一种取料系统的自动取料方法技术方案

本发明专利技术涉及一种取料系统的取料方法，包括如下步骤：(1)接收取料指令：控制模块实时获取包含作业计划信息的取料作业计划指令；(2)计算作业区域：控制模块从数据服务器获取全料场的地理形貌数据，并结合步骤(1)获取的作业计划信息，通过作业调度智能算法计算并确定符合本次作业的作业区域，并根据作业区域的堆形数据计算分层作业的起点坐标以及分层高度；(3)控制取料设备运动至作业起点以及取料机构的就位；(4)取料。本发明专利技术可以实现大型散货料堆场全面实现取料设备在现场无操作司机的情况下全过程自动取料作业，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。

An automatic reclaimer method for Reclaimer

The invention relates to a feeding method of a feeding system, which includes the following steps: (1) receive reclaimer instruction: the control module obtains the reclaimer operation plan instruction containing the job plan information in real time; (2) the calculation work area: the control module obtains the geo topography data from the data server from the data server, and combines the steps (1) to obtain the work. The job planning information is used to calculate and determine the operation area which is in line with this operation, and calculate the starting point coordinates and the stratification height according to the heap data of the operation area; (3) control the movement of the feeding equipment to the starting point of the operation and the position of the feeding mechanism; (4) the reclaimer. The invention can realize the automatic feeding operation in the whole process of the large bulk material yard under the condition that the driver is not operated on the spot, thus overcoming 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】
一种取料系统的自动取料方法
本专利技术属于智能装卸
，具体涉及一种取料系统的自动取料方法。
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取料方法。
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取料系统的取料方法。上述目的是通过如下技术方案实现：一种取料系统的取料方法，所述取料系统包括取料设备、控制模块和检测模块，包括取料设备、控制模块和检测模块，所述取料设备至少包括行走机构、俯仰机构、回转机构和取料机构，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；所述控制模块包括数据服务器和计算模块，所述检测模块将检测的数据信息传递给所述控制模块，所述控制模块将接收的数据信息储存于数据服务器并实时更新，所述取料方法包括如下步骤：(1)接收取料指令：所述控制模块实时获取包含作业计划信息的取料作业计划指令，所述作业计划信息至少包括作业总量、物料流量；(2)计算作业区域：所述控制模块从数据服务器获取全料场的地理形貌数据，并结合步骤(1)获取的作业计划信息，通过作业调度智能算法计算并确定符合本次作业的作业区域，并根据作业区域的堆形数据计算分层作业的起点坐标以及分层高度；(3)控制取料设备运动至作业起点以及取料机构的就位；(4)取料：根据步骤(2)获得的数据所述控制模块控制取料设备进行取料，同时发送回转命令并控制回转机构运动进行回转取料，取料过程中地理形貌检测装置实时监控全料场地理形貌特征，所述控制模块通过全料场地理形貌特征数据获取堆形表面数据，并根据取料轨迹判断当前回转半径内是否已取料完成，当分层作业的起点的回转半径内取料完成后所述控制模块发送行走命令控制取料设备开始后移动至下一作业点进行回转取料，直至完成作业量。料场采用网格化的方法，即将有效取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。所述地理形貌检测装置可以为包括3D激光扫描仪在内的测量和建模系统。本专利技术可用于散货料场无人化取料工艺，可以实现大型散货料堆场全面实现取料设备在现场无操作司机的情况下全过程自动取料作业。本专利技术可在充分保证料场利用率、发挥取料设备的取料能力和其它功能基础上，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。两个作业点之间的距离，即两次回转取料作业之间取料设备移动的距离由控制模块根据实际操作情况判断。作为优选，进一步的技术方案是：所述取料设备为臂架式斗轮取料机，所述取料机构为斗轮，所述臂架式斗轮取料机包括机架，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、驱动装置与所述控制模块电连，所述控制模块储存有检测元件与皮带侧面间的初始距离数据，所述检测元件将检测的其与皮带侧面间的距离数据传递给控制模块，所述控制模块将接收的距离数据与预存的检测元件与皮带侧面间的初始距离数据进行比较，并根据比较结果控制驱动装置带动导料构件运动改变其与水平方向夹角。如此设置，当检测到皮带发生跑偏时，通过控制模块控制驱动装置驱动导料构件运动改变其在皮带上的落料点，由于落料点变化引起皮带承载力变化，使落料点处于皮带的中心位置，实现对皮带跑偏的纠正，有效提高生产效率，减少生产事故的发生。优选所述检测元件为光电传感器或位移传感器。更进一步的技术方案是：所述步骤(3)中的具体控制过程为：所述控制模块通过位置检测装置获取当前取料设备在料场中的位置坐标，并将接收的位置坐标与步骤(2)中的计算获得的起点坐标进行比较，并依据比较结果发出行走命令控制行走机构运动至作业起点坐标；然后所述控制模块根据臂架俯仰角度数据确定当前取料机构的高度，并将步骤(2)中获得的应取料的高度与当前取料机构的高度进行比较并发出俯仰命令控制俯仰机构运动直至取料机构达到预定的高度；再次，所述控制模块根据通过回转角度数据确定当前取料机构的水平位置，并判断取料机构是否位于起点坐标的作业区域内，并根据判断结果发出回转命令控制回转机构进行回转运动直至取料机构达到预定的水平位置。更进一步的技术方案是：所述的取料系统的自动取料方法还包括进行全料场盘库的步骤(5)：所述控制模块全料场的地理形貌数据以DEM地形数据格式存储于数据服务器中，所述控制模块将全料场地理形貌数据通过计算模块转化为2D或3D堆形显示，所述2D或3D堆形显示至少包括全料场内各个料堆的物料名称、堆形体积、堆形安息角、堆形剖面图信息。本专利技术可以通过本系统实时的记载全料场物料统计信息，并通过控制模块查询全料场物料统计信息，实现全料场的盘库功能。更进一步的技术方案是：所述步骤(5)中所述计算模块将全料场地理形貌数据转化为2D或3D堆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种取料系统的自动取料方法，其特征在于，所述取料系统包括取料设备、控制模块和检测模块，包括取料设备、控制模块和检测模块，所述取料设备至少包括行走机构、俯仰机构、回转机构和取料机构，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；所述控制模块包括数据服务器和计算模块，所述检测模块将检测的数据信息传递给所述控制模块，所述控制模块将接收的数据信息储存于数据服务器并实时更新，所述取料方法包括如下步骤：(1)接收取料指令：所述控制模块实时获取包含作业计划信息的取料作业计划指令，所述作业计划信息至少包括作业总量、物料流量；(2)计算作业区域：所述控制模块从数据服务器获取全料场的地理形貌数据，并结合步骤(1)获取的作业计划信息，通过作业调度智能算法计算并确定符合本次作业的作业区域，并根据作业区域的堆形数据计算分层作业的起点坐标以及分层高度；(3)控制取料设备运动至作业起点以及取料机构的就位；(4)取料：根据步骤(2)获得的数据所述控制模块控制取料设备进行取料，同时发送回转命令并控制回转机构运动进行回转取料，取料过程中地理形貌检测装置实时监控全料场地理形貌特征，所述控制模块通过全料场地理形貌特征数据获取堆形表面数据，并根据取料轨迹判断当前回转半径内是否已取料完成，当分层作业的起点的回转半径内取料完成后所述控制模块发送行走命令控制取料设备开始后移动至下一作业点进行回转取料，直至完成作业量。...

【技术特征摘要】
1.一种取料系统的自动取料方法，其特征在于，所述取料系统包括取料设备、控制模块和检测模块，包括取料设备、控制模块和检测模块，所述取料设备至少包括行走机构、俯仰机构、回转机构和取料机构，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；所述控制模块包括数据服务器和计算模块，所述检测模块将检测的数据信息传递给所述控制模块，所述控制模块将接收的数据信息储存于数据服务器并实时更新，所述取料方法包括如下步骤：(1)接收取料指令：所述控制模块实时获取包含作业计划信息的取料作业计划指令，所述作业计划信息至少包括作业总量、物料流量；(2)计算作业区域：所述控制模块从数据服务器获取全料场的地理形貌数据，并结合步骤(1)获取的作业计划信息，通过作业调度智能算法计算并确定符合本次作业的作业区域，并根据作业区域的堆形数据计算分层作业的起点坐标以及分层高度；(3)控制取料设备运动至作业起点以及取料机构的就位；(4)取料：根据步骤(2)获得的数据所述控制模块控制取料设备进行取料，同时发送回转命令并控制回转机构运动进行回转取料，取料过程中地理形貌检测装置实时监控全料场地理形貌特征，所述控制模块通过全料场地理形貌特征数据获取堆形表面数据，并根据取料轨迹判断当前回转半径内是否已取料完成，当分层作业的起点的回转半径内取料完成后所述控制模块发送行走命令控制取料设备开始后移动至下一作业点进行回转取料，直至完成作业量。2.根据权利要求1所述的取料系统的自动取料方法，其特征在于，所述取料设备为臂架式斗轮取料机，所述取料机构为斗轮，所述臂架式斗轮取料机包括机架，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。3.根据权利要求2所述的取料系统的自动取料方法，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的取料系统的自动取料方法，其特征在于，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、驱动装置与所述控制模块电连，所述控制模块储存有检测元件与皮带侧面间的初始距离数据，所述检测元件将检测的其与皮带侧面间的距离数据传递给控制模块，所述控制模块将接收的距离数据与预存的检测元件与皮带侧面间的初始距离数据进行比较，并根据比较结果控制驱动装置带动导料构件运动改变其与水平方向夹角。5.据权利要求1～4任意一项所述的取料系统的自动取料方法，其特征在于，所述的取料系...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄欢，黄帅，张甲辉，
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