本發(fā)明涉及取料控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于斗輪取料機的自動對垛的方法及裝置。

背景技術(shù)：

斗輪取料機作為現(xiàn)代化工業(yè)大宗散狀物料連續(xù)裝卸時使用的高效設(shè)備，廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、冶金、水泥、鋼鐵廠、焦化廠、儲煤廠、發(fā)電廠等散料(礦石、煤、焦碳、砂石)存儲料場的取料作業(yè)。斗輪取料機由斗輪機構(gòu)、行走機構(gòu)、俯仰機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、懸臂皮帶組成。工作時，由斗輪挖取物料放至懸臂皮帶，通過中心漏斗到達(dá)地面皮帶，最終送至終點。

在斗輪取料機取料作業(yè)前，需要首先按照作業(yè)計劃移動至相應(yīng)垛位，即對垛。為了提高作業(yè)效率及作業(yè)安全性，對于對垛有兩方面的要求，一方面要避免與料堆發(fā)生碰撞，另一方面要盡量靠近料堆，保證在取料指令下達(dá)后能夠盡快上料，提高工作效率。

圖1是對垛的示意圖。所謂對垛，是指在斗輪取料機在開始取料之前，使斗輪對準(zhǔn)料堆(即垛位)的操作過程。如圖1所示，為了使斗輪能夠挖取到物料，臂架1需要帶動斗輪2，使斗輪在不與料堆3發(fā)生碰撞的前替下盡量接觸到料堆3。

現(xiàn)有技術(shù)中，對垛操作由取料機司機手動控制，對垛位置由人眼進(jìn)行觀測，但受限于不同操作人員的操作水平以及惡劣天氣對視線的影響，往往難以在安全性及效率上達(dá)到平衡。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于斗輪取料機的自動對垛的方法及裝置，方法和裝置能夠在保證作業(yè)安全的情況下，盡可能地縮短對垛完成后的上料時間，提高工作效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于斗輪取料機的自動對垛的方法，該方法包括：在斗輪取料機向料堆行走對垛過程中檢測斗輪與料堆之間的距離；檢測斗輪的旋轉(zhuǎn)壓力；以及當(dāng)滿足以下至少一個條件時，使斗輪取料機停止對垛：所述距離小于預(yù)設(shè)安全距離，所述旋轉(zhuǎn)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時。

其中，所述預(yù)設(shè)壓力可以被設(shè)置為大于斗輪的空載壓力。

其中，該方法還可以包括：在行走對垛開始前，使斗輪取料機臂架的俯仰角和回轉(zhuǎn)角置零。

其中，該方法還可以包括：當(dāng)斗輪取料機臂架的俯仰角和回轉(zhuǎn)角置零后，使斗輪取料機行走至預(yù)設(shè)行走位置；以及當(dāng)所述斗輪取料機行走至預(yù)設(shè)行走位置時，使所述臂架回轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角，并使所述臂架俯仰至預(yù)設(shè)俯仰角。

其中，所述方法還可以包括：在使所述臂架回轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角，并使所述臂架俯仰至預(yù)設(shè)俯仰角之前，啟動斗輪。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種用于斗輪取料機的自動對垛的裝置，該裝置包括：距離檢測模塊，用于在斗輪取料機向料堆行走對垛過程中檢測斗輪與料堆之間的距離；壓力檢測模塊，用于檢測斗輪的旋轉(zhuǎn)壓力；以及對垛控制模塊，用于當(dāng)滿足以下至少一個條件時，使斗輪取料機停止對垛：所述距離小于預(yù)設(shè)安全距離，所述旋轉(zhuǎn)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時。

其中，所述預(yù)設(shè)壓力可以被設(shè)置為大于斗輪的空載壓力。

其中，該裝置還可以包括：俯仰控制模塊，用于在行走對垛開始前，使斗輪取料機臂架的俯仰角置零；以及回轉(zhuǎn)控制模塊，用于在行走對垛開始前，使斗輪取料機臂架的回轉(zhuǎn)角置零。

其中，該裝置還可以包括：行走控制模塊，用于當(dāng)斗輪取料機臂架的俯仰角和回轉(zhuǎn)角置零后，使斗輪取料機行走至預(yù)設(shè)行走位置；其中，所述斗輪取料機行走至預(yù)設(shè)行走位置時，所述回轉(zhuǎn)控制模塊使所述臂架回轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角，并且所述俯仰控制模塊使所述臂架俯仰至預(yù)設(shè)俯仰角。

其中，所述裝置還可以包括斗輪控制模塊，用于在使所述臂架回轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角，并使所述臂架俯仰至預(yù)設(shè)俯仰角之前，啟動斗輪。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠準(zhǔn)確實現(xiàn)對垛操作，并且對垛過程自動完成，從而不受惡劣天氣影響，并能代替人工，消除了操作者的主觀因素帶來的影響，此外本發(fā)明的自動對垛方法和系統(tǒng)能夠在保證安全的情況下，使斗輪盡可能地接近料堆，進(jìn)而能夠縮短對垛完成后上料所需的時間，提高了作業(yè)效率。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是對垛操作的簡單示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的自動對垛方法的流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛方法的流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛方法的流程圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛裝置的框圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛裝置中距離檢測模塊的位置示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛裝置的框圖；以及

圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛裝置的框圖；

附圖標(biāo)記說明

1：臂架2：斗輪

3：料堆4：雷達(dá)

10：距離檢測模塊20：對垛控制模塊

30：壓力檢測模塊40：俯仰控制模塊

50：回轉(zhuǎn)控制模塊60：行走控制模塊

70：斗輪控制模塊

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的自動對垛方法的流程圖。如圖2所示，該方法包括以下步驟：

在步驟s210中，在斗輪取料機向料堆行走對垛過程中檢測斗輪與料堆之間的距離?？梢匀鐖D6所示，在斗輪兩側(cè)安裝雷達(dá)，利用雷達(dá)來檢測斗輪與料堆的距離。

在步驟s220中，檢測斗輪的旋轉(zhuǎn)壓力?？梢栽谌×蠙C斗輪液壓馬達(dá)處安裝壓力傳感器，用于檢測斗輪的旋轉(zhuǎn)壓力。

在步驟s230中，判斷所述距離是否小于預(yù)設(shè)安全距離，如果是則進(jìn)行步驟s250，如果不是，則進(jìn)行步驟s240。

在步驟s240中，判斷所述旋轉(zhuǎn)壓力是否大于預(yù)設(shè)壓力，如果是則進(jìn)行步驟s250。斗輪空載時的旋轉(zhuǎn)壓力低于斗輪挖取到物料的旋轉(zhuǎn)壓力，因此在斗輪接觸到物料時檢測到的旋轉(zhuǎn)壓力會明顯大于空載壓力?？梢灶A(yù)先測量斗輪的空載壓力，并將該旋轉(zhuǎn)壓力設(shè)定為預(yù)設(shè)壓力，當(dāng)檢測到斗輪旋轉(zhuǎn)壓力大于該壓力時，說明斗輪已接觸到物料。

在步驟s250，使斗輪取料機停止對垛。當(dāng)斗輪與料堆間的距離小于預(yù)設(shè)距離或斗輪的旋轉(zhuǎn)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時均可判斷斗輪已接觸到物料，此時可認(rèn)為斗輪已充分接觸到料堆，即對垛已完成。

在另一實施例中，當(dāng)在步驟s230中判斷所述距離小于預(yù)設(shè)安全距離時，也可以繼續(xù)進(jìn)行步驟s240，進(jìn)而判斷所述旋轉(zhuǎn)壓力是滯大于預(yù)設(shè)壓力，如果是則進(jìn)行步驟s250，使斗輪取料機停止對垛。

在上述實施例中，可以優(yōu)選地設(shè)置為所述預(yù)設(shè)壓力大于斗輪的空載壓力。以提高該方法在運用過程中的容錯性。在對垛過程中，可能會有其它因素，如風(fēng)或震動等使斗輪的瞬時旋轉(zhuǎn)壓力大于空載壓力，為了使斗輪對垛過程中盡可能地不出現(xiàn)誤判，可以將預(yù)設(shè)壓力設(shè)置為大于空載壓力。

圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛方法的流程圖。在圖3中，步驟s320-s360同上述步驟s210-s250。

如圖3所示，所述自動對垛方法還可以在行走對垛開始前，優(yōu)選地包括步驟s310，在該步驟中，使斗輪取料機臂架的俯仰角和回轉(zhuǎn)角置零。在開始對垛時，可以首先檢查回轉(zhuǎn)角和俯仰角是否在零為，如果不是，則將其置零。

圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛方法的流程圖。在圖4中，步驟s410同上述步驟s310，步驟s450-s490同上述步驟s210-s250。如圖4所示，所述自動對垛方法還可以優(yōu)選地包括以下步驟：

在步驟s420中，當(dāng)斗輪取料機臂架的俯仰角和回轉(zhuǎn)角置零后，使斗輪取料機行走至預(yù)設(shè)行走位置。預(yù)設(shè)行走位置可以是根據(jù)通過料堆的三維模型以及現(xiàn)場實際情況而設(shè)定的行走置，在預(yù)設(shè)行走位置處，更有利用斗輪取料機的對垛操作。

在步驟s430中，在行走至預(yù)設(shè)行走位置時啟動斗輪。為了保證對垛過程的安全性，可以在使所述臂架回轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角，并使所述臂架俯仰至預(yù)設(shè)俯仰角之前啟動斗輪。

在步驟s440中，當(dāng)所述斗輪取料機行走至預(yù)設(shè)行走位置時，使所述臂架回轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角，并使所述臂架俯仰至預(yù)設(shè)俯仰角。預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角和預(yù)設(shè)俯仰角也可以根據(jù)料堆的三維模型以及料堆的性質(zhì)來確定。

在上述實施例中，停止對垛的兩個判斷條件：所述距離小于預(yù)設(shè)安全距離(s230、s340、s470)，所述旋轉(zhuǎn)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時(s240、s350、s480)，被描述為并列的的關(guān)系，即當(dāng)滿足二者之一時即可判斷對垛完成，可以停止對垛。如此設(shè)置可以保證對垛過程的可靠性。但在其它實施例中也可以設(shè)置為當(dāng)同時滿足上述兩個條件時，使斗輪取料機停止對垛，這樣可以進(jìn)一步地保證對垛的精確性和安全性。

例如，可以在判斷斗輪與料堆之間的距離小于安全距離時，使斗輪取料機降低行走速度，并進(jìn)一步判斷斗輪的旋轉(zhuǎn)壓務(wù)是否大于預(yù)設(shè)壓力，當(dāng)旋轉(zhuǎn)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時判斷斗輪已接觸到物料，這樣可以避免在只利用一個條件進(jìn)行判斷時出現(xiàn)的斗輪與料堆突然接觸的現(xiàn)象。

圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛裝置的框圖。如圖5所示，該裝置包括：距離檢測模塊10，用于在斗輪取料機向料堆行走對垛過程中檢測斗輪與料堆之間的距離；壓力檢測模塊30，用于檢測斗輪的旋轉(zhuǎn)壓力，可以在液壓馬達(dá)處設(shè)置壓力傳感器，用于檢測斗輪的旋轉(zhuǎn)壓力；以及對垛控制模塊20，用于當(dāng)滿足以下至少一個條件時，使斗輪取料機停止對垛：所述距離小于預(yù)設(shè)安全距離，所述旋轉(zhuǎn)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時。

其中，所述預(yù)設(shè)壓力大于斗輪的空載壓力?？蛰d壓力可以預(yù)先使斗輪空轉(zhuǎn)從而測量得出，將預(yù)設(shè)壓力設(shè)置為大于斗輪的空載壓力有利用避免風(fēng)或震動帶來的干擾，防止誤判。

圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛裝置中距離檢測模塊的位置示意圖。如圖6所示，距離檢測模塊10可以優(yōu)選地使用雷達(dá)4，可以在斗輪的兩側(cè)分別設(shè)置雷達(dá)，當(dāng)兩而雷達(dá)檢測到與料堆的距離小于預(yù)設(shè)距離時，可以使斗輪取料機停止對垛。

圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛裝置的框圖。如圖7所示，該裝置還包括：俯仰控制模塊30，用于在行走對垛開始前，使斗輪取料機臂架的俯仰角置零；以及回轉(zhuǎn)控制模塊40，用于在行走對垛開始前，使斗輪取料機臂架的回轉(zhuǎn)角置零。

圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的自動對垛裝置的框圖。如圖8所示，該裝置還可以包括：行走控制模塊60，用于當(dāng)斗輪取料機臂架的俯仰角和回轉(zhuǎn)角置零后，使斗輪取料機行走至預(yù)設(shè)行走位置；其中，所述斗輪取料機行走至預(yù)設(shè)行走位置時，所述回轉(zhuǎn)控制模塊50使所述臂架回轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角，并且所述俯仰控制模塊40使所述臂架俯仰至預(yù)設(shè)俯仰角。

其中，所述裝置還包括斗輪控制模塊70，用于在使所述臂架回轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角，并使所述臂架俯仰至預(yù)設(shè)俯仰角之前，啟動斗輪。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。