行车系统的制作方法

本实用新型涉及一种起重机械，具体涉及一种行车系统。

背景技术：

冶金行业一般采用行车作为车间内吊运物料的主要工具，目前行车主要有两种控制方式，一是驾驶室直接控制，另一种是在下方采用遥控器控制，这两种方式都是由行车驾驶员人工操作，取料效率低下并且存在安全隐患。例如炼钢工艺中取废钢料，由于车间内废钢堆放环境复杂，操作时很可能因高空作业或站位不当导致人身伤害，并且人工作业影响整个炼钢工艺的生产进度，人力资源成本高。

技术实现要素：

实用新型目的：为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种行车系统，该行车系统能够在无人驾驶的状态下实行自动控制。

技术方案：本实用新型所述的一种行车系统，包括行车本体，所述行车本体包括大车、大车轨道、小车、小车轨道、以及设置在小车上的吊运头，还包括工控机、3d扫描仪、信号收发装置和行车驱动定位组件；所述工控机连接所述3d扫描仪，3d扫描仪扫描所述吊运头的活动空间范围形成立体图像，在立体图像上建立坐标系，并将图像数据传输给工控机；所述信号收发装置连接在工控机和行车驱动定位组件之间进行信号交互；所述工控机根据输入的坐标点给所述行车驱动定位组件输出控制信号，所述行车驱动定位组件根据所述控制信号驱动行车移动到所述坐标点进行作业。

其中，所述行车驱动定位组件包括动力装置，所述动力装置包括大车驱动装置、小车驱动装置、以及吊运头驱动装置。

所述大车驱动装置安装在所述大车上用于驱动大车在所述大车轨道上运行；所述小车驱动装置安装在所述小车上用于驱动小车在小车轨道上运行；所述吊运头驱动装置安装在所述小车上用于驱动所述吊运头上升和下降。

所述行车驱动定位组件还包括第一格雷母线定位装置，所述第一格雷母线定位装置设置在所述大车上，用于检测大车在大车轨道上的位置。

所述行车驱动定位组件还包括第二格雷母线定位装置，所述第二格雷母线定位装置设置在所述小车上，用于检测小车在小车轨道上的位置。

所述行车驱动定位组件还包括高度编码器；所述高度编码器设置在所述小车上，用于检测并控制所述吊运头的高度。

所述行车驱动定位组件包括称重装置，所述称重装置设置在所述吊运头上，用于检测吊运头吊运的重量。

上述行车系统的自动控制过程，包括如下步骤：

(1)采用3d扫描仪对吊运头的整个可活动区域的立体空间进行扫描，形成立体图像，以所述立体空间内的一个点作为坐标系原点，在立体图像内建立坐标系，并将数据传输给工控机；

(2)通过工控机接收的图像数据确定立体图像内各物体的坐标点；

(3)输入目标吊运物的坐标点，工控机将控制信号通过信号收发装置传输给行车驱动定位组件；

(4)行车驱动定位组件通过大车驱动装置和第一格雷母线定位装置移动大车，通过小车驱动装置和第二格雷母线定位装置移动小车，使吊运头移动到目标吊运物上方，然后通过吊运头驱动装置和高度编码器移动吊运头到目标高度，对目标吊运物进行吸附吊运；

(5)工控机根据输入的目标放料位置坐标，传输控制信号给给行车驱动定位组件，控制行车运行至该位置进行放料。

有益效果：该行车系统通过3d扫描仪扫描形成物料库的立体图像并形成坐标系，操作者可直接通过工控机确定目标吊运物的坐标点，并通过工控机输出控制信号给行车驱动定位组件，通过行车驱动定位组件驱动行车至目标坐标点吊运物料。从而保证行车在无人驾驶的状态下实行自动控制，解放操作者实现自动作业，并有效提升取料效率。

附图说明

图1是本实用新型行车系统结构框图；

图2是本实用新型自动控制的流程图。

具体实施方式

结合图1，以某厂炼钢车间取用废钢的行车系统为例，对本实用新型做进一步详细说明。该库区内设置废钢及其他定置摆放的物料料堆，生产过程中通过该行车系统对废钢按需取用。

具体的，将3d扫描仪安装在厂房内部高出，使其能够对整个库区进行扫描，生成立体图像。而行车吊运头所能活动的区域为以行车轨道为长边，大车宽度为宽，吊运头最高位置高度为高的立方体区域，该立方体区域同样位于扫描的立体图像内，而由于库区物料均布置在地面，生成的立体图像主要构成为地面及摆放的物料。

对生成的立体图像建立坐标系时，以大车轨道方向作为x轴，大车长度方向作为y轴，高度方向作为z轴，并且以大车一侧轨道的限位器的正下方地面作为坐标系原点。进而，图像内各物料均形成了各自特有的立体坐标。

3d扫描仪生成的数据通过有线通信实时传输给控制室内核心控制系统，也即本实用新型所称的工控机。操作者可以通过显示在工控机操作界面上的图像及坐标直观的获得库区内各物料的位置，进一步还可以在各料堆上标注物料类型，便于操作识别。

工控机与现场的行车之间通过信号收发装置进行信号交互，具体的，信号收发装置为两个数据信号收发器，一个连接在工控机上，另一个与行车的cpu处理器连接。

现场的行车部分包括大车、大车轨道、小车、小车轨道、吊运头、行车驱动定位组件。其中，吊运头为吸附式吊运头，也即吸盘。行车驱动定位组件包括动力装置、第一格雷母线定位装置、第二格雷母线定位装置、高度编码器、称重装置。

动力装置包括大车驱动装置、小车驱动装置、以及吊运头驱动装置。大车驱动装置安装在大车上用于驱动大车在大车轨道上运行；小车驱动装置安装在小车上用于驱动小车在小车轨道上运行；吊运头驱动装置安装在小车上用于驱动所述吊运头上升和下降。

第一格雷母线定位装置设置在大车上，用于检测大车在大车轨道上的位置。第二格雷母线定位装置设置在所述小车上，用于检测小车在小车轨道上的位置。高度编码器设置在所述小车上，用于检测并控制所述吊运头的高度。称重装置设置在所述吊运头上，用于检测吊运头吊运的重量。

当然，上述设备的信号都与行车的cpu处理器连接进行信号数据的常规运算处理。

如图2所示，该行车系统的自动控制方法，包括如下步骤：

(1)采用3d扫描仪对吊运头的整个可活动区域的立体空间进行扫描，形成立体图像，以所述立体空间内的一个点作为坐标系原点，在立体图像内建立坐标系，并将数据传输给工控机；

(2)通过工控机接收的图像数据确定立体图像内各物体的坐标点；

(3)输入目标吊运物的坐标点，工控机将控制信号通过信号收发装置传输给行车驱动定位组件；

(4)行车驱动定位组件通过大车驱动装置和第一格雷母线定位装置移动大车，通过小车驱动装置和第二格雷母线定位装置移动小车，使吊运头移动到目标吊运物上方，然后通过吊运头驱动装置和高度编码器移动吊运头到目标高度，对目标吊运物进行吸附吊运；

(5)工控机根据输入的目标放料位置坐标，传输控制信号给给行车驱动定位组件，控制行车运行至该位置进行放料。

技术特征：

1.一种行车系统，包括行车本体，所述行车本体包括大车、大车轨道、小车、小车轨道、以及设置在小车上的吊运头，其特征在于，还包括工控机、3d扫描仪、信号收发装置和行车驱动定位组件；所述工控机连接所述3d扫描仪，3d扫描仪扫描所述吊运头的活动空间范围形成立体图像，在立体图像上建立坐标系，并将图像数据传输给工控机；所述信号收发装置连接在工控机和行车驱动定位组件之间进行信号交互；所述工控机根据输入的坐标点给所述行车驱动定位组件输出控制信号，所述行车驱动定位组件根据所述控制信号驱动行车移动到所述坐标点进行作业。

2.根据权利要求1所述的行车系统，其特征在于，所述行车驱动定位组件包括动力装置，所述动力装置包括大车驱动装置、小车驱动装置、以及吊运头驱动装置。

3.根据权利要求2所述的行车系统，其特征在于，所述大车驱动装置安装在所述大车上用于驱动大车在所述大车轨道上运行；所述小车驱动装置安装在所述小车上用于驱动小车在小车轨道上运行；所述吊运头驱动装置安装在所述小车上用于驱动所述吊运头上升和下降。

4.根据权利要求3所述的行车系统，其特征在于，所述行车驱动定位组件还包括第一格雷母线定位装置，所述第一格雷母线定位装置设置在所述大车上，用于检测大车在大车轨道上的位置。

5.根据权利要求3所述的行车系统，其特征在于，所述行车驱动定位组件还包括第二格雷母线定位装置，所述第二格雷母线定位装置设置在所述小车上，用于检测小车在小车轨道上的位置。

6.根据权利要求3所述的行车系统，其特征在于，所述行车驱动定位组件还包括高度编码器；所述高度编码器设置在所述小车上，用于检测并控制所述吊运头的高度。

7.根据权利要求1所述的行车系统，其特征在于，所述行车驱动定位组件包括称重装置，所述称重装置设置在所述吊运头上，用于检测吊运头吊运的重量。

8.根据权利要求1所述的行车系统，其特征在于，所述吊运头为吸附式吊运头。

技术总结
本实用新型公开了一种行车系统，该行车系统通过3D扫描仪扫描形成物料库的立体图像并形成坐标系，操作者可直接通过工控机确定目标吊运物的坐标点，并通过工控机输出控制信号给行车驱动定位组件，通过行车驱动定位组件驱动行车至目标坐标点吊运物料。该行车系统能够保证行车在无人驾驶的状态下实行自动控制，解放操作者实现自动作业，并有效提升取料效率。

技术研发人员：吴坪;李骏;刘传昆;何伟;董伟
受保护的技术使用者：南京钢铁股份有限公司
技术研发日：2020.06.24
技术公布日：2021.03.19