的X坐标序列中的&值一一对应，从而形成钢卷表面上采样点在X方向和Z方向的二维坐标(Xx，Zz)的集合。然后对此(Xx，Zz)的集合进行曲线拟合。由于钢卷7在竖直方向上近似为圆型，故曲线拟合得到的方程应近似为一圆方程。由此方程可计算得到钢卷半径R，及钢卷顶点在X方向及Z方向的的坐标m，由钢卷顶点在X方向及Z方向的坐标(Xp Zi)与钢卷半径R计算可得到钢卷轴线中心点0在X方向及Z方向的的坐标(X。，Ζ。)，其中 Χ0= X 1 = Z「R。
[0042]上述预定数值为主梁2下端面(即起重机初始高度)到马鞍座6的最高点距离的值。
[0043](4)得到坐标(X。，Ζ。)后，如主梁2此时在X方向上位置未到达或超过X。，则由PLC控制器控制移动主梁2在X方向上移动到达&位置。到达后由工业相机8自主梁2下端面(起重机初始高度)竖直向下方进行拍照。如已到达&位置，则直接由工业相机8进行拍照。之后工业相机8将图像数据发送至PLC控制器，由PLC控制器对图像数据进行处理。根据钢卷7在图像中的大小，结合之前测量得到的主梁2下端面(起重机初始高度)与钢卷表面Ζ方向上的距离数据，可按比例计算得到钢卷宽度L和钢卷7轴线中心点0沿主梁2架设方向(Υ方向)的坐标Y#
[0044]至此即测得钢卷7轴线中心点的坐标(X。，Υ。，Ζ。)。
[0045](5)由PLC控制器控制小车3沿主梁架设方向(Υ方向)移动，使吊具4移动到坐标吊具4与起重机小车3连接，小车3移动带动吊具4移动)，再控制吊具4的下端抓臂张开超过钢卷宽度L的宽度，下降并调整吊具4至吊具4下端抓臂最低端到达前述计算得到的钢卷7轴线的水平位置，即，钢卷7轴线中心点0水平位置(I，ZJ，进行钢卷抓取，起吊。
[0046]起重机吊起钢卷7后，由PLC控制器控制，将钢卷7移送至目标位置，卸下钢卷7，收回吊具4，移动主梁2及小车3使吊具4返回初始位置(0，0，0)。
[0047]以上为一次完整的测量定位吊取过程。在本发明的其他一些实施例中，步骤
(3)-(4)为:
[0048](3)PLC控制器去除收集到的距离数据中数值大于一预定值的部分(即，非起重机初始高度与钢卷表面间距离的部分)，对剩余的距离数据，将其转换为钢卷表面上的采样点Z方向的坐标值V，从而得到一钢卷表面上的采样点的Z坐标序列。将ζ坐标序列中的ζ坐标与步骤(1)中得到的X坐标序列中的&值一一对应，从而形成钢卷表面上采样点在X方向和Z方向的二维坐标(Xx，Zz’)的坐标集合；记录坐标集合中Zz’值最大的坐标为(ΧρΖ/)，此即钢卷7顶点在X方向和Ζ方向上的坐标。将(ΧρΖ/)中ZJ替换为Ζζ’中的最小值，得到(X。，Ζ。’)，其中X。: X i，此即钢卷7轴线中心点0在X方向和Z方向上的二维坐标。
[0049]上述预定值为起重机主梁2下端面到马鞍座6最高点的距离的值。
[0050](4)得到坐标％，V )后，主梁2此时在X方向上位置已超过由PLC控制器控制移动主梁2在X方向上到达&位置，到达后由工业相机8自主梁2下端面(起重机初始高度)竖直向下方进行拍照，将图像数据发送至PLC控制器，由PLC控制器对图像数据进行处理。根据钢卷7在图像中的大小，结合之前测量计算得到的主梁2下端面(起重机初始高度)与钢卷表面Ζ方向上的距离数据，可按比例计算得到钢卷宽度L和钢卷7轴线中心点0沿主梁架设方向(Υ方向)的坐标Υ。。
[0051]至此即测得钢卷7轴线中心点0的坐标(X。，Υ。，Ζ:)。
[0052]以上为本发明所提供的应用于无人起重机的钢卷测量定位吊取方法、应用此方法的装置和应用该装置的起重机的实施例。本发明的有益效果在于:在起重机行进过程中即完成钢卷坐标的测量，可使起重机边行进边完成对钢卷的测量和吊取，无需提前测量钢卷坐标并输入系统再进行吊取，节约了工序，实现了起重机的全自动操作。
[0053]以上所述仅为本发明的优选实施例，为使本领域技术人员可以清楚的理解本发明所用，并非用以限制本发明。本发明所要求保护的范围当以所附的权利要求书为准。
【主权项】
1.一种钢卷测量定位吊取方法，用于无人起重机，起重机上设置有测量起重机初始高度与下方竖直方向最近物体距离的测距仪，测量起重机行进距离的传感器，拍摄起重机初始高度下方图像的拍照装置，计算数据与控制起重机运转的PLC控制器； 其特征在于，包括下列步骤: 在起重机工作区域的水平面内，以承载待吊取钢卷的载具车头朝向方向为X方向，以水平垂直X方向的方向为Y方向，以竖直方向为Z方向； 通过测量计算得到钢卷表面上的采样点的X坐标序列； 通过测量计算得到钢卷轴线中心点0在X方向和Z方向的二维坐标(X。，Z。)； 通过拍照，计算得到钢卷轴线中心点0在Y方向的坐标Y。及钢卷宽度； 起重机吊取钢卷。2.如权利要求1所述的钢卷测量定位吊取方法，其中所述通过测量计算得到钢卷表面上的采样点的X坐标序列的步骤为:起重机沿所述X方向行进时，通过所述传感器按一固定频率记录起重机行进位移，并将数据发送至所述PLC控制器，PLC控制器将起重机沿X方向的行进位移计算转换为钢卷表面上采样点的X坐标，从而得到钢卷表面上采样点的X坐标序列。3.如权利要求2所述的的钢卷测量定位吊取方法，其中所述通过测量计算得到钢卷轴线中心点0在X方向及Z方向的二维坐标(X。，Z。)的步骤为: 所述测距仪按所述固定频率测量起重机初始高度与钢卷表面Z方向上的距离，并将数据发送至所述PLC控制器； PLC控制器将去除收集到的距离数据中数值大于一预定值的部分，将剩余的距离数据，转换为钢卷表面上的采样点的Z坐标，得到一钢卷表面上的采样点的Z坐标序列，将Z坐标序列中的Z坐标与所述X坐标序列中的X坐标一一对应，形成钢卷表面上的采样点在X方向、Z方向的二维坐标(X，Z)的坐标集合，然后对此坐标集合进行曲线拟合，得到钢卷的近似形状的曲线方程，由该方程计算出近似的钢卷顶点在X方向及Z方向的坐标(XpZi)及钢卷半径，由(X:，Zj)和钢卷半径计算得到钢卷轴线中心点0在X方向及Z方向的坐标(X。，Z。)。4.如权利要求2所述的钢卷测量定位吊取方法，其中所述通过测量计算得到钢卷轴线中心点0在X方向及Z方向的二维坐标(X。，Z。)的步骤为: 所述测距仪按所述固定频率测量起重机初始高度与钢卷表面Z方向上的距离，并将数据发送至所述PLC控制器； PLC控制器将去除收集到的距离数据中数值大于一预定值的部分，对剩余的距离数据，将其转换为钢卷表面上采样点的Z坐标，得到一 Z坐标序列，将Z坐标序列中的Z坐标与所述X坐标序列中的X坐标--对应，形成钢卷表面上的采样点在X方向、Z方向的二维坐标(X，Z)的坐标集合；记录坐标集合中Z坐标值最大的为钢卷顶点的坐标(Xp ZJ，将钢卷顶点坐标(Xi，Z,)中Z坐标替换为Z坐标序列中的Z坐标的最小值即得到钢卷轴线中心点0在X方向及Z方向的二维坐标(X。，Z。)。5.如权利要求3或4中任一项所述的钢卷测量定位吊取方法，其中所述预定数值为起重机初始高度至承载钢卷的装置的最高点的距离。6.如权利要求3或4中任一项所述的钢卷测量定位吊取方法，其中所述通过拍照，计算得到钢卷轴线中心点0在Y方向的坐标Y。及钢卷宽度的步骤为:起重机行进到所述钢卷轴线中心点0在X方向坐标X。位置时启动所述拍照设备，自起重机初始高度竖直向下拍摄初始高度下方的图像，并将数据发送至所述PLC控制器，由PLC控制器计算得到钢卷轴线中心点0在Y方向的坐标Y。，及钢卷宽度。7.如权利要求6所述的钢卷测量定位吊取方法，其中所述起重机吊取钢卷的步骤为:所述PLC控制器控制起重机吊具移动到钢卷轴线中心点0在X方向和Y方向的坐标(I，Y。)位置，再控制吊具抓臂张开超过钢卷宽度的宽度，下降并调整吊具至吊具下端抓臂最低端到达前述计算得到的钢卷轴线的水平位置，进行钢卷抓取，起吊。8.—种钢卷测量定位装置，应用于无人起重机，起重机上设置有测量起重机初始高度与下方竖直方向最近物体距离的测距仪，测量起重机行进距离的传感器，拍摄起重机初始高度下方图像的拍照装置，计算数据与控制起重机运转的PLC控制器； 其中，所述钢卷测量定位装置应用如权利要求1所述的钢卷测量定位吊取方法控制起重机对待吊取的钢卷进行测量定位吊取； 其包括: 采集起重机沿X方向位移数据的位移传感模块； 采集起重机初始高度与下方竖直方向最接近物体距离数据的测距模块； 采集起重机初始高度下方图像数据的拍照模块； 计算数据，控制起重机运行的控制模块； 位移传感模块、测距模块、拍照模块分别与控制模块连接。9.一种无人起重机，起重机上设置有测量起重机初始高度与下方竖直方向最近物体距离的测距仪，测量起重机行进距离的传感器，拍摄起重机初始高度下方图像的拍照装置，计算数据与控制起重机运转的PLC控制器； 其中，所述无人起重机设置有如权利要求8所述的钢卷测量定位装置。10.如权利要求9所述的无人起重机，其中所述无人起重机为双轨桥式起重机。
【专利摘要】本发明提供一种钢卷测量定位吊取方法，用于无人起重机。起重机上设置有测距仪、传感器、拍照装置、PLC控制器。该方法包括下列步骤：在起重机工作区域的水平面内，以承载待吊取钢卷的载具车头朝向方向为X方向，以垂直X方向的方向为Y方向，以竖直方向为Z方向；通过测量、拍照、计算、转换得到钢卷轴线中心点O的三维坐标(Xo，Yo，Zo)，再控制起重机吊取钢卷。本发明还提供一种使用该方法控制起重机对钢卷进行测量定位的装置和设置有该装置的起重机。本发明可使起重机在主梁沿大车轨道行进过程中完成钢卷坐标的测量，无需提前测量钢卷坐标并输入系统再进行吊取，实现了起重机的全自动操作。
【IPC分类】B66C13/08, B66C13/16
【公开号】CN105398958
【申请号】CN201510957197
【发明人】贡力, 连晋华, 岳铁刚, 姚站峰
【申请人】太原重工股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月19日