一种自动堆取料系统技术方案

本发明专利技术涉及一种自动堆取料系统，包括堆取料设备、控制模块和检测模块，堆取料设备至少包括行走机构、俯仰机构、回转机构以及堆取料机构，回转机构与俯仰机构设置在行走机构上部，堆取料机构通过臂架与所述回转机构相连，臂架一端与所述堆取料机构相连，另一端与回转机构铰接，俯仰机构与臂架相连并可控制臂架进行俯仰运动，检测模块将检测的数据信息传递给控制模块，控制模块根据控制结果控制所述行走机构、俯仰机构和回转机构进行相应的动作操作并完成作业目标。本发明专利技术可充分保证料场利用率、发挥堆取料设备的堆取料能力和其它功能基础上实现无人化操作，克服了现有的散货料场自动化程度低、操作者劳动强度高、作业效率低和场地利用率低的缺陷。

An automatic heap reclaimer system

The invention relates to an automatic heap reclaimer system, including a heap reclaimer, a control module and a testing module. The heap and Reclaimer includes at least a walking mechanism, a pitching mechanism, a revolving mechanism and a heap and reclaimer. The rotating mechanism and the pitching mechanism are set on the upper part of the walking mechanism. The heap fetching mechanism is through the arm frame and the rotating mechanism. One end of the arm is connected with the heap reclaimer and the other end is articulated with the rotating mechanism. The pitching mechanism is connected to the arm frame and can control the arm frame to carry on the pitch motion. The detection module passes the detected data to the control module. The control module controls the walking mechanism, the pitching mechanism and the rotating mechanism according to the control results. Carry out corresponding operations and complete the operation objectives. The invention can fully guarantee the utilization of the material field, give full play to the heap reclaimer capacity of the heap reclaimer and other functions, and realize the unmanned operation, and overcome the defects of low automation degree, high labor intensity of operator, low operation efficiency and low utilization rate of site.

【技术实现步骤摘要】
一种自动堆取料系统
本专利技术属于运输设备
，具体涉及一种自动堆取料系统。
技术介绍
目前在钢铁、矿山企业对于散料的堆取都是采用堆取料机完成，而国内多数企业的堆取料机都是采用人工操作完成作业任务，劳动强度大、工作时间久，而散料堆取往往会造成高粉尘污染，对于长时间工作的操作人员的身心健康造成很大的损害。现有技术中，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；另一方面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，故人工操作无法实现高效率、高精准度的作业，从而导致作业效率低，进而影响安全、经济等多方面效益。综上，亟需提供一种可实现高效率、高精准度的作业的自动智能化的堆取料系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种作业效率高、可实现自动化控制的堆料系统的堆取料系统。上述目的是通过如下技术方案实现：一种自动堆取料系统，包括堆取料设备、控制模块和检测模块，所述堆取料设备至少包括行走机构、俯仰机构、回转机构以及堆取料机构，其中，所述回转机构与俯仰机构设置在所述行走机构上部，所述堆取料机构通过臂架与所述回转机构相连，所述臂架一端与所述堆取料机构相连，另一端与所述回转机构铰接，所述俯仰机构与所述臂架相连并可控制所述臂架沿其与回转机构的铰点进行俯仰运动；所述检测模块包括用于检测全料场地理形貌特征的地理形貌检测装置、用于检测堆取料设备行走位置的位置检测装置、用于测量回转机构回转角度的回转角度检测装置以及用于检测所述臂架俯仰角度的角度测量装置，所述检测模块将检测的数据信息传递给所述控制模块，所述控制模块将获取的数据信息结合堆、取料作业目标指令，经过控制运算得出控制结果，所述控制模块根据控制结果控制所述行走机构、俯仰机构和回转机构进行相应的动作操作并完成作业目标。本专利技术可用于散货料场无人化堆取工艺，可以实现大型散货料堆场全面实现堆取料设备在现场无操作司机的情况下全过程自动堆取作业。本专利技术可在充分保证料场利用率、发挥堆取料设备的堆取料能力和其它功能基础上，堆取料设备中无操作司机进行操作和监视，中控室内也不需要人员进行全程的控制操作，从而克服了现有的散货料场自动化程度低、操作者劳动强度高、作业效率低和场地利用率低的缺陷。作为优选，进一步的技术方案是：所述堆取料设备包括塔架，所述塔架设置在所述行走机构上部，所述地理形貌检测装置设置在所述塔架顶部。如此设置，地理形貌检测装置设置在高处，大大减少了地理形貌检测装置的盲区，提高信息获取的准确性。同时地理形貌检测装置的测量功能和测量过程不受斗轮机姿态和/或运动的影响。更进一步的技术方案是：所述角度测量装置包括设置在塔架顶部的第一角度测量装置以及设置在臂架上的第二角度测量装置，所述第一角度测量装置和第二角度测量装置共同作用测量臂架的俯仰角度。具体一种臂架俯仰角度的控制方法为：所述第一角度检测装置检测臂架当前俯仰角度值并将检测的数据发送给所述控制模块，所述控制模块根据接收的臂架俯仰角度数据确定当前堆料机构的高度，并将步骤(2)中获得的堆料高度与当前堆料机构的高度进行比较，当堆料高度高于当前堆料机构的高度时，控制模块发送俯仰命令控制俯仰机构运动，所述俯仰命令包括俯仰的角度值，控制模块通过第一角度检测装置实时获取臂架的俯仰角度值，当控制模块接收的来第一角度检测装置俯仰角度值与控制模块发送的俯仰命令中的俯仰角度值相同时，控制模块发送控制俯仰装置停止运动；当堆料高度低于当前堆料机构的高度时，控制模块俯仰命令控制俯仰机构运动，所述俯仰命令包括俯仰的角度值，控制模块通过第二角度检测装置实时获取臂架的俯仰角度值，当控制模块接收的来第二角度检测装置俯仰角度值与控制模块发送的俯仰命令中的俯仰角度值相同时，控制模块控制俯仰装置停止运动。更进一步的技术方案是：所述地理形貌检测装置能检测堆场可测量区域的地理形貌特征并能计算并获得不可测量区域的地理形貌特征，所述不可测量区域为所述地理形貌检测装置的盲区，所述地理形貌特征至少包括料场中料堆的表面形貌以及料堆预定位置在预设的坐标系中的坐标值。料场采用网格化的方法，即将有效堆料区内的区域划分为连续的网格曲面，曲面上每一个网格单元的顶点具备一个三维空间坐标值(x,y,z)，该坐标值以料场中某一静止三维空间点作为参考坐标零点，其中x和y坐标代表料堆表面网格顶点在水平方向上的位置值，z值代表料堆表面网格顶点的高度，即料堆表面特定点的高度值，网格的尺寸可以根据显示精度的要求进行调整。更进一步的技术方案是：所述不可测量区域的地理形貌特征获取过程中的计算模型为：z＝tan(θ)(x-xp)+zp+z0，式中，θ为料堆物料的安息角，x与z分别为地理形貌检测装置在料堆的不可测量区域的任意点在预设的坐标系中的横坐标和竖坐标，xp与zp分别为地理形貌检测装置在料堆可测量区域与不可测量区域的焦点p在预设的坐标系中的横坐标和竖坐标，所述z0为调节系数，所述调节系数可根据地理形貌检测装置的安装位置的坐标和堆料场坐标的相对位置关系确定。如此设置，给出料堆任意一点的横坐标和纵坐标即可计算出料堆表面特定点的高度值，从而得到料堆可得到表面的全部形貌特征数据。更进一步的技术方案是：所述控制模块包括数据服务器和计算模块，所述控制模块将接收的数据信息储存于数据服务器并实时更新，所述计算模块根据作业计划信息通过作业调度智能算法计算符合本次作业的作业区域，确定起始作业区域的起点坐标和终点坐标。更进一步的技术方案是：所述控制模块从数据服务器获取全料场地理形貌数据以及堆取料设备的相关信息，将堆料设备的位置坐标与计算模块确定的起点坐标进行计算比较，并发出行走命令控制行走机构运动直至堆料设备到达作业起点坐标；所述控制模块将料堆高度数据或所述计算模块计算获得的应堆料的高度与臂架俯仰角度数据进行比较并发出俯仰命令控制俯仰机构运动直至堆取料机构达到预定的高度。所述行走命令包括行走方向和行走距离。更进一步的技术方案是：所述堆取料设备为臂架式斗轮堆取料机，所述堆取料机构为斗轮，所述臂架式斗轮堆取料机包括机架，所述塔架设置在所述机架上，所述臂架上设有物料输送机构，所述回转机构的一侧与所述臂架相连，另一侧固定连接有平衡配重机构。更进一步的技术方案是：所述物料输送机构为带式输送机，所述皮带的落料点设有缓冲托辊和侧托辊，所述侧托辊沿皮带运输方向向前倾斜呈预定角度设置。缓冲托辊的设置可有效减缓物料落料过程对皮带的冲击，保证运输的稳定性，另外侧托辊按照上述方式设置将与皮带产生相对的滑动速度，可有效促使皮带回复至带式输送机的中心位置，如此可有限避免皮带跑偏。更进一步的技术方案是：所述臂架设有导料构件，所述斗轮与带式输送机之间的物料动过所述导料构件转运，所述带式输送机设有皮带防跑偏装置，所述皮带防跑偏装置包括用于驱动导料构件运动并改变导料构件的落料点与皮带的相对位置的驱动装置以及用于测量其自身到皮带侧面距离的检测元件，所述检测元件、驱动装置与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动堆取料系统，其特征在于，包括堆取料设备、控制模块和检测模块，所述堆取料设备至少包括行走机构、俯仰机构、回转机构以及堆取料机构，其中，所述回转机构与俯仰机构设置在所述行走机构上部，所述堆取料机构通过臂架与所述回转机构相连，所述臂架一端与所述堆取料机构相连，另一端与所述回转机构铰接，所述俯仰机构与所述臂架相连并可控制所述臂架沿其与回转机构的铰点进行俯仰运动；所述检测模块包括用于检测全料场地理形貌特征的地理形貌检测装置、用于检测堆取料设备行走位置的位置检测装置、用于测量回转机构回转角度的回转角度检测装置以及用于检测所述臂架俯仰角度的角度测量装置，所述检测模块将检测的数据信息传递给所述控制模块，所述控制模块将获取的数据信息结合堆、取料作业目标指令，经过控制运算得出控制结果，所述控制模块根据控制结果控制所述行走机构、俯仰机构和回转机构进行相应的动作操作并完成作业目标。

【技术特征摘要】
1.一种自动堆取料系统，其特征在于，包括堆取料设备、控制模块和检测模块，所述堆取料设备至少包括行走机构、俯仰机构、回转机构以及堆取料机构，其中，所述回转机构与俯仰机构设置在所述行走机构上部，所述堆取料机构通过臂架与所述回转机构相连，所述臂架一端与所述堆取料机构相连，另一端与所述回转机构铰接，所述俯仰机构与所述臂架相连并可控制所述臂架沿其与回转机构的铰点进行俯仰运动；所述检测模块包括用于检测全料场地理形貌特征的地理形貌检测装置、用于检测堆取料设备行走位置的位置检测装置、用于测量回转机构回转角度的回转角度检测装置以及用于检测所述臂架俯仰角度的角度测量装置，所述检测模块将检测的数据信息传递给所述控制模块，所述控制模块将获取的数据信息结合堆、取料作业目标指令，经过控制运算得出控制结果，所述控制模块根据控制结果控制所述行走机构、俯仰机构和回转机构进行相应的动作操作并完成作业目标。2.根据权利要求1所述的自动堆取料系统，其特征在于，所述堆取料设备包括塔架，所述塔架设置在所述行走机构上部，所述地理形貌检测装置设置在所述塔架顶部。3.根据权利要求2所述的自动堆取料系统，其特征在于，所述角度测量装置包括设置在塔架顶部的第一角度测量装置以及设置在臂架上的第二角度测量装置，所述第一角度测量装置和第二角度测量装置共同作用测量臂架的俯仰角度。4.根据权利要求3所述的自动堆取料系统，其特征在于，所述地理形貌检测装置能检测堆场可测量区域的地理形貌特征并能计算并获得不可测量区域的地理形貌特征，所述不可测量区域为所述地理形貌检测装置的盲区，所述地理形貌特征至少包括料场中料堆的表面形貌以及料堆预定位置在预设的坐标系中的坐标值。5.根据权利要求4所述的自动堆取料系统，其特征在于，所述不可测量区域的地理形貌特征获取过程中的计算模型为：z＝tan(θ)(x-xp)+zp+z0，式中，θ为料堆物料的安息角，x与z分别为地理形貌检测装置在料堆的不可测量区域的任意点在预设的坐标系中的横坐标和竖坐标，xp与zp分别为地理形貌检测装置在料堆可测量区域与不可测量区域的焦点p在预设的坐标系中的横坐标和竖坐标，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：剪欣，佘海波，柴皓，
申请(专利权)人：泰富重工制造有限公司，泰富智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43