專利名稱：具有位置識別功能的長軌裝運自動抓取系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超長鋼軌在焊軌出廠運輸過程中自動抓取的吊裝系統，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。
背景技術：
超長鋼軌(以下簡稱長軌)自動吊裝系統是專門應用于鐵路焊軌廠對長軌的轉 存、碼垛和裝運。而長軌抓取系統作為長軌裝運系統的一部分，其作用是在轉存、裝運過程 中同步控制多臺夾具抓取長軌。由于數百米的長軌在焊軌廠的生產線上存放時，熱脹冷縮 出現彎曲變形和疊壓等現象，現有長軌抓取系統不能預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行手工對準，以避免抓空抓錯，不僅裝運工作效率很 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質量甚至報廢。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有長軌抓取系統的上述缺陷，提供了帶有長軌位置
智能識別模塊的抓取系統，本系統能夠準確抓取彎曲形變，重疊堆放的長軌。 為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。本系統包括長軌夾具、用于
控制長軌夾具沿著龍門吊橫梁左右運動的傳動裝置、運動控制器、以及固定在長軌夾具上、
由超聲波發生器和位置計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生器在沿著龍門吊橫梁左右運動時采集長 軌的位置信息，并將該信息傳送給與其相連的位置計算器；位置計算器與運動控制器相連， 并將超聲波發生器采集的長軌位置信息傳送給運動控制器； 運動控制器與傳動裝置相連，根據位置計算器傳送的長軌位置信息控制傳動裝置 的運動。 本系統對長軌抓取前，通過超聲波發生器對長軌進行預掃描，通過長軌外形特征，
結合多個長軌位置智能識別模塊采集的數據，計算長軌存放姿態和長軌抓取點的位置，并
將位置信息反饋給運動控制器。運動控制器接收多個長軌位置智能識別模塊的長軌抓取點
坐標數據，通過傳動裝置將夾具分別運送到長軌上方，并控制長軌夾具下落、夾緊長軌。 與現有的超長鋼軌自動吊裝系統相比，本實用新型具有以下優點 1)克服現有系統在長軌發生彎曲時抓取失敗等缺點，提高了長軌抓取的成功率； 2)現有系統需要大量人工逐個檢查夾具位置，進行手工對準，本實例可以節約人
力； 3)現有系統一旦抓錯起吊，將會造成長軌的更大彎折影響長軌的鋪設質量甚至報 廢。

圖1為長軌轉存、裝運系統示意圖；[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本實用新型的系統結構框圖 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、位置計算器，7、超聲波發生器，8、超長鐵軌側視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明 本實施例的結構如圖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，和運動控制器。鋼軌位置智能識別模塊由超聲波發生器7和位置計算器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 右運動，在運動過程中，通過超聲波發生器7對碼放在橫梁下方的長軌進行掃描，根據長軌 外形特征，位置計算器計算長軌夾具抓取點的位置，并將計算得到的位置信息反饋給運動 控制器。運動控制器接收長軌位置智能識別模塊的長軌位置數據，通過傳動裝置1將長軌 夾具2分別運送到長超鐵軌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 動控制器的執行機構將長軌夾具運送到指定位置。 圖1中為3個龍門吊，在實際運行中龍門吊數量一般多于3個。 本實施例系統框圖如圖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行說明，為了克服長軌彎曲形變，夾具抓取長
軌失敗等缺點，本實施例采用預掃描、位置智能識別方法。 本實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，它由超聲波發生器7和位置計算器6組成。首先，識別 模塊在傳動裝置1的控制下由原點沿X軸正方向移動(X坐標為平行于龍門吊方向，Y坐標 為垂直于龍門吊方向)，此時超聲波發生器7對下方存放超長鐵軌5進行探測，探測數據為 超聲波探測器距下方物體的距離，因為鐵軌具有中間凸起，兩邊下陷的幾何特征，如圖2中 的8所示，探測數據傳送給位置計算器6，因此位置計算器6可以根據預先存儲的鐵軌外形 特征數據和探測數據進行對比判定夾具下方是否存在鐵軌，如果存在鐵軌，將位置坐標數 據發送給運動控制器。X軸方向存在多根鐵軌，一次掃描后將產生多組位置坐標數據，因此 需要由運動控制器做進一步擬合。 鐵軌在存放過程中容易出現彎曲變形等現象，為解決此問題，本實施例在每個龍
門吊鐵軌夾具上安裝長軌位置智能識別模塊。運動控制器在掃描階段接收每個識別模塊發
送的長軌坐標數據，并將數據通過線性算法擬合，描繪出每根長軌的存放姿態，即每根長軌
的各個抓取點的位置坐標，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根據運動控制器的指令將長軌夾具運送到長軌的正上方，下降并加緊
長軌，完成長軌的抓取功能，即使長軌出現彎曲形變等現象，傳送器依然能夠根據識別模塊
提供的數據和運動控制器描繪的鋼軌存放姿態將長軌夾具運送到長軌上方。 本實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
了生產安全。提高超長鐵軌轉存，裝運的效率。
權利要求具有位置識別功能的長軌裝運自動抓取系統，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動的傳動裝置，其特征在于還包括運動控制器和固定在長軌夾具上、由超聲波發生器和位置計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生器在沿著龍門吊橫梁左右運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算器；位置計算器與運動控制器相連，并將超聲波發生器采集的鐵軌位置信息傳送給運動控制器；運動控制器與傳動裝置相連，根據位置計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動。
專利摘要本實用新型是一種具有位置智能識別功能的長軌裝運自動抓取系統，屬于自動控制系統。本系統包括長軌夾具、長軌位置智能識別模塊、運動控制器和傳動裝置。長軌夾具由運動控制器控制，通過傳動裝置運送到長軌正上方，下落并加緊長軌。長軌位置智能識別模塊包括超聲波發生器和位置計算器。識別模塊對存放的長軌進行掃描，計算出長軌的存放位置，并將位置信息反饋給運動控制器；運動控制器接收長軌位置智能識別模塊的長軌位置數據進行擬合，描繪長軌的存放姿態，通過傳動裝置將長軌夾具分別運送到同一根長軌上方，控制長軌夾具下落并夾緊長軌。與現有長軌抓取系統相比，本實用新型提供了長軌位置智能識別的功能，能夠準確抓取彎曲形變，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 優先權日2009年5月15日
發明者呂磊, 王瑛, 王超亮 申請人:北京工業大學