一种集成式自行走智能环保料斗及其控制方法与流程

本发明涉及散装物料装卸设备，具体为一种集成式自行走智能环保料斗及其控制方法。

背景技术：

1、散装物料在港口、码头等场所通常通过抓斗向料斗卸料，再由料斗向运输车辆装车。现有料斗多为固定式，部分移动料斗仍需借助叉车或牵引设备转场，设备调位不便；车辆装车时，货箱与放料口的位置主要依赖人工判断，易出现停车偏差及撒料。抓斗卸料还容易产生扬尘，抓斗卸料还容易产生扬尘，现有喷雾装置多采用人工启停或简单控制方式，对于不同物料的喷雾需求适应性不足；对于黏性物料，还可能发生粘料、架桥等影响下料的问题；对于黏性物料，还可能发生粘料、架桥等影响下料的问题。现有设备的移动、检测、降尘及清堵功能通常相互独立，整体协同性不足。

2、因此，亟需一种能够自行转场，并能够对车辆货箱位置及装料状态进行检测，同时兼顾喷雾降尘、粘性物料辅助下料和装车安全控制的集成式环保料斗，以改善散装物料装卸过程中设备转场、车辆装料、物料下料及降尘作业之间的协同性。

3、经检索，如中国专利文献公开了一种散料自动装车系统【申请号：202111068395.5，公开号：cn113620075b】，公开了一种储料库底部设置多个直线排列的安装有卸料阀的卸料口；储料库底部的道轨支架上安装道轨；移动散装机的框架由行走电机驱动安装在道轨上。框架上固定有接料斗，接料斗沿道轨方向的长度大于任意两个相邻卸料口的距离；接料斗的底部密封固定有伸缩溜槽，伸缩溜槽的底部设置有阀门开关机构和刮料板。

4、上述现有技术通过沿固定道轨移动的散装机改变落料位置，但其移动范围受到道轨限制，在不同作业位置之间的转场存在一定局限；同时，对于车辆货箱沿长度方向的连续装料、不同粘性物料的辅助下料以及装车过程中的车辆提示与安全联锁，仍存在进一步改进空间。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种集成式自行走智能环保料斗及其控制方法。

2、一种集成式自行走智能环保料斗，其特征在于：包括承载支架及设于其上的料斗本体，料斗本体上、下部分别设有进料口和放料口；承载支架底部设有自行走机构和可升降支撑机构，承载支架上设有成像检测装置；进料口处设有喷雾降尘组件，料斗本体的物料通道处设有旋转刮刀清堵机构，放料口处设有放料机构，料斗本体外侧设有第一振动装置和第二振动装置。

3、优选的，所述自行走机构包括四个驱动车轮，四个所述驱动车轮分别通过传动机构与对应的行走驱动装置连接，其中两个驱动车轮分别通过转向机构与对应的转向驱动装置连接；所述可升降支撑机构包括支撑件和支撑驱动装置，所述支撑件具有脱离地面的收回位置和与地面接触的支撑位置。

4、通过上述技术方案，能够使智能环保料斗兼顾自行转场和装车作业时的稳定支撑。四个驱动车轮分别获得驱动力，使料斗能够依靠自身动力进行移动，其中两个驱动车轮进一步承担转向功能；可升降支撑机构则能够根据设备当前工作状态在收回位置和支撑位置之间进行转换。

5、具体来说，料斗需要转场时，支撑件处于收回位置并脱离地面，由四个驱动车轮共同驱动设备移动，并通过其中两个驱动车轮改变行驶方向。当料斗到达装车作业位置以后，自行走机构停止，支撑驱动装置使支撑件下降至与地面接触，使设备由移动状态转换为稳定支撑状态。

6、在实际应用中，该结构能够使料斗根据作业位置变化进行转场，并在抓斗进料和车辆装车期间利用支撑件对整机进行支撑，使转场状态和装车状态之间形成较为明确的结构转换关系，便于大型料斗在不同作业位置之间进行移动和固定作业。

7、优选的，所述成像检测装置包括第一成像检测单元和第二成像检测单元，所述第一成像检测单元设置于承载支架对应待装车辆车头侧的位置，所述第二成像检测单元设置于承载支架对应待装车辆车尾侧的位置，第一成像检测单元和第二成像检测单元均朝向放料口下方的车辆货箱检测区域设置。

8、通过上述技术方案，能够从待装车辆长度方向的不同位置对车辆货箱区域进行检测。两个成像检测单元分别对应车辆车头侧和车尾侧设置，使车辆货箱在进入放料口下方以后能够处于相应的检测区域内，为车辆位置及装料状态的判断提供检测基础。

9、具体来说，车辆驶入装车区域后，第一成像检测单元和第二成像检测单元能够获取车辆货箱边界以及货箱内部物料表面等信息。随着车辆在装车过程中逐步向前移动，两个检测单元能够继续获取车辆货箱相对于放料口的位置变化，其中位于车尾侧的检测单元还能够获取车辆尾部挡板的位置。

10、在实际应用中，该布置方式与长条形车辆货箱的装料过程相适应，能够为车辆初始到位、当前落料区域料位判断、车辆前移后的重新到位以及车辆末端装料状态判断提供相应信息，使车辆装料过程能够围绕货箱的实际位置和装料状态展开。

11、优选的，所述喷雾降尘组件包括多个喷雾喷嘴、供液管路和控制阀，多个所述喷雾喷嘴沿进料口周围间隔设置，并通过供液管路与供液装置连接，所述控制阀设置于供液管路上。

12、通过上述技术方案，能够在料斗进料口周围形成喷雾降尘区域。多个喷雾喷嘴沿进料口周围间隔布置，使雾化液体能够从不同位置朝向进料区域喷出，并通过供液管路及控制阀对喷雾液体的输送状态进行控制。

13、具体来说，供液装置通过供液管路向多个喷雾喷嘴提供液体，控制阀用于控制供液管路的连通状态。喷雾组件开启以后，多个喷雾喷嘴在进料口附近喷出雾化液体，使抓斗卸料过程中物料下落产生的粉尘能够与雾化液滴接触，从而对进料区域的扬尘进行抑制。

14、在实际应用中，可以结合当前装卸物料的性质选择喷雾降尘组件的工作状态。对于适宜采用喷水方式进行降尘的物料，可在进料作业过程中开启喷雾；对于不适宜接触水的物料，则可保持喷雾组件关闭，使喷雾结构适应不同散装物料的进料作业需求。

15、优选的，所述旋转刮刀清堵机构包括围绕料斗本体的物料通道设置的环形轨道、设置于环形轨道上的刮刀组件、清堵驱动装置和传动机构，所述刮刀组件的刮料部朝向物料通道内壁设置，所述清堵驱动装置通过传动机构与刮刀组件连接；所述放料机构包括料门和与料门连接的料门驱动装置，所述料门具有多个开度位置。

16、通过上述技术方案，能够将旋转刮动清堵与可调开度放料结合于料斗的物料通道及放料位置。刮刀组件能够围绕物料通道运动，对靠近料斗内壁的物料进行刮动和扰动，料门则能够根据下料状态改变开启程度，从结构上为不同物料的下料控制提供条件。

17、具体来说，清堵驱动装置通过传动机构带动刮刀组件沿环形轨道移动，刮料部在移动过程中作用于物料通道内壁附近，使粘附、堆积或者形成架桥的物料发生松动。料门驱动装置则能够带动料门开启、关闭或者改变开度，从而改变放料口处的物料通过状态。

18、在实际应用中，对于流动性较好的物料，可以主要利用物料自身重力和料门开度进行放料；对于容易粘附或者形成架桥的物料，可以启动旋转刮刀清堵机构进行机械扰动，并结合料门开度变化改善下料状态，使料斗能够适应不同流动特性的散装物料。

19、优选的，还包括声光提示组件和控制器，所述声光提示组件包括红色指示灯、绿色指示灯、语音提示装置和铃声提示装置；所述控制器的信号输入端与成像检测装置及遥控信号接收装置连接，控制器的控制输出端分别与自行走机构、可升降支撑机构、喷雾降尘组件、旋转刮刀清堵机构、放料机构、第一振动装置、第二振动装置及声光提示组件连接。

20、通过上述技术方案，能够使车辆检测部件、料斗执行机构以及驾驶员提示部件形成相互配合的控制关系，使料斗转场、支撑、放料、清堵、振动和提示等作业状态能够通过控制器进行协调。

21、具体来说，控制器能够接收成像检测装置和遥控信号接收装置传递的信息，并根据当前作业状态向不同执行机构发送控制信号。声光提示组件中的红色指示灯、绿色指示灯、语音提示装置和铃声提示装置能够向车辆驾驶员提供不同的作业状态信息，使驾驶员按照当前装车阶段进行停车、挪车或者驶离操作。

22、在实际应用中，该控制连接关系能够将料斗自身运行状态和车辆驾驶员操作联系起来。例如，在车辆停车装料阶段输出相应停车提示，在需要调整装料位置时输出车辆移动提示，在整车装料完成后输出驶离提示，从而便于驾驶员配合料斗的连续装车过程。

23、本发明还提供一种集成式自行走智能环保料斗的控制方法，包括以下步骤：

24、s1、通过遥控操作控制自行走机构将智能环保料斗移动至装车作业位置，停止自行走机构，并使可升降支撑机构处于支撑位置；

25、s2、通过成像检测装置检测待装车辆货箱相对于放料口的位置，当车辆货箱进入预设初始装料位置后，输出开始装车提示，并开启放料机构；

26、s3、通过成像检测装置检测放料口对应的当前落料区域的物料料位，当所述物料料位低于预设装料料位时继续放料，当所述物料料位达到预设装料料位时关闭放料机构；

27、s4、判断车辆货箱沿其长度方向是否存在后续待装区域，当存在后续待装区域时输出车辆移动提示，并保持放料机构关闭；在车辆向前移动过程中，通过成像检测装置检测后续待装区域相对于放料口的位置；

28、s5、当后续待装区域进入放料口对应的装料位置且车辆重新停稳后，重新开启放料机构，并返回步骤s3；

29、s6、当车辆末端对应的待装区域达到预设装料料位，且成像检测装置检测到车辆尾部挡板相对于放料口达到预设终止位置时，关闭放料机构，确定本次车辆装车结束。

30、优选的，开始装车时使红色指示灯进入提示状态，并通过语音提示装置输出开始装车提示；当前落料区域达到预设装料料位后，关闭放料机构，使绿色指示灯进入提示状态，并通过语音提示装置输出车辆移动提示；在车辆移动过程中保持放料机构关闭；在未输出车辆移动提示的放料状态下检测到车辆发生移动时，关闭放料机构；装车结束后使绿色指示灯进入提示状态，通过铃声提示装置输出结束铃声，并通过语音提示装置输出车辆驶离提示。

31、通过上述技术方案，能够利用灯光、语音和铃声的不同组合区分开始装车、车辆前移以及整车装料结束等作业状态，并使车辆是否能够移动与放料机构当前的开启和关闭状态相配合。

32、具体来说，开始装车时通过红色指示灯和开始装车语音提示驾驶员保持车辆停止；当前落料区域完成装料以后，先关闭放料机构，再通过绿色指示灯及车辆移动语音提示驾驶员向前挪动车辆。整车装料完成以后，则通过绿色指示灯、结束铃声以及车辆驶离语音共同表示本次装车过程结束。

33、在实际应用中，驾驶员能够根据提示状态判断当前应保持停车、向前进行短距离移动或者直接驶离装车区域。同时，在正常放料过程中如果车辆在未接收到移动提示的情况下发生位置变化，放料机构能够停止放料，从而减少车辆移动与持续落料同时发生而造成放料位置偏移的情况。

34、优选的，获取当前作业物料的物料种类信息，并根据物料种类选择对应的下料控制方式；对于非粘性物料，保持旋转刮刀清堵机构、第一振动装置和第二振动装置停止；对于普通粘性物料，在放料机构开启后启动旋转刮刀清堵机构，并在经过第一设定时间后使第一振动装置和第二振动装置交替工作；对于强粘性物料，使放料机构的料门以第一开度开启并启动旋转刮刀清堵机构，经过第二设定时间后使第一振动装置和第二振动装置同步工作，在持续检测为有料状态时将料门增大至大于第一开度的第二开度，并在检测到物料料位发生预设变化后将料门恢复至第一开度。

35、通过上述技术方案，能够根据物料流动性和粘性差异选择不同强度的下料及清堵方式，使旋转刮刀清堵机构、两个振动装置以及料门开度形成配合，避免不同物料始终采用相同的辅助下料方式。

36、具体来说，对于非粘性物料，主要依靠物料自身重力完成下料，旋转刮刀和两个振动装置保持停止；对于普通粘性物料，通过旋转刮刀对物料进行刮动，并利用两个振动装置交替工作进行辅助下料；对于强粘性物料，则进一步采用两个振动装置同步工作，并在持续有料时增大料门开度，以增强物料的下落条件。

37、在实际应用中，该控制方式能够使辅助下料程度与物料实际流动特性相配合。对于流动性较好的物料减少清堵和振动机构的参与，对于普通粘性物料采用刮动与交替振动配合，对于强粘性物料则进一步结合同步振动及料门开度调节，从而适应不同散装物料的下料状态。

38、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

39、1.本发明将自行走、稳定支撑、车辆位置检测、料位检测及声光提示结合于同一料斗设备中。装车过程中可根据当前落料区域的料位变化控制放料，并在局部装料达到设定状态后提示车辆前移，使后续待装区域继续进入放料位置；同时结合车辆尾部挡板的位置判断装车进程，有助于减少仅凭驾驶员经验调整车辆位置造成的装料不均和撒料情况。

40、2.本发明针对不同物料的流动特性设置差异化的下料及清堵方式，将旋转刮刀清堵机构、第一振动装置、第二振动装置及可调开度的放料机构进行配合。对于流动性较好的物料可减少清堵机构参与，对于粘性物料则通过刮动、振动及料门开度调节改善物料下落状态，从而兼顾不同物料的下料需求，并有助于降低不必要的振动和清堵运行。