本实用新型涉及一种散料货运火车车厢清洁度检测装置，属于环保设备技术领域。
背景技术：
高速、大运量的货运火车具有一次性装载量大、运输能力强的优点，目前广泛应用于堆料料场、钢铁生产企业原料仓库、码头中转基站等地的煤炭、矿石等散料运输。散料经货运火车运输至指定料仓后，经自动化翻车设备或人工卸料，将散料卸至指定地点。随着国家对环保要求的不断提高，为避免卸料后的车厢在行驶过程中引起扬尘，多个地方和企业出台一系列的规定，散料运输车厢在卸料后，残余在车厢内的物料重量和体积不得超过一定范围，同时应保持车厢清洁度。这就要求散料货运火车在卸料后必须经过清扫，清洁度满足要求后方可离开。
为了解决人工清扫带来的问题，国内外多家企业和个人开展了机械化与智能化货运火车车厢清扫设备研制，并取得了一定的成效。然而目前的研究主要针对车厢清扫设备本体的研制，对于清扫之后的清洁度检测与评价方法研究较少。由于车厢清扫区域往往存在粉尘度较大、光照条件较差、物料与车厢颜色较为接近等难题，准确识别车厢清扫后的清洁度，为后续操作提供参考，在技术存在一定的难度。
技术实现要素：
本实用新型要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种自动化的对散料货运火车车厢清洁度进行检测的装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是：一种散料货运火车车厢清洁度检测装置，包括：沿着车厢长度方向布置在所述车厢两侧的轨道、能够在所述轨道上移动的支撑架、安装在所述支撑架上的伸缩杆和安装在所述伸缩杆上的红外激光检测器；所述支撑架跨越所述车厢；所述伸缩杆能够在竖直方向上伸缩；所述红外激光检测器朝向所述车厢内的底面；所述伸缩杆能够沿着所述支撑架移动。
上述方案进一步的改进在于：所述红外激光检测器连接上位机。
上述方案进一步的改进在于：所述支撑架具有两侧的三角撑和由所述三角撑支撑的横梁，所述伸缩杆安装在所述横梁上，并能够沿着所述横梁移动；所述横梁自所述车厢的宽度方向跨越所述车厢。
本实用新型提供的散料货运火车车厢清洁度检测装置，可以在三个方向进行移动，从而实现红外激光检测器对车厢检测的全覆盖，更进一步的，通过红外激光检测器，根据红外激光反射原理，在每一个步进长度上通过获取断面波束发出时间与返回时间的时间差计算坐标点阵，并与理想的完全清洁的车厢坐标点阵进行对比，计算参与物料体积，具有结构简单，精度高，计算速度快等优点，实现了整个流程生产的高度自动化、智能化，减少人工干预环节，减轻工人的工作强度，提升劳动效率和生产效率。
附图说明
图1是本实用新型一个优选的实施例结构示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例的散料货运火车车厢清洁度检测装置，如图1所示，包括：沿着车厢1长度方向布置在车厢1两侧的轨道5、能够在轨道5上移动的支撑架2、安装在支撑架2上的伸缩杆3和安装在伸缩杆3上的红外激光检测器4；支撑架2具有两侧的三角撑和由三角撑支撑的横梁，伸缩杆3安装在横梁上，横梁自车厢1的宽度方向跨越车厢1。伸缩杆3能够在竖直方向上伸缩；红外激光检测器4朝向车厢1内的底面；伸缩杆3能够沿着横梁移动。
这样，通过支撑架2在轨道5上的移动、伸缩杆3在支撑架2上的移动和伸缩杆3的伸长和缩回，实现红外激光检测器4的三轴移动。
如图1，车厢1的待检测面与坐标轴定义如下：车厢底面为e面，垂直于e面的两个长面分别为a、b面，垂直于e面的两个短面分别为c、d面；铅直向上方向为z轴正方向，平行于a、b面且指向d面为y轴正方向，平行于c、d面且指向b面为x轴正方向。
具体工作过程为：
（1）支撑架2沿着y方向移动至贴合到车厢1的d面，伸缩杆3沿着x方向移动至车厢1中间位置，z方向调整伸缩杆3的长度，使得红红外激光检测器4至合适位置，进入工作范围内。
（2）红外激光检测器4开始测量当前y断面上车厢壁与红外激光检测器4的距离。根据预先已知的理论车厢壁位置与当前检测到的物料表面的位置差计算物料覆盖厚度。
（3）以每一个分辨率长度δl为步长分别测量覆盖厚度s1,s2,s3,…sn,其中n与δl的乘积为车厢两个立面与底面的长度之和。
（4）当前界面范围内覆盖物料的面积之和为（s1 s2 s3 … sn）×δl。
（5）假设每一次测量过程中红外激光检测器4在y轴方向的步进量为δy，则当前界面范围内覆盖物料的体积之和为（s1 s2 s3 … sn）×δl×δy。
（6）支撑架2沿y轴方向向c面前进一个步进量δy，按照上述计算方式计算当前界面内物料体积。
（7）待支撑架2走完整个y轴方向距离，累计计算车厢内所有残余物料的体积之和。
红外激光检测器4连接上位机，以便进行体积计算、结果显示等。
通过布置适当的传感器和控制器可以实现如下功能：
（1）本地手动控制模式：该种工作模式下散料货运火车车厢清洁度检测装置通过无线遥控手柄或plc控制箱上的按钮实现。
（2）本地自动控制模式：①根据位置传感系统感知计算的红外激光检测器的位置和姿态，结合检测路径规划算法与智能避碰算法，实现自动智能检测。②若可以保证车厢停车位置准确，车厢尺寸已知且无变形，可采用人工示教-机器学习的自动控制方式。即第一次通过遥控器/按钮手动控制，控制系统保存关键位置和姿态数据，在后面的检测过程中，设备根据之前记忆的数据自动运行。
（3）远程自动控制模式：在本地自动控制模式运行效果良好的情况下，可根据网络摄像机、网络交换机等设备实现远程自动一键控制，完全实现无人化。
本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
1.一种散料货运火车车厢清洁度检测装置，其特征在于，包括：沿着车厢长度方向布置在所述车厢两侧的轨道、能够在所述轨道上移动的支撑架、安装在所述支撑架上的伸缩杆和安装在所述伸缩杆上的红外激光检测器；所述支撑架跨越所述车厢；所述伸缩杆能够在竖直方向上伸缩；所述红外激光检测器朝向所述车厢内的底面；所述伸缩杆能够沿着所述支撑架移动。
2.根据权利要求1所述的散料货运火车车厢清洁度检测装置，其特征在于：所述红外激光检测器连接上位机。
3.根据权利要求1所述的散料货运火车车厢清洁度检测装置，其特征在于：所述支撑架具有两侧的三角撑和由所述三角撑支撑的横梁，所述伸缩杆安装在所述横梁上，并能够沿着所述横梁移动；所述横梁自所述车厢的宽度方向跨越所述车厢。
技术总结