專利名稱：具有位置識別功能的長軌裝運(yùn)自動抓取系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超長鋼軌在焊軌出廠運(yùn)輸過程中自動抓取的吊裝系統(tǒng)，具有
長軌的堆放位置的記憶和識別功能，屬于一種自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
超長鋼軌(以下簡稱長軌)自動吊裝系統(tǒng)是專門應(yīng)用于鐵路焊軌廠對長軌的轉(zhuǎn) 存、碼垛和裝運(yùn)。而長軌抓取系統(tǒng)作為長軌裝運(yùn)系統(tǒng)的一部分，其作用是在轉(zhuǎn)存、裝運(yùn)過程 中同步控制多臺夾具抓取長軌。由于數(shù)百米的長軌在焊軌廠的生產(chǎn)線上存放時，熱脹冷縮 出現(xiàn)彎曲變形和疊壓等現(xiàn)象，現(xiàn)有長軌抓取系統(tǒng)不能預(yù)知到長軌位置的變化。在抓取鐵軌 時，需要大量人工逐個檢查夾具位置進(jìn)行手工對準(zhǔn)，以避免抓空抓錯，不僅裝運(yùn)工作效率很 低，并且一旦抓錯起吊，將會造成長軌的更大彎折影響長軌的鋪設(shè)質(zhì)量甚至報(bào)廢。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有長軌抓取系統(tǒng)的上述缺陷，提供了帶有長軌位置
智能識別模塊的抓取系統(tǒng)，本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確抓取彎曲形變，重疊堆放的長軌。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。本系統(tǒng)包括長軌夾具、用于
控制長軌夾具沿著龍門吊橫梁左右運(yùn)動的傳動裝置、運(yùn)動控制器、以及固定在長軌夾具上、
由超聲波發(fā)生器和位置計(jì)算器組成的長軌位置智能識別模塊。 長軌位置智能識別模塊中的超聲波發(fā)生器在沿著龍門吊橫梁左右運(yùn)動時采集長 軌的位置信息，并將該信息傳送給與其相連的位置計(jì)算器；位置計(jì)算器與運(yùn)動控制器相連， 并將超聲波發(fā)生器采集的長軌位置信息傳送給運(yùn)動控制器； 運(yùn)動控制器與傳動裝置相連，根據(jù)位置計(jì)算器傳送的長軌位置信息控制傳動裝置 的運(yùn)動。 本系統(tǒng)對長軌抓取前，通過超聲波發(fā)生器對長軌進(jìn)行預(yù)掃描，通過長軌外形特征，
結(jié)合多個長軌位置智能識別模塊采集的數(shù)據(jù)，計(jì)算長軌存放姿態(tài)和長軌抓取點(diǎn)的位置，并
將位置信息反饋給運(yùn)動控制器。運(yùn)動控制器接收多個長軌位置智能識別模塊的長軌抓取點(diǎn)
坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過傳動裝置將夾具分別運(yùn)送到長軌上方，并控制長軌夾具下落、夾緊長軌。 與現(xiàn)有的超長鋼軌自動吊裝系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn) 1)克服現(xiàn)有系統(tǒng)在長軌發(fā)生彎曲時抓取失敗等缺點(diǎn)，提高了長軌抓取的成功率； 2)現(xiàn)有系統(tǒng)需要大量人工逐個檢查夾具位置，進(jìn)行手工對準(zhǔn)，本實(shí)例可以節(jié)約人
力； 3)現(xiàn)有系統(tǒng)一旦抓錯起吊，將會造成長軌的更大彎折影響長軌的鋪設(shè)質(zhì)量甚至報(bào) 廢。

圖1為長軌轉(zhuǎn)存、裝運(yùn)系統(tǒng)示意圖；[0013] 圖2為圖1中長軌位置智能識別模塊與鐵軌夾具的局部放大圖； 圖3本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 圖中1、傳動裝置，2、長軌夾具，3、長軌位置智能識別模塊與鐵軌夾具，4、龍門吊， 5、超長鐵軌，6、位置計(jì)算器，7、超聲波發(fā)生器，8、超長鐵軌側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明 本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括有長軌夾具2、傳動裝置1、長軌位置智能識別模 塊，和運(yùn)動控制器。鋼軌位置智能識別模塊由超聲波發(fā)生器7和位置計(jì)算器6組成。長軌 位置智能識別模塊固定在長軌夾具2上，在傳動裝置的帶動下，能夠沿著龍門吊的橫梁左 右運(yùn)動，在運(yùn)動過程中，通過超聲波發(fā)生器7對碼放在橫梁下方的長軌進(jìn)行掃描，根據(jù)長軌 外形特征，位置計(jì)算器計(jì)算長軌夾具抓取點(diǎn)的位置，并將計(jì)算得到的位置信息反饋給運(yùn)動 控制器。運(yùn)動控制器接收長軌位置智能識別模塊的長軌位置數(shù)據(jù)，通過傳動裝置1將長軌 夾具2分別運(yùn)送到長超鐵軌5上方，并控制長軌夾具2下落、夾緊長軌；傳動裝置1作為運(yùn) 動控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)將長軌夾具運(yùn)送到指定位置。 圖1中為3個龍門吊，在實(shí)際運(yùn)行中龍門吊數(shù)量一般多于3個。 本實(shí)施例系統(tǒng)框圖如圖3所示，每個龍門吊具備以上所述各模塊，因此都具有長
軌智能識別功能，這里選取其中一個龍門吊進(jìn)行說明，為了克服長軌彎曲形變，夾具抓取長
軌失敗等缺點(diǎn)，本實(shí)施例采用預(yù)掃描、位置智能識別方法。 本實(shí)施例的長軌位置智能識別模塊如圖2所示，長軌位置智能識別模塊(以下簡 稱識別模塊)安裝在鐵軌夾具2上，它由超聲波發(fā)生器7和位置計(jì)算器6組成。首先，識別 模塊在傳動裝置1的控制下由原點(diǎn)沿X軸正方向移動(X坐標(biāo)為平行于龍門吊方向，Y坐標(biāo) 為垂直于龍門吊方向)，此時超聲波發(fā)生器7對下方存放超長鐵軌5進(jìn)行探測，探測數(shù)據(jù)為 超聲波探測器距下方物體的距離，因?yàn)殍F軌具有中間凸起，兩邊下陷的幾何特征，如圖2中 的8所示，探測數(shù)據(jù)傳送給位置計(jì)算器6，因此位置計(jì)算器6可以根據(jù)預(yù)先存儲的鐵軌外形 特征數(shù)據(jù)和探測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比判定夾具下方是否存在鐵軌，如果存在鐵軌，將位置坐標(biāo)數(shù) 據(jù)發(fā)送給運(yùn)動控制器。X軸方向存在多根鐵軌，一次掃描后將產(chǎn)生多組位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，因此 需要由運(yùn)動控制器做進(jìn)一步擬合。 鐵軌在存放過程中容易出現(xiàn)彎曲變形等現(xiàn)象，為解決此問題，本實(shí)施例在每個龍
門吊鐵軌夾具上安裝長軌位置智能識別模塊。運(yùn)動控制器在掃描階段接收每個識別模塊發(fā)
送的長軌坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過線性算法擬合，描繪出每根長軌的存放姿態(tài)，即每根長軌
的各個抓取點(diǎn)的位置坐標(biāo)，保證每個長軌夾具在夾取長軌時，抓取同一根長軌。 傳送裝置1根據(jù)運(yùn)動控制器的指令將長軌夾具運(yùn)送到長軌的正上方，下降并加緊
長軌，完成長軌的抓取功能，即使長軌出現(xiàn)彎曲形變等現(xiàn)象，傳送器依然能夠根據(jù)識別模塊
提供的數(shù)據(jù)和運(yùn)動控制器描繪的鋼軌存放姿態(tài)將長軌夾具運(yùn)送到長軌上方。 本實(shí)施例具有長軌位置智能識別功能，因此能夠抓取彎曲形變，疊放的長軌，保證
了生產(chǎn)安全。提高超長鐵軌轉(zhuǎn)存，裝運(yùn)的效率。
權(quán)利要求具有位置識別功能的長軌裝運(yùn)自動抓取系統(tǒng)，包括長軌夾具和用于控制長軌夾具沿著龍門吊橫梁左右運(yùn)動的傳動裝置，其特征在于還包括運(yùn)動控制器和固定在長軌夾具上、由超聲波發(fā)生器和位置計(jì)算器組成的長軌位置智能識別模塊；長軌位置智能識別模塊中的超聲波發(fā)生器在沿著龍門吊橫梁左右運(yùn)動時采集長軌的位置信息，并將該信息傳送給與其相連的位置計(jì)算器；位置計(jì)算器與運(yùn)動控制器相連，并將超聲波發(fā)生器采集的鐵軌位置信息傳送給運(yùn)動控制器；運(yùn)動控制器與傳動裝置相連，根據(jù)位置計(jì)算器傳送的長軌位置信息控制傳動裝置，傳動裝置帶動長軌夾具運(yùn)動。
專利摘要本實(shí)用新型是一種具有位置智能識別功能的長軌裝運(yùn)自動抓取系統(tǒng)，屬于自動控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括長軌夾具、長軌位置智能識別模塊、運(yùn)動控制器和傳動裝置。長軌夾具由運(yùn)動控制器控制，通過傳動裝置運(yùn)送到長軌正上方，下落并加緊長軌。長軌位置智能識別模塊包括超聲波發(fā)生器和位置計(jì)算器。識別模塊對存放的長軌進(jìn)行掃描，計(jì)算出長軌的存放位置，并將位置信息反饋給運(yùn)動控制器；運(yùn)動控制器接收長軌位置智能識別模塊的長軌位置數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，描繪長軌的存放姿態(tài)，通過傳動裝置將長軌夾具分別運(yùn)送到同一根長軌上方，控制長軌夾具下落并夾緊長軌。與現(xiàn)有長軌抓取系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型提供了長軌位置智能識別的功能，能夠準(zhǔn)確抓取彎曲形變，疊放的長軌。
文檔編號B66C13/22GK201485188SQ20092010703
公開日2010年5月26日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者呂磊, 王瑛, 王超亮 申請人:北京工業(yè)大學(xué)