本申请提供了一种自动对准槽车罐口的悬臂式火车全自动鹤管，实现了鹤嘴可沿铁轨中心线连续行走的问题，同时也实现了鹤嘴在有限步内自动寻找槽车罐口圆心及准确对位的问题，该鹤管的内外两个旋臂分别由两个动力装置带动旋转，两个角度传感器分别反应内外两个悬臂的旋转角度，罐口探测器用来探测罐口信号，控制器计算出鹤嘴到达探测点内外臂需要旋转的角度，驱动动力装置带动内外臂旋转使鹤嘴到达探测点，罐口探测器在探测点上没有探测到罐口信号，则控制器计算并驱动鹤嘴到下一个探测点，若在某一探测点上探测到罐口信号，则以内臂的旋转中心为轴继续旋转内臂和外臂找到罐口的前后沿，计算出罐口中心位置，最终驱动鹤嘴对准罐口。
An Automatic Crane Pipe for Cantilever Train with Automatic Alignment to Tank Gate of Tank Car
【技术实现步骤摘要】
一种自动对准槽车罐口的悬臂式火车全自动鹤管
本技术涉及一种火车槽车流体装卸设备，具体是一种机电一体化的智能寻找并自动对准槽车罐口悬臂式火车全自动鹤管。
技术介绍
普遍使用的臂式火车鹤管采用人工推动内外两个悬臂使得鹤嘴对准槽车罐口，操作强度大，而且操作人员必须站在槽车罐背上进行操作，容易发生事故。另一类火车旋臂鹤管虽然用气动马达或液压马达驱动内外两个悬臂旋转来对准罐口，靠人工操作手阀控制气动马达或液压马达的运转、转向和停止，由于操作人员的目测和操作的误差，很难将鹤管准确地对准在槽车罐口中心，导致鹤管密封盖不能完全覆盖罐口，油气跑损严重。
技术实现思路
本技术提供了一种自动对准槽车罐口的悬臂式火车全自动鹤管，通过机电一体化的设计，得到一种能够智能寻找并自动对准槽车罐口的悬臂式火车全自动鹤管，利用该鹤管实现了鹤嘴可沿铁轨中心线连续行走的问题，同时也实现了鹤嘴在有限步内自动寻找槽车罐口圆心及准确对位的问题。为了解决上述问题，本申请提供了一种自动对准槽车罐口的悬臂式火车全自动鹤管，其特征是，包含立柱1、内臂2、外臂3和控制器，内臂2设置在立柱1与外臂3之间，该内臂2的两端分别与立柱1和外臂3铰接，且在内臂2和立柱1的铰接处安装有动力装置A23和角度传感器A24，动力装置A24可实时监测内臂2旋转的角度信息，在外臂3和内臂2铰接处暗账有动力装置B31和角度传感器B32，动力装置B31可驱动外臂3和角度传感器B32相对于内臂2转动，角度传感器B32可实时监测外臂3旋转的角度信息，外臂3的自由端设有鹤嘴，在该鹤嘴上设有罐口探测器GP6；动力装置A23、动力装置B31、角度传感器A24、角度传感器B32及罐口探测器GP6均与控制器相互通信；控制器根据悬臂式火车全自动鹤管内臂2和外臂3的长度、内臂2旋转中心到铁轨中心线的距离和各探测点的位置确定鹤嘴到达各探测点内臂2和外臂3需要旋转的角度，并控制动力装置A23和动力装置B31分别驱动内臂2和外臂3先后旋转对应角度使鹤嘴移动至对应探测点，若罐口探测器GP6在某一探测点探测到罐口信号，则控制器控制动力装置A23驱动内臂2和外臂3以内臂2的旋转中心为轴旋转并使外臂3自由端的鹤嘴找到罐口两边沿，控制根据角度传感器A24和角度传感器B32采集的罐口两边沿与内臂2旋转中心连线的角度确定出罐口的圆心位置，进而确定出使鹤嘴对准罐口圆心时内臂2和外臂3需要旋转的角度，控制器最后再次控制动力装置A23、动力装置B31以及角度传感器A24和角度传感器B32驱动内臂2和外臂3旋转直至完成对位。作为本申请的优选方案，内臂2与立柱1的铰接处及内臂2与外臂3的铰接处分别设有接近开关A25和接近开关B33，该接近开关A25和接近开关B33与控制器通信，该接近开关A25或接近开关B33在内臂2或外臂3旋转时作为基准角度采集单元，其用于采集内臂2或外臂3当前的基准角度；在内臂2或外臂3复位至起始位置时作为限位单元，其用于限制内臂2或外臂3的旋转角度并使其处于同一直线上。作为本申请的优选方案，鹤嘴包含密封盖气相管一体件50、灌装套管52和升降机构，升降机构与控制器之间相互通信，且该升降机构包含用于驱动密封盖气相管一体件50升降移动的第一提升机构和用于驱动灌装套管52升降移动的第二升降机构。作为本申请的优选方案，罐口探测器GP6设置在密封盖气相管一体件50上，且该罐口探测器GP6发出的检测信号不受密封盖气相管一体件50遮挡，其与灌装套管52中心线交汇在槽车罐背高度附近。作为本申请的优选方案，内臂2包含相互并列的气相臂22和油气臂21，油气臂21与外臂3接通，气相臂22通过气相软管4与灌装套管52上的气相管接通，且该气相臂22与外臂3隔断。作为本申请的优选方案，控制器的信号输出端设有执行机构，该执行机构包含电控气阀YV或交流接触器KM；动力装置A23和动力装置B31包含气动马达、液压马达或电机；罐口探测器包含激光传感器或超声波位移传感器；角度传感器A24和角度传感器B32包含增量编码器或绝对值编码器PG；控制器包含PLC或单片机。本技术的有益效果是旋臂鹤管通过有限的几步就能够自动找到槽车罐口的圆心，实现准确对位。附图说明图1是本技术提供的悬臂式火车全自动鹤管结构示意图；图2是本技术提供内、外臂在铁轨中心线上的确定对位范围的结构示意图；图3是本技术提供的计算内、外臂旋转角度β和γ的结构示意图；图4是本技术提供的确定罐口中心的结构示意图；图5是本技术提供的悬臂式火车全自动鹤管控制原理图；图6是本技术提供的内、外臂起始位置存在基准角度的结构示意图。附图标记立柱1，内臂2，油气臂21，法兰B211，气相臂22，法兰A221，动力装置A23，角度传感器A24，接近开关A25，外臂3，动力装置B31，角度传感器B32，接近开关B33，气相软管4，密封盖气相管一体件50，电机C51，灌装套管52，气缸BG53，罐口探测器GP6；GP为罐口探测器，SQP1-SQP2为接近开关，PG1-PG2为绝对值编码器，M1为动力装置A，M2为动力装置B，M3为电机C，BG为气缸，KM1-KM2为交流接触器，YV1-YV2为电控气阀。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本技术的实施例进行详细说明。本实施例提供了一种悬臂式火车全自动鹤管，该旋臂鹤管包含立柱1、内臂2、外臂3和控制器，参见图1-2；内臂2的一端通过转轴安装在立柱1上，在该转轴处安装有动力装置A23和角度传感器A24，内臂2的动力装置A23带动内臂2绕其转轴转动，内臂2的动力装置A由气动马达、液压马达或者各类电机以及减速器组成，本实施例优选该动力装置A23为电机M1，内臂2的角度传感器A24也由内臂2的动力装置A带动，内臂2的角度传感器A可以是增量编码器也可以是绝对值编码器，本实施例优选为绝对值编码器PG1，内臂2的角度传感器A输出的数据对应内臂2的旋转角度。外臂3通过转轴安装在内臂2的前端，在该转轴处安装有动力装置B31和角度传感器B32，外臂3的动力装置B31带动外臂3绕其转轴转动，外臂3的动力装置B31由气动马达、液压马达或者各类电机及减速器组成，本实施例优选该动力装置B31为电机M2，外臂3的角度传感器B32也由动力装置B31带动，外臂3的角度传感器B32可以是增量编码器也可以是绝对值编码器，本实施例优选为绝对值编码器PG2，外臂3的角度传感器B32输出的数据对应外臂3的旋转角度。本实施例中，为了避免机械磨损或安装误差以及为了使内臂2和外臂3准确复位，优选在内臂2的旋转接头上安装有接近开关A25，在外臂3的旋转接头上安装有接近开关B33，在内臂2和外臂3旋转时接近开关A25和接近开关B33作为基准角度采集单元，其用于采集内臂2和外臂3当前的基准角度；在内臂2和外臂3复位至起始位置时作为限位单元，其用于限制内臂2和外臂3的旋转角度并使其处于同一直线上；本实施例中，上述接近开关A25和接近开关B33分别用SQP1和SQP2表示。鹤嘴固定在外臂3的前端，鹤嘴由密封盖气相管一体件50、灌装套管52和升降机构等组成，升降机构与控制器之间相互通信，且该升降机构包含用于驱动密封盖气相管一体件50本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动对准槽车罐口的悬臂式火车全自动鹤管，其特征是，包含立柱（1）、内臂（2）、外臂（3）和控制器，内臂（2）设置在立柱（1）与外臂（3）之间，该内臂（2）的两端分别与立柱（1）和外臂（3）铰接，且在内臂（2）和立柱（1）的铰接处安装有动力装置A（23）和角度传感器A（24），动力装置A（23）可驱动内臂（2）和角度传感器A（24）相对于立柱（1）转动，角度传感器A（24）可实时监测内臂（2）旋转的角度信息，在外臂（3）和内臂（2）的铰接处安装有动力装置B（31）和角度传感器B（32），动力装置B（31）可驱动外臂（3）和角度传感器B（32）相对于内臂（2）转动，角度传感器B（32）可实时监测外臂（3）旋转的角度信息，外臂（3）的自由端设有鹤嘴，在该鹤嘴上设有罐口探测器GP（6）；动力装置A（23）、动力装置B（31）、角度传感器A（24）、角度传感器B（32）及罐口探测器GP（6）均与控制器相互通信；控制器根据悬臂式火车全自动鹤管内臂（2）和外臂（3）的长度、内臂（2）旋转中心到铁轨中心线的距离和各探测点的位置确定鹤嘴到达各探测点内臂（2）和外臂（3）分别需要旋转的角度，并控制动力装置A（23）和动力装置B（31）分别驱动内臂（2）和外臂（3）先后旋转对应角度使鹤嘴移动至对应探测点，若罐口探测器GP（6）在某一探测点探测到罐口信号，则控制器控制动力装置A（23）驱动内臂（2）和外臂（3）以内臂（2）的旋转中心为轴旋转并使外臂（3）自由端的鹤嘴找到罐口两边沿，控制器根据角度传感器A（24）和角度传感器B（32）采集的罐口两边沿与内臂（2）旋转中心连线的角度确定出罐口的圆心位置，进而确定出使鹤嘴对准罐口圆心时内臂（2）和外臂（3）需要旋转的角度，控制器最后再次控制动力装置A（23）、动力装置B（31）以及角度传感器A（24）和角度传感器B（32）驱动内臂（2）和外臂（3）旋转直至完成对位。...
【技术特征摘要】
1.一种自动对准槽车罐口的悬臂式火车全自动鹤管，其特征是，包含立柱（1）、内臂（2）、外臂（3）和控制器，内臂（2）设置在立柱（1）与外臂（3）之间，该内臂（2）的两端分别与立柱（1）和外臂（3）铰接，且在内臂（2）和立柱（1）的铰接处安装有动力装置A（23）和角度传感器A（24），动力装置A（23）可驱动内臂（2）和角度传感器A（24）相对于立柱（1）转动，角度传感器A（24）可实时监测内臂（2）旋转的角度信息，在外臂（3）和内臂（2）的铰接处安装有动力装置B（31）和角度传感器B（32），动力装置B（31）可驱动外臂（3）和角度传感器B（32）相对于内臂（2）转动，角度传感器B（32）可实时监测外臂（3）旋转的角度信息，外臂（3）的自由端设有鹤嘴，在该鹤嘴上设有罐口探测器GP（6）；动力装置A（23）、动力装置B（31）、角度传感器A（24）、角度传感器B（32）及罐口探测器GP（6）均与控制器相互通信；控制器根据悬臂式火车全自动鹤管内臂（2）和外臂（3）的长度、内臂（2）旋转中心到铁轨中心线的距离和各探测点的位置确定鹤嘴到达各探测点内臂（2）和外臂（3）分别需要旋转的角度，并控制动力装置A（23）和动力装置B（31）分别驱动内臂（2）和外臂（3）先后旋转对应角度使鹤嘴移动至对应探测点，若罐口探测器GP（6）在某一探测点探测到罐口信号，则控制器控制动力装置A（23）驱动内臂（2）和外臂（3）以内臂（2）的旋转中心为轴旋转并使外臂（3）自由端的鹤嘴找到罐口两边沿，控制器根据角度传感器A（24）和角度传感器B（32）采集的罐口两边沿与内臂（2）旋转中心连线的角度确定出罐口的圆心位置，进而确定出使鹤嘴对准罐口圆心时内臂（2）和外臂（3）需要旋转的角度，控制器最后再次控制动力装置A（23）、动力装置B（31）以及角度传感器A（24）和角度传感器B（32）驱动内臂（2）和外臂（3）旋转直至完成对位。2.根据权利要求1所述的自动对准槽车罐口的悬臂式火车全自动鹤管，其特征是，内臂（2）与立柱（1）的铰接处及内臂（2）与外臂（3）的铰接处分别设有接近开关A（25）和接近开关B（33），该接近开关A（25）和接近开关B（33）与控制器通信，该接近开关A（25）或接近开关B（33）在内臂（2）或外臂（3）旋转时作为基准角度采集单元，其用于采集内臂（2）或外臂（3）当前的基准角度；在内臂（2）或外臂（3）复位至起始位置时作为限位单元，其用于限制内臂（2）或外臂（3）的旋转角度并使其处于同一直线上。3.根据权利要求1或2所述的自动对准槽车罐口的悬臂式火车全自动鹤管，其特征是，鹤嘴包含密封盖气相管一体件（50）、灌装套管（52）和升降机构，升降机构与控制器之间...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱铮南，
申请(专利权)人：新疆先达智控科技有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆,65
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