CN108203054A - 一种适用于联合储库物料转运自动驾驶行车 - Google Patents

Abstract

一种适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，它包括行车***、地面***和远程操作***，所述行车***包括行车桥架，行车桥架上设有大车轨道；大车轨道上为设有大车滚轮的大车，在大车上设有读码器，在大车上方设有小车轨道，在小车轨道上为设有小车，在大车轨道、小车轨道上均设有光码尺，在大车上设有大车电机，在小车上设有小车电机、卷筒电机、钢丝绳卷筒，抓斗通过钢丝绳与卷筒电机、钢丝绳卷筒配合连接，还包括控制器；本发明能解决现有长期用于吊运仓库、厂房、料场等环境中大型物料的行车，需要由专业操作人员在驾驶室中进行操作，运行机构的自动化程度停留在较低水平的技术问题。

Description

一种适用于联合储库物料转运自动驾驶行车

技术领域

本发明属于先进制造与自动化领域，具体涉及建材、冶金等行业的一种适用于联合储库物料转运自动驾驶行车。

背景技术

行车长期用于吊运仓库、厂房、料场等环境中的大型物料，由专业操作人员在驾驶室中对运行***进行控制，运行机构的自动化程度一直停留在较低的水平。又由于采用转子串电阻调速、摩擦式制动器等落后的传动方式，存在控制精度差、能耗高、噪音大等缺点。直到21世纪之初，行车的应用领域的不断扩展，包括人类无法进入的高福射、高污染环境中；另一方面，随着未来工厂和仓储自动化、高效化理念的兴起，行车及其类似产品成为自动化生产线上必不可缺的设备。传统的行车效率低、能耗高，噪音大，***复杂，自动化程度低，其定位准确度完全依赖驾驶员的熟练程度。在工业4.0时代即将到来的大背景下，这种起重机的性能显然已无法满足生产和安全要求，尤其是在联合储库复杂无序的工艺环境中，无人驾驶的自动化化行车的研制更是势在必行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供的一种适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，它能解决现有长期用于吊运仓库、厂房、料场等环境中大型物料的行车，需要由专业操作人员在驾驶室中进行操作，运行机构的自动化程度停留在较低水平的技术问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，它包括行车***、地面***和远程操作***，行车***包括行车桥架，行车桥架上设有大车轨道；大车轨道上为设有大车滚轮的大车，在大车上设有读码器，在大车上方设有小车轨道，在小车轨道上设有小车，在小车上设有第二读码器以及第三读码器，在大车轨道、小车轨道上均设有光码尺，在大车上设有大车电机，在小车上设有小车电机、卷筒电机、钢丝绳卷筒，抓斗通过钢丝绳与卷筒电机、钢丝绳卷筒配合连接，包括控制器，控制器的输入端与第一读码器、第二读码器、第三读码器连接，控制器的输出端与大车电机、小车电机、卷筒电机的受控端连接，第三读码器与编码盘配合连接，编码盘设置在钢丝绳卷筒上；

地面***包括料仓、储库，在料仓上设置料位检测装置，在储库上设有3D扫描建模装置；

远程操作***的控制端与控制器的受控端连接。

上述料仓至少设置1个，储库中至少设置1个料池，行车***桥架在储库上方。

上述料位检测装置用于实时监测料仓的料位。

上述料仓包括立柱，料位检测装置设置在立柱上。

上述料位检测装置为雷达扫描仪。

上述料池与料池之间设有砌墙，所述3D扫描建模装置设置在储库上方，用于对料池内部进行扫描。

在连续生产进行取料、运料以及放料时，采用以下步骤：

1）通过料位检测装置监测料仓的料位，当料仓达到低限位位置时，将信号传给远程操作***；

2）远程操作***根据3D扫描建模装置检测的数据以及库区行车的位置或人为设置区域，给行车发出作业指令；

3）大车、小车根据步骤2）中的作业指令移动，在大车、小车移动到储库附近指定位置后，控制器控制抓斗在目标料池内进行物料的抓取；

4）在物料抓取结束后，大车、小车据步骤2）中的作业指令移动，并将抓斗移动至指定料仓附近，随后抓斗进行放料作业；

5）重复以上步骤，直到料仓雷达料位计监测料仓到达高限位位置；将信号转给中控室DCS监控中心，综合管理***给行车设备发出作业指令，行车抓斗运动至指定位置，停止取料。

上述控制器为PLC控制器。

上述远程操作***为DCS控制***。

在非连续生产或其它特殊情况下，由工作人员手动通过远程操作***发送作业指令控制行车动作。

采用上述结构，本发明提供了一套无人驾驶的自动化行车方案，能提高仓库、厂房、料场中的自动化程度，摆脱对驾驶员熟练程度的束缚，提高了行车效率，降低了人工成本。

附图说明

图1为本发明自动驾驶行车主视图；

图2为本发明自动驾驶行车左视图；

图3为本发明抓斗结构示意图；

图4为本发明储库综合布置图；

图5为本发明储库结构示意图；

图6为本发明激光扫描轮廓图；

图7为本发明库区综合管理***功能框图；

图8为本发明中料仓的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，它包括行车***、地面***和远程操作***，所述行车***包括行车桥架1，行车桥架1上设有大车轨道11；大车轨道11上为设有大车滚轮21的大车2，在大车2上设有读码器22，在大车上方设有小车轨道31，在小车轨道上设有小车3，在小车3上设有第二读码器32以及第三读码器43，在大车轨道11、小车轨道31上均设有光码尺，在大车2上设有大车电机23，在小车3上设有小车电机33、卷筒电机41、钢丝绳卷筒4，抓斗44通过钢丝绳与卷筒电机41、钢丝绳卷筒4配合连接，包括控制器，控制器的输入端与第一读码器22、第二读码器32、第三读码器43连接，控制器的输出端与大车电机23、小车电机33、卷筒电机41的受控端连接，第三读码器43与编码盘42配合连接，编码盘42设置在钢丝绳卷筒4上。

其中，第一读码器22与光码尺、控制器配合能实现大车的位置定位；光码尺分为第一光码尺111和第二光码尺311，第一光码尺111设置在大车轨道上，第二光码尺311设置在小车轨道上，第二读码器32与第二光码尺311、控制器配合能实现小车的位置定位。

通过第三读码器43与编码盘42、控制器、卷筒电机41、钢丝绳卷筒4配合能很好的获知抓斗44的状态，并对抓斗44进行控制。

具体的，大车电机23、小车电机33、卷筒电机41均为变频电机，控制器优选PLC控制器，这样控制器能更好的与变频电机配合工作。

将大车轨道与小车轨道设置为相互垂直的结构，通过三个读码器能实现x,y,z三个方向上的定位。

地面***包括料仓5、储库6，在料仓5上设置料位检测装置51，在储库6上设有3D扫描建模装置62；

其中，料位检测装置与控制器连接，料位检测装置能很好的监测料仓5中物料的量，3D扫描建模装置62用于对储库6中的物料进行3D扫描建模，控制器收集3D扫描建模数据，并将数据传输给远程操作***，便于远程操作***给行车***下发正确指令，如：从一个目标位置（大车位置、小车位置、物料高度）抓物料去下一个目标位置（根据需求物料品种及该物料激光扫描轮廓最高点）。

3D扫描建模装置62可选择激光扫描装置。

远程操作***的控制端与控制器的受控端连接。

所述料仓5至少设置1个，储库6中至少设置1个料池61，行车***桥架在储库6上方。

所述料位检测装置51用于实时监测料仓5的料位。

所述料仓5包括立柱，料位检测装置51设置在立柱上。

所述料位检测装置51为雷达扫描仪。

所述料池61与料池之间设有砌墙，所述3D扫描建模装置设置在储库6上方，用于对料池61内部进行扫描。

在连续生产进行取料、运料以及放料时，采用以下步骤：

1）通过料位检测装置51监测料仓5的料位，当料仓达到低限位位置时，将信号传给远程操作***；

2）远程操作***根据3D扫描建模装置检测的数据以及库区行车的位置或人为设置区域，给行车发出作业指令；

3）大车2、小车3根据步骤2中的作业指令移动，在大车2、小车3移动到储库6附近指定位置后，控制器控制抓斗44在目标料池61内进行物料的抓取；

4）在物料抓取结束后，大车2、小车3据步骤2中的作业指令移动，并将抓斗44移动至指定料仓5附近，随后抓斗44进行放料作业；

5）重复以上步骤，直到料仓5雷达料位计51监测料仓到达高限位位置；将信号转给中控室DCS监控中心，综合管理***给行车设备发出作业指令，行车抓斗44运动至指定位置，停止取料。

所述远程操作***为DCS控制***。

在非连续生产或其它特殊情况下，由工作人员手动通过远程操作***发送作业指令控制行车动作。

采用这种结构，连续生产时，料仓5雷达料位计51监测料仓料位，料仓达到低限位位置时，将信号转给中控室DCS控制***；中控室DCS控制***自动发送作业指令至远程操作综合管理***；综合管理***根据联合储库激光扫描仪64的检测***的数据以及库区行车的位置或人为设置区域，给行车发出作业指令（如：从一个目标位置（大车位置、小车位置、物料高度）抓物料去下一个目标位置（根据需求物料品种及该物料激光扫描轮廓最高点））；行车根据指令自动跑大车2、小车3运行到第一个目标位置（大车、小车自动运行到位，抓斗处于安全停止位置），***通过各物料的区域在大车2光码尺对应区段位置甄别物料种类（硅石、铁粉、砂岩），当大车2、小车3机构行走到位后，抓斗44自动下降开闭斗进行物料抓取；抓取物料后抓斗自动上升到安全高度，大车2、小车3自动运行到下一个目标位置（料斗上方）；抓斗下降到合适安全高度进行放料。自动开闭斗放料完成后，抓斗自动上升到安全高度；重复以上步骤，直到料仓5雷达料位计51监测料仓到达高限位位置；将信号转给中控室DCS控制***，综合管理***给行车设备发出作业指令，行车抓斗44运动至指定位置，停止取料。以上过程任一环节出现故障或其它异常情况，综合管理***均给行车设备发出作业指令，行车抓斗44运动至指定位置，停止取料。非连续生产或其它特殊情况下，由中控室DCS控制***手动发送作业指令至综合管理***控制行车动作。

Claims (10)

1.一种适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，它包括行车***、地面***和远程操作***，所述行车***包括行车桥架（1），行车桥架（1）上设有大车轨道（11）；大车轨道（11）上为设有大车滚轮（21）的大车（2），在大车（2）上设有读码器（22），在大车上方设有小车轨道（31），在小车轨道上设有小车（3），在小车（3）上设有第二读码器（32）以及第三读码器（43），在大车轨道（11）、小车轨道（31）上均设有光码尺，在大车（2）上设有大车电机（23），在小车（3）上设有小车电机（33）、卷筒电机（41）、钢丝绳卷筒（4），抓斗（44）通过钢丝绳与卷筒电机（41）、钢丝绳卷筒（4）配合连接，其特征在于：包括控制器，控制器的输入端与第一读码器（22）、第二读码器（32）、第三读码器（43）连接，控制器的输出端与大车电机（23）、小车电机（33）、卷筒电机（41）的受控端连接，第三读码器（43）与编码盘（42）配合连接，编码盘（42）设置在钢丝绳卷筒（4）上；

地面***包括料仓（5）、储库（6），在料仓（5）上设置料位检测装置（51），在储库（6）上设有3D扫描建模装置（62）；

远程操作***的控制端与控制器的受控端连接。

2.根据权利要求1所述的适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，其特征在于：所述料仓（5）至少设置1个，储库（6）中至少设置1个料池（61），行车***桥架在储库（6）上方。

3.根据权利要求2所述的适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，其特征在于：所述料位检测装置（51）用于实时监测料仓（5）的料位。

4.根据权利要求3所述的适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，其特征在于：所述料仓（5）包括立柱，料位检测装置（51）设置在立柱上。

5.根据权利要求4所述的适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，其特征在于：所述料位检测装置（51）为雷达扫描仪。

6.根据权利要求2所述的适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，其特征在于：所述料池（61）与料池之间设有砌墙，所述3D扫描建模装置设置在储库（6）上方，用于对料池（61）内部进行扫描。

7.根据权利要求2所述的适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，其特征在于，连续生产进行取料、运料以及放料时，采用以下步骤：

1）通过料位检测装置（51）监测料仓（5）的料位，当料仓达到低限位位置时，将信号传给远程操作***；

2）远程操作***根据3D扫描建模装置检测的数据以及库区行车的位置或人为设置区域，给行车发出作业指令；

3）大车（2）、小车（3）根据步骤2）中的作业指令移动，在大车（2）、小车（3）移动到储库（6）附近指定位置后，控制器控制抓斗（44）在目标料池（61）内进行物料的抓取；

4）在物料抓取结束后，大车（2）、小车（3）据步骤2）中的作业指令移动，并将抓斗（44）移动至指定料仓（5）附近，随后抓斗（44）进行放料作业；

5）重复以上步骤，直到料仓（5）雷达料位计（51）监测料仓到达高限位位置；将信号转给中控室DCS监控中心，综合管理***给行车设备发出作业指令，行车抓斗（44）运动至指定位置，停止取料。

8.根据权利要求1或2或7所述的适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，其特征在于：所述控制器为PLC控制器。

9.根据权利要求1或2或7所述的适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，其特征在于：所述远程操作***为DCS控制***。

10.根据权利要求7所述的适用于联合储库物料转运自动驾驶行车，其特征在于：在非连续生产或其它特殊情况下，由工作人员手动通过远程操作***发送作业指令控制行车动作。