【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于螺旋卸船机，尤其涉及螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统及方法。
技术介绍
1、螺旋卸船机是以无挠性牵引构件的水平螺旋输送机、垂直螺旋输送机以及特制的取料装置为主要工作机构的卸船机械，它是一种高效连续型散货卸船机。螺旋卸船机主要由门架、转台、水平螺旋、垂直臂和喂料头等部分组成。其最大优点是作业过程在密闭状态下进行，无粉尘污染，外型和重量比其它连续卸船机小，但能耗大。一般主要用来卸煤、水泥、散粮、化肥、钾盐等散状物料。
2、现有的螺旋卸船机一般不具备防撞功能，导致在使用时垂直臂容易碰撞船舱壁或者障碍物，导致垂直臂损坏。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统及方法，能够避免垂直臂撞击船舱或障碍物，使得螺旋卸船机的作业更加高效安全。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：包括激光雷达和工控机，激光雷达的数量至少为三台，螺旋卸船机垂直臂左侧、右侧、海侧臂架的三个面上均至少设有一台激光雷达。
4、进一步地，激光雷达的扫描角度为160°～180°。
5、进一步地，防撞系统还包括清洗组件，清洗组件包括清洗控制器、清洗执行器和储液箱，工控机与清洗控制器相连接，清洗控制器与清洗执行器相连接，清洗执行器与储液箱相连接。
6、进一步地，清洗执行器的数量与激光雷达的
7、进一步地，清洗执行器设有脏污监测模块用于感知激光雷达的脏污状态。
8、本专利技术还公开了螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞方法，其特征在于包括如下步骤：
9、s1、激光雷达扫描获取船舱和船舱内物料的三维点云图数据；
10、s2、工控机内部运行的上位机软件对激光雷达扫描的数据进行识别并设置安全防护区域；
11、s3、垂直臂上的喂料头在扫描获得的船舱物料坐标范围内取料，取料时激光雷达扫描实时更新障碍物数据，当垂直臂移动靠近船舱壁或安全防护区域内的障碍物时，控制器发出指令做出对应的预警措施，避免垂直臂撞击障碍物。
12、进一步地，步骤s1中激光雷达扫描获取船舱和船舱内物料的三维点云图数据包括：
13、s11、对垂直臂上的激光雷达进行标定，获取相对于垂直臂上喂料头的位置；
14、s12、根据垂直臂俯仰和摆动角度的传感器数据，实时计算出垂直臂上喂料头相对于码头坐标系的位置；
15、s13、将垂直臂上激光雷达相对于喂料头的位置转换成码头坐标系下的位置；
16、s14、在螺旋卸船机进行自动化卸料之前，垂直臂在船舱口上方的水平运动，利用激光雷达扫描获取船舱和船舱内物料的三维扫描数据；
17、s15、将三维扫描数据通过上位机软件处理，获取船舱坐标信息、料堆坐标信息和障碍物坐标信息；
18、s16、根据三维扫描数据的坐标信息，生成自动化取料路径。
19、进一步地，码头坐标系采用北斗定位系统确定垂直臂上喂料头的坐标。
20、进一步地，步骤s2中，在安全防护区域内，根据安全距离阈值设置不同的防撞区域，防撞区域包括报警局域和急停区域。
21、进一步地，步骤s3中的预警措施包括，在司机驾驶室进行报警，并主动减速；或有碰撞威胁时直接通过工控机停止垂直臂的运动。
22、本专利技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
23、本专利技术通过在螺旋卸船机的垂直臂上设置至少三台激光雷达，能够对船舱、船舱内的物料和障碍物进行扫描，工控机内运行的上位机软件能够读取扫描的三维点云图数据，从而为垂直臂自动生成取料路径，避免垂直臂撞击船舱或障碍物，使得螺旋卸船机的作业更加高效安全。
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1.螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：包括激光雷达和工控机，所述激光雷达的数量至少为三台，螺旋卸船机垂直臂左侧、右侧、海侧臂架的三个面上均至少设有一台所述激光雷达。
2.根据权利要求1所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：所述激光雷达的扫描角度为160°～180°。
3.根据权利要求1所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：所述防撞系统还包括清洗组件，所述清洗组件包括清洗控制器、清洗执行器和储液箱，所述工控机与所述清洗控制器相连接，所述清洗控制器与所述清洗执行器相连接，所述清洗执行器与所述储液箱相连接。
4.根据权利要求3所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：所述清洗执行器的数量与所述激光雷达的数量相匹配。
5.根据权利要求4所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：所述清洗执行器设有脏污监测模块用于感知激光雷达的脏污状态。
6.螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞方法，其特征在于包括如下步骤：
7.据权利要
8.据权利要求7所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞方法，其特征在于：码头坐标系采用北斗定位系统确定垂直臂上喂料头的坐标。
9.据权利要求6所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞方法，其特征在于：步骤S2中，在安全防护区域内，根据安全距离阈值设置不同的防撞区域，防撞区域包括报警局域和急停区域。
10.据权利要求6所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞方法，其特征在于：步骤S3中的预警措施包括，在司机驾驶室进行报警，并主动减速；
...【技术特征摘要】
1.螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：包括激光雷达和工控机，所述激光雷达的数量至少为三台，螺旋卸船机垂直臂左侧、右侧、海侧臂架的三个面上均至少设有一台所述激光雷达。
2.根据权利要求1所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：所述激光雷达的扫描角度为160°～180°。
3.根据权利要求1所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：所述防撞系统还包括清洗组件，所述清洗组件包括清洗控制器、清洗执行器和储液箱，所述工控机与所述清洗控制器相连接，所述清洗控制器与所述清洗执行器相连接，所述清洗执行器与所述储液箱相连接。
4.根据权利要求3所述的螺旋卸船机自动取料时的垂直臂激光防撞系统，其特征在于：所述清洗执行器的数量与所述激光雷达的数量相匹配。
5.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷卓华，马文潇，曾凯，周莹，纪甫文，顾雯钧，
申请(专利权)人：浙江天新智能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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