桥式卸船机抓斗与船舱防撞监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种桥式卸船机抓斗与船舱防撞监控系统，避免抓斗与船舱口边缘产生碰撞。扫描测量激光雷达安装在水平臂架上，且用于采集抓斗作业范围内的3D数据；第一激光测距仪安装在水平臂架的其中一端，且检测小车与第一激光测距仪之间的间距L；第二激光测距仪安装在小车上，且检测抓斗至小车之间的间距H；扫描测量激光雷达、第一激光测距仪、第二激光测距仪、小车驱动电机以及抓斗起升/下放机构分别与控制器相连。通过设置扫描测量激光雷达、第一激光测距仪和第二激光测距仪获取数据，并经防撞监控软件的处理，得出抓斗与船舱口的相对位置关系。将抓斗位置与预设的边界条件进行比较，控制抓斗的工作状态，避免抓斗与船舱口边缘相撞。船舱口边缘相撞。船舱口边缘相撞。

【技术实现步骤摘要】
桥式卸船机抓斗与船舱防撞监控系统


[0001]本技术涉及防撞控制
，尤其涉及一种桥式卸船机抓斗与船舱防撞监控系统。

技术介绍

[0002]桥式卸船机是用于散货港口中的机械设备，包括大车行走机构、门架、水平臂架、小车以及抓斗等。门架安装在大车行走机构上，大车行走机构与轨道相配合沿与水平臂架长度方向相垂直的方向做直线往复运动。水平臂架安装在门架上，门架上设置有控制室，操作人员在控制室内进行卸船操作。小车安装在水平臂架上，且与水平臂架上的直线滑轨相配合，通过小车驱动电机的驱动作用，小车沿水平臂架的长度方向做直线往复运动。小车上安装有抓斗起升/下放机构，其通常包括卷筒驱动电机和卷筒，卷筒驱动电机和卷筒安装在小车上，卷筒与抓斗通过缆绳相连，缆绳绕设在卷筒上。卷筒驱动电机驱动卷筒绕其转轴轴线作正反转运动，通过调节缆绳的伸长量，进而实现抓斗的起升与下放。作业时，通过调整抓斗的位置，下放抓斗抓取船舱内的货物，并将货物转移至料斗中，货物通过料斗的出料口送至码头上的皮带运输机，最后货物被传送至堆场。
[0003]受船型大小、船舱口大小等诸多因素的影响，卸船作业时，抓斗容易与船舱开口处的边缘产生碰撞。
[0004]公知的，传统的测距技术分为单向测距技术和双向测距技术。时间飞行原理测距方法属于双向测距技术，它主要利用两个异步收发机之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。激光的时间飞行原理为：激光发射器发出激光脉冲波，内部定时器开始计算时间t1，当激光波碰到物体后，部分能量返回，当激光接收器收到返回激光时，停止内部定时器t2，激光雷达到物体的距离为：S＝C
×
(t2
‑
t1)/2，其中C为光速。
[0005]激光扫描仪的测量原理：激光发射器发出激光脉冲波，当激光波碰到物体后，部分能量返回，当激光接收器收到返回激光波时，且返回波的能量足以触发门槛值，激光扫描仪计算它到物体的距离值；激光扫描仪连续不停地发射激光脉冲波，激光脉冲波打在高速旋转的镜面上，将激光脉冲波发射向各个方向从而形成一个2D区域的扫描。
[0006]现有的3D激光扫描系统主要由3D激光扫描仪、计算机、电源供应系统、支架以及系统配套软件构成。现有的3D激光扫描仪为测绘型扫描，主要由激光发射器、接收器、时间计数器、控制电路板、电机控制可旋转的滤光镜等构成。利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的3D模型及线、面、体等各种图件数据。具体的，激光发射器向被测物体发射激光，反射回的激光被接收器接收，形成点云数据，并通过相关软件，如：Cloudcompare软件，进行计算，实现被测物体的3D成像。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的技术问题是提供一种桥式卸船机抓斗与船舱防撞监控系
统，避免抓斗与船舱口边缘发生碰撞。
[0008]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：桥式卸船机抓斗与船舱防撞监控系统，包括水平臂架、小车、小车驱动电机、抓斗和抓斗起升/下放机构；所述水平臂架通过门架安装，且位于船舱口的上方；所述小车安装在水平臂架上，所述小车驱动电机驱动小车沿水平臂架的长度方向作直线往复运动；所述抓斗起升/下放机构通过小车安装；还包括扫描测量激光雷达、第一激光测距仪、第二激光测距仪和控制器；
[0009]所述扫描测量激光雷达安装在水平臂架上，且用于采集抓斗作业范围内的3D数据；
[0010]所述第一激光测距仪安装在水平臂架的其中一端，且检测小车与第一激光测距仪之间的间距L；
[0011]所述第二激光测距仪安装在小车上，且检测抓斗至小车之间的间距H；
[0012]所述扫描测量激光雷达、第一激光测距仪、第二激光测距仪、小车驱动电机以及抓斗起升/下放机构分别与控制器相连。
[0013]进一步的，还包括显示器，所述显示器与控制器相连。
[0014]进一步的，所述控制器与显示器集成为一体结构。
[0015]进一步的，还包括云台；
[0016]所述扫描测量激光雷达为2D扫描激光雷达，且通过云台安装在水平臂架上；
[0017]所述云台与控制器相连。
[0018]进一步的，还包括倾角传感器；
[0019]所述倾角传感器安装在云台上；
[0020]所述倾角传感器与控制器相连。
[0021]进一步的，还包括报警器，所述报警器与控制器相连。
[0022]进一步的，所述报警器为声光报警器。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提供一种桥式卸船机抓斗与船舱防撞监控系统，避免抓斗与船舱口边缘产生碰撞。通过设置扫描测量激光雷达、第一激光测距仪和第二激光测距仪获取数据，并经防撞监控软件的处理，得出抓斗与船舱口的相对位置关系。通过防撞监控软件，将抓斗位置与预设的边界条件进行比较，控制抓斗的工作状态，避免抓斗与船舱口边缘相撞。
附图说明
[0024]图1是本技术的抓斗与船舱口的位置关系图；
[0025]图2是本技术的水平臂架的侧视局部示意图；
[0026]图3是本技术的水平臂架的仰视局部示意图；
[0027]图4是本技术的扫描测量激光雷达扫描形成的判断区域的平面示意图；
[0028]图5是本技术的水平臂架与船舱口边缘的位置关系图；
[0029]图6是本技术的抓斗在下放或提升时与船舱口的位置关系图；
[0030]图7是本技术的系统程序框图；
[0031]附图标记：1
‑
水平臂架；2
‑
小车；3
‑
抓斗；4
‑
卷筒驱动电机；5
‑
卷筒；6
‑
缆绳；7
‑
扫描测量激光雷达；8
‑
第一激光测距仪；9
‑
第二激光测距仪；10
‑
控制室；11
‑
云台；12
‑
倾角传感
器；13
‑
判断区域；1301
‑
安全区；1302
‑
报警区；1303
‑
减速区；1304
‑
制动区；14
‑
船舱口；15
‑
门架。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0033]如附图所示，桥式卸船机抓斗与船舱防撞监控系统，包括水平臂架1、小车2、小车驱动电机、抓斗3和抓斗起升/下放机构；所述水平臂架1通过门架15安装，且位于船舱口14的上方；所述小车2安装在水平臂架1上，所述小车驱动电机驱动小车2沿水平臂架1的长度方向作直线往复运动；所述抓斗起升/下放机构通过小车2安装。
[0034]还包括扫描测量激光雷达7、第一激光测距仪8、第二激光测距仪9和控制器；所述扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.桥式卸船机抓斗与船舱防撞监控系统，包括水平臂架(1)、小车(2)、小车驱动电机、抓斗(3)和抓斗起升/下放机构；所述水平臂架(1)通过门架(15)安装，且位于船舱口(14)的上方；所述小车(2)安装在水平臂架(1)上，所述小车驱动电机驱动小车(2)沿水平臂架(1)的长度方向作直线往复运动；所述抓斗起升/下放机构通过小车(2)安装；其特征在于：还包括扫描测量激光雷达(7)、第一激光测距仪(8)、第二激光测距仪(9)和控制器；所述扫描测量激光雷达(7)安装在水平臂架(1)上，且用于采集抓斗(3)作业范围内的3D数据；所述第一激光测距仪(8)安装在水平臂架(1)的其中一端，且检测小车(2)与第一激光测距仪(8)之间的间距L；所述第二激光测距仪(9)安装在小车(2)上，且检测抓斗(3)至小车(2)之间的间距H；所述扫描测量激光雷达(7)、第一激光测距仪(8)、第二激光测距仪(9)、小车驱动电机以及抓斗起升/下放机...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，张燕，
申请(专利权)人：四川经曼光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：