本实用新型专利技术涉及一种封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置，属于机械设备领域。封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置由环形轨道，驱动定位装置，盘煤装置和驱动控制系统组成。本实用新型专利技术的封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置采用环形单轨道，可根据封闭煤场实际大小与扫描范围分段铺设，实现煤场全覆盖扫描盘煤，增加了盘煤装置的通用性；通过带有行程编码器的闭环电机轴上传动齿轮与传动齿条啮合，既可为盘煤装置提供驱动力，又可用于盘煤装置自主反馈定位，这样将大大简化控制系统的难度；采用载重轴承结合导向轮承重定位的方式，能保证齿轮齿条有效啮合，从而能提高盘煤装置定位的精度，因此可有效提高扫描数据的精度，从而达到精确盘煤的目的。
A kind of ring monorail mobile laser coal pan device in closed coal yard
【技术实现步骤摘要】
一种封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置
本技术涉及一种封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置，属于机械设备领域。
技术介绍
为了降低火电企业发电的生产成本必须对煤场内的煤进行动态监控，但由于无法统计锅炉机组燃煤的耗煤量，所以目前都是采用盘点煤场现存煤的情况来调节煤炭燃烧的供给关系，也就是行业俗称的盘煤。目前盘煤方式分为两种，一种是人工盘煤，因劳动强度大，盘煤效率及准度低下，不符合现行精益生产的要求，已基本淘汰；另外一种是激光盘煤，主要是利用激光扫描仪扫描煤场，生成煤炭表面三维点云图，经过上位机盘煤软件对点云数据进行处理，生成被测煤堆体积的立体图，并计算得出被测煤炭的体积，最后得出盘煤结果。目前激光盘煤分为固定式与移动式。其中固定式盘煤方式中，中国专利公CN109029259A，专利技术创造的名称为“一种封闭煤场固定式盘煤方法及系统”，公开了一种封闭煤场固定式盘煤方法，将多台带有旋转云台的盘煤扫描仪固定安装在封闭煤场的预设位置上，通过分区块扫描，再经过数据整合，消除叠加信息和无用信息，最终达到盘煤无盲区。其不足之处在于，该方案需多台盘煤扫描仪配合，盘煤成本高，同时不仅数据整合难度大，而且数据整合后盘煤误差无法控制，另外该方案不能满足定点分区盘煤，受封闭煤场场地大小制约，盘煤通用性不强，需根据场地大小自主定制。在移动式盘煤中，中国专利公告CN109110515A，专利技术创造的名称为“一种封闭煤场移动式盘煤小车”以及中国专利公告CN107402052A，专利技术创造的名称为“一种自行走的智能堆体测量系统”，上述两专利申请案均公开了在双轨轨道上利用轮式移动装置搭载扫描仪，利用行程编码器对行走装置进行定位的盘煤方案，两方案均能实现对料场的实时盘点，自动化程度较高，其不足之处在于两方案均采用双轨轨道，因此对轨道安装的要求高，同时受激光盘煤仪的扫描范围限制，在同一大型煤场中需多条轨道设备对煤场进行盘煤，因此不仅增加了盘煤的成本，又增加了编写盘煤软件系统的难度，另外上述两方案只适用于方形煤场，通用性不足。其他移动式盘煤中，中国专利公告CN104071548A，专利技术创造的名称为“一种悬臂式斗轮堆取料机及其盘煤方法”，该申请案公开了通过将激光扫描仪安装在斗轮机悬臂上扫描获取煤场存煤量的方式，其不足之处在于斗轮机属于重型机械，开启时自身震颤对扫描数据有影响，同时斗轮机自身定位精度对激光扫描仪扫描的数据有影响，从而会大大增加盘煤的误差。除此之外，中国专利公告CN108596914A，专利技术创造的名称为“一种无人机盘煤方法”，本方案公开了一种无人机盘煤方法，可以对半封闭煤棚内的煤堆进行盘点，在采集煤堆的图像信息后，可自动对图像信息进行处理，建模，生成盘煤信息，其不足之处在于该方式需专业技术人员操作，使用维护成本高，同时受天气、现场环境因素影响大，另外，扫描仪安装在无人机上，其在飞行过程中的飞行高度稳定性无法保证，从而影响盘煤的精度。综上所述，目前的激光盘煤中，无论是固定式还是双轨移动式盘煤始终存在诸如通用性差，定位精度低以及盘煤误差大等问题，无法满足盘煤的实际要求，制约着火电企业实现料场取料自动化、数字化的步伐。
技术实现思路
针对目前火电企业盘煤中存在的问题，本技术目的旨在提供一种能自主定位，具有良好场地通用性的单轨移动式盘煤装置，提升盘煤装置定位的精度，增加盘煤扫描数据的稳定性与可靠性，同时根据准确的盘煤结果可实时调节生产物料的供需关系，这样能大幅提升火电企业控制生产成本的能力，为了实现上述目的，本技术采取了以下技术方案：一种封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置，其特征在于：封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置由环形轨道，驱动定位装置，盘煤装置和驱动控制系统组成，环形轨道由分段的工字钢轨道和传动齿条构成，每段工字钢轨道沿盘煤方向依次环形封闭吊装固定在封闭煤场顶棚的行架上，传动齿条有齿一端沿环形轨道朝环形中心线向内布置，每根传动齿条依次紧固在工字钢轨道正下方，驱动定位装置由传动齿轮，驱动平台，承重定位板，加强筋，载重轴承，导向轮，驱动电机构成，驱动定位装置上的驱动平台设置在环形轨道正下方，承重定位板两个为一组，沿环形轨道铺设方向对称放置在工字钢轨道两侧，承重定位板下端面固定在驱动平台上表面，两个加强筋对称设置在环形轨道两侧，每个加强筋底面依次与驱动平台上表面固定，加强筋侧端面与承重定位板外侧端面连接固定，载重轴承有两组，两个为一组，两组载重轴承分别等高对称放置在环形轨道两侧，每组载重轴承沿环形轨道铺设方向依次等高设置，载重轴承轴承面活动的放置在工字钢轨道上端面上，活动销穿过载重轴承的中心孔固定在承重定位板侧端面上，导向轮两个为一组，对称放置在环形轨道两侧，导向轮的外圆面与工字钢轨道侧面滚动接触，活动销穿过导向轮的中心孔紧固在承重定位板端面上，驱动电机沿环形轨道铺设方向设置，驱动电机固定在驱动平台一端下表面，传动齿轮固定在穿过驱动平台上通孔的驱动电机的轴上，传动齿轮齿面与传动齿条齿面啮合，盘煤装置由连接柱，扫描工作台，激光扫描仪，安装平台，全向云台构成，扫描工作台设置在驱动定位装置的驱动平台的正下方，连接柱四个为一组，均布在扫描工作台与驱动平台之间的四角上，连接柱两端均设置有内螺纹，一组螺栓分别从驱动平台上表面穿过开有的通孔与连接柱一端紧固，另一组螺栓依次从扫描工作台下表面穿过开有的通孔与连接柱另一端紧固，驱动控制系统的下表面固定设置在扫描工作台正上方，全向云台倒装固定在扫描工作台的正下方，安装平台设置在激光扫描仪与全向云台之间，两组螺栓穿过安装平台上开有的通孔分别与激光扫描仪和全向云台的安装孔紧固连接。所述的驱动电机为带有行程编码器的闭环直流电机。所述的驱动控制系统包括控制箱，运动控制板卡，无线通讯装置，数据存储装置，高清摄像装置以及直流供电电源，用于发出和接收盘煤装置运动定位信息和激光盘煤指令，存储和发送盘煤激光扫描仪收集到的煤场堆料信息。由于采用了以上技术方案，本技术的一种封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置有以下优点：(1)采用环形单轨道，盘煤扫描时，不仅不受煤场条件限制，可根据封闭煤场实际大小与扫描范围分段铺设，不仅节省轨道成本与减小安装难度，也有利于根据各料场的大小情况对轨道的长度进行调整，而且增加了轨道的通用性，既用于环形煤场，也可用于方形煤场，实现煤场全覆盖盘煤扫描，增加了盘煤装置的通用性；(2)采用倒装安装方式，不仅能增大扫描仪的扫描视野，从而降低了扫描仪扫描范围的要求，减少了激光扫描仪的采购成本；(3)利用带有编码器的闭环电机轴上齿轮齿条啮合，既可作为盘煤装置的驱动力，也可用于盘煤装置自主反馈定位，这样将大大简化控制系统的难度，增强系统抗干扰的能力，从而保证系统控制的稳定性；(4)采用单轨工字钢铺设，不仅增加了盘煤轨道的强度，还能有效减少对封闭煤场顶棚钢结构的影响，同时可以降低轨道铺设和检修的难度；(5)利用载重轴承结合导向轮承重定位的方式，不仅能有效提升盘煤装置在运行过程中的稳定性，而且能提高保证齿轮齿条啮合的效率，提高盘煤装置定位的精度；...
【技术保护点】
1.一种封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置，其特征在于：封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置由环形轨道，驱动定位装置，盘煤装置和驱动控制系统(5)组成，环形轨道由分段的工字钢轨道(1)和传动齿条(10)构成，每段工字钢轨道(1)沿盘煤方向依次环形封闭吊装固定在封闭煤场顶棚的行架上，传动齿条(10)有齿一端沿环形轨道朝环形中心线向内布置，每根传动齿条(10)依次紧固在工字钢轨道(1)正下方，驱动定位装置由传动齿轮(2)，驱动平台(3)，承重定位板(11)，加强筋(12)，载重轴承(13)，导向轮(14)，驱动电机(15)构成，驱动定位装置上的驱动平台(3)设置在环形轨道正下方，承重定位板(11)两个为一组，沿环形轨道铺设方向对称放置在工字钢轨道(1)两侧，承重定位板(11)下端面固定在驱动平台(3)上表面，两个加强筋(12)对称设置在环形轨道两侧，每个加强筋(12)底面依次与驱动平台(3)上表面固定，加强筋(12)侧端面与承重定位板(11)外侧端面连接固定，载重轴承(13)有两组，两个为一组，两组载重轴承(13)分别等高对称放置在环形轨道两侧，每组载重轴承(13)沿环形轨道铺设方向依次等高设置，载重轴承(13)轴承面活动的放置在工字钢轨道(1)上端面上，活动销穿过载重轴承(13)的中心孔固定在承重定位板(11)侧端面上，导向轮(14)两个为一组，对称放置在环形轨道两侧，导向轮(14)的外圆面与工字钢轨道(1)侧面滚动接触，活动销穿过导向轮(14)的中心孔紧固在承重定位板(11)端面上，驱动电机(15)沿环形轨道铺设方向设置，驱动电机(15)固定在驱动平台(3)一端下表面，传动齿轮(2)固定在穿过驱动平台(3)上通孔的驱动电机(15)的轴上，传动齿轮(2)齿面与传动齿条(10)齿面啮合，盘煤装置由连接柱(4)，扫描工作台(6)，激光扫描仪(7)，安装平台(8)，全向云台(9)构成，扫描工作台(6)设置在驱动定位装置的驱动平台(3)的正下方，连接柱(4)四个为一组，均布在扫描工作台(6)与驱动平台(3)之间的四角上，连接柱(4)两端均设置有内螺纹，一组螺栓分别从驱动平台(3)上表面穿过开有的通孔与连接柱(4)一端紧固，另一组螺栓依次从扫描工作台(6)下表面穿过开有的通孔与连接柱(4)另一端紧固，驱动控制系统(5)的下表面固定设置在扫描工作台(6)正上方，全向云台(9)倒装固定在扫描工作台(6)的正下方，安装平台(8)设置在激光扫描仪(7)与全向云台(9)之间，两组螺栓穿过安装平台(8)上开有的通孔分别与激光扫描仪(7)和全向云台(9)的安装孔紧固连接。/n...
【技术特征摘要】
1.一种封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置，其特征在于：封闭煤场环形单轨移动式激光盘煤装置由环形轨道，驱动定位装置，盘煤装置和驱动控制系统(5)组成，环形轨道由分段的工字钢轨道(1)和传动齿条(10)构成，每段工字钢轨道(1)沿盘煤方向依次环形封闭吊装固定在封闭煤场顶棚的行架上，传动齿条(10)有齿一端沿环形轨道朝环形中心线向内布置，每根传动齿条(10)依次紧固在工字钢轨道(1)正下方，驱动定位装置由传动齿轮(2)，驱动平台(3)，承重定位板(11)，加强筋(12)，载重轴承(13)，导向轮(14)，驱动电机(15)构成，驱动定位装置上的驱动平台(3)设置在环形轨道正下方，承重定位板(11)两个为一组，沿环形轨道铺设方向对称放置在工字钢轨道(1)两侧，承重定位板(11)下端面固定在驱动平台(3)上表面，两个加强筋(12)对称设置在环形轨道两侧，每个加强筋(12)底面依次与驱动平台(3)上表面固定，加强筋(12)侧端面与承重定位板(11)外侧端面连接固定，载重轴承(13)有两组，两个为一组，两组载重轴承(13)分别等高对称放置在环形轨道两侧，每组载重轴承(13)沿环形轨道铺设方向依次等高设置，载重轴承(13)轴承面活动的放置在工字钢轨道(1)上端面上，活动销穿过载重轴承(13)的中心孔固定在承重定位板(11)侧端面上，导向轮(14)两个为一组，对称放置在环形轨道两侧，导向轮(14)的外圆面与工字钢轨道(1)侧面滚动接触，活动销穿过导向轮(14)的中心孔紧固在承重定位板(11)端面上，驱动电机(15)...
【专利技术属性】
技术研发人员：李红军，陈伟，左丹英，江维，李巧敏，左颖，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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