风动架车机的自动同步控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种风动架车机的自动同步控制装置，包括：多个电控阀，每个所述电控阀与一个气缸连接，所述电控阀用于控制所连接的所述气缸的充气和排气；多个压力传感器，每个所述压力传感器用于实时监测并反馈所连接的所述气缸内的压力；多个测距仪，每个所述测距仪用于实时测量并反馈所连接的所述气缸的举升高度；多个控制器，每个所述控制器用于接收所连接的所述压力传感器以及所述测距仪的信号并发送，且控制所连接的所述电控阀的动作；同步交互处理器，所述同步交互处理器用于指示所述控制器控制所述电控阀的动作。本实用新型提出一种风动架车机的自动同步控制装置，解决风动架车机不能同步推动车辆升降问题。
【专利说明】
风动架车机的自动同步控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及同步控制装置，更具体地，涉及一种风动架车机的自动同步控制
目.0
【背景技术】
[0002]铁路货车车辆进入车间维修时，需要通过架车机将其托起，以便对车辆进行检修。现在普遍使用的架车机是风动架车机。风动架车机包括四个单独作用的气缸，一组充气阀、排气阀、节流阀可以控制位于同一端的两个气缸。架车时，打开充风阀，压缩空气通过节流阀进入到同一端两个气缸中，两个气缸同时起升，把需维修的车辆抬升到一定的高度，关闭充风阀；人工插入安全销，完成一个车辆单端起升的过程;落车时，人工拉出安全销，打开排风阀，四个气缸在车辆自重的作用下，排出气缸内部的压缩空气回落到自然位置。
[0003]现有的架车机的起升和降落是通过操作人员手动控制。在操作过程中，风动架车机存在的最大问题是在起升及降落过程中，两端的两组气缸不能同步运行。例如，由于进入两端的气缸的压缩空气是通过人工对充风阀的开度控制实现，不同操作人员分别对两侧的节流阀进行操作，导致四个气缸会出现不同的起升速度。再如，架车机的每个气缸单独作用，由于风源质量的不同，压缩空气内经常会含有少量的水分、油脂等杂质，长时间作用会对气缸的内壁造成不同程度的腐蚀;活塞长期往复运行还会对气缸造成一定的磨损，这些磨损会导致不同的气缸出现不同程度的气密性差异，直接的表现就是气缸不同步。各种因素导致架车机在起升及降落中不易实现同步运行，导致起升中的车辆发生偏斜，严重的会导致车辆倾覆。架车机的起升速度和平衡度也难以控制，在架车及落车过程中容易导致车体侧翻事故的发生，造成经济损失和人员伤害。
[0004]因此，需要一种风动架车机的自动同步控制装置，使得风动架车机能够同步推动车辆上升或下降，实现自动化操作以及提高工作效率。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种风动架车机的自动同步控制装置，解决风动架车机不能同步推动车辆上升或下降的问题。
[0006]基于上述目的本实用新型提供的一种风动架车机的自动同步控制装置，包括:多个电控阀，每个所述电控阀与一个气缸连接，所述电控阀用于控制所连接的所述气缸的充气和排气；多个压力传感器，每个所述压力传感器用于实时监测并反馈所连接的所述气缸内的压力；多个测距仪，每个所述测距仪用于实时测量并反馈所连接的所述气缸的举升高度；多个控制器，每个所述控制器用于接收所连接的所述压力传感器以及所述测距仪的信号并发送，且控制所连接的所述电控阀的动作；同步交互处理器，所述同步交互处理器用于指示所述控制器控制所述电控阀的动作。
[0007]优选地，所述电控阀为二位三通电磁阀，所述二位三通电磁阀包括阀右位和阀左位，所述阀右位连通所述气缸与气源，形成充气通路;所述阀左位连通所述气缸与外部，形成排气通路。
[0008]优选地，所述排气通路上设置流量控制阀，所述流量控制阀用于调节所述排气通路内的气体流量。
[0009]优选地，所述排气通路上设置消音器。
[0010]优选地，所述测距仪为激光测距仪，所述激光测距仪用于测量所述气缸的活塞杆与车辆的接触部以及基础平台之间距离。
[0011]优选地，所述激光测距仪水平固定在安装座上，所述安装座上设有折射镜，所述折射镜用于改变所述激光测距仪光路方向。
[0012]优选地，还包括:销轴控制器，所述销轴控制器由所述同步交互处理器指示所述控制器和控制动作，所述销轴控制器用于推动或拉动安全销插入或撤离设置在所述活塞杆上的安全销孔。
[0013]优选地，所述同步交互处理器还包括显示单元和操作单元。
[0014]另外，优选地，所述同步交互处理器还包括相适配的遥控器。
[0015]从上面所述可以看出，本实用新型提供的风动架车机的自动同步控制装置，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:激光测距仪和压力传感器可以实时监测气缸的移动情况，举升或降落的高度误差在允许范围之内，基本实现同步起升或下降;避免造成车辆发生偏斜或车辆倾覆，避免造成经济损失和人员伤害。只需要一个操作员通过同步交互处理器指示控制器控制电控阀的开关，控制气缸的充气和排气，就可以进行架车和落车作业，并观察架车机的工作状态，降低了人工成本;而且可以实现车辆两端的同时架车和落车，作业效率至少提高一倍。举升或降落速度相对于人工操作更快速，节约了操作时间，提高工作效率。压力传感器可以检测到因气缸的泄漏造成不正常的压力变化，同时还可以检测到由于气缸润滑不良而造成阻力增大所产生的压力变化，辅助判断出气缸内部潜在的问题原因并进行有针对性维护保养，从而有效延长使用寿命。
【附图说明】
[0016]通过下面结合附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
[0017]图1为本实用新型具体实施例中采用的风动架车机的自动同步控制装置的示意图；
[0018]图2为图1所示的风动架车机的自动同步控制装置的起升过程的流程示意图；
[0019]图3为图1所示的风动架车机的自动同步控制装置的下降过程的流程示意图。
[0020]其中附图标记:
[0021]1:气缸;2:活塞杆；
[0022]11:电控阀；12:压力传感器;13:测距仪；
[0023]14:控制器;15:同步交互处理器;16:流量控制阀。
【具体实施方式】
[0024]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0025]图1为本实用新型具体实施例中采用的风动架车机的自动同步控制装置的示意图。如图1所示，风动架车机的自动同步控制装置包括多个电控阀11、多个压力传感器12、多个测距仪13、多个控制器14和同步交互处理器15。
[0026]根据气缸I的数量可以得到电控阀11的数量，每个电控阀11与一个气缸I连接，电控阀11用于控制所连接的气缸I的充气和排气。
[0027]优选地，电控阀11为二位三通电磁阀，二位三通电磁阀包括阀右位和阀左位。阀右位连通气缸I与气源，阀右位开启时，形成充气通路，经充气通路向气缸I内充气，气缸I的活塞杆2上升，实现架车工序。阀左位连通气缸I与外部，阀左位开启时，形成排气通路，经排气通路由气缸I向外排气，气缸I的活塞杆2下降，实现落车工序。
[0028]优选地，排气通路上设置流量控制阀16，流量控制阀16用于调节排气通路内的气体流量。流量控制阀16可以通过调节排气通路内排出气体流量大小，控制落车时下落速度快慢，防止因下落速度过快发生事故。
[0029]优选地，排气通路上设置消音器，消音器用于降低排气时产生的噪声。
[0030]根据气缸I的数量可以得到压力传感器12的数量。每个压力传感器12用于实时监测并反馈所连接的气缸I内的压力。因气缸I管路内的压力和气缸I内的压力相同，压力传感器12可以安装在电控阀11与气缸I的连接部位，还可以安装在电控阀11的壳体上，以减小由于连接部位增加而产生的泄露的可能性。气缸I内充气量或排气量的变化将引起压力的变化，所以，操作人员可以根据气缸I内压力变化，及时调整电控阀11，改变充气量或排气量。
[0031]根据气缸I的数量可以得到测距仪13的数量。每个测距仪13用于实时测量并反馈所连接的气缸I的举升高度。为控制每个气缸I举升高度一致，在活塞杆2上升过程中，就需要实时测量每个活塞杆2的伸出长度，在出现差异时，可以及时调至一致，以达到同步的目的。
[0032]优选地，测距仪13为激光测距仪，激光测距仪的测量精度、数据采集频率等可以满足实际要求。激光测距仪用于测量气缸I的活塞杆2与车辆的接触部以及基础平台之间距离。不但方便采集数据，而且降低车辆底部变形对数据准确性的影响。另外，可以通过同步交互处理器15补偿车体变形造成的误差。
[0033]优选地，激光测距仪水平固定在安装座上，安装座上设有折射镜，折射镜位于激光测距仪的监测光路的前方，折射镜与水平面之间设有45°夹角，折射镜用于将激光测距仪发射的水平光路改变为垂直光路，以便于进行竖直方向的高度测量。
[0034]激光测距仪上还可以设置防护壳体，防护壳体可以对激光测距仪起到保护作用。
[0035]同步交互处理器15还可以对激光测距仪自动校准，消除因架车柱及车体变形产生的误差。
[0036]根据气缸I的数量可以得到控制器14的数量。每个控制器14用于接收所连接的压力传感器12以及测距仪13的信号，并将接收的信号发送给同步交互处理器15，控制器14还用于根据同步交互处理器15的指示，控制所连接的电控阀11的充气通路和排气通路的开启或关闭。
[0037]同步交互处理器15可以同时接收来自多个控制器14的信号，根据各个气缸I的压力参数、举升高度参数、电磁阀的气路流量参数等，判断多个气缸I的提升或下降是否处于同步状态。如果是，则保持现有状态，继续提升或下降；如果否，对异常数据进行调整，向出现异常数据的控制器14发送指示，使其控制所连接的电控阀11的充气通路和排气通路的开启或关闭，使出现异常数据的气缸I提升或下降，最终与其他气缸I达到同步状态。
[0038]优选地，风动架车机的自动同步控制装置还包括:销轴控制器。每个气缸I配备一个销轴控制器，销轴控制器用于推动或拉动安全销插入或撤离设置在活塞杆2上的安全销孔。销轴控制器由控制器14控制和同步交互处理器15动作。
[0039]当气缸I的活塞杆2上升至预设高度，同步交互处理器15指示控制器14向销轴控制器发送推动的动作指示，销轴控制器推动安全销插入安全销孔，活塞杆2可以固定在所处位置。当气缸I的活塞杆2需要下降或继续上升时，同步交互处理器15指示控制器14向销轴控制器发送拉动的动作指示，销轴控制器拉动安全销撤离安全销孔，活塞杆2可以离开所处位置。销轴控制器可以替代人工操作安全销，降低操作人员的劳动强度，实现自动同步控制。
[0040]优选地，同步交互处理器15还包括显示单元和操作单元。显示单元可以显示各个气缸I的压力参数、举升高度参数、电磁阀的气路流量参数等，操作人员在操作单元上进行操作，对异常数据进行调整。
[0041]另外，优选地，同步交互处理器15还包括相适配的遥控器。遥控器使操作人员可在架车机的附近完成各种操作，同时，可目视架车机的工作状态，有效避免安全事故的发生。
[0042]下面进一步介绍风动架车机的自动同步控制装置的工作流程。
[0043]图2为图1所示的风动架车机的自动同步控制装置的起升过程的流程示意图。如图2所示，风动架车机的自动同步控制装置的起升过程包括如下步骤:
[0044]步骤la:启动风动架车机的自动同步控制装置。
[0045]步骤2a:同步交互处理器15指示控制器14同时开启各个电控阀11的阀右位，由充气通路向各自的气缸I内充气，气流推动活塞杆2上升，活塞杆2推动车辆上升。
[0046]步骤3a包括步骤3aa和步骤3ab，步骤3aa是通过压力传感器12监测并反馈气缸I内的压力，通过同步交互处理器15可以判断气缸I的进气压力是否相同，如果是，则执行步骤4a;如果否，则判断各个气缸I之间的压力差是否小于或等于压力误差，如果压力差小于或等于压力误差，则执行步骤4a;如果压力差大于压力误差，控制器14将压力过大、上升过快的气缸I的阀右位关闭，其余气缸I的阀右位继续开启，继续充气，直至气缸I之间的压力差小于或等于压力误差，则执行步骤4a。步骤3ab是通过测距仪13测量并反馈车辆的举升高度，通过同步交互处理器15可以判断气缸I的举升高度是否相同，如果是，则执行步骤4a;如果否，则判断各个气缸I之间的高度差是否小于或等于高度误差，如果高度差小于或等于高度误差，则执行步骤4a;如果高度差大于高度误差，控制器14将高度过高的气缸I的阀右位关闭，其余气缸I的阀右位继续开启，继续充气，直至气缸I之间的高度差小于或等于高度误差，则执彳丁步骤4a。
[0047]步骤4a:同步交互处理器15判断车辆的起升高度是否达到预定架车高度，如果是，则执行步骤5a;如果否，则执行2a。
[0048]步骤5a:与有压力损失的气缸I连通的阀右位继续开启，向气缸I内持续补风，保证气缸I不会因为泄漏而下降。
[0049]步骤6a:同步交互处理器15指示控制器14向销轴控制器发送推动的动作指示，销轴控制器推动安全销插入安全销孔，活塞杆2可以固定在所处位置。
[0050]步骤7a:控制器14将各个气缸I的阀右位关闭，阀左位开启，则气缸I停止充气，并将气缸I内的空气排出少量，让安全销承担车辆的重量。安全销能够保证架车完毕后，架车机不会出现自动下降的情况。
[0051 ]步骤8a:风动架车机的自动同步控制装置的工作流程结束。
[0052]对于步骤3a来说，同步交互处理器15通过压力传感器12和测距仪13反馈的信息，指示控制器14开启或关闭各个电控阀11，通过调整各个气缸I的进气量和排气量，以确保各个气缸I具有相同的举升高度。这时无论气缸I自身的磨损程度如何都不会影响到起升高度，只需对磨损严重的气缸I充入更多的风量来弥补压力的损失。
[0053]另外，对于步骤3a来说，如果压力/高度差大于压力/高度误差，还可以采用以下处理方式:第一种为控制器14将压力/高度过大/高的气缸I的阀右位关闭，阀左位开启，则压力/高度过大/高的气缸I停止充气，并开始排气;其余气缸I的阀右位关闭，停止充气，直至气缸I之间的压力/高度差小于或等于压力/高度误差，则执行步骤4a。第二种为控制器14将压力/高度过大/高的气缸I的阀右位关闭，阀左位开启，则压力/高度过大/高的气缸I停止充气，并开始排气;其余气缸I的阀右位继续开启，继续充气，直至气缸I之间的压力/高度差小于或等于压力/高度误差，则执行步骤4a。
[0054]图3为图1所示的风动架车机的自动同步控制装置的下降过程的流程示意图。如图3所示，风动架车机的自动同步控制装置的下降过程包括如下步骤:
[0055]步骤lb:启动风动架车机的自动同步控制装置。
[0056]步骤2b:同步交互处理器15指示控制器14同时开启各个电控阀11的阀右位，由充气通路向各自的气缸I内充气，气流推动活塞杆2上升，活塞杆2推动车辆上升。
[0057]步骤3b:同步交互处理器15判断车辆的起升高度是否达到预定高度，如果是，则执行步骤4b;如果否，则执行2b。在本实施例中，预设高度为高于驾车机高度1mm，确保安全销不再受到架车机传递的剪切力作用。
[0058]步骤4b:同步交互处理器15指示控制器14向销轴控制器发送拉动的动作指示，销轴控制器拉动安全销撤离安全销孔，活塞杆2可以开始移动。
[0059]步骤5b:同步交互处理器15指示控制器14同时开启各个电控阀11的阀左位，各个气缸I由排气通路向大气排气，活塞杆2在自重以及上方车辆的重力作用下开始下降，车辆也随着活塞杆2下降。
[0000]步骤6b包括步骤6ba和步骤6bb，步骤6ba是通过压力传感器12监测并反馈气缸I内的压力，通过同步交互处理器15可以判断气缸I的排气压力是否相同，如果是，则执行步骤7b;如果否，则判断各个气缸I之间的压力差是否小于或等于压力误差，如果压力差小于或等于压力误差，则执行步骤7b;如果压力差大于压力误差，控制器14将压力过大、下降过快的气缸I的阀左位关闭，其余气缸I的阀左位继续开启，继续排气，直至气缸I之间的压力差小于或等于压力误差，则执行步骤7b。步骤6bb是通过测距仪13测量并反馈车辆的下降高度，通过同步交互处理器15可以判断气缸I的下降高度是否相同，如果是，则执行步骤7b;如果否，则判断各个气缸I之间的高度差是否小于或等于高度误差，如果高度差小于或等于高度误差，则执行步骤7b;如果高度差大于高度误差，控制器14将高度过低的气缸I的阀左位关闭，其余气缸I的阀左位继续开启，继续排气，直至气缸I之间的高度差小于或等于高度误差，则执行步骤7b。
[0061]步骤7b:同步交互处理器15判断车辆的下降高度是否达到预定落车高度，如果是，则执行步骤8b;如果否，则执行5b。
[0062]步骤8b:风动架车机的自动同步控制装置的工作流程结束。
[0063]对于步骤6b来说，同步交互处理器15通过压力传感器12和测距仪13反馈的信息，指示控制器14开启或关闭各个电控阀11，通过调整各个气缸I的排气量和进气量，以确保各个气缸I具有相同的下降高度。
[0064]另外，对于步骤6b来说，如果压力/高度差大于压力/高度误差，还可以采用以下处理方式:第一种为将下降过快的气缸I的排气管路上流量调节阀的流量调小，直至气缸I之间的压力/高度差小于或等于压力/高度误差，则执行步骤7b。第二种为控制器14将压力/高度过大/高的气缸I的阀左位关闭，阀右位开启，则压力/高度过大/高的气缸I停止排气，并开始进气；其余气缸I的阀左位关闭，停止排气，直至气缸I之间的压力/高度差小于或等于压力/高度误差，则执行步骤7b。第三种为控制器14将压力/高度过大/高的气缸I的阀左位关闭，阀右位开启，则压力/高度过大/高的气缸I停止排气，并开始进气;其余气缸I的阀左位继续开启，继续排气，直至气缸I之间的压力/高度差小于或等于压力/高度误差，则执行步骤7b。
[0065]架车机在起升或下降时，同时起升或下降的气缸I的压力/高度误差在一定范围之内，就能够保证作业安全。以高度误差为例，一般车辆起升时，高度误差控制在15_。在本实施例中，高度误差设定为3mm。
[0066]架车机在起升或下降时，激光测距仪实时对气缸I的活塞杆2与车辆的接触部以及基础平台之间距离进行测量，数据通过控制器14传递到同步交互处理器15内，无论是双端起升还是单端起升都不影响激光测距仪的正常工作。
[0067]架车机在起升或下降时，按照操作者的需求，可以由一个操作者对单端或双端气缸I发出指令，也可以由不同操作者对双端气缸I分别发出指令。
[0068]架车机在起升或下降时，压力传感器12会不间断监测并反馈气缸I压力变化，同步交互处理器15可以判断气缸I内部泄露是否符合要求以及活塞运行阻力是否正常，一旦气缸I密封失效或磨损过度造成泄漏量超标，或者活塞杆2与气缸I之间摩擦阻力过大，则操作人员对设备进行维修。
[0069]从上面的描述和实践可知，本实用新型提供的风动架车机的自动同步控制装置的激光测距仪和压力传感器可以实时监测气缸的移动情况，举升或降落的高度误差在允许范围之内，基本实现同步起升或下降;避免造成车辆发生偏斜或车辆倾覆，避免造成经济损失和人员伤害。只需要一个操作员通过同步交互处理器指示控制器控制电控阀的开关，控制气缸的充气和排气，就可以进行架车和落车作业，并观察架车机的工作状态，降低了人工成本;而且可以实现车辆两端的同时架车和落车，作业效率至少提高一倍。举升或降落速度相对于人工操作更快速，节约了操作时间，提高工作效率。压力传感器可以检测到因气缸的泄漏造成不正常的压力变化，同时还可以检测到由于气缸润滑不良而造成阻力增大所产生的压力变化，辅助判断出气缸内部潜在的问题原因并进行有针对性维护保养，从而有效延长使用寿命。
[0070]所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种风动架车机的自动同步控制装置，其特征在于，包括: 多个电控阀，每个所述电控阀与一个气缸连接，所述电控阀用于控制所连接的所述气缸的充气和排气； 多个压力传感器，每个所述压力传感器用于实时监测并反馈所连接的所述气缸内的压力； 多个测距仪，每个所述测距仪用于实时测量并反馈所连接的所述气缸的举升高度； 多个控制器，每个所述控制器用于接收所连接的所述压力传感器以及所述测距仪的信号并发送，且控制所连接的所述电控阀的动作； 同步交互处理器，所述同步交互处理器用于指示所述控制器控制所述电控阀的动作。2.如权利要求1所述的风动架车机的自动同步控制装置，其特征在于， 所述电控阀为二位三通电磁阀，所述二位三通电磁阀包括阀右位和阀左位，所述阀右位连通所述气缸与气源，形成充气通路;所述阀左位连通所述气缸与外部，形成排气通路。3.如权利要求2所述的风动架车机的自动同步控制装置，其特征在于， 所述排气通路上设置流量控制阀，所述流量控制阀用于调节所述排气通路内的气体流量。4.如权利要求2或3所述的风动架车机的自动同步控制装置，其特征在于， 所述排气通路上设置消音器。5.如权利要求4所述的风动架车机的自动同步控制装置，其特征在于， 所述测距仪为激光测距仪，所述激光测距仪用于测量所述气缸的活塞杆与车辆的接触部以及基础平台之间距离。6.如权利要求5所述的风动架车机的自动同步控制装置，其特征在于， 所述激光测距仪水平固定在安装座上，所述安装座上设有折射镜，所述折射镜用于改变所述激光测距仪光路方向。7.如权利要求5所述的风动架车机的自动同步控制装置，其特征在于，还包括: 销轴控制器，所述销轴控制器由所述同步交互处理器指示所述控制器和控制动作，所述销轴控制器用于推动或拉动安全销插入或撤离设置在所述活塞杆上的安全销孔。8.如权利要求1所述的风动架车机的自动同步控制装置，其特征在于， 所述同步交互处理器还包括显示单元和操作单元。9.如权利要求1或8所述的风动架车机的自动同步控制装置，其特征在于， 所述同步交互处理器还包括相适配的遥控器。
【文档编号】G01M17/08GK205449520SQ201521130193
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】张树国, 郭全喜, 郝庚熙, 王宏宇, 冯庆文, 单超华
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 神华准格尔能源有限责任公司