一种采用激光扫描技术的垃圾处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及垃圾处理设备技术领域，尤其涉及一种采用激光扫描技术的垃圾处理系统。


背景技术：

2.当前垃圾焚烧环保发电站领域的垃圾给料系统运行皆是设计一个独立的垃圾吊操作室，从进料、堆料至上料操作大部分由人工进行控制。因人员操作不确定性，技能水平参差不齐，影响到上料垃圾的混合均匀程度、发酵程度，使其不能达到焚烧炉对垃圾热值的最佳需求，这是导致垃圾焚烧环保发电站燃烧效率偏低的一个重要因素。
3.对垃圾吊进行全自动改造，从人工就地控制改为远程全自动控制，一个关键技术就是在垃圾吊运行过程中，实时获得垃圾库内以及投料口的垃圾分布情况，使得人工控制到全自动控制成为可能，因此需要设计能够对垃圾库以及投料口垃圾分布信息进行获取的扫描设备。另外扫描设备由于结构和安装不合理，存在扫描范围不能很好覆盖垃圾库或投料口，扫描设备角度固定设置存在不方便安装调试的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型主要解决了现有垃圾处理系统垃圾处理由人工控制，存在操作不确定性，导致垃圾焚烧环保发电站燃烧效率偏低的问题，提供了一种采用激光扫描技术的垃圾处理系统，采用激光扫描仪实时获取垃圾库内及投料口的垃圾分布情况，使得人工控制到全自动控制成为可能。
5.本实用新型还解决了全自动控制垃圾处理系统中扫描设备存在扫描范围不能很好覆盖垃圾库或投料口，角度固定存在不方便安装调试的问题，提供了一种采用激光扫描技术的垃圾处理系统，能根据安装现场，通过角度调节机构任意调整扫描角度，安装调试更方便灵活。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用激光扫描技术的垃圾处理系统，包括垃圾库，移动设置在垃圾库上的垃圾吊，垃圾库一侧设有投料口，还包括，
7.第一激光扫描装置，安装在垃圾库投料口上方，扫描投料口内部物料和边缘全景信息；
8.第二激光扫描装置，具有多个，分别设置于垃圾库侧壁上部，扫描垃圾库内部物料和边缘全景信息；
9.服务器，分别连接第一激光扫描装置和第二激光扫描装置，接收第一激光扫描装置和第二激光扫描装置的激光扫描数据，形成垃圾吊控制参数；
10.上位机，连接服务器，接收服务器的数据，发送控制指令到垃圾吊。
11.本实用新型增加激光扫描装置，其中第一激光扫描装置安装在垃圾库投料口上方，第二激光扫描装置安装在垃圾库一侧上方，激光扫描装置都与服务器连接。采用激光扫描装置对垃圾库内部和投料口内部物料和边缘全景信息进行扫描，由服务器建立垃圾库和
投料口的物料三维模型和边缘模型，从而实时获得垃圾库内以及投料口内的垃圾分布情况和边缘数据，作为垃圾吊监测和控制参数，以能实现垃圾投料全自动控制。
12.作为上述方案的一种优选方案，所述第一激光扫描装置包括第一固定支架、激光扫描仪，激光扫描仪通过角度调节机构固定在第一固定支架前端，第一固定支架固定在垃圾库固定物体上。一个投料口上方设置一台激光扫描仪，扫描覆盖投料口，角度调节机构为三维万向节结构，能进行左右旋转和上下俯仰旋转，通过角度调节机构调节激光扫描仪的照射角度，方便了设备安装和调试工作灵活简便，使得激光扫描仪扫描范围能更好的覆盖整个投料口，满足全景激光扫描需求。
13.作为上述方案的一种优选方案，所述第二激光扫描装置包括第二固定支架、安装支架、四台激光扫描仪，四台激光扫描仪分别通过角度调节机构连接在安装支架上，且四台激光扫描仪分别朝向四个方向，安装支架连接在第二固定支架前端，第二固定支架固定在垃圾库一侧上端面上。本方案通过设置四台激光扫描仪，且分别朝向四个不同方向，利用四台激光扫描仪的组合扩大扫描范围，能够更好的扫描覆盖垃圾库，满足垃圾库大范围全景激光扫描需求。角度调节机构为三维万向节结构，能进行左右旋转和上下俯仰旋转，通过角度调节机构调节激光扫描仪的照射角度，方便了设备安装和调试工作灵活简便，使得扫描范围更好的覆盖整个垃圾库。
14.作为上述方案的一种优选方案，所述安装支架包括两个支撑板，两个支撑板相平行且互相呈角度设置，在支撑板两端弯折分别形成有固定板，激光扫描仪通过角度调节机构连接在固定板上，两个支撑板之间设置有连接板固定，连接板上通过连接柱固定在第二固定支架前端。本方案安装支架包括四个安装板，安装板面面向四个方向，激光扫描仪通过角度调节装置安装在安装板上，即形成面向四个方向激光扫描仪组合，再通过角度调节机构进行角度微调。安装板由支撑板两端弯折形成，安装板与支撑板之间呈钝角，两支撑板通过连接板固定，连接板通过连接柱与第二规定支架连接。安装支架便于激光扫描仪朝向安装。
15.作为上述方案的一种优选方案，所述角度调节机构包括转动座、上转动架和下转动架，转动座上两个相对的侧边分别设置有上转动翼，另两个相对的侧边分别设置有下转动翼，上转动架与上转动翼相铰接，上转动架与第二固定支架前端固定，下转动架与下转动翼相铰接，下转动架与激光扫描仪固定。角度调节机构为三维万向节结构，上转动架与上转动翼构成第一维转动部，下转动架与下转动翼构成第二维转动部，第一维转动部与第二维转动部转动方向相垂直，角度调节机构能进行左右旋转和上下俯仰，使得能根据安装现场任意调整激光扫描仪角度，安装调试方便灵活。
16.作为上述方案的一种优选方案，所述第一激光扫描装置安装在垃圾库投料口上方靠近一角的位置。
17.作为上述方案的一种优选方案，所述第二激光扫描装置包括两个，两个第二激光扫描装置分别设置在垃圾库一侧上部两端角位置、或设置在垃圾库两对角位置、或设置在垃圾库相对两侧上部中间位置。第二激光扫描装置设置两个，可以设置在同一侧两端角、或对角处、或相对侧中部，该设置位置使得两个激光扫描装置扫描范围能更好的覆盖整个垃圾库内部。
18.作为上述方案的一种优选方案，所述第一固定支架包括第一支撑杆和第一支撑
臂，第一支撑杆上端连接有第一安装底板，第一安装底板与垃圾库侧壁相固定，第一支撑臂垂直连接在第一支撑杆下端，激光扫描仪通过角度调节机构固定在第一支撑臂前端下部。第一固定支架为l形，倒置安装在垃圾库投料口上方处，在垃圾库投料口上部设置固定物体，如垃圾库上部的用于固定的建筑体，或是垃圾库侧壁上设置的固定体，第一安装底板固定在固定体上。
19.作为上述方案的一种优选方案，所述第二固定支架包括第二支撑杆和第二支撑臂，第二支撑杆下端连接有第二安装底板，第二安装底板固定在垃圾库侧壁上部端面上，第二支撑臂垂直连接在第二支撑杆上端，安装支架连接在第二支撑前端下部。第二固定支架为l形，站立设置在垃圾库侧壁上部端面上，第二支撑臂朝向垃圾库内部方向。
20.本实用新型的优点是：
21.1.在垃圾库和投料口处增加激光扫描装置，通过激光扫描装置对垃圾库内部和投料口内部物料和边缘全景信息进行扫描，用于建立垃圾库和投料口的物料三维模型和边缘模型，从而实时获得垃圾库内以及投料口内的垃圾分布情况和边缘数据，作为垃圾吊监测和控制参数，以能实现垃圾投料全自动控制。
22.2.扫描设备结构和安装更加合理，使得扫描范围能完整覆盖垃圾库内部和投料口，以获得更准确的扫描信息为自动化控制提供参数。
23.3.能够根据安装现场，任意调整激光扫描角度，安装调试方便灵活。
附图说明
24.图1是本实用新型中激光扫描的一种结构框示图；
25.图2是本实用新型布置的一种俯视结构示意图；
26.图3是本实用新型第一激光扫描装置的一种结构示意图；
27.图4是本实用新型第二激光扫描装置的一种结构示意图。
28.1-垃圾吊
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2-上位机
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3-服务器
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4-第一激光扫描装置
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5-第二激光扫描装置
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6-投料口
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7-垃圾库
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8-激光扫描仪
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9-第一固定支架
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10-第二固定支架
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11-支撑板
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12-固定板
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13-连接板
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14-连接柱
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15-主动座
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16-上转动架
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17-下转动架
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18-上转动翼
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19-下转动翼
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20-第一支撑杆
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21-第一支撑臂
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22-第二支撑杆
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23-第二支撑臂。
具体实施方式
29.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
30.实施例：
31.本实施例一种采用激光扫描技术的垃圾处理系统，如图1和图2所示包括垃圾库7、垃圾吊1、第一激光扫描装置4、第二激光扫描装置5、服务器3和上位机2。垃圾吊移动设置在垃圾库上，在垃圾库一侧设有投料口6。第一激光扫描装置安装在垃圾库投料口上方，本实施例中垃圾库具有两个投料口，每个投料口上方均安装有第一激光扫描装置，优选安装在投料口上方靠近一角的位置。第二激光扫描装置具有两个，为了安装方便同时使扫描范围能更好的覆盖整个垃圾库，本实施例优先选择将两个第二激光扫描装置分别设置于垃圾库投料口对面一侧上部边沿的两端角处。根据需求也可以将两个第二激光扫描装置设置在垃
圾库对角上部边沿位置，或者也可以设置在垃圾库相对两侧上部边沿的中间位置。上位机和服务器布置在控制机房内，第一激光扫描装置、第二激光扫描装置通过以太网与服务器相连接。上位机通过局域网与服务器相连接，上位机通过有线或是无线网络与垃圾吊相连接。
32.第一激光扫描装置用于扫描投料口内部物料和边缘全景信息；第二激光扫描装置用于扫描垃圾库内部物料和边缘全景信息；第一激光扫描装置和第二激光扫描装置将扫描数据发送给服务器，服务器根据接收的扫描数据建立垃圾库和投料口的物料三维模型和边缘三维模型，根据模型获取相关数据，然后将相关数据发送给上位机，作为垃圾吊控制参数，以实现垃圾投料全自动控制。
33.如图3所示，第一激光扫描装置包括第一固定支架9、激光扫描仪8，第一固定支架用于将扫描仪安装在投料口上部，第一固定支架采用不锈钢材料。第一固定支架包括第一支撑杆20和第一支撑臂21，第一支撑杆上端连接有第一安装底板，第一安装底板与垃圾库投料口上方固定物体相连接，该固定物体为垃圾库上部的用于固定的建筑体或是垃圾库侧壁上设置的固定体。第一支撑臂垂直连接在第一支撑杆下端，激光扫描仪通过角度调节机构固定在第一支撑臂前端下部。
34.如图4所示，第二激光扫描装置包括第二固定支架10、安装支架、四台激光扫描仪8。第二固定支架采用不锈钢材料。第二固定支架包括第二支撑杆22和第二支撑臂23，第二支撑杆下端连接有第二安装底板，第二安装底板固定在垃圾库侧壁上部端面上，第二支撑臂垂直连接在第二支撑杆上端，安装支架连接在第二支撑前端下部，四台激光扫描仪分别通过角度调节机构连接在安装支架上，且四台激光扫描仪分别朝向四个方向。具体的安装支架包括两个支撑板11，两个支撑板相平行且互相呈角度设置，在支撑板两端弯折分别形成有固定板12，激光扫描仪通过角度调节机构连接在固定板上，两个支撑板之间设置有连接板13固定，连接板上通过连接柱14固定在第二固定支架前端。通过设置四台激光扫描仪，且分别朝向四个不同方向，利用四台激光扫描仪的组合扩大扫描范围，能够更好的扫描覆盖垃圾库，满足垃圾库大范围全景激光扫描需求。
35.第一激光扫描装置和第二激光扫描装置中的角度调节机构用于调节激光扫描仪的照射角度，方便了设备安装和调试工作灵活简便，使得激光扫描仪扫描范围能更好的覆盖扫描物体。角度调节机构包括转动座15、上转动架16和下转动架17，转动座上两个相对的侧边分别设置有上转动翼18，另两个相对的侧边分别设置有下转动翼19，上转动架与上转动翼相铰接，上转动架与第二固定支架前端通过螺丝相固定，下转动架与下转动翼相铰接，下转动架与激光扫描仪通过螺丝相固定。角度调节机构采用不锈钢材料。角度调节机构为三维万向节结构，上转动架与上转动翼构成第一维转动部，下转动架与下转动翼构成第二维转动部，第一维转动部与第二维转动部转动方向相垂直，角度调节机构能进行左右旋转和上下俯仰旋转。
36.本实施例中激光扫描仪具体采用固定视角的、采用非重复式扫描技术的激光扫描仪，如livox mid-70 激光探测测距仪。
37.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
38.尽管本文较多地使用了垃圾吊、上位机、服务器、第一激光扫描装置、第二激光扫描装置等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。