本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统。
背景技术：
空中轨道简称空轨，空轨货运是一种新型的货运方式，可适用于码头、堆场、集散站之间的货物周转。货物通过集装箱的方式进行远程运输，当到达各个集散站后，可通过空轨货运的方式将货物分散出去，减少了各个运输系统之间的周转时间，提高货运效率。
目前，空轨货运动车停车是通过动力系统，控制系统和制动系统同步协同作业实现，但是停车位置与目标位置有较大误差，为了实现停车位置的精确性，现急需一种装置和方法，通过辅助手段使原来停车误差较大的动车能准确的停到目标位置。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统，解决背景技术中提出的至少一个技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统，包括：
辅助停车装置，所述辅助停车装置包括水平推动装置、竖直升降装置，所述水平推动装置包括第一驱动源、水平固定部、水平移动部，所述水平固定部固定于空中轨道梁上，所述第一驱动源安装于所述水平固定部上，所述第一驱动源与所述水平移动部驱动连接，并驱动所述水平移动部相对所述水平固定部水平滑动；所述竖直升降装置包括第二驱动源、竖直移动部，所述第二驱动源安装于所述水平移动部上，所述第二驱动源与所述竖直移动部驱动连接，并驱动所述竖直移动部相对所述水平移动部上下运动，所述竖直移动部的下端设置有可相对动车尾端布置的推头。
进一步的，所述水平固定部上设置有两个并排布置的第一导轨，所述水平固定部上位于两个所述第一导轨之间的区域开设有贯穿其上下端面的第一开口槽，所述水平固定部上还设置有两个并排布置的第一齿条，所述开口槽位于两个所述第一齿条之间，并且所述第一齿条的长度方向与所述第一导轨的长度方向一致，所述水平移动部底部的两侧均设置有第一滑块，两侧的所述第一滑块一一对应与两个所述第一导轨滑动连接，所述第一驱动源为减速电机，所述第一驱动源的输出轴的两端均同轴固定有第一齿轮，两个所述第一齿轮一一对应与两个所述第一齿条相啮合，所述水平移动部上开设有贯穿其上下端面的第二开口槽，所述第二开口槽与所述第一开口槽呈上下相对布置。
进一步的，所述水平移动部上固定有竖直固定部，所述竖直固定部滑动套设于所述竖直移动部，所述竖直移动部可滑动穿过所述第二开口槽及所述第一开口槽。
进一步的，所述竖直移动部的两侧均固定有竖直布置的第二导轨，所述竖直固定部内固定有第二滑块，所述第二滑块与所述第二导轨滑动连接。
进一步的，所述竖直固定部内固定有承载挡块，所述竖直移动部的侧壁上固定有压块，当所述竖直移动部运动到最下方的极限位置时，所述承载挡块与所述压块相互接触。
进一步的，所述承载挡块具有第一楔形面、第一水平面，所述第一水平面位于所述第一楔形面的下端，所述压块具有第二楔形面、第二水平面，当所述竖直移动部运动到最下方的极限位置时，所述第一楔形面与所述第二楔形面接触，并且所述第一水平面与所述第二水平面之间留有间隙。
进一步的，所述竖直移动部上设置有自动锁销安全孔，所述的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统还包括安全互锁装置，所述安全互锁装置设置于所述竖直固定部的一侧，所述安全互锁装置包括推杆及与所述推杆驱动连接的第三驱动源，所述第三驱动源可驱动所述推杆伸入到所述自动锁销安全孔内。
进一步的，所述竖直固定部上设置有人工锁销导套，所述竖直移动部上设置有人工锁销安全孔，当所述竖直移动部向上运动至预定位置时，所述人工锁销导套与所述人工锁销安全孔连通。通过人工把人工锁销伸入到人工锁销导套和人工锁销安全孔内。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：该系统安装在空中轨道梁上，轨道梁下方有动车，动车在空中轨道上行走，当动车正常行驶时，竖直升降装置处于上部安全互锁位置，不会影响或阻碍下方动车的行驶，当动车需要精确停止时，由于该动车的质量和速度等原因，动车动力系统、控制系统及刹车系统同步协同作业，以使动车到达目标停车线位置处，但是实际与目标停车线位置相差的误差较大，不满足空中轨道货运的停车位置精确定位要求。在动车停车后，本发明的空中轨道货运动车辅助停车精确定位装置则先让竖直升降装置下降到安全工作位置，水平推动装置推动整个竖直升降装置向着动车的方向移动，通过控制水平推动装置的速度和位置，从而使动车精确定位停止目标停车线位置处。
附图说明
图1是本发明提供的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统的工作原理示意图；
图2是本发明提供的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统中的辅助停车装置的立体结构示意图；
图3是本发明提供的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统中的水平推动装置的立体结构示意图；
图4是本发明提供的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统中的竖直升降装置的第一视角和第二视觉立体结构示意图；
图5是本发明提供的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统中的卸荷结构安装位置示意图；
图6是本发明提供的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统中的卸荷结构示意图；
图7是本发明提供的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统中的安全互锁装置的俯视面结构；
图8是本发明提供的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统中的安全检测传感器一种实施方式的安装位置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1～图8，本实施例提供了一种空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统，包括：辅助停车装置。
所述辅助停车装置包括水平推动装置100、竖直升降装置200，所述水平推动装置100包括第一驱动源103、水平固定部101、水平移动部102，所述水平固定部101固定于空中轨道梁503上，所述第一驱动源103安装于所述水平固定部101上，所述第一驱动源103与所述水平移动部102驱动连接，并驱动所述水平移动部102相对所述水平固定部101水平滑动；所述竖直升降装置200包括第二驱动源203、竖直移动部202，所述第二驱动源203安装于所述水平移动部102上，所述第二驱动源203与所述竖直移动部202驱动连接，并驱动所述竖直移动部202相对所述水平移动部102上下运动，所述竖直移动部202的下端设置有可相对动车501尾端布置的推头211。
轨道梁下方有动车501，动车在空中轨道502上行走，当动车501正常行驶时，该装置的竖直升降装置200处于上部竖直原点位置601，也就是安全互锁位置，不会影响或阻碍下方动车501的行驶，当动车501需要精确停止时，由于该动力501车的质量和速度等原因，动车501动力系统、控制系统及刹车系统同步协同作业，以使动车501到达目标停车线位置604处，但是实际与目标停车线位置604相差的误差较大，不满足空中轨道货运的停车位置精确定位要求。在动车501停车后，本发明的空中轨道货运动车辅助停车精确定位装置则先推头211下降到竖直工作位置602，水平推动装置100推动整个竖直升降装置200从水平原点位置603向着动车501的方向移动，通过控制水平推动装置100的速度和位置，从而使动车501精确定位停止目标停车线位置604处。
本实施例中，所述水平固定部101上设置有两个并排布置的第一导轨107，所述水平固定部101上位于两个所述第一导轨107之间的区域开设有贯穿其上下端面的第一开口槽，所述水平固定部101上还设置有两个并排布置的第一齿条(1061、1062)，所述开口槽位于两个所述第一齿条(1061、1062)之间，并且所述第一齿条(1061、1062)的长度方向与所述第一导轨107的长度方向一致，所述水平移动部102底部的两侧均设置有第一滑块108，两侧的所述第一滑块108一一对应与两个所述第一导轨107滑动连接，所述第一驱动源103为减速电机，所述第一驱动源103的输出轴的两端均同轴固定有第一齿轮(1051、1052)，两个所述第一齿轮(1051、1052)一一对应与两个所述第一齿条(1061、1062)相啮合，所述水平移动部102上开设有贯穿其上下端面的第二开口槽，所述第二开口槽与所述第一开口槽呈上下相对布置。
以上零部件及安装、连接、配合和传动方式构成了本水平推动装置的主要特征，单输入双输出齿轮齿条传动，通过该传动能使水平移动部102及其上的所有物能在水平固定部101上水平移动。
所述水平移动部102上固定有竖直固定部201，所述竖直固定部201滑动套设于所述竖直移动部202，所述竖直移动部202可滑动穿过所述第二开口槽及所述第一开口槽，所述竖直移动部202的两侧均固定有竖直布置的第二导轨207，所述竖直固定部201内固定有第二滑块208，所述第二滑块208与所述第二导轨207滑动连接，具体的，所述第二驱动源203也为减速电机，所述第二驱动源203底部还设置有第二电机安装座204，所述第二驱动源203的驱动轴连接第二齿轮205，所述竖直移动部202上固定有竖直布置的第二齿条206，所述第二齿轮205与所述第二齿条206相啮合。
以上所述零部件及安装、连接、配合和传动方式构成了本竖直升降装置的主要特征，齿轮齿条传动。通过该传动使竖直移动部202能在底座201内竖直升降移动；所述竖直升降装置200整体安装在水平推动装置100的水平移动部102上，从而使竖直升降装置200随着水平推动装置100一起水平运动。
所述竖直固定部201内固定有承载挡块210，所述竖直移动部202的侧壁上固定有压块209，当所述竖直移动部202运动到最下方的极限位置时，所述承载挡块210与所述压块209相互接触。具体的，所述承载挡块210具有第一楔形面s11、第一水平面s12，所述第一水平面s12位于所述第一楔形面s11的下端，所述压块209具有第二楔形面s21、第二水平面s22，当所述竖直移动部202运动到最下方的极限位置时，所述第一楔形面s11与所述第二楔形面s21接触，并且所述第一水平面s12与所述第二水平面s22之间留有间隙。
本实施例中，所述竖直固定部201为设置有两组呈对角布置的承载挡块210，所述竖直移动部202上也设置有两组呈对角布置压块，当所述竖直移动部202运动到最下方的极限位置时，两组所述承载挡块210一一对应与两组所述压块209相接触。
具体的，当竖直移动部202下降到最下方的工作位时，此时电机和减速机(第二驱动源203)处于自由状态，使其压块209与承载挡块210互相接触，承载挡块210承载整个竖直升降装置200的移动部分的重量，当整体装置水平推动动车时，由于受到反作用力f的作用，第二滑块208和第二导轨207受到较大的弯矩，此时由于压块209和承载挡块210的楔形结构，使其紧密接触，此弯矩力全部分散到压块209和承载挡块210，使第二滑块208和第二导轨207承受的弯矩力较小。
卸荷原理：压块209的第二楔形面s21与承压挡块210的第一楔形面s11紧密结合，其压块209上的第二平面s22与承压挡块210上的第一平面s12留有间隙，当竖直移动部202落下时，由于竖直固定部201上的第二滑块208与竖直移动部202上的第二导轨207的导向作用，使第一楔形面s11与第二楔形面s21紧密结合，承担其重量，当整体装置发生作用力时，此时第二滑块208与第二导轨207之间的弯矩力大部分传递到压块209与承压挡块210之间(即载荷f1、f2)。
本实施例中，所述竖直固定部201上设置有自动锁销导套212，所述竖直移动部202上设置有自动锁销安全孔214，当所述竖直移动部202向上运动至预定位置时，所述自动锁销导套212与所述自动锁销安全孔214连通，所述的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统还包括安全互锁装置300，所述安全互锁装置300设置于所述竖直固定部201的一侧，所述安全互锁装置300包括推杆302及与所述推杆302驱动连接的第三驱动源303，当所述自动锁销导套212与所述自动锁销安全孔214连通时，所述第三驱动源303可驱动所述推杆302沿着所述自动锁销导套212伸入到所述自动锁销安全孔214内，具体的，所述第三驱动源303为推杆电机，所述推杆电机的头端设置有推杆锁销304。
以上所述零部件及安装、连接、配合和传动方式构成了本安全互锁装置的主要特征，通过推杆302的伸缩运动，带动推杆锁销304在自动锁销导套212和自动锁销安全孔214内移动，当竖直升降装置200不使用时，需要安全保护，就使推杆302伸出时，推杆锁销304沿着自动锁销导套212伸入到自动锁销安全孔214内，竖直升降装置200完全锁死，不会由于重力下落。
所述竖直固定部201上设置有人工锁销导套213，所述竖直移动部202上设置有人工锁销安全孔215，当所述竖直移动部202向上运动至预定位置时，所述人工锁销导套213与所述人工锁销安全孔215连通，所述安全互锁装置中还包括人工锁销305，当检修过程，或者设备保养过程中，可以使用人工锁销305，沿着所述人工锁销导套213伸入到人工锁销安全孔215内。
本实施例中，所述的空中轨道货运动车辅助停车精确定位系统还包括安全检测系统，其包括：一个二维激光雷达401，一个2m检测距离的超声波传感器402，一个120mm检测距离超声波传感器403，一个单点激光雷达404，两个2米的磁栅405，若干接近开关406，控制器系统407，构成整个系统的安全检测系统。
检测原理：所述二维激光雷达401安装在水平固定部102底部，检测下方有无限界侵入，如有限界侵入就报警，无论在工作时还是待机时皆可报警；所述超声波传感器402竖直安装在竖直移动部202的下方，检测竖直移动部202下方有无动车501，如动车501正在其正下方就报警，控制系统作出不动作指令，如无动车501就正常，后续控制系统正常运行。所述超声波传感器403水平安装竖直移动部202的下方，当水平推动装置100运动时，首先是一段空行程，可以通过控制器系统407使水平推动速度较大，通过超声波传感器403检测前方快接近动车501时，控制器系统407降低水平推动装置100的运动速度，也减少动车501推动启动时冲击，低速运行也保证推车的平稳性。所述从单点激光雷达404竖直倒立安装在竖直移动部202下方，主要通过激光测距检测202的静态时位置状态，确保竖直移动部202是控制系统指示的位置，如果不在指示位置，立马报警。所述磁栅405，安装在水平固定部101、水平移动部102、竖直固定部201和竖直移动部202上，主要是对竖直升降运动和水平移动运动的动态位置检测，当行程完全超出预期时，报警；所述接近开关406分别装在水平固定部101，水平移动部102和安装座301，分别装2套，确保竖直升降运动，水平移动运动和安全互锁伸缩运动的行程到位检测，确保运动系统的可靠；所述控制器系统407，主要是各个传感器信号采集、各个电机的动作控制、人机交互及外部通讯控制。
工作原理：
1、辅助停车系统启动待机初始化状态实例(实例1)
系统电源打开，此时系统进入待机初始化状态；此时控制器系统407启动，各个传感器带电，系统初始化。各个接近开关406检测竖直升降装置200，水平推动装置100等装置的各个原点位的状态，检测安全互锁装置300是否在安全互锁位，如发现异常就报警；同时单点激光雷达404检测竖直移动部的位置，发现异常报警；报警有三种情形，(1)水平推动装置100水平原点位置603报警，此时只要控制器系统407，使第一驱动源103启动，水平推动装置100的移动部分回到水平原点位置603即可；(2)安全互锁装置300的安全互锁位报警，此时只要控制器系统407，使第三驱动源303启动，先让推杆302缩回到原点位置，再伸出到安全互锁位；(3)竖直升降装置200竖直原点位位置601报警，此时控制器系统407，先启动第三驱动源303，让推杆302缩回到原始位置后，再启动减速第二驱动源203，让竖直移动部202上升到竖直原点位置601，再启动第三驱动源303，让推杆302伸出安全互锁位。待全部报警消除正常后，系统处于初始化待机状态。(4)多个原点及安全互锁位置报警，如前所述叠加，各部分应按照先保证安全互锁装置300打开和竖直升降装置200先回位，安全锁装置300再回安全互锁位，最后保证水平推动装置100复位。
2、辅助停车系统启动待机初始化时限界侵入状态实例(实例2)
如实例1情况中的无报警状态，辅助停车系统启动待机初始化状态时，当下方有动车或其它物体侵入到装置的限界时，二维激光雷达401，控制器系统407给总站上位机信号，询问是否动车正常进入，如果上位机握手回答为正常动车进入，启动辅助停车系统，如果上位机握手回答为非正常侵入或延时n秒内无应答，系统报警，辅助停车系统处于报警待机状态，并且控制器系统407轮询向总站上位机发送报警危险信号，如果入侵物体离开，报警消除。
3、辅助停车系统启动作业状态而下方有不合理位置动车实例(实例3)
如实例2情况中的无报警状态，同时上位机发出辅助停车信号启动时，超声波传感器402检测推头211下方是否有物体，如无物体，正常启动作业状态，如检测有物体，此时发出危险报警信号给总站上位机，即使收到总站上位机要求启动作业状态，此时控制器系统407拒绝执行，且不停向上位机轮询发出危险报警信号，请求把动车501开出停车区域。
4、辅助停车系统启动作业状态实例(实例4)
如实例3情况中的正常状态，即辅助停车系统启动作业状态。
5、辅助停车系统启动后的正常作业状态实例(实例5)
如实例4，启动辅助停车系统作业状态，(1)安全互锁装置300的推杆302回原点位置，(2)回原点完成后，启动第二驱动源203，使竖直移动部202下降，(3)当推头211降到竖直工作位置602后，启动水平推动装置100的第一驱动源103，使推头211往工作方向快速移动，(4)当推头211接近动车时，超声波传感器403发出信号给控制器系统407，此时控制器系统407让第一驱动源103低速移动，实施辅助停车作业，(4)当水平移动部102移动到目标停车线位置604时，接近开关406发出信号给控制器系统407，此时第一驱动源103减速制动停止。(5)延时n秒后，启动第一驱动源103，使推头211往水平原点位置603方向快速移动；(6)当移动到水平原点位置603时，此时启动第二驱动源203，使竖直移动部202上升到竖直原点位置601，(7)到竖直原点位置601后，安全互锁装置300的推杆302伸出到安全互锁位。
6、辅助停车系统启动作业状态时限界入侵状态实例(实例6)
如实例5情况中的无报警状态，正常停车作业在进行时，二维激光雷达401切换到作业状态限界条件，当下方有动车或其它物体侵入到装置的限界时，控制器系统407给总站上位机紧急危险信号，请求总站紧急处理，此时辅助停车系统进行紧急回收竖直移动部202。
本发明创造的优点如下：
(1)解决空轨货运及不限于货运动车精确定位停车的问题；
(2)本发明适于大载荷停车泊车功能；
(3)停车定位精度高；
(4)采用同步双齿轮齿条传动，解决大载荷传动问题；
(5)采用楔形块卸荷原理对竖直升降装置滑块导轨大弯矩力卸荷，提升了整个结构的使用寿命和可靠性；
(6)安全检测系统对限界侵入和未按指示动作要求进行了报警；
(7)水平推动作业时高低速协调配合运动，保证了运行的平稳性和工作效率；
(8)竖直升降运动和水平推动运动能实现无级调速；
(9)竖直升降装置的具有自锁保护功能。
(10)系统结构紧凑，安全可靠。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
