一种正面吊集装箱防脱轨自动控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种正面吊集装箱防脱轨自动控制方法，包括闭合防脱轨使能开关后，检测吊具与集装箱之间是否锁紧；当吊具与集装箱分离时，检测吊具的上升高度H1；继续慢速起升高度H2时，设置基准重量值；吊具继续起升高度H3，在此过程中随时记录各个称重传感器的称重值，并将其分别与基准重量值进行比较；如有任一个称重值大于基准重量值时，则立即关闭大臂起升动作进行检修；否则吊具恢复到正常的起升速度，直到集装箱脱离平板车。所以本发明专利技术通过车辆控制器采集称重传感器的称重值，并与基准重量值进行比较，根据比较结果来自动判定集装箱是否脱离其下方的带有鹰头结构的F‑TR锁的平板车，以确保集装箱与平板车安全脱离。

An automatic control system and method of anti derailment for front crane container

The invention provides an automatic control method for anti derailment of the front lifting container, which includes: after the anti derailment enable switch is closed, whether the lifting appliance is locked with the container is detected; when the lifting appliance is separated from the container, the lifting height H1 of the lifting appliance is detected; when the lifting height H2 continues to be slow, the reference weight value is set; the lifting height H3 of the lifting appliance continues to be recorded at any time during this process The weighing value of the device shall be compared with the reference weight value respectively; if any weighing value is greater than the reference weight value, the boom lifting action shall be closed immediately for maintenance; otherwise, the lifting appliance shall return to the normal lifting speed until the container is out of the flat car. Therefore, the weighing value of the weighing sensor is collected by the vehicle controller, and compared with the reference weight value. According to the comparison result, it can automatically determine whether the container is separated from the flat car with F \u2011 tr lock of Eagle head structure under it, so as to ensure the safe separation of the container and the flat car.

【技术实现步骤摘要】
一种正面吊集装箱防脱轨自动控制系统及方法
本专利技术涉及一种正面吊，具体涉及一种正面吊集装箱防脱轨自动控制系统及方法。
技术介绍
正面吊，是集装箱正面起重机的简称，正面吊是用来装卸集装箱的一种起重机，属于起重设备的一种，也可以说是一种流动机械。正面吊是由起升油缸向上推动大臂，大臂再带动吊具提升集装箱，从而实现集装箱的吊运和堆放。随着铁路集装箱运输量的不断增加，集装箱与专用平板车之间的锁闭装置由原来的直台锁、凸台锁、手动旋锁发展到现在的全自动旋锁和具有独特鹰头结构的F-TR锁，特别是铁路集装箱F-TR锁具有结构简单、经久耐用、锁固性和顺畅性适中等优点，已成为目前铁路集装箱专用平板车的主力锁型。F-TR锁安装在沿轨道行进的平板车的顶端面，其与集装箱底端的槽口相适配，对接后，如图1所示，安装在平板车6上的F-TR锁5的鹰头端部插入集装箱4底端的槽口4-1中并钩住集装箱4，防止其番翻转和上跳。铁路集装箱F-TR锁独特的鹰头结构设计，保证了运输途中集装箱的安全，解决了防止空箱坠落的安全难题，但在集装箱卸车作业过程中却引发了F-TR锁脱钩困难，易导致平板车脱轨等安全问题。因此，为降低集装箱卸车作业安全事故概率，更好地发挥集装箱运输优势，解决铁路集装箱F-TR锁在卸车作业过程中平板车脱轨的问题极为重要。
技术实现思路
本专利技术针对以上存在的安全隐患，提供一种正面吊集装箱防脱轨自动控制系统及方法，车辆控制器根据所吊集装箱在起吊过程中的重量变化来判断是否与铁路平板车脱离，进而自动判断是否可以安全起吊。本专利技术的技术方案如下：一种正面吊集装箱防脱轨自动控制方法，包括以下步骤：A、闭合防脱轨使能开关后，检测吊具与集装箱之间是否锁紧；B、当吊具与集装箱之间未锁紧时，正面吊的大臂正常速度动作；C、当吊具与集装箱之间已锁紧时，使大臂慢速起升；D、当吊具与集装箱分离时，检测吊具的上升高度H1；E、大臂带动吊具继续慢速起升，继续起升高度H2时，记录此时安装于各个吊具锁头处的称重传感器的称重值，并取其中的最大值Mmax，依此设置基准重量值为Mmax+m；F、吊具继续起升高度H3，在此过程中随时记录各个称重传感器的称重值，并将其分别与步骤E中的基准重量值进行比较；G、如果其中有任一个称重值大于基准重量值时，则立即关闭大臂起升动作，工作人员对其进行检修；H、如果均小于或等于基准重量值时，吊具恢复到正常的起升速度，直到集装箱脱离平板车。进一步方案，步骤A中吊具与集装之间是否锁紧是通过安装在吊具上的锁紧传感器来检测的，当吊具与集装箱之间锁紧时，锁紧传感器将锁紧信号发送给车辆控制器。更进一步方案，步骤C中，在控制大臂升降动作的起升油缸的进油端安装一比例电磁阀，所述比例电磁阀的电源端与车辆控制器的输出端连接，车辆控制器接收到锁紧传感器信号后，输出小电流来控制比例电磁阀的开口变小，从而控制进入起升油缸的进油量，使大臂慢速起升。进一步方案，步骤D中是通过着箱传感器来检测吊具与集装箱之间的位置关系的，当吊具与集装箱分离时，着箱传感器的输出信号消失，检测吊具的上升高度H1。进一步方案，步骤D中上升高度H1检测方法是：先由安装在大臂上的长度角度传感器分别检测大臂慢速起升时及着箱传感器输出信号消失时的大臂的长度和其与水平线间夹角，然后根据三角函数SinA*L分别计算出L1、L2，则此时吊具的上升高度H1＝L2-L1；其中A为大臂与水平线间夹角，L为大臂的长度，L1为大臂慢速起升时吊具所在直角边的长度，L2为着箱传感器输出信号消失时吊具所在直角边的长度。进一步方案，步骤E中基准重量值中m为集装箱允许偏载重量值的一半。进一步方案，所述偏载重量值是利用重心计算公式计算集装箱重心，从而得出集装箱的重心偏移量及偏载重量。进一步方案，步骤G中工作人员对其进行检修之前，使大臂下降，如降到底后返回步骤C使大臂慢速起升；如没降到底，则返回到步骤F循环。本专利技术中H1、H2、H3表示吊具每次上升的位移量，其中H1是吊具上锁后慢速起升到着箱信号消失时的位移量，即集装箱开始被吊起产生的高度差；也是打开防脱轨使能开关来启用防脱轨功能时记录吊具锁头高度的起点；H2是集装箱被完全吊起但未脱离平板车时的上升高度，H3是集装箱完全脱离平板车时的上升高度。即H1是测量值，并据此测量可吊具实际上升高度可到达限定的H2、H3数值；H2、H3一般是根据F-TR锁的鹰头端部的长度来设置的，指F-TR锁从集装箱底端的槽口中脱出来的高度值。如一般情况下设置为：H1为30mm、H2为50mm、H3为70mm。上升高度H2、H3的检测方法同H1。即锁紧传感器检测到吊具与集装箱之间已锁紧时，长度角度传感器检测此时大臂长度和其与水平线间夹角；等着箱传感器无信号输出时，即集装箱开始被吊起时的大臂长度和其与水平线间夹角；然后根据三角函数SinA*L，分别计算出两次吊具所在直角边的长度L1、L2，则此时吊具的上升高度H1＝L2-L1；当集装箱被完全吊起但未脱离平板车时，根据大臂长度和其与水平线间夹角可计算出吊具再次上升的高度H2＝L3-L2；同理，当集装箱完全脱离平板车时，员具第三次上升的高度H3＝L4-L3。长度角度传感器分别检测大臂慢速起升时及着箱传感器输出信号消失时的大臂的长度和其与水平线间夹角，然后根据三角函数SinA*L分别计算出L1本专利技术的另一个专利技术目的是提供一种正面吊集装箱防脱轨控制系统，包括车辆控制器，防脱轨使能开关，连接在大臂前端吊具，以及驱动大臂进行升降的起升油缸，所述起升油缸的进油端串接有比例电磁阀，所述大臂上安装有用于检测大臂长度和其与水平线间夹角的长度角度传感器；所述吊具的吊具锁头处分别安装有接近传感器和称重传感器，所述长度角度传感器、接近传感器、称重传感器、防脱轨使能开关的输出端均与车辆控制器的输入端连接，所述车辆控制器的输出端与比例电磁阀连接并控制其开口大小。进一步方案，所述接近传感器包括用于检测吊具锁头与集装箱是否接触的着箱传感器、及是否锁紧的锁紧传感器。其中着箱传感器、锁紧传感器均为接近传感器。本专利技术中车辆控制器、起升油缸、防脱轨使能开关是目前现有的正面吊上自带的部件，其中防脱轨使能开关用于区分不同的车辆工作状态。锁紧传感器、长度角度传感器、称重传感器、比例电磁阀均为本领域常用的市购产品。本专利技术不涉及它们的内部结构和工作原理的改进，本专利技术目的是将它们应用到本申请中来解决本申请的技术问题。本专利技术利用称重传感器检测吊具上四个吊具锁头的吊重量，然后利用重心计算公式计算集装箱的重心，从而得出集装箱的重心偏移量及偏载重量；利用长度角度传感器将此时大臂长度和其与水平线间夹角计算出吊具锁头上升的高度，然后车辆控制器根据吊具起升高度记录集装箱吊离平板车时四个吊点的重量，取其中最大的那个重量值再加上一个允许的偏载重量值作为基准重量值，在吊具吊着集装箱继续起升过程中，将四个锁头处的称重传感器的重量值与该基准重量值进行比较，当任意一个锁头处的称重传感器的称重值大于基准重量值，则表明集装箱未脱离平板车。为了防止吊具将集装箱连同平板车一起吊离铁轨而发生危险，车辆控制器关闭比例电磁阀，则自动切断吊具的起升动作，并在显示器上显示哪一个锁头的重量最大即未脱离平板车，以便驾驶员快速准确地检查处理；此时可操作吊具下降，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正面吊集装箱防脱轨自动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：A、闭合防脱轨使能开关后，检测吊具与集装箱之间是否锁紧；B、当吊具与集装箱之间未锁紧时，正面吊的大臂正常速度动作；C、当吊具与集装箱之间已锁紧时，使大臂慢速起升；D、当吊具与集装箱分离时，检测吊具的上升高度H1；E、大臂带动吊具继续慢速起升，继续起升高度H2时，记录此时安装于各个吊具锁头处的称重传感器的称重值，并取其中的最大值Mmax，依此设置基准重量值为Mmax+m；F、吊具继续起升高度H3，在此过程中随时记录各个称重传感器的称重值，并将其分别与步骤E中的基准重量值进行比较；G、如果其中有任一个称重值大于基准重量值时，则立即关闭大臂起升动作，工作人员对其进行检修；H、如果均小于或等于基准重量值时，吊具恢复到正常的起升速度，直到集装箱脱离平板车。

【技术特征摘要】
1.一种正面吊集装箱防脱轨自动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：A、闭合防脱轨使能开关后，检测吊具与集装箱之间是否锁紧；B、当吊具与集装箱之间未锁紧时，正面吊的大臂正常速度动作；C、当吊具与集装箱之间已锁紧时，使大臂慢速起升；D、当吊具与集装箱分离时，检测吊具的上升高度H1；E、大臂带动吊具继续慢速起升，继续起升高度H2时，记录此时安装于各个吊具锁头处的称重传感器的称重值，并取其中的最大值Mmax，依此设置基准重量值为Mmax+m；F、吊具继续起升高度H3，在此过程中随时记录各个称重传感器的称重值，并将其分别与步骤E中的基准重量值进行比较；G、如果其中有任一个称重值大于基准重量值时，则立即关闭大臂起升动作，工作人员对其进行检修；H、如果均小于或等于基准重量值时，吊具恢复到正常的起升速度，直到集装箱脱离平板车。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤A中吊具与集装之间是否锁紧是通过安装在吊具上的锁紧传感器来检测的，当吊具与集装箱之间锁紧时，锁紧传感器将锁紧信号发送给车辆控制器。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：步骤C中，在控制大臂升降动作的起升油缸的进油端安装一比例电磁阀，所述比例电磁阀的电源端与车辆控制器的输出端连接，车辆控制器接收到锁紧传感器信号后，输出小电流来控制比例电磁阀的开口变小，从而控制进入起升油缸的进油量，使大臂慢速起升。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤D中是通过着箱传感器来检测吊具与集装箱之间的位置关系的，当吊具与集装箱分离时，着箱传感器的输出信号消失，检测吊具的上升高度H1。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤D中上升高度H1检测方法是：先由安装在大...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛振见，许涛，杨雪松，王法录，王云飞，宋强，
申请(专利权)人：安徽合力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34