一种托运车摩擦片成型装置

技术领域

本发明属于成型设备设计领域，涉及一种托运车摩擦片成型装置。

背景技术

目前，机场的旅客行李运输灵活性差，并且耗费大量人力物力，这已成为机场运输行业所密切关注的痛点问题。而无人驾驶技术是当前人工智能领域的研究热点，同时也是解决上述痛点问题的一个可行研发思路。要将人工智能技术应用于实际的机场业务，其落地应用必然需要可靠的实车支持。

其中，摩擦片是完成智能行李车决策指令的重要环节，不同行驶场景下自动驾驶群体车辆的运行决策需要硬件设备配合完成精确控制。然而，摩擦片一般为专用件，其规格有所限制，并且由专业厂家生产，难以适用于选型灵活且采用特制摩擦片的机场智能行李托运车。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种托运车摩擦片成型装置，以降低托运车摩擦片成本和加工难度。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种托运车摩擦片成型装置，包括设备底座、液压油路系统、压力检测系统、温度检测系统、位移检测系统以及控制系统；

设备底座上设置槽板和副液压缸，槽板上设置导向柱和能够移动的固定板，导向柱上依次套设活动横梁和固定横梁，固定横梁上设置主液压缸，主液压缸的活塞杆穿过固定横梁上开设的通孔与活动横梁连接，活动横梁靠近固定板的一侧设置摩擦片凸模；固定板上设置凹模底座，凹模底座上设置运料板，运料板上开设凹模通孔，凹模通孔内设置与固定板连接的摩擦片凹模；副液压缸的活塞杆与运料板连接，运料板及凹模底座内部均设置若干加热管，主液压缸和副液压缸均与液压油路系统连接；温度检测系统、加热管、液压油路系统、压力检测系统和位移检测系统均与控制系统连接；

温度检测系统用于检测当前成型温度并发送至控制系统，压力检测系统用于检测主液压缸有杆腔压力和副液压缸的有杆腔压力并发送至控制系统，位移检测系统用于检测活动横梁的位移量并发送至控制系统，控制系统用于根据当前成型温度以及预设成型温度控制加热管的加热功率，以及根据主液压缸有杆腔压力、副液压缸的有杆腔压力以及活动横梁的位移量，通过液压油路系统控制主液压缸活塞杆的伸缩以及副液压缸活塞杆的伸缩。

可选的，所述液压油路系统包括第一二位二通换向阀、溢流阀、电机、定量泵、压力继电器、蓄能器、第一三位四通换向阀、第二二位二通换向阀、节流阀、单向阀以及第二三位四通换向阀；

定量泵一端连接电机，另一端与溢流阀、蓄能器、第一三位四通换向阀第一位以及第二三位四通换向阀第一位均连接，第一二位二通换向阀与溢流阀连接，压力继电器与蓄能器连接，第二二位二通换向阀、节流阀以及单向阀并联后形成限流单元，限流单元一端连接主液压缸的有杆腔，另一端连接第一三位四通换向阀第二位，第一三位四通换向阀第三位连接主液压缸的无杆腔；第二三位四通换向阀第二位连接副液压缸的有杆腔，第二三位四通换向阀第三位连接副液压缸的无杆腔。

可选的，所述压力检测系统包括第一压力表、第一压力传感器、第二压力表以及第二压力传感器，第一压力表和第一压力传感器均与主液压缸的有杆腔连接，第二压力表和第二压力传感器均与副液压缸的有杆腔连接。

可选的，所述活动横梁和固定横梁均采用箱体结构。

可选的，所述导向柱满足：

其中，s为预设安全系数，F为导向柱所受公称压力，d为导向柱直径，z为导向柱数目，σ

可选的，所述摩擦片凹模上的成型槽设置2～4°的坡度。

可选的，所述设备底座上还设置风机，风机与控制系统连接，控制系统用于根据当前成型温度以及预设成型温度控制风机的运行功率。

可选的，所述槽板上开设若干T型槽，固定板上设置若干T型螺栓，若干T型螺栓穿过固定板与若干T型槽连接。

可选的，所述活动横梁使用法兰直线轴承与导向柱连接。

可选的，所述摩擦片凸模和摩擦片凹模均采用CrWMn材料制作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明托运车摩擦片成型装置，通过控制系统根据主液压缸有杆腔压力、副液压缸的有杆腔压力以及活动横梁的位移量，通过液压油路系统控制主液压缸活塞杆的伸缩以及副液压缸活塞杆的伸缩，通过主液压缸活塞杆的伸缩，驱动活动横梁带动摩擦片凸模向摩擦片凹模靠近，并挤压摩擦片凸模与摩擦片凹模之间的摩擦片原料，在运料板及凹模底座内部均设置若干加热管的加热下，实现摩擦片的成型，然后通过副液压缸活塞杆的伸缩，驱动运料板将成型的摩擦片运输，完成整个摩擦片的制备，提供了一种适用于各种摩擦片制备的设备，其结构简单，便于控制，生成成本低，有效改善目前摩擦片难于制备且生产周期长的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的托运车摩擦片成型装置结构示意图；

图2为本发明实施例的加热管安装示意图；

图3为本发明实施例的托运车摩擦片成型装置轴测图；

图4为本发明实施例的液压油路系统结构示意图；

图5为本发明实施例的MAX31855测温电路结构示意图；

图6为本发明实施例的加热管控制电路结构示意图；

图7为本发明实施例的控制系统控制原理示意图；

图8为本发明实施例的控制检测原理示意图。

其中：1-设备底座；2-凹模底座；3-活动横梁；4-液压油路系统；5-主液压缸；6-固定横梁；7-摩擦片凸模；8-导向柱；9-摩擦片凹模；10-运料板；11-固定板；12-槽板；13-加热管；14-第一二位二通换向阀；15-溢流阀；16-电机；17-定量泵；18-压力继电器；19-蓄能器；20-第一三位四通换向阀；21-第一压力表；22-第一压力传感器；23-第二二位二通换向阀；24-节流阀；25-单向阀；26-副液压缸；27-第二压力表；28-第二压力传感器；29-第二三位四通换向阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1至3，本发明一实施例中，提供一种托运车摩擦片成型装置，包括设备底座1、液压油路系统4、压力检测系统、温度检测系统、位移检测系统以及控制系统；设备底座1上设置槽板12和副液压缸26，槽板12上设置导向柱8和能够移动的固定板11，导向柱8上依次套设活动横梁3和固定横梁6，固定横梁6上设置主液压缸5，主液压缸5的活塞杆穿过固定横梁6上开设的通孔与活动横梁3连接，活动横梁3靠近固定板11的一侧设置摩擦片凸模7；固定板11上设置凹模底座2，凹模底座2上设置运料板10，运料板10上开设凹模通孔，凹模通孔内设置与固定板11连接的摩擦片凹模9；副液压缸26的活塞杆与运料板10连接，运料板10及凹模底座2内部均设置若干加热管13，主液压缸5和副液压缸26均与液压油路系统4连接；温度检测系统、加热管13、液压油路系统4、压力检测系统和位移检测系统均与控制系统连接。

温度检测系统用于检测当前成型温度并发送至控制系统，压力检测系统用于检测主液压缸5有杆腔压力和副液压缸26的有杆腔压力并发送至控制系统，位移检测系统用于检测活动横梁3的位移量并发送至控制系统，控制系统用于根据当前成型温度以及预设成型温度控制加热管13的加热功率，以及根据主液压缸5有杆腔压力、副液压缸26的有杆腔压力以及活动横梁3的位移量，通过液压油路系统4控制主液压缸5活塞杆的伸缩以及副液压缸26活塞杆的伸缩。

可选的，参见图4，液压油路系统4包括第一二位二通换向阀14、溢流阀15、电机16、定量泵17、压力继电器18、蓄能器19、第一三位四通换向阀20、第二二位二通换向阀23、节流阀24、单向阀25以及第二三位四通换向阀29；定量泵17一端连接电机16，另一端与溢流阀15、蓄能器19、第一三位四通换向阀20第一位以及第二三位四通换向阀29第一位均连接，第一二位二通换向阀14与溢流阀15连接，压力继电器18与蓄能器19连接，第二二位二通换向阀23、节流阀24以及单向阀25并联后形成限流单元，限流单元一端连接主液压缸5的有杆腔，另一端连接第一三位四通换向阀20第二位，第一三位四通换向阀20第三位连接主液压缸5的无杆腔；第二三位四通换向阀29第二位连接副液压缸26的有杆腔，第二三位四通换向阀29第三位连接副液压缸26的无杆腔，定量泵17的液压油输出至蓄能器19、主液压缸5和副液压缸26，其余油液流经溢流阀15流回油箱，蓄能器19由压力继电器18控制，主液压缸5输入由第一三位四通换向阀20控制，主液压缸5输出由二位二通换向阀、节流阀24及单向阀25控制，副液压缸26由第二三位四通换向阀29控制。

其中，蓄能器19、压力继电器18与溢流阀15构成保压回路，第二二位二通换向阀23、节流阀24以及单向阀25构成调速回路，以满足挤压成型工作的快进、工进及快退功能。主液压缸5垂直运动，用于挤压成型工作，副液压缸26水平运动，用于运送摩擦片。

可选的，压力检测系统包括第一压力表21、第一压力传感器22、第二压力表27以及第二压力传感器28，第一压力表21和第一压力传感器22均与主液压缸5的有杆腔连接，第二压力表27和第二压力传感器28均与副液压缸26的有杆腔连接。

可选的，参见图5，温度检测系统包括互相连接的MAX31855测温电路及K型热电偶，K型热电偶设置在凹模底座2上。其中，K型热电偶的电动势满足E

可选的，位移检测系统用于检测活动横梁3的位移量，可以通过在活动横梁3上设置位移传感器进行检测，也可以根据主液压缸5的活塞杆伸缩量计算得到。

可选的，控制系统采用工控机和加热管13控制电路实现，根据根据液压油路系统4内液压油路的压力以及活动横梁3的位移量，通过工控机控制液压油路系统4内各阀门的导通状态，进而实现控制主液压缸5的活塞杆的伸缩以及副液压缸26的活塞杆的伸缩。参见图6，加热管13控制电路中将温度作为信号输入，由工控机输入至光电耦合器(TLP721F)，输出端由二极管和电感组成，在系温度过高时自动切断加热管13电源，光电耦合器用于防止电磁干扰而进行通道隔离，当中断信号输入，发光二极管导通使光电耦合器件导通，电磁继电器工作，从而短路加热管13。

可选的，控制系统使用VS的MFC应用开发，应用界面布置有显示框用于实时显示相关数据包括压力、温度及计时等，同时应用界面使用按钮功能函数进行控制，包括工作模式的选择，主要包括模式设定、温度采样、加热降温、显示和报警；模式设定包括回差设置、温度设置和制冷/制热设置，回差即成型温度波动的大小，回差过小则报警频繁，过大则影响摩擦片的质量，温度设置根据采样后的当前成型温度进行比较和控制。可根据实际需求进行加工成型、保温及取件等操作以及温度设定，可设置加热温度、保温温度及回差范围等，温度控制通过加热管13、温度检测系统和加热管13控制电路实现，保温时可使用石棉纸板进行保温，还可以在设备底座1上设置风机，风机与控制系统连接，通过控制系统控制风机1的运行功率，实现降当前低成型温度的需求。

可选的，其中，槽板12上开设若干T型槽，可选的开设四个T型槽，固定板11上设置若干T型螺栓，槽板12用于定位固定板11、运料板10以及摩擦片凹模9，采用T型槽及T型螺栓的设计，当T型螺栓未拧紧时，实现固定板11在槽板12上的移动，并且当固定板11移动至适当位置时，如移动至摩擦片凸模7和摩擦片凹模9对齐时，还可以拧紧T型螺栓将固定板11固定在槽板12上。

可选的，槽板12的四角上都钻有导向柱安装孔，导向柱安装孔内均设置导向柱8，活动横梁3的四角都钻有与导向柱8配合的通孔，活动横梁3使用法兰直线轴承与导向柱8连接，由于活动横梁3是活动部件，因此设计时尽量减少其质量，同样的，针对固定横梁6也尽量减轻质量，增加刚度与强度。可选的，活动横梁3和固定横梁6采用箱体结构并辅以加强筋，并在过渡区域设计较大圆角以处理集中应力，而活动横梁3的中间留出足够空间与液压缸5的活塞杆的法兰固定，并且下表面设计有螺纹孔，螺纹孔用于实现与摩擦片凸模7的定位与安装。

导向柱8包括螺纹部分、台肩部分和导向部分，螺纹部分在车出螺纹后，应铣出切槽，用于安装圆螺母以及止动垫圈，台肩部分应与固定横梁6的通孔以及槽板12四角的通孔过渡配合，用于固定横梁6的限位，导向部分粗糙度应在0.8以下，并与活动横梁3的通孔间隙配合。

其中，可选的，导向柱8满足

可选的，主液压缸5垂直安装在固定横梁6上，主液压缸5的活塞杆通过固定横梁6中间开设的通孔与活动横梁3连接，主液压缸5的缸体部分与固定横梁6使用法兰连接固定。

可选的，凹模底座2上用于放置运料板10和摩擦片凹模9的圆形凹槽，圆形凹槽内钻有销孔，用于摩擦片凹模9的止动。摩擦片凹模9上设置的成型槽有2°～4°的坡度，以便摩擦片成型后脱模取模。运料板10上表面开有通孔，通孔比摩擦片凹模9略大，以便成型后摩擦片的运输，运料板10下表面钻有螺纹孔与光孔，分别用于与副液压缸26法兰连接及安装加热管13。

在一种可能的实施方式中，参见图7，本发明托运车摩擦片成型装置的具体工作流程如下：

首选，通过控制系统设定摩擦片成型所需压力大小以及成型时的温度，然后设定成型后的保压时间和保温时间及其温度，确定后控制系统首先会进行自查，确保各组件状态正确，将加热管13通电至达到预定温度后，正式开始成型工作。当开始制备摩擦片时，主液压缸5的活塞杆推动活动横梁3向下运动，当摩擦片凸模7与摩擦片凹模9合模后，控制系统根据事先设定好的时间将进行保压与保温，随后主液压缸5的活塞杆收回，由副液压缸26通过连接的运料板10将成型后的摩擦片推出。若需要进行降温处理，可以选择使用风冷或自然降温。若选择取件，首先检查主液压缸5的位置，确认无误后控制副液压缸26将成型的摩擦片推出。

其中，控制系统通过液压油路系统4控制主液压缸5活塞杆的伸缩以及副液压缸26活塞杆的伸缩的具体过程为：

当电机16启动，定量开始工作，第二三位四通换向阀29接入第三位，副液压缸26的活塞杆伸出，确保原料在合适的加热区域，然后第一三位四通换向阀20的第二位通电，主液压缸5的活塞运动至最高处，然后第一三位四通换向阀20接入第三位，主液压缸5的活塞向下运动，当下行至距离凹模底座2表面一定高度处，第二二位二通换向阀23接入上位，油液流经节流阀24，回油路产生限流，实现工作速度换接，根据液压系统速度由流量决定的原理，可知冲头转入工进模式。当油路压力到达规定值，可根据实际需要调整压力继电器18的开启压力改变保压过程中冲头对原料的压力，此时蓄能器19储存了足够能量，压力继电器18达到开启压力导通，使得第一二位二通换向阀14接入下位，油液经溢流阀15流回油箱，此时压制所需的压力由蓄能器19提供，从而实现保压。成型工作完成后，第一三位四通换向阀20接入第二位，主液压缸5的活塞杆通过法兰连接将摩擦片凸模7抬起，油液流经单向阀25，实现了快速后退。成型工序与起模工序相互独立，摩擦片的保温时间将由工控机自由设定。当执行起模操作时，第二三位四通换向阀29接入第二位，副液压缸26的活塞杆收回，运料板10在试件下方将留有空间以供取件。

然后第二三位四通换向阀29接入第三位，主液压缸5向下运动，转入工进模式后，通过第一压力传感器22检测主液压缸5有杆腔的压力是否正常，可设计当起模时主液压缸5有杆腔的压力略大于挤压成型的压力时，第一压力传感器22向工控机发送故障信号，以防止将试件损坏。而正常情况下，由于试件下方没有运料板10支撑，考虑到液压系统压力由负载决定的特点，压力一般较小，所以如果第一压力传感器22检测到较大压力，则说明出现了故障。起模后，第二三位四通换向阀29接入第三位，将成型的摩擦片推出。而第二压力表27与第二压力传感器28也是为了避免故障设计，当第二压力传感器28检测到较大压力，将第二三位四通换向阀29接入中位，停止工作留待检查故障。

其中，参见图8，控制系统下发指令时，还会将活动横梁3的位移量作为判断的条件之一，即若记压力测量结果为A，当压力小于设定值时，A＝0，否则为A＝1，记位移测量结果为B，当摩擦片凸模7未接触摩擦片凹模9时，B＝0，否则为B＝1，令

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。