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原文传递一种斗轮机悬臂角度控制方法

专利名称：	一种斗轮机悬臂角度控制方法
摘要：	本发明涉及斗轮机取料领域，特别是涉及一种斗轮机悬臂角度控制方法，包括：步骤一：获取料堆的三维模型，将料堆的三维模型划分为多层待取区域，确定待取料层的取料切入点；步骤二：根据取料切入点的位置数据得到斗轮机位置、悬臂的俯仰角度和回转角度，保持悬臂的俯仰角度不变，按照预设方向旋转，实时判断斗轮是否到达取料边界，若到达取料边界，进行步骤三，若没有到达取料边界，控制悬臂继续按照预设方向旋转；步骤三：使悬臂的俯仰角度下降到预设俯仰角度，按预设方向的相反方向回转，进行下一层的取料。该方法解决了现有斗轮机取料过程中会出现空扫或取料不完全的现象，人为控制悬臂俯仰角度、回转角度，增大工作人员的劳动强度问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	华能国际电力江苏能源开发有限公司;华能南京金陵发电有限公司
发明人：	程延光;杨玮峰;吴刚;唐伟;陈锡松;倪兴旺
专利状态：	有效
申请日期：	2022-08-30T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202211060485.4
公开号：	CN115557263A
代理机构：	北京睿博行远知识产权代理有限公司
代理人：	林再颐
分类号：	B65G65/00;B65G65/04;B65G65/16;B;B65;B65G;B65G65;B65G65/00;B65G65/04;B65G65/16
申请人地址：	210034 江苏省南京市鼓楼区燕江路201号-3幢;
主权项：	1.一种斗轮机悬臂角度控制方法，其特征在于，包括：步骤一：获取料堆的三维模型，将料堆的三维模型划分为多层待取区域，确定待取料层的取料切入点，所述取料切入点为在待取区域内距离斗轮机初始位置的最近点；步骤二：根据取料切入点的位置数据得到斗轮机位置、悬臂的俯仰角度和回转角度，将斗轮移动到取料切入点，保持悬臂的俯仰角度不变，按照预设方向旋转，实时判断斗轮是否到达取料边界，若到达取料边界，进行步骤三，若没有到达取料边界，使斗轮机向料堆方向前进预设距离，控制悬臂继续按照预设方向旋转，直至斗轮到达取料边界；步骤三：使悬臂的俯仰角度下降到预设俯仰角度，按预设方向的相反方向回转，按照步骤二进行下一层的取料，直到最底层取料层完成取料。 2.如权利要求1所述的斗轮机悬臂角度控制方法，其特征在于，在步骤二中根据取料切入点的位置数据得到斗轮机位置、悬臂的俯仰角度和回转角度，具体为：获取取料切入点的位置数据得到水平面二维坐标，记为点A(x，y)，其中水平面二维坐标系中的原点为斗轮机初始位置，以斗轮机运行轨道方向为X轴，垂直于X轴方向的为Y轴；根据以下公式计算悬臂的俯仰角度，令悬臂的俯仰角度为α：其中，HA为取料切入点A到地面的距离，H为悬臂的俯仰中心点到地面的距离，L为悬臂的俯仰中心点到斗轮的长度；根据以下公式计算悬臂的回转角度，令悬臂的回转角度为θ：根据以下公式计算斗轮机的位置D： D＝x+L·cosα·cosθ 3.如权利要求1所述的斗轮机悬臂角度控制方法，其特征在于，在步骤二中悬臂的俯仰角度不变，按照预设方向旋转，实时判断斗轮是否到达取料边界，具体为：根据步骤一中煤堆的三维模型确定取料边界的位置数据信息，所述取料边界由若干点组成，获取取料边界内若干点的水平二维坐标，计算出取料边界内任意两点的距离，并计算其平均值为Z，根据平均值Z设定平均值误差区间(Z1，Z2)；斗轮与待取料层相交于点P1，获取点P1的水平二维坐标，计算点P1与取料边界内任意点的距离s1，若s1处于平均值误差区间内，则判断斗轮到达取料边界，若s1不处于平均值误差区间内，则判断斗轮没有到达取料边界。 4.如权利要求1所述的斗轮机悬臂角度控制方法，其特征在于，所述方法还包括对悬臂的俯仰角度进行校验，具体为：悬臂上安装有两套不同的俯仰定位装置，两套俯仰定位装置可实时检测悬臂的俯仰角度，对两套俯仰定位装置采集的角度进行作差，得到差值Q1，并设定(a1，b1)为第一差值区间、(c1，d1)为第二差值区间、(e1，f1)为第三差值区间，其中b1≤c1，d1≤e1，若差值Q1处于第一差值区间(a1，b1)时，则两套俯仰定位装置采集的角度差值处于正常差值范围内，悬臂正常运行；若差值Q1处于第二差值区间(c1，d1)时，则两套俯仰定位装置采集的角度差值处于正常差值范围边界，悬臂降低速度运行；若差值Q1处于第三差值区间(e1，f1)时，则两套俯仰定位装置采集的角度差值处于正常差值范围之外，悬臂暂停运行；若两套俯仰定位装置检测悬臂的俯仰角度到达俯仰角度阈值时，悬臂暂停运行，所述俯仰角度阈值为在斗轮机取料时的最大俯仰角度。 5.如权利要求1所述的斗轮机悬臂角度控制方法，其特征在于，所述方法还包括对悬臂的回转角度进行校验，具体为：悬臂上安装有两套不同的回转定位装置，两套回转定位装置可实时检测悬臂的回转角度，对两套回转定位装置采集的角度进行作差，得到差值Q2，并设定(a2，b2)为第四差值区间、(c2，d2)为第五差值区间、(e2，f2)为第六差值区间，其中b2≤c2，d2≤e2，若差值Q2处于第四差值区间(a2，b2)时，则两套回转定位装置采集的角度差值处于正常差值范围内，悬臂正常运行；若差值Q2处于第五差值区间(c2，d2)时，则两套回转定位装置采集的角度差值处于正常差值范围边界，悬臂降低速度运行；若差值Q2处于第六差值区间(e2，f2)时，则两套回转定位装置采集的角度差值处于正常差值范围之外，悬臂暂停运行；若两套回转定位装置检测悬臂的回转角度到达回转角度阈值，悬臂暂停运行，所述回转角度阈值为在斗轮机取料时的最大回转角度。 6.如权利要求1所述的斗轮机悬臂角度控制方法，其特征在于，在步骤三中所述方法还包括悬臂按预设方向的相反方向回转之前，使悬臂回转预设角度，具体为：所述回转预设角度根据悬臂的俯仰角度确定，设定悬臂的俯仰角度分别为：α1为第一俯仰角度、α2为第二俯仰角度、α3为第三俯仰角度，其中α1＞α2＞α3，设定回转预设角度β1为第一预设角度、β2为第二预设角度、β3为第三预设角度，其中β1＞β2＞β3；当悬臂的俯仰角度为第一俯仰角度α1时，设定回转预设角度为第三预设角度β3；当悬臂的俯仰角度为第二俯仰角度α2时，设定回转预设角度为第二预设角度β2；当悬臂的俯仰角度为第三俯仰角度α3时，设定回转预设角度为第一预设角度β1。 7.如权利要求1所述的斗轮机悬臂角度控制方法，其特征在于，所述方法还包括在悬臂按照预设方向旋转时，根据悬臂的回转角度调节回转速度，具体为：设定回转速度V1为第一回转速度、V2为第二回转速度、V3为第三回转速度，其中V1＞V2＞V3，设定回转角度θ1为第一回转角度、θ2为第二回转角度、θ3为第三回转角度，其中θ1＜θ2＜θ3；实时获取的回转角度为第一回转角度θ1时，选定回转速度为第三回转速度V3；实时获取的回转角度为第二回转角度θ2时，选定回转速度为第二回转速度V2；实时获取的回转角度为第三回转角度θ3时，选定回转速度为第一回转速度V1。 8.如权利要求1所述的斗轮机悬臂角度控制方法，其特征在于，在步骤三之前，所述方法还包括：实时采集待取区域的堆形数据，根据实时的料堆形状，调整悬臂的预设俯仰角度。 9.如权利要求1所述的斗轮机悬臂角度控制方法，其特征在于，所述方法还包括检测悬臂和斗轮机行走轨道周围与障碍物的距离，若障碍物距离超过安全距离发送预警信号，具体为：预设障碍物距离为d，根据悬臂与斗轮机所在位置实时测量安全距离，并设定D1为第一安全距离，D2为第二安全距离，D3为第三安全距离，且D1＞D2＞D3；当d＞D1时，障碍物距离大于第一安全距离，不发送预警信号；当D2＜d＜D1，障碍物距离处于第一安全距离与第二安全距离之间，发送一般预警信号；当D3＜d＜D2，障碍物距离处于第二安全距离与第三安全距离之间，发送重要预警信号；当d＜D3，障碍物距离小于第三安全距离，发送紧急预警信号。 10.如权利要求1-9中任一项所述的斗轮机悬臂角度控制方法，还包括一种斗轮机悬臂角度控制系统，其特征在于，包括：激光扫描装置，设置在悬臂的一侧，用于获取料堆的三维模型从而确定取料切入点、取料边界的位置数据；料堆数据库，用于存储料堆上各个关键点的三维坐标，所述关键点包括取料切入点、取料边界点，所述三维坐标是根据料堆形状实时变化的；校验模块，用于采用不同的定位装置实时获取所述悬臂回转角度和俯仰角度，对不同的定位装置获取的悬臂回转角度和俯仰角度进行校验，所述定位装置包括绝对值编码定位装置、非接触式俯仰定位装置、非接触式回转定位装置；控制模块，用于连接所述料堆数据库和所述校验模块，实时检测悬臂角度并发送控制信号。