阅读说明：本技术 一种火车车钩用机器人自动脱钩系统 (Automatic unhooking system of robot for train coupler ) 是由 欧阳小伟 雒金强 王运航 李阳 李传涛 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工业机器人技术,具体涉及一种火车车钩用机器人自动脱钩系统,包括机器人本体、夹紧装置、网络通讯模块、图像采集识别模块,激光测距传感器和控制模块；机器人本体安装在需要脱钩的工位,夹紧装置安装在机器人本体上,网络通讯模块用于传递各设备及各模块间的信息；图像采集识别模块用于采集火车车钩图像并确定车钩类型是上作用式或下作用式,再将确定的车钩类型通过网络通讯模块传递给控制模块；激光测距传感器安装在机器人本体上,用于确定夹紧装置的夹紧位置；控制模块依据各模块及设备反馈的信息为机器人本体选择合适的路径动作。该系统实现火车车钩自动脱开,降低了人工成本,提高了铁路系统运行效率,同时还保障了操作人员安全。(The invention relates to the industrial robot technology, in particular to a robot automatic unhooking system for a train coupler, which comprises a robot body, a clamping device, a network communication module, an image acquisition and identification module, a laser ranging sensor and a control module, wherein the robot body is provided with a clamping device; the robot body is arranged at a station needing unhooking, the clamping device is arranged on the robot body, and the network communication module is used for transmitting information among all equipment and all modules; the image acquisition and identification module is used for acquiring an image of the train coupler, determining the type of the train coupler to be an upper acting type or a lower acting type and transmitting the determined type of the train coupler to the control module through the network communication module; the laser ranging sensor is arranged on the robot body and used for determining the clamping position of the clamping device; and the control module selects a proper path action for the robot body according to the information fed back by each module and the equipment. The system realizes automatic disengagement of the train coupler, reduces labor cost, improves the running efficiency of a railway system, and simultaneously ensures the safety of operators.)

一种火车车钩用机器人自动脱钩系统

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，尤其涉及一种火车车钩用机器人自动脱钩系统。

背景技术

随着工业机器人及成套装备成本的降低，人工成本的升高，工业对于自动化、智能化改造的需求与日俱增，工业机器人在工厂应用的范围也越来越广，实现的功能也越来越多，尤其是在替代直接生产人力，不知疲倦地完成简单、重复的动作这一方面发挥着至关重要的作用。

目前我国铁路货车上装用的车钩类型主要是13号、13A、13B、16号及17号，其中约有90％的货车使用13号、13A型车钩；17型车钩最初与16型车钩配套装用在翻车机卸货的货车上。鉴于17型车钩在使用中体现出了优良性能，17型车钩已成为我国70t级的主型车钩。车钩装置作为实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂、传递牵引力及冲击力的重要部件，一般由车钩提杆、提钩链、钩锁部件、钩头、冲击座、钩身托梁等部件组成，在脱钩过程中，通过提起车钩提杆，带动钩锁部件动作，使得车钩摆脱闭锁位置。现阶段，该项操作多由人工进行，动作简单重复，不仅过分浪费了人员劳动力，还存在一定的安全隐患。因此迫切需要搭建一套自动脱钩系统以替代人工完成火车脱钩。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够替代人工现场脱钩操作的机器人自动脱钩系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种火车车钩用机器人自动脱钩系统，包括机器人本体、夹紧装置、网络通讯模块、图像采集识别模块，激光测距传感器和控制模块；机器人本体安装在需要脱钩的工位，用于执行脱钩动作；夹紧装置安装在机器人本体上，用于夹紧车钩提杆；网络通讯模块用于传递各设备及各模块间的信息；图像采集识别模块用于采集火车车钩图像并确定车钩类型是上作用式或下作用式，再将确定的车钩类型通过网络通讯模块传递给控制模块；激光测距传感器安装在机器人本体上，并与夹紧装置一同随机器人本体的动作而动作，用于确定夹紧装置的夹紧位置；控制模块依据各设备及模块反馈的信息为机器人本体选择合适的路径动作。

在上述的火车车钩用机器人自动脱钩系统中，网络通讯模块包括通讯线缆和交换机。

在上述的火车车钩用机器人自动脱钩系统中，图像采集识别模块包括摄像头、通讯线缆、安装支架和图像处理软件；摄像头安装在安装支架上。

在上述的火车车钩用机器人自动脱钩系统中，控制模块包括工控机、机器人控制器、PLC硬件。

本发明的有益效果：本发明利用激光测距传感器确定夹紧装置的夹紧位置，提高了系统室外运行的可靠性；利用图像采集识别模块确定车钩类型，不仅扩展了系统的应用范围，同时缩短了确定夹紧位置的时间，提高了系统运行效率；利用机器人完成脱钩动作，替代人工进行简单重复性劳动，降低了人工成本，保障了人员的人身安全，提高了铁路系统运行效率，显著提高企业经济效益。

附图说明

图1为本发明一个实施例一种火车车钩用机器人自动脱钩系统的模块图；

图2为本发明一个实施例一种火车车钩用机器人自动脱钩系统的现场布局示意图；

其中，1-火车车厢、2-车钩提杆、3-夹紧装置、4-机器人本体、5-激光测距传感器、6-安装支架、7-摄像头、8-车钩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本实施例是通过以下技术方案实现的：一种火车车钩用机器人自动脱钩系统，包括：机器人本体、夹紧装置、网络通讯模块、图像采集识别模块，激光测距传感器和控制模块组成，所述机器人本体安装在需要脱钩的工位，用于执行脱钩动作；所述夹紧装置安装在所述机器人本体上，用于夹紧车钩提杆；所述网络通讯模块用于传递各设备、模块间的信息；所述图像采集识别模块用于采集车钩图像并确定车钩类型是上作用式还是下作用式，再将确定的车钩类型通过所述网络通讯模块传递给所述控制模块；所述激光测距传感器安装在所述机器人本体上，可与所述夹紧装置一同随所述机器人本体的动作而动作，用于确定所述夹紧装置的夹紧位置；所述控制模块依据各模块及设备反馈的信息为所述机器人本体选择合适的路径动作。

并且，网络通讯模块主要由通讯线缆和交换机组成。

并且，图像采集识别模块主要由摄像头、通讯线缆、安装支架和图像处理软件组成。

并且，控制模块主要由工控机、机器人控制器、PLC硬件组成。

并且，摄像头安装在所述安装支架上。

具体实施时，如图1所示，一种火车车钩用机器人自动脱钩系统，包括机器人本体、夹紧装置、网络通讯模块、图像采集识别模块、激光测距传感器和控制模块，所述机器人本体安装在需要脱钩的工位，用于执行脱钩动作；所述夹紧装置安装在所述机器人本体上，用于夹紧车钩提杆；所述网络通讯模块用于传递各设备、模块间的信息；所述图像采集识别模块用于采集车钩图像并确定车钩类型是上作用式还是下作用式，再将确定的车钩类型通过所述网络通讯模块传递给所述控制模块；所述激光测距传感器安装在所述机器人本体上，可与所述夹紧装置一同随所述机器人本体的动作而动作，用于确定所述夹紧装置的夹紧位置；所述控制模块依据各模块及设备反馈的信息为所述机器人本体选择合适的路径动作。

如图2所示，火车车厢1停止在一定位置，在需要脱钩的工位固定安装机器人本体，确保机器人的工作空间能够覆盖两节车厢之间的距离；将夹紧装置3固定安装在机器人本体4法兰上，同时将激光测距传感器5也安装在机器人本体4上的合适位置，避免干涉机器人本体的动作，且能有效检测到车钩8；选择不与机器人本体4工作空间干涉的位置固定安装支架6，并将摄像头7固定安装在安装支架6上，其中摄像头7安装的高度要合适，要能清晰有效的拍摄到车钩8图像，避免拍摄过程中受到障碍物的干涉。

当火车车厢1在预定位置，预定误差范围内停止后，摄像头7拍摄车钩8图像，传至上位机对车钩类型进行区分，机器人本体4根据车钩类型选择不同的路径动作，机器人本体4的路径动作得以确定后，首先运动至靠近车钩提杆2位置，然后进行精确地测距定位的动作，激光测距传感器5随着机器人本体4的动作对靠近车钩提杆2的位置进行测量，通过程序分析，确定检测到距离最近的目标位置为夹紧装置3的夹紧位置，机器人动作至夹紧位置后执行预定的提钩动作。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。