一种防止平行轨道斗轮机臂架干涉的计算和控制方法技术

本发明专利技术涉及一种防止平行轨道斗轮机臂架干涉的计算和控制方法，包括：步骤1，确定斗轮机干涉区间范围，并判断两台斗轮机是否在干涉区间内；步骤2，判断两台斗轮机悬臂臂架头部在X数轴投影相互之间的位置情况及臂架投影相互之间的距离是否在安全的数据范围内；步骤3，将两台斗轮机悬臂臂架向Y数轴方向进行投影，通过比较两台斗轮机悬臂臂架左右位置是否处于安全范围，判断是否存在相互干涉的风险；步骤4，根据判断结果执行相应的控制策略。本发明专利技术避免了由人工手动操作控制斗轮机运行，容易因为误操作而出现悬臂臂架干涉造成设备损坏的情况，可以对斗轮机设备在任何时间段、任何环境下都进行自动实时保护。下都进行自动实时保护。下都进行自动实时保护。

【技术实现步骤摘要】
一种防止平行轨道斗轮机臂架干涉的计算和控制方法


[0001]本专利技术涉及装备制造
，尤其涉及一种防止平行轨道斗轮机臂架干涉的计算和控制方法。

技术介绍

[0002]在由悬臂式斗轮机作为装卸设备的散料料场中，有一种布置形式是将斗轮机在相邻料场的平行轨道上进行布置(如图1所示)。这种布置形式中，平行轨道上安装的斗轮机在同一料场(左侧斗轮机的右料场、右侧斗轮机的左料场，两个料场为同一料场)运行时斗轮机悬臂臂架头部有相互重叠的现象，当两台斗轮机的两条悬臂在该料场临近位置运行时，会有相互干涉的情况发生。
[0003]如图2所示，当2台斗轮机以平行轨道的方式布置在相邻料场中并在同一料场运行时：
[0004]左侧斗轮机与右侧斗轮机悬臂臂架存在以下左右干涉情况：
[0005]当两侧斗轮机大车行走位置接近时(两机在X数轴上的干涉区间相交)，在回转机构运行过程中当斗轮机的悬臂臂架也接近时候，就存在相互干涉的情况。图2中的黑色粗点标识了斗轮机各机构发生干涉时的相应部位。
[0006]对于这种情况，需要一种一种相邻料场平行轨道上布置的斗轮机悬臂臂架在同一料场运行过程中防止悬臂臂架相互干涉的数学计算及控制方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种防止平行轨道斗轮机臂架干涉的计算和控制方法，根据斗轮机悬臂回转角度和大车行走机构的位置数据通过数学计算并实施控制来避免相互干涉。
[0008]本专利技术提供了一种防止平行轨道斗轮机臂架干涉的计算和控制方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1，确定斗轮机干涉区间范围，并判断两台斗轮机是否在干涉区间内，若是，判定悬臂臂架存在干涉的可能；所述斗轮机干涉范围定义为悬臂从防干涉初始角到终止角之间的悬臂臂架在X数轴上的投影范围；
[0010]步骤2，判断两台斗轮机悬臂臂架头部在X数轴投影相互之间的位置情况及臂架投影相互之间的距离是否在安全的数据范围内；
[0011]步骤3，将两台斗轮机悬臂臂架向Y数轴方向进行投影，通过比较两台斗轮机悬臂臂架左右位置是否处于安全范围，判断两台斗轮机悬臂臂架位置在Y数轴方向之间的距离是否存在相互干涉的风险；
[0012]步骤4，根据步骤1、步骤2、步骤3的判断结果，执行相应的控制策略，停止斗轮机悬臂、大车行走机构向着有干涉风险的方向运行。
[0013]进一步地，所述步骤1包括：
[0014]步骤1.1，定义悬臂臂架防干涉初始角和悬臂臂架防干涉终止角
[0015]悬臂臂架防干涉初始角定义为当一侧斗轮机悬臂处于90度位置的时候，另一侧斗轮机保证与该斗轮机悬臂位置不干涉的最大回转角度，左右两台斗轮机防干涉初始角分别命名为：α
左初
和α
右初
，α
左初
和α
右初
均小于90度；
[0016]悬臂臂架防干涉终止角定义为斗轮机运行过程中悬臂在同一料场运行过程中能够回转的最大角度，两台斗轮机防干涉终止角分别命名为：α
左终
和α
右终
，α
左终
和α
右终
均大于90度；
[0017]步骤1.2，确定两侧斗轮机悬臂臂架存在干涉情况的区间范围
[0018]通过两侧斗轮机悬臂臂架在防干涉初始角和防干涉终止角位置向X数轴上面进行投影，并以大车行走光电编码器计数值为基准，获得两个区间：
[0019]左侧斗轮机防干涉区间范围[D
左前
，D
左后
]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0020]右侧斗轮机防干涉区间范围[D
右前
，D
右后
]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0021][D
左前
，D
左后
]、[D
右前
，D
右后
]两个区间范围中的各个端点参数通过下列公式计算得到：
[0022]D
左前
＝X
左光
+A
左中
+L
左臂
×
COSα
左初
+C
左前偏
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0023]D
左后
＝X
左光
+A
左中
+L
左臂
×
COSα
左终
‑
C
左后偏
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0024]D
右前
＝X
右光
+A
右中
+L
右臂
×
COSα
右初
+C
右前偏
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0025]D
右后
＝X
右光
+A
右中
+L
右臂
×
COSα
右终
‑
C
右后偏
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0026]式(3)、(4)、(5)、(6)中：
[0027]D
左前
为左侧斗轮机悬臂头部在防干涉初始角位置向X数轴的投影点经偏移后到零点的距离，单位为米；
[0028]D
左后
为左侧斗轮机悬臂头部在防干涉终止角位置向X数轴的投影点经偏移后到零点的距离，单位为米；
[0029]D
右前
为右侧斗轮机悬臂头部在防干涉初始角位置向X数轴的投影点经偏移后到零点的距离，单位为米；
[0030]D
右后
为右侧斗轮机悬臂头部在防干涉终止角位置向X数轴的投影点经偏移后到零点的距离，单位为米；
[0031]X
左光
为左侧斗轮机光电编码器所在行走轮在X数轴的投影点到零点的距离，单位为米；
[0032]X
右光
为右侧斗轮机光电编码器所在行走轮在X数轴的投影点到零点的距离，单位为米；
[0033]A
左中
为左侧斗轮机回转中心点在X数轴的投影点到左侧斗轮机光电编码器所在行走轮在X数轴的投影点之间的距离，单位为米，该参数为常数；
[0034]A
右中
为右侧斗轮机回转中心点在X数轴的投影点到右侧斗轮机光电编码器所在行走轮在X数轴的投影点之间的距离，单位为米，该参数为常数；
[0035]L
左臂
为左侧斗轮机悬臂臂架头部到回转中心的距离，单位为米；
[0036]L
右臂
为右侧斗轮机悬臂臂架头部到回转中心的距离，单位为米；
[0037]α
左初
为左侧斗轮机防干涉初始角度，单位为度；
[0038]α
右初
为右侧斗轮机防干涉初始角度，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止平行轨道斗轮机臂架干涉的计算和控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，确定斗轮机干涉区间范围，并判断两台斗轮机是否在干涉区间内，若是，判定悬臂臂架存在干涉的可能；所述斗轮机干涉范围定义为悬臂从防干涉初始角到终止角之间的悬臂臂架在X数轴上的投影范围；步骤2，判断两台斗轮机悬臂臂架头部在X数轴投影相互之间的位置情况及臂架投影相互之间的距离是否在安全的数据范围内；步骤3，将两台斗轮机悬臂臂架向Y数轴方向进行投影，通过比较两台斗轮机悬臂臂架左右位置是否处于安全范围，判断两台斗轮机悬臂臂架位置在Y数轴方向之间的距离是否存在相互干涉的风险；步骤4，根据步骤1、步骤2、步骤3的判断结果，执行相应的控制策略，停止斗轮机悬臂、大车行走机构向着有干涉风险的方向运行。2.根据权利要求1所述的防止平行轨道斗轮机臂架干涉的计算和控制方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤1.1，定义悬臂臂架防干涉初始角和悬臂臂架防干涉终止角悬臂臂架防干涉初始角定义为当一侧斗轮机悬臂处于90度位置的时候，另一侧斗轮机保证与该斗轮机悬臂位置不干涉的最大回转角度，左右两台斗轮机防干涉初始角分别命名为：α
左初
和α
右初
，α
左初
和α
右初
均小于90度；悬臂臂架防干涉终止角定义为斗轮机运行过程中悬臂在同一料场运行过程中能够回转的最大角度，两台斗轮机防干涉终止角分别命名为：α
左终
和α
右终
，α
左终
和α
右终
均大于90度；步骤1.2，确定两侧斗轮机悬臂臂架存在干涉情况的区间范围通过两侧斗轮机悬臂臂架在防干涉初始角和防干涉终止角位置向X数轴上面进行投影，并以大车行走光电编码器计数值为基准，获得两个区间：左侧斗轮机防干涉区间范围[D
左前
，D
左后
]
ꢀꢀꢀꢀ
(1)右侧斗轮机防干涉区间范围[D
右前
，D
右后
]
ꢀꢀꢀꢀ
(2)[D
左前
，D
左后
]、[D
右前
，D
右后
]两个区间范围中的各个端点参数通过下列公式计算得到：D
左前
＝X
左光
+A
左中
+L
左臂
×
COSα
左初
+C
左前偏
ꢀꢀꢀ
(3)D
左后
＝X
左光
+A
左中
+L
左臂
×
COSα
左终
‑
C
左后偏
ꢀꢀꢀ
(4)D
右前
＝X
右光
+A
右中
+L
右臂
×
COSα
右初
+C
右前偏
ꢀꢀꢀ
(5)D
右后
＝X
右光
+A
右中
+L
右臂
×
COSα
右终
‑
C
右后偏
ꢀꢀꢀꢀ
(6)式(3)、(4)、(5)、(6)中：D
左前
为左侧斗轮机悬臂头部在防干涉初始角位置向X数轴的投影点经偏移后到零点的距离，单位为米；D
左后
为左侧斗轮机悬臂头部在防干涉终止角位置向X数轴的投影点经偏移后到零点的距离，单位为米；D
右前
为右侧斗轮机悬臂头部在防干涉初始角位置向X数轴的投影点经偏移后到零点的距离，单位为米；D
右后
为右侧斗轮机悬臂头部在防干涉终止角位置向X数轴的投影点经偏移后到零点的距离，单位为米；X
左光
为左侧斗轮机光电编码器所在行走轮在X数轴的投影点到零点的距离，单位为米；
X
右光
为右侧斗轮机光电编码器所在行走轮在X数轴的投影点到零点的距离，单位为米；A
左中
为左侧斗轮机回转中心点在X数轴的投影点到左侧斗轮机光电编码器所在行走轮在X数轴的投影点之间的距离，单位为米，该参数为常数；A
右中
为右侧斗轮机回转中心点在X数轴的投影点到右侧斗轮机光电编码器所在行走轮在X数轴的投影点之间的距离，单位为米，该参数为常数；L
左臂
为左侧斗轮机悬臂臂架头部到回转中心的距离，单位为米；L
右臂
为右侧斗轮机悬臂臂架头部到回转中心的距离，单位为米；α
左初
为左侧斗轮机防干涉初始角度，单位为度；α
右初
为右侧斗轮机防干涉初始角度，单位为度；α
左终
为左侧斗轮机悬臂最大回转角度，即防干涉终止角，单位为度；α
右终
为右侧斗轮机悬臂最大回转角度，即防干涉终止角，单位为度；C
左前偏
为左侧斗轮机悬臂头部在防干涉初始角位置向X数轴的投影点往大车行走前进方向给出的偏移距离，该数值为常数，单位为米；C
左后偏
为左侧斗轮机悬臂头部在防干涉终止角位置向X数轴的投影点往大车行走后退方向给出的偏移距离，该数值为常数，单位为米；C
右前偏
为右侧斗轮机悬臂头部在防干涉初始角位置向X数轴的投影点往大车行走前进方向给出的偏移距离，该数值为常数，单位为米；C
右后偏
为右侧斗轮机悬臂头部在防干涉终止角位置向X数轴的投影点往大车行走后退方向给出的偏移距离，该数值为常数，单位为米；其中，C
左前偏
、C
左后偏
、C
右前偏
、C
右后偏
用于调整悬臂上各点的投影值使之能够处在计算和控制的范围内；步骤1.3确定两台斗轮机悬臂臂架是否处于防干涉数据区间当两侧斗轮机悬臂臂架在X数轴上面形成的这两个数据区间范围[D
左前
，D
左后
]和[D
右前
，D
右后
]存在相交的时候，判定悬臂臂架存在干涉的可能。3.根据权利要求2所述的防止平行轨道斗轮机臂架干涉的计算和控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤2.1，确定两台斗轮机悬臂臂架在当前位置向X数轴的投影区间通过将两台斗轮机悬臂臂架在当前回转角度向X数轴投影，获得下面两个区间范围：左侧斗轮机悬臂臂架在当前位置向X数轴投影的区间范围[F
左前
，F
左后
]
ꢀꢀ
(7)右侧斗轮机悬臂臂架在当前位置向X数轴投影的区间范围[F
右前
，F
右后
]
ꢀꢀ
(8)[F
左前
，F
左后
]、[F
右前
，F
右后
]中的各个端点参数通过下列公式计算得到：F
左前
＝X
左光
+A
左中
+L
左臂
×
COSα
左
+E
左前偏
ꢀꢀꢀ
(9)F
左后
＝X
左光
+A
左中
+L
左臂
×
COSα
左
‑
E
左后偏
ꢀꢀꢀ
(10)F
右前
＝X
右光
+A
右中
+L
右臂
×
COSα
右
+E
右前偏
ꢀꢀꢀ
(11)F
右后
＝X
右光
+A
右中
+L
右臂
×
COSα
右
‑
E
右后偏
ꢀꢀ
(12)公式(9)、(10)、(11)、(12)中：F
左前
为左侧斗轮机悬臂臂架头部在当前回转角度位置向X数轴投影获得的投影点向大车前进方向偏移后到数轴零点的距离，单位为米；F
左后
为左侧斗轮机悬臂臂架头部在当前回转角度位置向X数轴投影获得的投影点向大
车后退方向偏移后到数轴零点的距离，单位为米；F
右前
为右侧斗轮机悬臂臂架头部在当前回转角度位置向X数轴投影获得的投影点向大车前进方向偏移后到数轴零点的距离，单位为米；F
右后
为右侧斗轮机悬臂臂架头部在当前回转角度位置向X数轴投影获得的投影点向大车后退方向偏移后到数轴零点的距离，单位为米；X
左光
为左侧斗轮机光电编码器所在行走轮在X坐标轴的投影点到数轴零点的距离，单位为米；X
右...

【专利技术属性】
技术研发人员：米多，张立建，林丽，王涛，郭思远，赵锋，于关田，赵丹，唐连吉，张志强，
申请(专利权)人：中国电建集团长春发电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：