铁路无极绳牵引梭车安全自动控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种铁路无极绳牵引梭车安全自动控制系统，属于梭车安全控制领域。通过设置六轴姿态传感器，能自动完成梭车的脱轨或断轴检测；通过设置激光测距传感器使得能完成梭车与车厢的自动挂钩，不仅能节省人力成本，且不具危险性；通过设置超声波障碍传感器使得能自动检测梭车运行过程中遇到的障碍物，确保梭车障碍物时能及时停车；通过设置钩杆提起机构使得能完成梭车与车厢的自动脱钩，不仅能节省人力成本，且不具安全隐患；通过设置滑动式充电装置和充电滑道，使得能自动对梭车上的电瓶进行充电。这些设备测量精度高，能对梭车的工作状态进行精准判断；不受铁道中的煤粉和杂物影响，能避免出现误报；使用寿命长，能节省维修和更换成本。

Automatic safety control system for shuttle car with endless rope

【技术实现步骤摘要】
铁路无极绳牵引梭车安全自动控制系统
本技术涉及梭车安全控制
，尤其涉及一种铁路无极绳牵引梭车安全自动控制系统。
技术介绍
铁路无极绳绞车装车系统大多采用梭车牵引车厢，由于受地理环境因素的影响，装运线铁道可能有一定坡度和弯度，因此梭车行进过程中，如果遇到铁道中有作业人员或障碍物时若不能及时控制停车的话，则很容易发生碰撞或剐蹭。另外，梭车与车厢连接挂钩过程中采用人工语音对讲机通讯和手动操作的方式，这种方式不仅人力成本高，而且危险性高，曾经发生过梭车与车厢相撞的案例。由于梭车工作在频繁的前进后退状态中，在铁路弯道处撞击车厢后钢丝绳释放张力，梭车一端将被弹起，极易发生梭车脱轨和断轴事故，如果脱轨后不能及时停车，几吨重的梭车会把导绳轮和固定轨道枕木上的螺丝压坏，甚至造成拉断钢丝绳的严重后果，给企业造成很大的经济损失。综上，目前梭车整个工作过程就是在盲区内运行，有很多不确定的安全隐患。目前，在铁路装车系统中涉及无极绳牵引梭车安全的控制还属于空白，曾有文献报道过行业不同的矿井无极绳牵引车脱轨监控方法。在这些行业中采用单一的电感接近式传感器对梭车进行控制。它的工作原理是将通电电感安装在梭车相对应轨道面之上，且必须保证电感接近式传感器始终与轨道保持接触。当出现梭车脱轨时，由于电感离开轨道时电感量发生变化，通过控制电路输出停车指令。然而，目前的这种梭车安全控制方式无法对梭车的工作状态进行直观精准判断。另外，由于轨道间经常有煤粉或杂物，接近式传感器一个致命的缺点就是遇到轨道附近散落的磁性体或障碍物时，轻则经常出现误报，重则损坏传感器。传感器与轨道接触磨损，需要经常维修和更换，判断信号精确度也有局限性。因此，目前的这种梭车安全控制方式存在无法对梭车的工作状态进行直观精准的判断、容易出现误报、容易损坏、维修和更换成本高等缺陷。
技术实现思路
为解决目前的梭车安全控制方式存在无法对梭车的工作状态进行直观精准的判断、经常出现误报和损坏、维修和更换成本高等技术问题，本技术提供一种铁路无极绳牵引梭车安全自动控制系统。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种铁路无极绳牵引梭车安全自动控制系统，其包括铁路无极绳装车系统和梭车安全控制系统，所述铁路无极绳装车系统包括轨道、无极绳绞车、梭车、若干个车厢、第一钢丝绳、第一尾轮和第二尾轮，所述梭车安全控制系统包括控制终端、串口线、串口继电器、若干个第一网桥、两个六轴姿态传感器、超声波障碍传感器、串口服务器、交换机、网络IO控制器、稳压电源模块、电瓶、第二网桥、滑动式充电装置、钩杆提起机构、激光测距传感器和防爆箱，其中：所述无极绳绞车设置于轨道的一侧，梭车和若干个车厢在轨道上运行，梭车在轨道上的行程在第一尾轮和第二尾轮之间，第一钢丝绳的两端均固定在梭车的底部并通过第一尾轮和第二尾轮形成闭环运行回路，无极绳绞车和梭车通过第一钢丝绳连接，梭车的挂钩端与第一个车厢连接，其它车厢之间依次通过挂钩相互连接；所述控制终端、串口线和串口继电器设置于控制室中，若干个第一网桥设置于梭车运行的路径旁，每个第一网桥通过网线或光纤与控制终端连接，串口继电器通过串口线与控制终端连接，串口继电器与设置于控制室中的无极绳绞车的控制装置连接，每个第一网桥通过无线网络与第二网桥连接；两个六轴姿态传感器分别设置于梭车无钩端的两侧，超声波障碍传感器设置于梭车无钩端的中间位置，激光测距传感器设置于梭车挂钩端靠近挂钩的位置处，串口服务器、交换机、网络IO控制器、稳压电源模块和电瓶均安装于防爆箱中，防爆箱设置于梭车的中部，钩杆提起机构设置于梭车挂钩端靠近挂钩的位置处，六轴姿态传感器、超声波障碍传感器和激光测距传感器均与串口服务器连接，串口服务器与交换机连接，交换机与第二网桥连接；交换机与网络IO控制器连接，钩杆提起机构与网络IO控制器和电瓶串联，滑动式充电装置与稳压电源模块连接，稳压电源模块与电瓶和网络IO控制器均连接，电瓶与六轴姿态传感器、超声波障碍传感器、串口服务器、交换机、网络IO控制器、稳压电源模块、第二网桥和激光测距传感器均连接。可选地，所述梭车安全控制系统还包括两个网络摄像头，网络摄像头与交换机连接，网络摄像头还与电瓶连接。可选地，所述梭车安全控制系统还包括信号警示灯，信号警示灯与网络IO控制器和电瓶串联。可选地，所述钩杆提起机构包括电机、第一弹簧、行程开关、第二钢丝绳、动滑轮、静滑轮、钩杆、支撑杆和挂钩，其中：所述支撑杆设置于梭车的挂钩端，挂钩固定于梭车的挂钩端，钩杆活动设置于挂钩上的钩杆孔中，且钩杆在钩杆孔中具有固定的上下行程，静滑轮安装于支撑杆的顶端，电机设置于支撑杆底部的一侧，行程开关设置于支撑杆与电机之间，第一弹簧的上端与动滑轮连接，第一弹簧的下端与行程开关连接，电机、动滑轮、静滑轮和钩杆之间依次通过第二钢丝绳连接；电机、行程开关、网络IO控制器和电瓶串联。可选地，所述滑动式充电装置包括U型钢结构件、第二弹簧和碳刷头，所述梭车安全控制系统还包括充电滑道和直流供电电源箱；所述U型钢结构件与梭车的箱体外侧连接，第二弹簧的上端与U型钢结构件的下方连接，第二弹簧的下端绝缘后与碳刷头连接；充电滑道设置于梭车装车完毕后停放的指定位置，碳刷头用于在梭车到达指定位置后与充电滑道表面连接，且碳刷头还与稳压电源模块连接；直流供电电源箱安装在轨道旁的电线杆上，所述直流供电电源箱的正极与充电滑道连接，直流供电电源箱的负极与轨道连接。可选地，所述充电滑道由金属材料制作，并设置于轨道延伸方向的一侧，且充电滑道的高度小于轨道的高度，充电滑道的竖直截面为等腰梯形，所述等腰梯形的底角为30°。本技术的有益效果是：通过设置六轴姿态传感器，使本技术能够自动完成梭车的脱轨或断轴检测，使得出现这种情况时能够及时控制梭车停止运行；通过设置激光测距传感器，使得本技术能够完成梭车与车厢的自动挂钩，不仅能够节省人力成本，而且不具危险性；通过设置超声波障碍传感器，使得本技术能够自动检测梭车运行过程中遇到的障碍物，从而确保梭车在运行过程中遇到障碍物时能够及时停车，以避免梭车发生碰撞或剐蹭；通过设置钩杆提起机构，使得本技术能够完成梭车与车厢的自动脱钩，从而不仅能够节省人力成本，而且不具安全隐患；通过设置滑动式充电装置和充电滑道，使得本技术能够自动对梭车上的电瓶进行充电，以便保证梭车上面的各用电设备能够正常运行。本技术使用的这些设备测量精度高，因而能够对梭车的工作状态进行精准判断；这些设备不受铁道中的煤粉和杂物的影响，因而能够避免出现误报；这些设备的使用寿命比较长，因而能够节省维修和更换成本。综上，与
技术介绍
相比，本技术具有能够自动对梭车的工作状态进行直观精准的判断、能够避免出现误报及能够节省维修和更换成本等优点。附图说明图1是本技术的系统组成示意图。图2是图1中梭车的装配结构示意图。图3是本技术中各部件的功能示意图。图4是图1中钩杆提起机构的组成结构示意图。图5是图1中滑动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路无极绳牵引梭车安全自动控制系统，其特征在于，包括铁路无极绳装车系统和梭车安全控制系统，所述铁路无极绳装车系统包括轨道(5)、无极绳绞车(6)、梭车(7)、若干个车厢(8)、第一钢丝绳(9)、第一尾轮(10)和第二尾轮(10’)，所述梭车安全控制系统包括控制终端(1)、串口线(2)、串口继电器(3)、若干个第一网桥(4)、两个六轴姿态传感器(11)、超声波障碍传感器(12)、串口服务器(14)、交换机(15)、网络IO控制器(16)、稳压电源模块(17)、电瓶(18)、第二网桥(19)、滑动式充电装置(20)、钩杆提起机构(21)、激光测距传感器(22)和防爆箱(24)，其中：/n所述无极绳绞车(6)设置于轨道(5)的一侧，梭车(7)和若干个车厢(8)在轨道(5)上运行，梭车(7)在轨道(5)上的行程在第一尾轮(10)和第二尾轮(10’)之间，第一钢丝绳(9)的两端均固定在梭车(7)的底部并通过第一尾轮(10)和第二尾轮(10’)形成闭环运行回路，无极绳绞车(6)和梭车(7)通过第一钢丝绳(9)连接，梭车(7)的挂钩端与第一个车厢(8)连接，其它车厢(8)之间依次通过挂钩相互连接；/n所述控制终端(1)、串口线(2)和串口继电器(3)设置于控制室中，若干个第一网桥(4)设置于梭车(7)运行的路径旁，每个第一网桥(4)通过网线或光纤与控制终端(1)连接，串口继电器(3)通过串口线(2)与控制终端(1)连接，串口继电器(3)与设置于控制室中的无极绳绞车(6)的控制装置连接，每个第一网桥(4)通过无线网络与第二网桥(19)连接；/n两个六轴姿态传感器(11)分别设置于梭车(7)无钩端的两侧，超声波障碍传感器(12)设置于梭车(7)无钩端的中间位置，激光测距传感器(22)设置于梭车(7)挂钩端靠近挂钩(48)的位置处，串口服务器(14)、交换机(15)、网络IO控制器(16)、稳压电源模块(17)和电瓶(18)均安装于防爆箱(24)中，防爆箱(24)设置于梭车(7)的中部，钩杆提起机构(21)设置于梭车(7)挂钩端靠近挂钩(48)的位置处，六轴姿态传感器(11)、超声波障碍传感器(12)和激光测距传感器(22)均与串口服务器(14)连接，串口服务器(14)与交换机(15)连接，交换机(15)与第二网桥(19)连接；交换机(15)与网络IO控制器(16)连接，钩杆提起机构(21)与网络IO控制器(16)和电瓶(18)串联，滑动式充电装置(20)与稳压电源模块(17)连接，稳压电源模块(17)与电瓶(18)和网络IO控制器(16)均连接，电瓶(18)与六轴姿态传感器(11)、超声波障碍传感器(12)、串口服务器(14)、交换机(15)、网络IO控制器(16)、稳压电源模块(17)、第二网桥(19)和激光测距传感器(22)均连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种铁路无极绳牵引梭车安全自动控制系统，其特征在于，包括铁路无极绳装车系统和梭车安全控制系统，所述铁路无极绳装车系统包括轨道(5)、无极绳绞车(6)、梭车(7)、若干个车厢(8)、第一钢丝绳(9)、第一尾轮(10)和第二尾轮(10’)，所述梭车安全控制系统包括控制终端(1)、串口线(2)、串口继电器(3)、若干个第一网桥(4)、两个六轴姿态传感器(11)、超声波障碍传感器(12)、串口服务器(14)、交换机(15)、网络IO控制器(16)、稳压电源模块(17)、电瓶(18)、第二网桥(19)、滑动式充电装置(20)、钩杆提起机构(21)、激光测距传感器(22)和防爆箱(24)，其中：
所述无极绳绞车(6)设置于轨道(5)的一侧，梭车(7)和若干个车厢(8)在轨道(5)上运行，梭车(7)在轨道(5)上的行程在第一尾轮(10)和第二尾轮(10’)之间，第一钢丝绳(9)的两端均固定在梭车(7)的底部并通过第一尾轮(10)和第二尾轮(10’)形成闭环运行回路，无极绳绞车(6)和梭车(7)通过第一钢丝绳(9)连接，梭车(7)的挂钩端与第一个车厢(8)连接，其它车厢(8)之间依次通过挂钩相互连接；
所述控制终端(1)、串口线(2)和串口继电器(3)设置于控制室中，若干个第一网桥(4)设置于梭车(7)运行的路径旁，每个第一网桥(4)通过网线或光纤与控制终端(1)连接，串口继电器(3)通过串口线(2)与控制终端(1)连接，串口继电器(3)与设置于控制室中的无极绳绞车(6)的控制装置连接，每个第一网桥(4)通过无线网络与第二网桥(19)连接；
两个六轴姿态传感器(11)分别设置于梭车(7)无钩端的两侧，超声波障碍传感器(12)设置于梭车(7)无钩端的中间位置，激光测距传感器(22)设置于梭车(7)挂钩端靠近挂钩(48)的位置处，串口服务器(14)、交换机(15)、网络IO控制器(16)、稳压电源模块(17)和电瓶(18)均安装于防爆箱(24)中，防爆箱(24)设置于梭车(7)的中部，钩杆提起机构(21)设置于梭车(7)挂钩端靠近挂钩(48)的位置处，六轴姿态传感器(11)、超声波障碍传感器(12)和激光测距传感器(22)均与串口服务器(14)连接，串口服务器(14)与交换机(15)连接，交换机(15)与第二网桥(19)连接；交换机(15)与网络IO控制器(16)连接，钩杆提起机构(21)与网络IO控制器(16)和电瓶(18)串联，滑动式充电装置(20)与稳压电源模块(17)连接，稳压电源模块(17)与电瓶(18)和网络IO控制器(16)均连接，电瓶(18)与六轴姿态传感器(11)、超声波障碍传感器(12)、串口服务器(14)、交换机(15)、网络IO控制器(16)、稳压电源模块(17)、第二网桥(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朔遇，刘有富，刘霄昱，
申请(专利权)人：孝义晨信瑞机电维修安装有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14