一种桥式起重机自动定位称重计量的装置及方法与流程

本发明涉及桥式起重机自动定位称重计量的装置及方法，尤其适用于垃圾焚烧发电厂，铅锌矿，物流调运，钢厂化工等领域，本发明可以判断物料进出定位点的时间，又可以判断定位点的位置以及吊钩向这一位置添加物料的重量，属于先进制造与自动化领域。

背景技术：

垃圾吊是垃圾焚烧发电厂的重要设备，在垃圾焚烧发电厂的垃圾吊在吊运垃圾时都要进行重量计量，以便和向吊运目标地加入的煤形成一定的比值，那么判断垃圾吊进出吊运目标地便显得尤其重要。

目前，大部分垃圾焚烧发电厂对垃圾吊的进出吊运目标地判断都是采用开关的方式，这种方式不仅落后，而且还要占用一定的人工，最重要的是人工统计不准确。

为解决目前垃圾吊普遍存在上述问题，确有必要提供一种桥式起重机自动定位计量的方法及装置解决方案。

技术实现要素：

针对上述内容，本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便的桥式起重机自动定位称重计量的装置及方法；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种桥式起重机自动定位称重计量的装置，其包括x-y坐标位置传感器以及对应的智能定位仪、称重传感器、称重仪表、分站、主站、上位机及桥式起重机自动定位计量无人值守系统应用软件；位置传感器与对应的智能定位仪对应通信，称重传感器与称重仪表相连；小车位置传感器和称重仪表与分站连接；分站与主站相连接。主站与上位机相连。

其中，所述的位置传感器由三张标签(采用iso15693协议的rfid无源射频卡)组成，三张标签等距离排列，每两张标签相距20cm，标签内写有相应的数据。

其中，所述的智能定位仪由天线、射频接口模块(发射器、接收器、时钟发生器、电压调节器)、逻辑控制单元(微控制器、应用接口驱动、存储单元)组成，当标签进入智能定位仪的作用范围后，标签将被激活，将从休眠状态转为接收状态，智能定位仪接收小车位置传感器发出的数据，并进行相应的处理。最后智能定位仪再将接收到的数据通过rs232接口传送给分站。

其中，所述的称重传感器由弹性体、应变计组成，称重传感器将重量转变为电信号(mv)发送给称重仪表。

其中，所述的称重仪表再由rs485将重量传送给分站。

其中所述的分站由主板、扩展板、显示屏、机壳、接口(两路rs232、两路rs485)组成，通过两路rs232接口分别接收两坐标对应的智能定位仪传过来的数据然后做相应的处理；通过主485接收称重仪表传送过来的称重数据；最后通过副485将处理后的数据发送给主站，分站的显示屏能够显示重量、位置号及进、出位信息。

其中，所述的主站由主板、扩展板、显示屏、机壳、接口(两路rs232、两路rs485)组成，通过主rs485接收分站传送过来的数据，主站的显示屏能够显示重量、位置号及进、出位信息。

其中，所述的上位机由电脑和桥式起重机自动定位计量无人值守系统软件组成，软件能够计算每一个垃圾吊向每一个吊运目标地添加垃圾的重量，同时实现按班、日、月、年进行统计，实现查询、打印等功能。

本发明的进一步设置为：

所述的位置传感器中的标签由芯片和天线组成。芯片中存有唯一的id号和用户数据区。id号在标签出厂时固化死，不可改写，可作为物品的身份证。用户数据区的数据可反复改写，数据保存期50年，在每张标签的用户数据区写入了四个字节的内容，其中第一张标签的第一个字节写入a作为标签类别代码,第二、三、四个字节写入相同的数据作为位置编号(例090909)；第二张标签的第一个字节写入b，第二、三、四个字节写入相同的数据作为位置编号(同第一张标签的第二、三、四个字节)；第三张标签的第一个字节写入c，第二、三、四个字节写入相同的数据作为位置编号(同第一张标签的第二、三、四个字节)。

所述的智能定位仪经过位置传感器时，位置传感器中的三张标签将本身的数据传送给智能定位仪，智能定位仪将读到数据通过rs232接口传送给分站。

所述的分站通过rs232接口接收智能定位仪传送过来的数据，当智能定位仪接收到ab、ac、bc、abc时，分站认为入位，当智能定位仪接收到cb、ca、ba、cba时，分站认为出位；当分站接到1bff时认为不在位；当分站未接收到任何数据时，认为故障。仪表将读到的09作为位置编号。

本发明的进一步设置为：

位置传感器进入到智能定位仪的作用范围后，当接收到智能定位仪发过来的命令后，位置传感器通过rfid射频将数据传送给智能定位仪，智能定位仪通过rs232串口以波特率为9600bps向分站发送数据，分站通过rs232以波特率9600bps进行接收，并进行入位、出位、不在位、故障判断；分站通过rs485接收称重仪表传送过来的重量，最后再将数据通过副485发送给主站，主站再通过副rs232传送给上位机。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的一种桥式起重机自动定位计量的方法及装置，提供了判断垃圾吊进、出吊运目标地时间。又可以判断是几号吊运目标地。有利于拥有垃圾吊的企业在使用垃圾吊时能够对垃圾吊进行快速、准确的定位。同时自动计算每一个垃圾吊向每一个吊运目标地添加垃圾的重量

2、本发明的一种桥式起重机自动定位计量的方法及装置，具有技术先进、智能化高、成本低廉、易于实施、安装维护方便、实用性强、安全可靠等诸多优势，具有显著的经济效益和社会效益。

本发明尤其是适用于垃圾焚烧发电厂的垃圾吊，既可以判断垃圾吊进出吊运目标地时间，又可以判断是几号吊运目标地，又有垃圾吊的实时称重。

本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更佳详细的描述。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是本发明实施例3的结构示意图。

图4是本发明的电路框图。

其中：1、始发地；2、目标地；3、起重机大车；4、小车行走底座；5、小车卷扬提升机；6、抓斗/吊钩；7、卷扬钢丝绳；8、抓紧钢丝绳；9、小车位置传感器；10、x向相对智能定位仪；11、y向绝对智能定位仪；12、大车第一位置传感器；13、大车第二位置传感器；14、称重传感器；15、称重仪表；16、分站；17、主站；18、上位机。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1-4所示，垃圾焚烧站，垃圾发电厂等一般包括用于存放待焚烧垃圾的始发地1以及带有目标地2；桥式起重机包括起重机大车3、在起重机大车3上行走的小车行走底座4、设置在小车行走底座4上的小车卷扬提升机5、设置在小车卷扬提升机5与抓斗/吊钩6之间的卷扬钢丝绳7与抓紧钢丝绳8。

本发明的桥式起重机自动定位称重计量的装置，其设置在用于将物料的始发地1运送到物料的目标地2的桥式起重机上；桥式起重机自动定位称重计量的装置包括设置在小车上的x向相对智能定位仪10、设置在起重机大车3上的小车位置传感器9、设置在起重机大车3上的y向绝对智能定位仪11、位于目标地2位置上方且设置在起重机大车3导轨旁的大车第一位置传感器12、以及分站16；实现自动控制。

当起重机大车3移动到目标地2上方的大车第一位置传感器12处，y向绝对智能定位仪11用于将休眠状态的大车第一位置传感器12激活为接收状态；大车第一位置传感器12将大车第一位置传感器12内的标签存储的数据传送给y向绝对智能定位仪11，y向绝对智能定位仪11与分站16电连接；实现进出吊运目标地的定位。

当小车运行到小车位置传感器9处，x向相对智能定位仪10用于将休眠状态的小车位置传感器9激活为接收状态；小车位置传感器9将小车位置传感器9内的标签存储的数据传送给x向相对智能定位仪10，x向相对智能定位仪10与分站16电连接。

在起重机大车3导轨上设置有位于目标地2位置上方的大车第二位置传感器13；大车第一位置传感器12与大车第二位置传感器13结构相同且分别位于同一目标地2两侧；

起重机大车3从大车第一位置传感器12处驶入目标地2后，然后从大车第一位置传感器12驶出或从大车第二位置传感器13驶出；

当大车离开到目标地2上方的大车第二位置传感器13处，y向绝对智能定位仪11用于将休眠状态的大车第二位置传感器13激活为接收状态；大车第二位置传感器13将大车第二位置传感器13内的标签存储的数据传送给y向绝对智能定位仪11，y向绝对智能定位仪11与分站16电连接。

进一步，在小车位置传感器9激活为接收状态后，小车位置传感器9将小车位置传感器9内的标签存储的数据传输给x向相对智能定位仪10之前，小车位置传感器9接收并处理x向相对智能定位仪10发出的命令；

进一步，在大车第一位置传感器12激活为接收状态后，大车第一位置传感器12将大车第一位置传感器12内的标签存储的数据传输给y向绝对智能定位仪11前，大车第一位置传感器12接收并处理y向绝对智能定位仪11发出的命令；

进一步，在大车第二位置传感器13激活为接收状态后，大车第二位置传感器13将大车第二位置传感器13内的标签存储的数据传输给y向绝对智能定位仪11前，大车第二位置传感器13接收并处理y向绝对智能定位仪11发出的命令。

小车位置传感器9、大车第一位置传感器12和/或大车第二位置传感器13包括至少两个型号相同且线性阵列或等距设置的标签。为了提高定位判断的精度，可以采用三个以上的标签。

装置还包括用于称取抓斗/吊钩6向目标地2吊入物料重量的称重传感器14以及与称重传感器14电连接的称重仪表15，称重仪表15与分站16电连接。

称重传感器14设置在抓斗/吊钩6与卷扬钢丝绳7之间或称重传感器14设置在桥式起重机的起重机大车3与小车行走底座4之间或称重传感器14分别设置在卷扬钢丝绳7与抓紧钢丝绳8上。从而可以实现对垃圾吊入净重的计算，从而合理配比燃煤重量。

以垃圾发电厂为例，具体说明：

作为三种安装方案，

作为优选，实施例1：图1称重传感器14设置在桥式起重机的小车卷扬提升机5与小车行走底座4之间，通过称量小车行走底座4中重量变化，得到垃圾净重。

实施例2：得图2，称重传感器14抓斗/吊钩6与卷扬钢丝绳7之间。

实施例3：图3，称重传感器14分别设置在卷扬钢丝绳7与抓紧钢丝绳8上，通过称量抓斗/吊钩中重量变化，得到垃圾净重。

分站16电连接有主站17，主站17电连接有上位机18。从而实现自动智能控制。

作为电路控制的具体解释：小车位置传感器9的标签、大车第一位置传感器12的标签和/或大车第二位置传感器13的标签为等距设置的iso15693协议的rfid无源射频卡；y向绝对智能定位仪11和/或x向相对智能定位仪10包括天线、射频接口模块以及逻辑控制单元；

射频接口模块包括发射器与接收器；逻辑控制单元包括微控制器以及存储单元；

x向相对智能定位仪10的微控制器控制发射器通过天线向小车位置传感器9发射信号，微控制器控制接收器接收小车位置传感器9的数据；

y向绝对智能定位仪11的微控制器控制发射器通过天线向大车第一位置传感器12发射信号，微控制器控制接收器接收大车第一位置传感器12的数据；

y向绝对智能定位仪11的微控制器控制发射器通过天线向大车第二位置传感器13发射信号，微控制器控制接收器接收大车第二位置传感器13的数据；

分站16包括两个rs232接口、副rs485接口以及主rs485接口，分站16通过rs232接口接收y向绝对智能定位仪11传过来的数据；分站16通过主485接口接收称重仪表15传送过来的称重数据；分站16通过副485接口将处理后的数据发送给主站17；

大车第一位置传感器12的每个标签以及大车第二位置传感器13的每个标签均包括芯片；在相应的芯片中存有作为物品的身份证的id号和用户数据区的自定义的用户数据；相应的id号在大车第一位置传感器12的对应标签以及大车第二位置传感器13的对应标签上固化，不可改写设置，用户数据区的自定义的用户数据为可重复改写；在用户数据区写入四个字节的内容；

大车第一位置传感器12包括三个标签，在大车第一位置传感器12的第一个标签用户数据区的第一个字节写入a作为标签类别代码，第二、三、四个字节写入相同的数据作为位置编号；在大车第一位置传感器12的第二个标签用户数据区的第一个字节写入b，第二、三、四个字节写入相同的数据作为位置编号；在大车第一位置传感器12的第三个标签用户数据区的第一个字节写入c，第二、三、四个字节写入相同的数据作为位置编号；

y向绝对智能定位仪11经过大车第一位置传感器12时，大车第一位置传感器12的三个标签分别将各自的自定义的用户数据传送给y向绝对智能定位仪11，y向绝对智能定位仪11读取自定义的用户数据后再通过rs232接口传送给分站16。

本实施例的桥式起重机自动定位计量的方法，借助于上述的桥式起重机自动定位称重计量的装置；具体包括以下步骤：

步骤a：首先，抓斗/吊钩6从始发地1中抓取物料，然后，起重机大车3带动抓斗/吊钩6沿y向坐标向目标地2行驶；

步骤b：获取入位数据；当抓斗/吊钩6驶入步骤a目标地2时候；首先，y向绝对智能定位仪11激活大车第一位置传感器12对应的标签；然后，大车第一位置传感器12接收并处理y向绝对智能定位仪11发出的命令；其次，大车第一位置传感器12的标签将大车第一位置传感器12内的对应标签存储的自定义的用户数据传送给y向绝对智能定位仪11；然后，y向绝对智能定位仪11将该自定义的用户数据通过分站16、主站17传送给上位机18；紧接着，小车行走底座4带动抓斗/吊钩6沿x向坐标向目标地2行驶，x向相对智能定位仪10激活小车位置传感器9对应的标签；进一步，小车位置传感器9的标签向x向相对智能定位仪10发送小车入位信息，x向相对智能定位仪10将小车入位信息通过分站16、主站17传送给上位机18；从而实现了对吊运目标地入口位置的判断、读取与存储；

步骤c：获取出位数据；起重机大车3带动抓斗/吊钩6沿y向坐标从目标地2离开，包括两种情况：

第一种情况：从当抓斗/吊钩6从大车第一位置传感器12从步骤b目标地2反向移出并返回始发地1时候；首先，y向绝对智能定位仪11激活大车第一位置传感器12对应的标签；然后，大车第一位置传感器12接收并处理y向绝对智能定位仪11发出的命令；其次，大车第一位置传感器12的标签将大车第一位置传感器12内的对应标签存储的自定义的用户数据传送给y向绝对智能定位仪11；然后，y向绝对智能定位仪11将该自定义的用户数据通过分站16、主站17传送给上位机18；紧接着，小车行走底座4带动抓斗/吊钩6沿x向坐标反向离开目标地2，x向相对智能定位仪10激活小车位置传感器9对应的标签；进一步，小车位置传感器9的标签向x向相对智能定位仪10发送小车出位信息，x向相对智能定位仪10将小车出位信息通过分站16、主站17传送给上位机18；

第二种情况：从当抓斗/吊钩6从大车第一位置传感器12从步骤b目标地2继续前行移出时候；首先，y向绝对智能定位仪11激活大车第二位置传感器13对应的标签；然后，大车第二位置传感器13接收并处理y向绝对智能定位仪11发出的命令；其次，大车第二位置传感器13的标签将大车第二位置传感器13内的对应标签存储的自定义的用户数据传送给y向绝对智能定位仪11；然后，y向绝对智能定位仪11将该自定义的用户数据通过分站16、主站17传送给上位机18；小车入位信息不变。

在步骤a之后与步骤b之前或在步骤b之后与步骤c之前，还包括称重步骤d，称重传感器14将抓斗/吊钩6吊装物料前后的重量值或目标地2放入物料前后的重量值传送给称重仪表15，称重仪表15将重量值通过分站16、主站17传送给上位机18，上位机18处理得到重量值得到进入吊运目标地2中物料的净重。从而实现了对吊运目标地出口位置的判断、读取与存储；

本发明还可以获取故障数据：分站16将设定的故障指令通过主站17传送给上位机18。从而实现判断得到该处出现故障，在上位机18显示错误指令，提醒人员及时检测故障。

还包括称重步骤e，称重传感器14将抓斗/吊钩6吊装垃圾前后的重量值或目标地2放入垃圾前后的重量值传送给称重仪表15，称重仪表15将重量值通过分站16、主站17传送给上位机18，上位机18处理得到重量值得到进入吊运目标地中垃圾的净重。

车将垃圾沿y向移动到指定吊运目标地-小车将垃圾沿x向移动到指定吊运目标地-物料进入吊运目标地，扫描进口标签数据，从而记录入口位置信息-倒入垃圾-离开出口，扫描出口标签数据，从而记录出口位置信息。

两个标签为优选，三个以上监测更加准确。

当时出现标签不识别id的时候，系统报错误指令，通知人员现场检测维修。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不在一一例举。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。