基于北斗定位的装载机加料监控方法、控制装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于北斗定位的装载机加料监控方法、控制装置及系统，包括：S1、实时接收称重传感器测量的铲斗中石料的重量数据；S2、判断实时的重量数据是否处于减小状态，若是，则转步骤S3；S3、获取多个施工桩孔中被选中的桩孔；S4、根据所述工桩信息获得加料范围；S5、获得铲斗中心的坐标位置；S6、判断所述坐标位置是否处于加料范围，若否，则发出报警提示。本发明专利技术结合了北斗定位模块和装载机称重模块，并通过无线方式将上述模块的输出接入PC，进行数据的记录与比对，绘制装载机在整个施工过程中的轨迹图。并将装载机加料的位置与实际孔位进行比较，判断是否处于允许的加料半径内。对于不满足的加料点位，给出报警提示信息。给出报警提示信息。给出报警提示信息。

【技术实现步骤摘要】
基于北斗定位的装载机加料监控方法、控制装置及系统


[0001]本专利技术涉及振冲施工
，具体涉及基于北斗定位的装载机加料监控方法、控制装置及系统。

技术介绍

[0002]现有的振冲碎石桩施工，对于孔口填料施工工法，常采用装载机完成碎石的填料操作。此操作通常分为2种模式：1、孔口安置料斗，装载机给料斗加料，再通过料斗完成孔口填料过程；2、装载机直接完成孔口填料过程。因第二种模式操作更经济、高效，被更广泛的采用。目前对于此种填料操作，早期的监测系统对填料过程的监控多在于填料量以及留振时间的监控，其控制系统控制程度并不是很高，也难免出现一些人为的因素，影响工程质量，导致偷工减料的隐患；第二，监测参数较少，无法对施工异常的桩孔进行标记，因此有必要监控回填料质量,以满足后期振冲处理对填料的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供基于北斗定位的装载机加料监控方法、控制装置及系统，结合了北斗定位模块和装载机称重模块，并通过无线方式将上述模块的输出接入PC，进行数据的记录与比对，绘制装载机在整个施工过程中的轨迹图。并将装载机加料的位置与实际孔位进行比较，判断是否处于允许的加料半径内。对于不满足的加料点位，给出报警提示信息。用以解决现有振冲施工过程中对填料监控程度不高的问题。
[0004]基于北斗定位的装载机加料监控方法，具体包括以下步骤：
[0005]S1、获取多个施工桩孔中被选中的桩孔；
[0006]S2、计算所述桩孔的加料范围；
[0007]S3、实时接收称重传感器测量的铲斗中石料的重量数据；
[0008]S4、获得铲斗中心的坐标位置；
[0009]S5、根据所述实时重量数据、铲斗中心的坐标位置与所述桩孔的加料范围进行判定：
[0010]当实时的重量数据处于减小状态且所述铲斗中心的坐标位置未处于所述桩孔的加料范围时，发出报警提示。
[0011]进一步地，所述铲斗中心的坐标位置为基于地心坐标系的坐标位置，具体包括以下步骤：
[0012]接收定位天线发送的坐标位置(Xd，Yd，Zd)；
[0013]接收定向天线发送的坐标位置(Xo，Yo，Zo)；
[0014]将所述坐标位置(Xd，Yd，Zd)、坐标位置(Xo，Yo，Zo)沿Z轴方向进行平行投影变换获得二维坐标位置(Xd，Yd)、(Xo，Yo)；
[0015]根据所述坐标位置(Xd，Yd)、坐标位置(Xo，Yo)计算得到航向角α；
[0016]根据所述定位天线的坐标位置(Xd，Yd)、航向角α以及测量得到的定位天线与铲斗
中心之间的垂直距离l、补偿角度θ，计算铲斗中心的坐标位置。
[0017]进一步地，所述补偿角度β为：
[0018]将装载机沿Z轴方向进行平行投影，获得二维装载机图形；
[0019]将定位天线与定向天线形成的线段确定为L1；
[0020]将定位天线与铲斗中心形成的线段确定为L2；
[0021]将L1与L2之间的夹角确定为补偿角度θ。
[0022]进一步地，所述补偿夹角θ满足：cosθ＝(a2+l2
‑
b2)/2al，其中：a为定位天线、定向天线之间的距离；l为定位天线、铲斗中心之间的距离；b为定向天线、铲斗中心之间的距离。
[0023]进一步地，铲斗中心的坐标位置(Xbucket，Ybucket)，具体包括以下步骤：
[0024]根据坐标位置Xd、航向角α以及定位天线与铲斗中心之间的垂直距离l、补偿角度θ，计算铲斗中心的X坐标值：Xbucket＝Xd+l*sin(θ+α)；
[0025]根据坐标位置Yd、航向角α以及定位天线与铲斗中心之间的垂直距离l、补偿角度θ，计算铲斗中心的Y坐标值：Ybucket＝Yd+l*cos(θ+α)。
[0026]进一步地，桩孔的坐标位置(XK，YK)，所述加料范围为以待填料的设计孔位的坐标位置为圆心，以半径为r的圆形区域。
[0027]进一步地，所述铲斗中心的坐标位置未处于所述桩孔的加料范围，具体包括以下步骤：
[0028]判断所述铲斗中心的坐标位置(Xbucket，Ybucket)是否处于所述加料范围内；
[0029]若是，则记录当前铲斗中心的坐标位置(Xbucket，Ybucket)及石料的重量数据；
[0030]若否，则提示当前加料位置不在允许加料范围内。
[0031]进一步地，还包括，当加料完成时，输出装载机的轨迹曲线，并对轨迹曲线上不在加料范围内的加料位置进行标记。
[0032]基于北斗定位的装载机加料监控控制装置，包括：
[0033]一个或多个处理器；
[0034]存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现所述的基于北斗定位的装载机加料监控方法。
[0035]基于北斗定位的装载机加料监控系统，包括：
[0036]沿平行于装载机中轴线方向布设在装载机顶部的定向天线、定位天线；
[0037]设置在装载机料斗底部的称重传感器，用于测量铲斗中石料的重量数据，并将其发送至控制器；
[0038]还包括设置在装载机上的控制器、GPS接收终端；
[0039]所述定向天线安装在靠近铲斗的位置，用于定位当前装载机所在位置的坐标位置(Xo，Yo，Zo)，并将其发送到GPS接收终端；
[0040]所述定位天线安装在远离铲斗的位置，用于定位当前装载机所在位置的坐标位置(Xd，Yd，Zd)，并将其发送到GPS接收终端；
[0041]所述控制器与称重传感器连接，并通过GPS接收终端分别与定向天线、定位天线连接，用于接收重量数据、坐标位置(Xo，Yo，Zo)、坐标位置(Xd，Yd，Zd)并进行监控。
[0042]本专利技术具有的有益效果：
[0043]1、本研究的目的是研制基于北斗定位的装载机加料监控系统，将其安装在装载机上，根据振冲碎石桩施工工艺要求，对施工过程中影响填料过程的主要因素进行实时、客观监控和记录.在施工过程中，如果有关参数未达到设定的要求(不满足的加料点位)，及时报警，提醒施工人员按要求操作，保证每一条振冲碎石桩的填料工艺满足施工工艺要求.施工过程的记录可为现场管理及监理人员提供有效的技术手段，及时发现不规范的施工，使整体施工质量都处于监控之中，因此，基于北斗定位的装载机加料监控系统是振冲碎石桩填料施工质量保证的手段；
[0044]2、本系统可采用单片微机为控制系统核心，以保证装置的可靠性、体积、操作灵活性能适应施工现场的要求.本系统操作简单，实时监控施工填料流程操作，以保证填料过程的完整性，填料数据自动采集与记录，避免了人工记录方式的弊病，可通过记录对填料施工质量进行客观的判断，从而为振冲碎石桩施工过程质量控制提供一种有效的监控手段。
附图说明
[0045]图1为本专利技术的加料监控方法示意图；
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于北斗定位的装载机加料监控方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、获取多个施工桩孔中被选中的桩孔；S2、计算所述桩孔的加料范围；S3、实时接收称重传感器测量的铲斗中石料的重量数据；S4、获得铲斗中心的坐标位置；S5、根据所述实时重量数据、铲斗中心的坐标位置与所述桩孔的加料范围进行判定：当实时的重量数据处于减小状态且所述铲斗中心的坐标位置未处于所述桩孔的加料范围时，发出报警提示。2.根据权利要求1所述的基于北斗定位的装载机加料监控方法，其特征在于，所述铲斗中心的坐标位置为基于地心坐标系的坐标位置，具体包括以下步骤：接收定位天线发送的坐标位置(Xd，Yd，Zd)；接收定向天线发送的坐标位置(Xo，Yo，Zo)；将所述坐标位置(Xd，Yd，Zd)、坐标位置(Xo，Yo，Zo)沿Z轴方向进行平行投影变换获得二维坐标位置(Xd，Yd)、(Xo，Yo)；根据所述坐标位置(Xd，Yd)、坐标位置(Xo，Yo)计算得到航向角α；根据所述定位天线的坐标位置(Xd，Yd)、航向角α以及测量得到的定位天线与铲斗中心之间的垂直距离l、补偿角度θ，计算铲斗中心的坐标位置。3.根据权利要求2所述的基于北斗定位的装载机加料监控方法，其特征在于，所述补偿角度β为：将装载机沿Z轴方向进行平行投影，获得二维装载机图形；将定位天线与定向天线形成的线段确定为L1；将定位天线与铲斗中心形成的线段确定为L2；将L1与L2之间的夹角确定为补偿角度θ。4.根据权利要求3所述的基于北斗定位的装载机加料监控方法，其特征在于，所述补偿夹角θ满足：cosθ＝(a2+l2
‑
b2)/2al，其中：a为定位天线、定向天线之间的距离；l为定位天线、铲斗中心之间的距离；b为定向天线、铲斗中心之间的距离。5.根据权利要求3所述的基于北斗定位的装载机加料监控方法，其特征在于，铲斗中心的坐标位置(Xbucket，Ybucket)，具体包括以下步骤：根据坐标位置Xd、航向角α以及定位天线与铲斗中心之间的垂直距离l、补偿角度θ，计算铲斗中心的X坐标值：Xbucket＝Xd+l*sin(θ+...

【专利技术属性】
技术研发人员：马斌，卢伟，陈涛，杜鹏侠，孙云飞，袁超义，李浩伟，梁兴龙，李萌，马科，汤勇军，梁存绍，高强，李联书，蒲平新，
申请(专利权)人：中电建振冲建设工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：