本實(shí)用新型涉及裝卸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種斗輪堆取料機(jī)的自動(dòng)化作業(yè)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

斗輪堆取料機(jī)作為一種高效設(shè)備，常用于碼頭、電廠、露天礦場的大宗散狀物料的連續(xù)裝卸中。

目前，斗輪堆取料機(jī)大都采用“司機(jī)室手動(dòng)”操作方式，也就是司機(jī)手動(dòng)操作，純手動(dòng)作業(yè)。這種操作方式要求司機(jī)長時(shí)間注意力高度集中，司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，而且人工操作存在很多人為干擾因素，如現(xiàn)場粉塵會(huì)對(duì)司機(jī)的視線造成遮擋，尤其是在陰雨、大霧、夜間等環(huán)境下，容易造成斗輪堆取料機(jī)過載或者碰撞到煤堆的現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅設(shè)備的安全運(yùn)行；又如：人工操作選擇的斗輪切入點(diǎn)定位差，取料出力不均勻，影響整個(gè)上煤系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行?？梢?，上述操作方式因各種人為因素的影響，導(dǎo)致斗輪堆取料機(jī)無法實(shí)現(xiàn)高效率、高精準(zhǔn)度的作業(yè)，從而導(dǎo)致作業(yè)效率低，進(jìn)而影響安全、經(jīng)濟(jì)等多方面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種斗輪堆取料機(jī)的自動(dòng)化作業(yè)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)斗輪堆取料機(jī)的自動(dòng)化作業(yè)。

為解決上述技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供了一種斗輪堆取料機(jī)的自動(dòng)化作業(yè)控制系統(tǒng)，所述斗輪堆取料機(jī)包括：本體，所述本體的懸臂的端部安裝有斗輪，所述自動(dòng)化作業(yè)控制系統(tǒng)包括：在所述本體的懸臂相對(duì)所述斗輪的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)安裝的圖像裝置，每個(gè)所述圖像裝置包括圖像掃描器、三維圖像生成器、邊界坐標(biāo)讀取器和第一數(shù)據(jù)發(fā)送器，所述圖像掃描器、所述三維圖像生成器和所述邊界坐標(biāo)讀取器依次相連，所述三維圖像生成器和所述邊界坐標(biāo)讀取器分別與所述第一數(shù)據(jù)發(fā)送器連接；安裝在所述本體上的定位裝置，所述定位裝置包括行程回轉(zhuǎn)定位器、俯仰角度定位器和第二數(shù)據(jù)發(fā)送器，所述行程回轉(zhuǎn)定位器和所述俯仰角度定位器分別與所述第二數(shù)據(jù)發(fā)送器連接；終端設(shè)備，所述終端設(shè)備包括依次相連的數(shù)據(jù)接收裝置、料堆模型生成裝置和控制裝置，所述數(shù)據(jù)接收裝置與所述第一數(shù)據(jù)發(fā)送器信號(hào)連接，所述數(shù)據(jù)接收裝置還與所述第二數(shù)據(jù)發(fā)送器信號(hào)連接，所述控制裝置與所述本體信號(hào)連接。

結(jié)合本實(shí)用新型中的自動(dòng)化作業(yè)控制系統(tǒng)，斗輪堆取料機(jī)包括本體和終端設(shè)備，在本體的懸臂兩側(cè)上的圖像裝置中，圖像掃描器用于對(duì)料場的整個(gè)料堆進(jìn)行掃描，三維圖像生成器用于對(duì)掃描的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成料堆的直觀三維圖像，邊界坐標(biāo)讀取器用于根據(jù)生成的三維圖像，讀取料堆重要邊界點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)。在本體上的定位裝置中，行程回轉(zhuǎn)定位器用于根據(jù)料場的整個(gè)料堆定位斗輪堆取料機(jī)的行程回轉(zhuǎn)參數(shù)，俯仰角度定位器用于定位懸臂的俯仰角度參數(shù)。從而三維圖像和料堆重要邊界點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)通過第一數(shù)據(jù)發(fā)送器發(fā)送至終端設(shè)備的數(shù)據(jù)接收裝置，行程回轉(zhuǎn)參數(shù)和俯仰角度參數(shù)通過第二數(shù)據(jù)發(fā)送器發(fā)送至終端設(shè)備的數(shù)據(jù)接收裝置，結(jié)合實(shí)際的作業(yè)任務(wù)建立作業(yè)計(jì)劃，料堆模型生成裝置根據(jù)數(shù)據(jù)接收裝置中的數(shù)據(jù)和作業(yè)計(jì)劃，初始化模型參數(shù)，并生成料堆模型，從而控制裝置根據(jù)料堆模型對(duì)斗輪堆取料機(jī)的本體發(fā)送作業(yè)指令，以控制斗輪堆取料機(jī)自動(dòng)化作業(yè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)斗輪堆取料機(jī)的自動(dòng)化。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的斗輪堆取料機(jī)的第一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的斗輪堆取料機(jī)的第二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中的斗輪堆取料機(jī)的第三結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10-本體； 11-圖像裝置； 111-圖像掃描器；

112-三維圖像生成器； 113-邊界坐標(biāo)讀取器； 114-第一數(shù)據(jù)發(fā)送器；

12-定位裝置； 121-行程回轉(zhuǎn)定位器； 122-俯仰角度定位器；

123-第二數(shù)據(jù)發(fā)送器； 13-監(jiān)控裝置； 131-視頻采集器；

132-第三數(shù)據(jù)發(fā)送器； 14-防撞裝置； 141-障礙物檢測(cè)器；

142-第四數(shù)據(jù)發(fā)送器； 15-距離檢測(cè)裝置； 16-流量檢測(cè)裝置；

20-終端設(shè)備； 21-數(shù)據(jù)接收裝置； 22-料堆模型生成裝置；

23-控制裝置； 24-顯示裝置； 25-處理裝置；

26-報(bào)警裝置。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例

參見圖1，本實(shí)施例提供了一種斗輪堆取料機(jī)的自動(dòng)化作業(yè)控制系統(tǒng)，結(jié)合自動(dòng)化作業(yè)控制系統(tǒng)，斗輪堆取料機(jī)包括：本體10和終端設(shè)備20，本體10上安裝有懸臂和斗輪，斗輪安裝懸臂的端部，懸臂相對(duì)斗輪的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)安裝有圖像裝置11，每個(gè)圖像裝置11包括圖像掃描器111、三維圖像生成器112、邊界坐標(biāo)讀取器113和第一數(shù)據(jù)發(fā)送器114，圖像掃描器111、三維圖像生成器112和邊界坐標(biāo)讀取器113依次相連，三維圖像生成器112和邊界坐標(biāo)讀取器113分別與第一數(shù)據(jù)發(fā)送器114連接；本體10上還安裝有定位裝置12，定位裝置12包括行程回轉(zhuǎn)定位器121、俯仰角度定位器122和第二數(shù)據(jù)發(fā)送器123，行程回轉(zhuǎn)定位器121和俯仰角度定位器122分別與第二數(shù)據(jù)發(fā)送器123連接；終端設(shè)備20包括依次相連的數(shù)據(jù)接收裝置21、料堆模型生成裝置22和控制裝置23，數(shù)據(jù)接收裝置21與第一數(shù)據(jù)發(fā)送器114信號(hào)連接，數(shù)據(jù)接收裝置21還與第二數(shù)據(jù)發(fā)送器123信號(hào)連接，控制裝置23與本體10信號(hào)連接。

上述斗輪堆取料機(jī)的工作原理為：一方面，懸臂兩側(cè)的圖像裝置11中的圖像掃描器111能夠?qū)α蠄龅恼麄€(gè)料堆進(jìn)行全面地掃描，圖像裝置11中三維圖像生成器112根據(jù)圖像掃描器111掃描到的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而生成料堆的直觀三維圖像，圖像裝置11中的邊界坐標(biāo)讀取器113在三維圖像生成器112生成三維圖像后，在三維圖像中確定料堆的重要的邊界點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)，圖像裝置11中的第一數(shù)據(jù)發(fā)送器114將三維圖像生成器112中的三維圖像和邊界坐標(biāo)讀取器113中的邊界點(diǎn)的坐標(biāo)一起發(fā)送給終端設(shè)備20中的數(shù)據(jù)接收裝置21；另一方面，定位裝置12中的行程回轉(zhuǎn)定位器121根據(jù)當(dāng)前位置信息以及作業(yè)需求，采用定位技術(shù)對(duì)斗輪堆取料機(jī)在工作過程中的行程回轉(zhuǎn)參數(shù)進(jìn)行定位，定位裝置12中的俯仰角度定位器122根據(jù)當(dāng)前位置信息以及作業(yè)需求對(duì)懸臂在工作過程中的俯仰角度參數(shù)進(jìn)行定位，定位裝置12中的第二數(shù)據(jù)發(fā)送器123將行程回轉(zhuǎn)定位器121中的數(shù)據(jù)和俯仰角度定位器122中的數(shù)據(jù)一起發(fā)送給終端設(shè)備20中的數(shù)據(jù)接收裝置21。在終端設(shè)備20中的數(shù)據(jù)接收裝置21接收到上述兩方面的數(shù)據(jù)后，終端設(shè)備20中的料堆模型生成裝置22會(huì)將數(shù)據(jù)接收裝置21中的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)初始化，之后操作人員會(huì)根據(jù)實(shí)際的作業(yè)任務(wù)，擬定一個(gè)作業(yè)計(jì)劃，并將該作業(yè)計(jì)劃的作業(yè)指令輸入終端設(shè)備20(可以是終端設(shè)備20的料堆模型生成裝置22)中，從而料堆模型生成裝置22根據(jù)作業(yè)指令生成料堆模型，進(jìn)而終端設(shè)備20中的控制裝置23根據(jù)生成的料堆模型對(duì)本體10進(jìn)行控制，本體10在控制裝置23的控制下完成連續(xù)裝卸作業(yè)。從上述工作原理可以看出，本實(shí)施例中的斗輪堆取料機(jī)為一種自動(dòng)化的斗輪堆取料機(jī)。

在實(shí)際使用中，通常本體10位于作業(yè)區(qū)域，也就是料場等區(qū)域，而終端設(shè)備20可位于中控室內(nèi)，以方便操作人員進(jìn)行操作。

在本實(shí)施例中，圖像掃描器111可為激光掃描儀，激光掃描儀用于對(duì)料場的整個(gè)料堆進(jìn)行扇形掃描，以使得掃描的范圍全面。

特別的，激光掃描儀的選型因素包括：物料反射率、粉塵、惡劣天氣、掃描精度等。從掃描料堆的全面性、數(shù)據(jù)采集質(zhì)量和設(shè)備保護(hù)等方面考慮，確定激光掃描儀安裝位置為在懸臂的兩側(cè)的靠近斗輪的三分之一處，也就是近斗輪端懸臂的三分之一處。

可以想到，在本實(shí)施例中，圖像裝置11可安裝在靠近懸臂的安裝有斗輪的端部的位置，且圖像裝置11安裝在懸臂的三分之一處。

俯仰角度定位器122可以為傾角儀。

參見圖2，進(jìn)一步的，為了完善斗輪堆取料機(jī)的自動(dòng)化，在本體10上還安裝有監(jiān)控裝置13，監(jiān)控裝置13包括相連的視頻采集器131和第三數(shù)據(jù)發(fā)送器132，第三數(shù)據(jù)發(fā)送器132與數(shù)據(jù)接收裝置21信號(hào)連接；終端設(shè)備20還包括相連的顯示裝置24和處理裝置25，處理裝置25還與數(shù)據(jù)接收裝置21連接。

在這一方案中，監(jiān)控裝置13中的視頻采集器131用于采集現(xiàn)場作業(yè)的視頻，以起到監(jiān)控的作用，第三數(shù)據(jù)發(fā)送器132用于將采集到的視頻發(fā)送給終端設(shè)備20的數(shù)據(jù)接收裝置21，處理裝置25用于對(duì)數(shù)據(jù)接收裝置21接收到的視頻進(jìn)行處理，例如：根據(jù)視頻生成照片等，顯示裝置24用于顯示處理后的內(nèi)容。操作人員可以在中控室內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場作業(yè)和電氣設(shè)備，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況等。

繼續(xù)參見圖2，更進(jìn)一步的，終端設(shè)備20還包括與處理裝置25連接的報(bào)警裝置26，報(bào)警裝置26還與顯示裝置24連接。處理裝置25在處理視頻的過程中，可檢測(cè)到異常情況，而報(bào)警裝置26用于在處理裝置25檢測(cè)到異常情況時(shí)，發(fā)出警報(bào)信號(hào)，以提醒操作人員注意。顯示裝置24可顯示異常情況的實(shí)際圖像，以及圖像形式的警報(bào)信號(hào)。

參見圖3，為了防止斗輪堆取料機(jī)在運(yùn)作中碰到煤堆等，以提高運(yùn)作的安全性，本體10上還安裝有防撞裝置14，防撞裝置14包括相連的障礙物檢測(cè)器141和第四數(shù)據(jù)發(fā)送器142，第四數(shù)據(jù)發(fā)送器142與數(shù)據(jù)接收裝置21信號(hào)連接，處理裝置25還與控制裝置23連接。

在這一方案中，防撞裝置14中的障礙物檢測(cè)器141用于檢測(cè)障礙物，第四數(shù)據(jù)發(fā)送器142用于將檢測(cè)到的障礙物信息發(fā)送給終端設(shè)備20的數(shù)據(jù)接收裝置21，處理裝置25用于對(duì)數(shù)據(jù)接收裝置21接收到的障礙物信息進(jìn)行處理，例如：對(duì)障礙物的大小、性質(zhì)等進(jìn)行分析，控制裝置23用于根據(jù)處理裝置25分析到的障礙物狀況來控制本體10避開障礙物。

優(yōu)選的，可采用激光掃描技術(shù)獲取障礙物，對(duì)應(yīng)的，障礙物檢測(cè)器141為激光掃描障礙物檢測(cè)器。

除此之外，處理裝置25還可根據(jù)作業(yè)過程現(xiàn)場反饋的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整作業(yè)，并通過控制裝置23控制本體10運(yùn)作來完成作業(yè)任務(wù)。

參見圖3，對(duì)于懸臂，其包括臂架和輸送機(jī)，輸送機(jī)安裝在臂架上，輸送機(jī)包括皮帶。為了更好地控制物料在皮帶上的流量，以避免物料過多或過少的現(xiàn)象，達(dá)到處理均勻的效果，皮帶上可安裝有流量檢測(cè)裝置15，流量檢測(cè)裝置15與處理裝置25信號(hào)連接。

在這一方案中，檢測(cè)處理裝置25用于檢測(cè)皮帶上物料的流量，處理裝置25用于接收檢測(cè)處理裝置25檢測(cè)到的流量，并對(duì)流量進(jìn)行處理，可將流量顯示在顯示裝置24上，從而操作人員可根據(jù)實(shí)際需要和現(xiàn)場情況對(duì)流量進(jìn)行調(diào)整，并通過控制裝置23對(duì)皮帶上的流量進(jìn)行控制，以使斗輪堆取料機(jī)的工作效率盡可能地提高。

參見圖3，在本體10的大臂上還安裝有距離檢測(cè)裝置16，距離檢測(cè)裝置16與處理裝置25信號(hào)連接。距離檢測(cè)裝置16用于檢測(cè)本體10與料堆之間的距離，還可用于檢測(cè)本體10運(yùn)行的距離，處理裝置25處理檢測(cè)到的距離后，例如，對(duì)距離與安全距離進(jìn)行比較后，可通過控制裝置23控制本體10的運(yùn)行，以保證安全。

優(yōu)選的，距離檢測(cè)裝置16可為激光掃描距離檢測(cè)裝置，以利用激光掃描技術(shù)；或者，距離檢測(cè)裝置16可為超聲波距離檢測(cè)裝置16，以利用超聲波技術(shù)。

示例性的，定位裝置12可采用三維定位技術(shù)，例如，定位裝置12可為三維定位裝置，在室外，三維定位裝置可利用全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，簡稱GPS)技術(shù)或編碼器技術(shù)，在室內(nèi)，三維定位裝置可利用無線定位技術(shù)或編碼器技術(shù)。

示例性的，控制裝置23可為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡稱PLC)。

終端設(shè)備20還可包括操作界面，以用于操作人員輸入指令，操作界面可與顯示裝置24連接，操作界面還可與處理裝置25連接，操作界面還可與控制裝置23連接，操作界面還可與料堆模型生成裝置22連接，等等。

通過以上的實(shí)施方式的描述，在本實(shí)施例中，可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件來實(shí)現(xiàn)，或者，也可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)。

綜上所述，本實(shí)施例中的斗輪堆取料機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化作業(yè)，在加快了作業(yè)速度，提高了工作效率的同時(shí)，縮短了機(jī)器的使用時(shí)間，降低了設(shè)備損耗，減少了故障的發(fā)生，減少了操作人員的數(shù)量和工作時(shí)間，降低勞動(dòng)成本，改善了操作人員的工作環(huán)境，而且提高了斗輪堆取料機(jī)的生產(chǎn)效率與安全運(yùn)行的穩(wěn)定性。進(jìn)一步的，通過定位和調(diào)節(jié)反饋，提高了堆取料作業(yè)的精準(zhǔn)度。

可見，本實(shí)施例中的斗輪堆取料機(jī)最終的效果在于提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和核心競爭力，實(shí)現(xiàn)斗輪堆取料機(jī)對(duì)散裝物料轉(zhuǎn)運(yùn)的無人化、智能化控制。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了把燃料管理由粗放型向精細(xì)型的轉(zhuǎn)變，入場、入爐煤數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，利于科學(xué)摻燒，優(yōu)化鍋爐運(yùn)行，減少氧化氮、二氧化碳等的排放，保護(hù)環(huán)境。

通過使用本實(shí)施例中的斗輪堆取料機(jī)，提高了上料效率，節(jié)約能耗；有效防止超載，提高系統(tǒng)的安全性；實(shí)現(xiàn)均衡配煤，通過不同煤種的充分合理混配，提高鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和煤燃燒效率；減輕了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，規(guī)避人為的事故；減少了斗輪堆取料機(jī)啟停次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間，延長設(shè)備的使用壽命；采用非接觸式檢測(cè)設(shè)備，減少設(shè)備維護(hù)量；該技術(shù)獨(dú)立性較強(qiáng)，易與原斗輪機(jī)的控制系統(tǒng)整合。

以上，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。