方式以實現機械手臂3的活動，滿足裝載需求，其它設置形式，如連接軸和連接臂6采用萬向軸連接，并通過液壓缸控制二者運動，只要能夠滿足使機械手臂3運動，完成裝載袋裝貨物就可以適用于本發明。還要理解，本發明提及的“抓手”，并不一定是指具有夾子形狀的結構，也并不一定是通過“抓”的方式將袋裝貨物裝載，例如，可以是推動或者鏟起袋裝貨物，并向火車車廂裝載也可以。因此，抓手并不用于限制本發明只能采用夾子形的結構。
[0020]繼續參見圖3，軸體50包括固定部520、第一轉動部530和第二轉動部510，所述第一轉動部530和第二轉動部510都與所述固定部520鉸接連接；所述第一轉動部530還與一杠桿522的固定端鉸接，所述杠桿的兩個力臂分別通過第一連桿521與所述固定部520鉸接、以及通過第二連桿523與所述抓手鉸接；所述連接臂6與所述第一轉動部530樞轉連接，所述連接臂6還通過第三連桿511與所述第二轉動部510鉸接。
[0021]也可以理解為，軸體50的固定部520與基座可轉動連接，并且固定部520還分別與第一轉動部530、第二轉動部510鉸接，第二轉動部510還與第三連桿511的一端鉸接，第三連接桿511的另一端與連接臂6鉸接，連接臂6還與第一轉動部530鉸接，連接臂6與第一轉動部530的交接點，不同于連接臂6與第三連桿511的鉸接點。第二轉動部510通過第三連桿511帶動連接臂6運動。
[0022]固定部520與第一連桿521的一端鉸接，第一連桿521的另一端與杠桿522的一個力臂鉸接，杠桿522的另一個力臂與第二連桿523的一端鉸接，杠桿523的固定端與第一轉動部530鉸接。
[0023]通過第一轉動部530的轉動，帶動杠桿的固定端移動，而杠桿的一個力臂通過第一連桿與固定部鉸接，此時杠桿的另一個力臂上連接的第二連桿就會帶動抓手運動。由于第一運動部的轉動也會帶動連接臂6運動，同時,連接臂6又會在第二轉動部的帶動下運動，因此連接臂6在兩個轉動部的共同帶動下，完成運動。[0024]當然，這些只是驅動機械手臂的一種優選方式，其它方式，或者其它形式的機械手臂，只要能夠完成向火車車型裝載袋裝貨物都可用于本發明。
[0025]進一步，為了實現對貨運火車裝載系統的控制要求，還設置了車卡信號識別器，用于判斷火車車型的類型，從而控制散裝樓I向車廂裝載散裝貨物的數量，以及控制機械手臂3向車廂裝載的袋裝貨物的數量，還包括根據判斷出的火車車廂的類型，確認該節火車車廂在進行散裝貨物裝載和袋裝貨物裝載時的停放位置。例如，車卡信號識別器安裝在火車車廂進入散裝樓I之前的鐵路線上，采用射頻識別技術，通過射頻信號自動識別目標車廂并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，根據該信號判斷車廂型號，以進一步控散裝樓
1、機械手臂3等部件的工作。當然，獲取各種車廂的型號的方式很多，例如上述的射頻識別裝置，也可以是編號編碼，只要判別車廂的類型。
[0026]應該理解，火車車廂由調車設備調運，因此上述車卡信號識別器判斷車廂型號后，會將車廂型號發送給調車設備，調車設備根據車廂型號調運火車車廂。
[0027]為了滿足控制要求，還設置了定位檢測裝置、編碼器和裝車控制系統，定位檢測裝置用于判斷火車車廂是否到達指定的位置，在到達指定位置后，由裝車控制系統控制散裝樓1、機械手臂3、鋪網工位的工作開始和/或停止。上述定位點是指:在裝載散裝貨物、裝載袋裝貨物等作業過程中，火車車廂停放的位置。因為火車車廂的大小會有不同，因此停放位置根據火車車廂的大小會有變化。進一步，編碼器控制所述調車設備調運所述火車車廂移動的距離，因此，大小不同的車廂都能到達指定的位置。下面具體描述本發明的工作過程，在可選的實施例中，火車車廂可以為普通的鐵路敞車，火車車廂由調車設備調運，調車設備可以為調車機，調車機驅動在上述散裝樓1、機械手臂3處完成裝貨等工序。當然，根據鐵路貨物運輸的相關規定，需要在車廂上鋪設內網，因此，本發明的火車車廂裝載系統中，散裝樓I和機械手臂3之間設置有鋪網工位，用于給火車車廂鋪設內網，該鋪網工位可以由人工鋪設內網，也可以通過機械輔助鋪設。
[0028]調車機拉動第一節車廂至散裝樓1，散裝樓I向第一節車廂裝載散裝貨物(如散裝大豆)，而此時調車機和第一節車廂脫離，返回起點，拉動第二節火車車廂前進，待第一節車廂在散裝樓I裝貨完成后，調車機拉著第二節車廂，同時推動第一節車廂，直至第二車廂被拉至散裝樓1，調車機與第二節車廂脫離，繼續推動第一節車廂直到進入鋪網工位所在的位置。第一節車廂進入鋪網工位后，調車機與第一節車廂脫離，返回起點，拉動第三節車廂前進，待第一節車廂在鋪網工位處完成鋪網，第二節車廂在散裝樓I處完成裝載散裝貨物，調車機拉動第三節車廂至散裝樓1，而此時調車機還要推動第二節車廂往鋪網工位處前進，同時，第二節車廂推動第一節車廂向機械手臂3處前進。調車機將第三節車廂拉至散裝樓I處，與之脫離，繼續推動第一節和第二節車廂分別到達機械手臂3和鋪網工位處，然后返回起點。如此反復多節車廂后，直到最后一節車廂到達散裝樓I，進行裝載，此時調車機也返回起點，然后以推動的方式將之前所有車廂向前推進，并使所有車廂都在散裝樓1、鋪網工位和機械手臂3處完成各自的工序。最后將整列火車車廂調離裝車線，開始下一列火車的裝車作業。可以采用機車調離、也可以采用調車機調離。
[0029]應該理解，上述工作過程是對應于本系統的一種可選方式，其它方式，如各節火車車廂連接好，由調車機帶動一起前進，依次完成裝貨鋪網等工序，同樣是可以實施的。
[0030]雖然已經詳細說明了本發明及其優點，但是應當理解在不超出由所附的權利要求所限定的本發明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領域內的普通技術人員從本發明的公開內容將容易理解，根據本發明可以使用執行與在此所述的相應實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結果的、現有和將來要被開發的過程、設備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權利要求旨在在它們的范圍內包括這樣的過程、設備、手段、方法或者步驟。
【權利要求】
1.一種貨運火車裝載系統，其特征在于，包括: 散裝樓，用于向火車車廂裝載散裝貨物； 機械手臂，用于向火車車廂裝載袋裝貨物； 所述散裝樓、機械手臂沿鐵路依次設置。
2.根據權利要求1所述的貨運火車裝載系統，其特征在于， 所述散裝樓和機械手臂之間還具有平車器，用于平整火車車廂內的散裝貨物。
3.根據權利要求1所述的貨運火車裝載系統，其特征在于， 所述散裝樓和所述機械手臂之間還設置有鋪網工位，向所述火車車廂鋪設內網。
4.根據權利要求 1所述的貨運火車裝載系統，其特征在于， 所述鐵路的兩側設置有基座，所述機械手臂安裝在所述基座上； 所述機械手臂和所述基座的總高度高于所述火車車廂的高度。
5.根據權利要求4所述的貨運火車裝載系統，其特征在于， 所述鐵路兩側均設置有一個所述基座，每個所述基座上等間距設置三個所述機械手臂，并且，在沿所述鐵路延伸的方向上，設置在所述鐵路一側基座上的機械手臂，與所述鐵路另一側基座上的機械手臂彼此錯開。
6.根據權利要求4所述的貨運火車裝載系統，其特征在于， 所述鐵路兩側每側至少設置三個基座，每個所述基座上設置一個所述機械手臂，在沿鐵路延伸的方向上，設置在所述鐵路一側基座上的機械手臂，與所述鐵路另一側基座上的機械手臂彼此錯開。
7.根據權利要求4-6任意一項所述的貨運火車裝載系統，其特征在于， 所述機械手臂具有連接軸，連接臂以及抓手；其中， 所述連接軸垂直于所述基座，一端與所述基座可旋轉的連接； 所述連接臂的一端與所述連接軸遠離所述基座的一端樞轉連接； 所述抓手與連接臂遠離連接軸的一端可轉動連接。
8.根據權利要求7所述的貨運火車裝載系統，其特征在于， 所述連接軸包括軸座和軸體，所述軸座與所述軸體連接，并且所述軸體可沿其與所述軸座連接的軸線轉動，所述軸座與所述基座固定連接。
9.根據權利要求8所述的貨運火車裝載系統，其特征在于， 所述軸體包括固定部、第一轉動部和第二轉動部，所述第一和第二轉動部都與所述固定部鉸接連接； 所述第一轉動部還與一杠桿的固定端鉸接，所述杠桿的兩個力臂分別通過第一連桿與所述固定部鉸接、以及通過第二連桿與所述抓手鉸接； 所述連接臂與所述第一轉動部樞轉連接，所述連接臂還通過第三連桿與所述第二轉動部鉸接。
10.根據權利要求1所述的貨運火車裝載系統，其特征在于， 所述貨運火車裝載系統還具有: 車卡信號識別器，所述信號識別器設置于所述散裝樓背離所述機械手臂一側，用于判別火車車廂類型，從而控制散裝樓向車廂裝載散裝貨物的數量，以及控制機械手臂向車廂裝載的袋裝貨物的數量；調車設備，根據所述車卡信號識別器對車廂類型的識別，調運所述火車車廂至指定位置； 定位檢測裝置，用于判斷車廂是否調運至指定位置； 編碼器，控制所述調車設備調運所述火車車廂移動的距離； 裝車控制系統，控制所述散裝樓、 機械手臂和所述鋪網工位開始或停止工作。
【文檔編號】B65G67/04GK103922160SQ201410037893
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】費海波, 莊光安, 馬彥敏, 劉乃峰, 周家海, 張保華 申請人:交通運輸部水運科學研究所, 日照港裕廊碼頭有限公司