一种斗轮堆取料机的自动化作业控制系统的制作方法

本实用新型涉及装卸技术领域，尤其涉及一种斗轮堆取料机的自动化作业控制系统。

背景技术：

斗轮堆取料机作为一种高效设备，常用于码头、电厂、露天矿场的大宗散状物料的连续装卸中。

目前，斗轮堆取料机大都采用“司机室手动”操作方式，也就是司机手动操作，纯手动作业。这种操作方式要求司机长时间注意力高度集中，司机劳动强度较大，而且人工操作存在很多人为干扰因素，如现场粉尘会对司机的视线造成遮挡，尤其是在阴雨、大雾、夜间等环境下，容易造成斗轮堆取料机过载或者碰撞到煤堆的现象，严重威胁设备的安全运行；又如：人工操作选择的斗轮切入点定位差，取料出力不均匀，影响整个上煤系统的安全、经济运行。可见，上述操作方式因各种人为因素的影响，导致斗轮堆取料机无法实现高效率、高精准度的作业，从而导致作业效率低，进而影响安全、经济等多方面。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种斗轮堆取料机的自动化作业控制系统，以实现斗轮堆取料机的自动化作业。

为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种斗轮堆取料机的自动化作业控制系统，所述斗轮堆取料机包括：本体，所述本体的悬臂的端部安装有斗轮，所述自动化作业控制系统包括：在所述本体的悬臂相对所述斗轮的两侧分别对应安装的图像装置，每个所述图像装置包括图像扫描器、三维图像生成器、边界坐标读取器和第一数据发送器，所述图像扫描器、所述三维图像生成器和所述边界坐标读取器依次相连，所述三维图像生成器和所述边界坐标读取器分别与所述第一数据发送器连接；安装在所述本体上的定位装置，所述定位装置包括行程回转定位器、俯仰角度定位器和第二数据发送器，所述行程回转定位器和所述俯仰角度定位器分别与所述第二数据发送器连接；终端设备，所述终端设备包括依次相连的数据接收装置、料堆模型生成装置和控制装置，所述数据接收装置与所述第一数据发送器信号连接，所述数据接收装置还与所述第二数据发送器信号连接，所述控制装置与所述本体信号连接。

结合本实用新型中的自动化作业控制系统，斗轮堆取料机包括本体和终端设备，在本体的悬臂两侧上的图像装置中，图像扫描器用于对料场的整个料堆进行扫描，三维图像生成器用于对扫描的一系列数据进行处理，生成料堆的直观三维图像，边界坐标读取器用于根据生成的三维图像，读取料堆重要边界点的坐标参数。在本体上的定位装置中，行程回转定位器用于根据料场的整个料堆定位斗轮堆取料机的行程回转参数，俯仰角度定位器用于定位悬臂的俯仰角度参数。从而三维图像和料堆重要边界点的坐标参数通过第一数据发送器发送至终端设备的数据接收装置，行程回转参数和俯仰角度参数通过第二数据发送器发送至终端设备的数据接收装置，结合实际的作业任务建立作业计划，料堆模型生成装置根据数据接收装置中的数据和作业计划，初始化模型参数，并生成料堆模型，从而控制装置根据料堆模型对斗轮堆取料机的本体发送作业指令，以控制斗轮堆取料机自动化作业，进而实现斗轮堆取料机的自动化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中的斗轮堆取料机的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的斗轮堆取料机的第二结构示意图；

图3为本实用新型实施例中的斗轮堆取料机的第三结构示意图。

附图标记说明：

10-本体； 11-图像装置； 111-图像扫描器；

112-三维图像生成器； 113-边界坐标读取器； 114-第一数据发送器；

12-定位装置； 121-行程回转定位器； 122-俯仰角度定位器；

123-第二数据发送器； 13-监控装置； 131-视频采集器；

132-第三数据发送器； 14-防撞装置； 141-障碍物检测器；

142-第四数据发送器； 15-距离检测装置； 16-流量检测装置；

20-终端设备； 21-数据接收装置； 22-料堆模型生成装置；

23-控制装置； 24-显示装置； 25-处理装置；

26-报警装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1，本实施例提供了一种斗轮堆取料机的自动化作业控制系统，结合自动化作业控制系统，斗轮堆取料机包括：本体10和终端设备20，本体10上安装有悬臂和斗轮，斗轮安装悬臂的端部，悬臂相对斗轮的两侧分别对应安装有图像装置11，每个图像装置11包括图像扫描器111、三维图像生成器112、边界坐标读取器113和第一数据发送器114，图像扫描器111、三维图像生成器112和边界坐标读取器113依次相连，三维图像生成器112和边界坐标读取器113分别与第一数据发送器114连接；本体10上还安装有定位装置12，定位装置12包括行程回转定位器121、俯仰角度定位器122和第二数据发送器123，行程回转定位器121和俯仰角度定位器122分别与第二数据发送器123连接；终端设备20包括依次相连的数据接收装置21、料堆模型生成装置22和控制装置23，数据接收装置21与第一数据发送器114信号连接，数据接收装置21还与第二数据发送器123信号连接，控制装置23与本体10信号连接。

上述斗轮堆取料机的工作原理为：一方面，悬臂两侧的图像装置11中的图像扫描器111能够对料场的整个料堆进行全面地扫描，图像装置11中三维图像生成器112根据图像扫描器111扫描到的一系列数据进行处理，从而生成料堆的直观三维图像，图像装置11中的边界坐标读取器113在三维图像生成器112生成三维图像后，在三维图像中确定料堆的重要的边界点的坐标参数，图像装置11中的第一数据发送器114将三维图像生成器112中的三维图像和边界坐标读取器113中的边界点的坐标一起发送给终端设备20中的数据接收装置21；另一方面，定位装置12中的行程回转定位器121根据当前位置信息以及作业需求，采用定位技术对斗轮堆取料机在工作过程中的行程回转参数进行定位，定位装置12中的俯仰角度定位器122根据当前位置信息以及作业需求对悬臂在工作过程中的俯仰角度参数进行定位，定位装置12中的第二数据发送器123将行程回转定位器121中的数据和俯仰角度定位器122中的数据一起发送给终端设备20中的数据接收装置21。在终端设备20中的数据接收装置21接收到上述两方面的数据后，终端设备20中的料堆模型生成装置22会将数据接收装置21中的数据进行参数初始化，之后操作人员会根据实际的作业任务，拟定一个作业计划，并将该作业计划的作业指令输入终端设备20(可以是终端设备20的料堆模型生成装置22)中，从而料堆模型生成装置22根据作业指令生成料堆模型，进而终端设备20中的控制装置23根据生成的料堆模型对本体10进行控制，本体10在控制装置23的控制下完成连续装卸作业。从上述工作原理可以看出，本实施例中的斗轮堆取料机为一种自动化的斗轮堆取料机。

在实际使用中，通常本体10位于作业区域，也就是料场等区域，而终端设备20可位于中控室内，以方便操作人员进行操作。

在本实施例中，图像扫描器111可为激光扫描仪，激光扫描仪用于对料场的整个料堆进行扇形扫描，以使得扫描的范围全面。

特别的，激光扫描仪的选型因素包括：物料反射率、粉尘、恶劣天气、扫描精度等。从扫描料堆的全面性、数据采集质量和设备保护等方面考虑，确定激光扫描仪安装位置为在悬臂的两侧的靠近斗轮的三分之一处，也就是近斗轮端悬臂的三分之一处。

可以想到，在本实施例中，图像装置11可安装在靠近悬臂的安装有斗轮的端部的位置，且图像装置11安装在悬臂的三分之一处。

俯仰角度定位器122可以为倾角仪。

参见图2，进一步的，为了完善斗轮堆取料机的自动化，在本体10上还安装有监控装置13，监控装置13包括相连的视频采集器131和第三数据发送器132，第三数据发送器132与数据接收装置21信号连接；终端设备20还包括相连的显示装置24和处理装置25，处理装置25还与数据接收装置21连接。

在这一方案中，监控装置13中的视频采集器131用于采集现场作业的视频，以起到监控的作用，第三数据发送器132用于将采集到的视频发送给终端设备20的数据接收装置21，处理装置25用于对数据接收装置21接收到的视频进行处理，例如：根据视频生成照片等，显示装置24用于显示处理后的内容。操作人员可以在中控室内实时监控现场作业和电气设备，以及时发现异常情况等。

继续参见图2，更进一步的，终端设备20还包括与处理装置25连接的报警装置26，报警装置26还与显示装置24连接。处理装置25在处理视频的过程中，可检测到异常情况，而报警装置26用于在处理装置25检测到异常情况时，发出警报信号，以提醒操作人员注意。显示装置24可显示异常情况的实际图像，以及图像形式的警报信号。

参见图3，为了防止斗轮堆取料机在运作中碰到煤堆等，以提高运作的安全性，本体10上还安装有防撞装置14，防撞装置14包括相连的障碍物检测器141和第四数据发送器142，第四数据发送器142与数据接收装置21信号连接，处理装置25还与控制装置23连接。

在这一方案中，防撞装置14中的障碍物检测器141用于检测障碍物，第四数据发送器142用于将检测到的障碍物信息发送给终端设备20的数据接收装置21，处理装置25用于对数据接收装置21接收到的障碍物信息进行处理，例如：对障碍物的大小、性质等进行分析，控制装置23用于根据处理装置25分析到的障碍物状况来控制本体10避开障碍物。

优选的，可采用激光扫描技术获取障碍物，对应的，障碍物检测器141为激光扫描障碍物检测器。

除此之外，处理装置25还可根据作业过程现场反馈的数据，实时调整作业，并通过控制装置23控制本体10运作来完成作业任务。

参见图3，对于悬臂，其包括臂架和输送机，输送机安装在臂架上，输送机包括皮带。为了更好地控制物料在皮带上的流量，以避免物料过多或过少的现象，达到处理均匀的效果，皮带上可安装有流量检测装置15，流量检测装置15与处理装置25信号连接。

在这一方案中，检测处理装置25用于检测皮带上物料的流量，处理装置25用于接收检测处理装置25检测到的流量，并对流量进行处理，可将流量显示在显示装置24上，从而操作人员可根据实际需要和现场情况对流量进行调整，并通过控制装置23对皮带上的流量进行控制，以使斗轮堆取料机的工作效率尽可能地提高。

参见图3，在本体10的大臂上还安装有距离检测装置16，距离检测装置16与处理装置25信号连接。距离检测装置16用于检测本体10与料堆之间的距离，还可用于检测本体10运行的距离，处理装置25处理检测到的距离后，例如，对距离与安全距离进行比较后，可通过控制装置23控制本体10的运行，以保证安全。

优选的，距离检测装置16可为激光扫描距离检测装置，以利用激光扫描技术；或者，距离检测装置16可为超声波距离检测装置16，以利用超声波技术。

示例性的，定位装置12可采用三维定位技术，例如，定位装置12可为三维定位装置，在室外，三维定位装置可利用全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)技术或编码器技术，在室内，三维定位装置可利用无线定位技术或编码器技术。

示例性的，控制装置23可为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)。

终端设备20还可包括操作界面，以用于操作人员输入指令，操作界面可与显示装置24连接，操作界面还可与处理装置25连接，操作界面还可与控制装置23连接，操作界面还可与料堆模型生成装置22连接，等等。

通过以上的实施方式的描述，在本实施例中，可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件来实现，或者，也可以通过软件来实现。

综上所述，本实施例中的斗轮堆取料机实现了自动化作业，在加快了作业速度，提高了工作效率的同时，缩短了机器的使用时间，降低了设备损耗，减少了故障的发生，减少了操作人员的数量和工作时间，降低劳动成本，改善了操作人员的工作环境，而且提高了斗轮堆取料机的生产效率与安全运行的稳定性。进一步的，通过定位和调节反馈，提高了堆取料作业的精准度。

可见，本实施例中的斗轮堆取料机最终的效果在于提高了企业的经济效益和核心竞争力，实现斗轮堆取料机对散装物料转运的无人化、智能化控制。同时，实现了把燃料管理由粗放型向精细型的转变，入场、入炉煤数据准确，利于科学掺烧，优化锅炉运行，减少氧化氮、二氧化碳等的排放，保护环境。

通过使用本实施例中的斗轮堆取料机，提高了上料效率，节约能耗；有效防止超载，提高系统的安全性；实现均衡配煤，通过不同煤种的充分合理混配，提高锅炉燃烧的稳定性和煤燃烧效率；减轻了司机的劳动强度，规避人为的事故；减少了斗轮堆取料机启停次数和运行时间，延长设备的使用寿命；采用非接触式检测设备，减少设备维护量；该技术独立性较强，易与原斗轮机的控制系统整合。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。