一种防空车皮异常倾倒及拉杆伸出的检测装置的制作方法

1.本实用新型属于翻车机卸车作业后的安全检测技术领域，具体涉及一种防空车皮异常倾倒及拉杆伸出的检测装置。


背景技术：

2.铁路运煤专用敞车车皮经翻车机卸车作业，在异常工况下，翻车机转子转动会带动翻车机出口的空车皮发生倾倒，如不及时发现，将会发生车皮掉道、车钩扭断等重大故障。这种异常工况主要有：(1)铁路车皮辅件多存在变形状况，当车皮恰好定位在翻车机平台靠近出口的极限位置，翻车机定位检测合格，车皮辅件恰好发生变形，翻车机作业时，会发生翻车机摆动短轨刮蹭出口地面空车辅件状况，进而会带动地面空车皮的异常倾倒。(2)翻车机翻卸反位车钩车皮时，在反位车钩检测漏检后，翻车机出口为不可转动车钩时，也会发生翻车机出口地面空车车皮会倾倒状况。目前，秦皇岛港翻卸反位车钩车皮的检测方式有多种，但均存在漏检概率。例如：光栅传感器检测反位车钩时，由于翻车机工况环境恶劣，粉尘较大，光栅传感器在室外使用时容易受到时天气影响，采集数据不准确，无法满足现场使用需要；通过工业照相机识别车皮颜色，判断反位车钩的方式，如车皮表面存在污渍，会大大降低识别准备率；机械装置检测反位车钩时，存在机构卡滞，机构损坏概率。总之，一旦检测失败，反位车钩车皮进行翻卸，就会发生故障。
3.另外，运煤敞车车皮内部有三组支撑拉杆，部分铰接点失效的拉杆，经翻车作业，以竖直或其它状态伸出到车皮外侧，驶出翻车机后，无法实现复位，外伸的拉杆在车皮行驶过程中将会对铁路沿线栈桥、线缆等附属设施造成刮蹭伤害，尤其是过长拉杆在行驶过程中掉落，搭接到铁路高压线，将会造成重大安全事故，严重影响运输效率。
4.综合考虑，要解决以上两个问题，检测装置要具有两个检测功能：(1)在翻车初始阶段，翻车机出口空车车皮发生倾倒时，检测装置即可发现异常，暂停翻卸作业，通讯报警；(2) 车皮驶出翻车机平台，如存在拉杆伸出状况，检测装置可发现，并通讯报警。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种防空车皮异常倾倒及拉杆伸出的检测装置。
6.本实用新型的上述目的通过如下技术方案来实现：
7.一种防空车皮异常倾倒及拉杆伸出的检测装置，其特征在于：所述检测装置设置于翻车机出口外倾翻侧且靠近翻车机重车与第一节空车车钩附件的位置，包括立杆、扭转机构、水平检测臂、倾倒检测板、连杆、接近开关；
8.所述立杆的下端与地面垂直固定连接，所述扭转机构由同轴通过轴承转动配合的上下两扭转节构成，上下两扭转节之间连接有扭簧，下扭转节的下端与立柱的上端固定连接，上扭转节的上端与水平检测臂垂直固定连接；在水平检测臂和下扭转节之间还设置有对水平检测臂实现复位后形成限位的止挡配合结构；
9.所述水平检测臂朝内呈悬臂设置，并延伸至第一节空车皮的上沿上方；所述倾倒检测板设置于第一节空车皮的外侧，倾倒检测板靠近上端部通过转轴与水平检测臂可转动式连接；所述连杆整体为倒l形连杆，连杆的上横杆部支撑于水平检测臂的上方，并在水平检测臂上设置有连杆导向结构，上横杆部内端与倾倒检测板的上端部固定连接；连杆的竖杆部与立杆呈平行设置，在连杆的下端通过销轴转动连接有转动杆，在转动杆上固定有第一支架，在第一支架上安装有所述接近开关，在立杆上固定设置有第二支架，第二支架上固定有与接近开关配合的被检测件；在立杆外还固定有横向支撑杆；在检测初始状态或水平检测臂和倾倒检测板处于检测复位状态下，所述横向支撑杆与转动杆的下部形成支撑接触，使接近开关与被检测元件对正。
10.进一步的：水平检测臂的内端面与第一节空车皮的内侧壁之间的距离为300mm,水平检测臂的下端面与第一节空车皮的上沿之间的距离为150mm；倾倒检测板的内侧面与第一节空车皮的外侧壁之间的距离为100mm。
11.进一步的：在立杆的中下部位置焊接有下端与地面接触的斜撑，所述支撑杆焊接在斜撑上靠近上端的位置。
12.进一步的：所述止挡配合结构由固定在水平检测臂下端的竖向挡板及固定在下扭转节上与竖向挡板相接触的横向挡板构成。
13.进一步的：在立杆上沿上下方向焊接有两处连杆限位环，连杆的竖杆部从两处连杆限位环的内部穿过。
14.本实用新型具有的优点和积极效果：
15.1、本检测装置机械结构及强度设计合理，同时检测两个动作，解决了困扰铁路部门的两个重大问题——钩头扭断及拉杆刮蹭火车沿线设施，实现铁路部门与作业部门的协同配合。
16.2.本检测装置通过倾倒检测板和水平检测臂实现对两个异常动作的检测，倾倒检测板可自由摆动，检测车皮倾倒动作；水平检测臂高出车皮上沿，探入到车皮内部，可检测拉杆外伸驶出翻车机的动作，两个部件合理融合到一起，节约了空间。
17.3.本检测装置检测臂的扭转机构，内部设置轴承，保证机构转动灵活，检测臂距离地面较高，通过扭簧与止挡实现扭转机构的自动复位，扭簧弹力可根据使用情况进行调节。
18.4.本检测装置通过由连杆和转动杆的构成的连杆机构来传递检测到的故障动作，同时放大故障动作，连杆机构末端设置磁性限位接近开关，设置位置接近地面，便于维护与故障确认，实现了高位检测，低位报警，接近开关采用搭接方式检测，保证了检测的灵敏性。
19.5.采用本检测装置，可在翻车机原plc控制程序中直接加入控制指令，完善了翻车机作业检测系统程序，利用翻车机上位系统ifix软件进行上位显示，采取现场及司机室双重确认，从而可提高检测系统的可靠性。
附图说明
20.图1是本实用新型检测装置总图；
21.图2是本实用新型水平检测臂及相关配合件结构图；
22.图3是本实用新型接近开关安装图。
具体实施方式
23.以下结合附图并通过实施例对本实用新型的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。
24.一种防空车皮异常倾倒及拉杆伸出的检测装置，请参见图1-3，其发明点为：所述检测装置设置于翻车机出口外倾翻侧且靠近翻车机重车与第一节空车1车钩附件的位置，该位置为故障发生的最初阶段，及时发现，可避免故障的最终发生。位置选择有以下两个关键原因： (1)翻车机入口位置发生摆动短轨刮蹭车皮或车钩死钩时，因为入口地面重车重量较大，不会随异常状况出现车皮倾倒现象，将直接造成翻车机驱动电机过载报警或钩头扭断，因此车皮倾倒只会发生在出口第一节空车位置；(2)拉杆外伸为翻车导致，非倾翻侧伸出的拉杆随翻转过程会随重力落回车皮内部，因此，翻车结束后，外伸的拉杆多存在于车皮的倾翻侧，在车皮驶出平台后，可以在翻车机出口车皮倾翻侧检测拉杆驶出情况。
25.检测装置主要包括立杆6、扭转机构5、水平检测臂2、倾倒检测板3、连杆4、接近开关7。其中水平检测臂和倾倒检测板为检测装置的两个核心部件，通过该两个部件实现动作检测。各部件的结构及连接关系如下：
26.所述立杆的下端与地面垂直固定连接，所述扭转机构包括同轴通过轴承转动配合的上扭转节5.1和下扭转节5.3。比如，扭转机构可有上下两圆管内部设计安装两盘密封型209轴承来实现。上下两扭转节之间连接有扭簧5.2，下扭转节的下端与立柱的上端固定连接，上扭转节的上端与水平检测臂垂直固定连接。在水平检测臂和下扭转节之间还设置有对水平检测臂实现复位后形成限位的止挡配合结构。所述止挡配合结构进一步由固定在水平检测臂下端的竖向挡板11及固定在下扭转节上与竖向挡板相接触的横向挡板12构成。
27.所述水平检测臂朝内呈悬臂设置，并延伸至第一节空车皮的上沿上方；所述倾倒检测板设置于第一节空车皮的外侧，倾倒检测板靠近上端部通过转轴9与水平检测臂可转动式连接。水平检测臂与空车皮的相对位置及倾倒检测板与空车皮的相对位置优选为：水平检测臂的内端面与第一节空车皮的内侧壁之间的距离为300mm,水平检测臂的下端面与第一节空车皮的上沿之间的距离为150mm；倾倒检测板的内侧面与第一节空车皮的外侧壁之间的距离为100mm。
28.所述连杆整体为倒l形连杆，连杆的上横杆部支撑于水平检测臂的上方，并在水平检测臂上设置有连杆导向结构，连杆导向机构可采用但不限于附图所述的导向板10结构，导向板结构为2组，沿上横杆部的杆长方向设置，每组导向板结构由前后两个导向板构成，前后两个导向板之间形成供上横杆部穿过的导向槽，对连杆起到移动导向作用，避免连杆摆动而导致其从水平检测臂的上端脱落下来。上横杆部内端与倾倒检测板的上端部固定连接。连杆的竖杆部与立杆呈平行设置，在连杆的下端通过销轴15转动连接有转动杆17，构成连杆机构。在转动杆上固定有第一支架16，在第一支架上安装有所述接近开关7，接近开关可采用磁性限位接近开关。在立杆上固定设置有第二支架14，第二支架上固定有与接近开关配合的被检测件13。在立杆外还固定有横向支撑杆18，横向支撑杆可固定焊接在辅设的斜撑8上，具体的，在立杆的中下部位置焊接有下端与地面接触的斜撑，将支撑杆焊接在斜撑上靠近上端的位置。在检测初始状态或水平检测臂和倾倒检测板处于检测复位状态下，所述横向支撑杆与转动杆的下部形成支撑接触，使接近开关与被检测元件对正。为避免连杆在竖向方向摆动对作业人员造成伤害，在立杆上沿上下方向焊接有两处连杆限位环，连
杆的竖杆部从两处连杆限位环的内部穿过，以限制连杆在竖向方向的摆动。
29.上述磁性限位接近开关安装方式如图3所示，其安装位置距离地面仅1500mm，便于工作人员检查调整，使用中要求转动杆转动灵活，不可左右摆动，转动杆搭接在横向支撑杆上，当上端连杆被检测臂带动产生上下或周向轻微动作时，最后转动杆会自动从横向支撑杆上脱落，接近开关中断，进行通讯报警。
30.配合磁性限位接近开关，在翻车机系统plc程序中加入两个限位动作检测点：防倾翻装置限位点，拨车机手动和自动向前程序中断点。当合磁性限位接近开关断开时，通过plc程序发出控制指令，认为此时车辆开始发生倾倒，或有外伸拉杆对其造成碰撞，控制拨车机或翻车机产生如下动作：装置触碰车皮拉杆后，磁性限位开关断开，拨车机停止向前动作；翻车过程中，若防倾翻装置动作，系统立即紧急停止翻车。
31.无论检测装置因以上哪种原因动作后，司机室上位界面均会给出相应提示，方便作业人员判断故障，迅速做出处理。
32.本防空车皮异常倾倒及拉杆伸出的检测装置的工作原理：
33.当空车皮发生异常倾倒动作时，车皮出现倾角，车皮最上沿位置产生位移量最大，倾倒检测板安装位置与车皮最外侧平行距离为100mm，c80车皮高度为3793mm，当车皮倾倒角度超过为2
°
时，即可碰触到倾倒检测板倾倒检测板带动连杆机构发生动作，车皮倾倒发生的位移量将导致连杆机构末端磁性限位开关断开，实现检测报警功能。此装置将车皮倾倒的位移量转移到限位开关位置，放大了位移量，实现了高位检测，低位报警。
34.当拉杆外伸驶出时，由于在高出车皮顶部的位置设置有一水平检测臂，该检测臂伸入车皮内部内部300mm，保证拉杆以竖直或其它状态伸出时均可被水平检测臂检测到，并且较车皮上沿高出150mm，比翻车机压车梁压爪升起后高度低10mm，可有效检测经过翻车机端环与压车梁压爪碰撞后，仍然外伸的拉杆。拉杆碰撞到时检测臂后，扭转机构发生扭转，带动连杆机构发生扭转，磁性限位开关断开，实现检测报警功能。在拉杆随车皮驶出后，检测臂在复位扭簧的带动下实现复位，检测臂下方设置了复位止挡，保证装置准确复位。
35.尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。