专利名称：一种散货自动化装船系统及其装船方法
技术领域：
本发明涉及港口装卸设备，特别涉及一种散货自动化装船系统及 其装船方法。
背景技术：
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目前，港口散货码头装船作业均采用人工操作方式，装船的各个 环节和机构运动全部由司机来操作控制。装船效率和质量很大程度受 到人为因素的影响，长时间操作，不但效率低下，而且容易发生事故。 散货自动化装船系统是实现散货码头全自动化不可或缺的部分。
发明内容
本发明的目的是提供一种散货自动^:装船系统，该装置能够实现 自动化装船的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一种散货自动化装船 系统，该散货自动化装船系统与装船机连接，其特征在于它包括主控 制单元，主控制单元与交换机连接，主控制单元与多传动单元连接， 多传动单元与旋转控制单元连接，多传动单元与溜桶控制单元连接， 多传动单元与大车控制单元连接，多传动单元与俯仰控制单元连接， 多传动单元与其它控制单元连接，交换机与起重机维护和监视单元连 接，主控制单元还与目标位置扫描单元连接，目标位置扫描单元与交 换机连接，主控制单元与监控单元连接。监控单元为与主控制单元连 接的中央监控室和司机室控制台。
本发明的目的是提供一种散货自动化装船方法，该方法能够实现 自动化装船的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一种散货自动化装船 方法，其特征在于该方法包括以下步骤A、在监控单元设定装船作 业的各种参数，主控制单元对设定的参数值进行检査，保证作业区域 正确无误，并自动生成一个方案；B、目标位置扫描单元扫描船舱， 并在监控单元形成船舱的图形，主控制单元根据扫描的结果，自动生 成一个方案；C、主控制单元自动对比上述两种方案，选择出最优方 案，同时在监控单元的屏幕上出现提示，监控人员确认后，通过监控 单元启动主控制单元，主控制单元控制多传动单元，经由旋转控制单 元，溜桶控制单元，大车控制单元，俯仰控制单元控制装船机的各个
机构电机工作，开始自动装船；D、装船过程中，目标位置扫描单元 不断扫描船舱，及时各种参数的变化，主控制单元自动分析并及时调 整方案，直至完成装船任务。
在本发明中，目标位置扫描单元自动对船舱进行扫描，实现船舱 位置和物料分布的自动检测，主控制单元执行装船机手动和自动作业 的逻辑控制以及安全保护的逻辑控制。多传动单元执行装船机各机构 电机的驱动控制。司机室控制台和中央监控室可以根据实际情况中止 自动作业过程，对设备进行干涉和调整。本发明的优点在于能够自动 装船，提高作业效率，保障安全性能，并易于实现散货码头全自动化。
图1为本发明一种实施例的系统框图
具体实施例方式
、 下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。 图l中所示的一种散货自动化装船系统，该散货自动化装船系统 与装船机连接，它包括中央监控室l，中央监控室1与主控制单元2连
接，主控制单元2与交换机3连接，主控制单元2与司机室控制台4连接， 主控制单元2与多传动单元5连接，多传动单元5与旋转控制单元6连 接，多传动单元5与溜桶控制单元7连接，多传动单元5与大车控制单 元8连接，多传动单元5与俯仰控制单元9连接，多传动单元5与其它控 制单元10连接，交换机4与起重机维护和监视单元11连接，主控制单 元2还与目标位置扫描单元12连接，目标位置扫描单元12与交换机3 连接。司机室控制台4和中央监控室1均称为监控单元，司机室控制 台4位于装船机的司机室内，由司机进行控制；而为了监控的方便， 利用电缆将中央监控室1和主控制单元2进行远程连接，由专门的监控 人员在中央监控室l内进行远程监控。
主控制单元2执行装船机手动和自动作业的逻辑控制以及安全保 护的逻辑控制。多传动单元5执行装船机各机构电机的驱动控制。为 保证数据传输的实时性，该散货自动化装船系统主要采用光纤传输方 式。
散货自动化装船系统进行装船作业时，司机只需要将大车调整到 作业位置，设定装船作业的各种参数，包括悬臂回转和俯仰的角度等， 同时，目标位置扫描单元12自动对船舱进行扫描，确定舱口的位置和 高度，并以图形的方式显示。系统自动产生优化的装船路径，经司机 确认后，自动装船程序启动。主控制单元PLC2按照预先设定的作业 程序通过多传动单元5经由旋转控制单元6，溜桶控制单元7，大车控 制单元8，俯仰控制单元9，自动控制溜桶的启动以及悬臂伸縮、回转 和俯仰协调运动。在自动装船作业过程中，目标位置扫描单元12随时 对作业区域进行扫描，及时更新舱口位置、高度以及舱内已装物料分
布的变化，主控制单元2根据舱口的实际位置和高度自动更新自动装 船作业的范围，并根据物料的实际分布自动计算悬臂的伸缩、回转和 俯仰，无需司机手动设定。司机也可随时根据实际情况在司机室控制 台4中断自动装船过程，对设备进行干涉和调整，调整结束后可以恢 复自动作业，系统继续自动装船作业。在没有司机干涉的情况下，系 统将自动进行装船作业直至整舱装船作业结束。
在本发明中，目标位置扫描单元12自动识别船舶所在的位置、船 舱的位置、舱口和舱底的高度，以及船舱内的物料种类及其分布情况。
目标位置扫描单元12采用国外先进的目标位置传感器(TPS)完成船舱
位置、已装物料的分布的实时检测功能。
目标位置传感器TPS是基于激光测距的扫描设备，可应用于集装
箱船型扫描、堆场扫描、集卡扫描和定位。其基本工作原理是激光测 距，采用激光对目标进行二维高速连续扫描，测量目标表面上各点的 距离，根据各点的激光角度和距离，可以得到各点的三维位置信息。 从这些点的位置信息中，可以采用各种算法提取目标表面形状特征 (如边缘)的位置，也可以将目标表面的形状恢复出来。
目标位置传感器TPS的安装点在前大梁一侧的下方，正对船型的 中心线，扫描窗正对水面，TPS的扫描范围能覆盖最大设计船型。 该散货自动化装船系统的工作流程为 步骤一司机将装船机大车移动到作业船舱的位置； 步骤二在司机室控制台4和中央监控室1设定装船作业的各种参 数，包括伸縮、旋转和俯仰的范围，以及货物的种类、重量，主控 制单元2对设定的参数值进行检查，保证作业区域正确无误，并自动 生成一个方案；
步骤三目标位置扫描单元12扫描船舱，并在司机室控制台4和
中央监控室l同时形成船舱的图形，主控制单元2根据扫描的结果，自 动生成一个方案；
步骤四主控制单元2自动对比两种方案，选择出最优方案，同 时司机控制台4和中央监控室1的屏幕上出现提示，司机确认后，通过 司机室控制台4和中央监控室1启动主控制单元，主控制单元2控制多 传动单元5，经由旋转控制单元6，溜桶控制单元7，大车控制单元8， 俯仰控制单元9控制装船机的各个机构电机工作，开始自动装船；
步骤五装船过程中，目标位置扫描单元12不断的扫描船舱，及
时更新舱口位置、高度以及舱内已装物料分布等各种参数的变化，主
控制单元2自动分析并及时调整方案，直至完成装船任务。
装船作业过程中，司机和监控人员随时可以在司机控制台4和中 央监控室1内根据实际情况中止自动作业过程，进行手动干涉和调 整。如果没有司机干涉，系统将按照设定的程序进行作业，直至完成。
权利要求
1、一种散货自动化装船系统，该散货自动化装船系统与装船机连接，其特征在于它包括主控制单元，主控制单元与交换机连接，主控制单元与多传动单元连接，多传动单元与旋转控制单元连接，多传动单元与溜桶控制单元连接，多传动单元与大车控制单元连接，多传动单元与俯仰控制单元连接，多传动单元与其它控制单元连接，交换机与起重机维护和监视单元连接，主控制单元还与目标位置扫描单元连接，目标位置扫描单元与交换机连接，主控制单元与监控单元连接。
2、 如权利要求1所述的散货自动化装船系统，其特征在于监控 单元包括与主控制单元连接的司机控制台。
3、 如权利要求1所述的散货自动化装船系统，其特征在于监控 单元包括与主控制单元连接的中央监控室。
4、 如权利要求1至3中任一项所述的散货自动化装船系统，其 特征在于目标位置扫描单元采用目标位t传感器，该目标位置传感器 安装在装船机前大梁一侧的下方。 '
5、 一种散货自动化装船方法，其特征在于该方法包括以下步骤: A、在监控单元设定装船作业的各种参数，主控制单元对设定的参数 值进行检查，保证作业区域正确无误，并自动生成一个方案；B、目 标位置扫描单元扫描船舱，并在监控单元形成船舱的图形，主控制单 元根据扫描的结果，自动生成一个方案；C、主控制单元自动对比上 述两种方案，选择出最优方案，同时在监控单元的屏幕上出现提示， 监控人员确认后，通过监控单元启动主控制单元，主控制单元控制多 传动单元，经由旋转控制单元，溜桶控制单元，大车控制单元，俯仰 控制单元控制装船机的各个机构电机工作，开始自动装船；D、装船过程中，目标位置扫描单元不断扫描船舱，及时各种参数的变化，主 控制单元自动分析并及时调整方案，直至完成装船任务。
全文摘要
本发明公开了一种散货自动化装船系统，该散货自动化装船系统与装船机连接，其特征在于它包括主控制单元，主控制单元与交换机连接，主控制单元与多传动单元连接，多传动单元与旋转控制单元连接，多传动单元与溜桶控制单元连接，多传动单元与大车控制单元连接，多传动单元与俯仰控制单元连接，多传动单元与其它控制单元连接，交换机与起重机维护和监视单元连接，主控制单元还与目标位置扫描单元连接，目标位置扫描单元与交换机连接，主控制单元与监控单元连接。本发明的优点在于能够自动装船，提高作业效率，保障安全性能，并易于实现散货码头全自动化。
文档编号B65G67/60GK101112962SQ20061002944
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月27日 优先权日2006年7月27日
发明者包起帆 申请人:包起帆