一種激光盤(pán)煤裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種激光盤(pán)煤裝置，屬于煤場(chǎng)堆煤量的測(cè)量領(lǐng)域。一種激光盤(pán)煤裝置，包括：導(dǎo)軌，其安裝于堆取料機(jī)前臂上，所述堆取料機(jī)前臂水平轉(zhuǎn)動(dòng)；所述導(dǎo)軌的兩端分別固定有限位開(kāi)關(guān)，所述導(dǎo)軌的一端固定有測(cè)距傳感器；智能巡回車(chē)，其安裝在所述導(dǎo)軌上并沿導(dǎo)軌移動(dòng)，所述智能巡回車(chē)上設(shè)有云臺(tái)，所述云臺(tái)上固定安裝有激光測(cè)距裝置和角度傳感器；所述云臺(tái)繞水平線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型所述裝置在整個(gè)煤場(chǎng)范圍內(nèi)測(cè)量無(wú)盲區(qū)死角，精度、自動(dòng)化程度好，實(shí)時(shí)性、可靠性大大地提高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種激光盤(pán)煤裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種激光盤(pán)煤裝置，用于煤場(chǎng)堆煤量的測(cè)量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電廠企業(yè)的燃料費(fèi)用占發(fā)電企業(yè)成本的70%~80%，燃料管理作為火力發(fā)電廠經(jīng) 營(yíng)的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)燃料從計(jì)劃、采購(gòu)、運(yùn)輸、檢斤檢質(zhì)、存放、分樣、抽樣、化驗(yàn)、核算以及 數(shù)字化煤場(chǎng)、摻配等所有環(huán)節(jié)的管理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)入廠煤標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)的有效控制，燃煤效率的 提升。通過(guò)對(duì)燃料全過(guò)程的監(jiān)控管理，達(dá)到控制燃料成本、提高生產(chǎn)效益的目的。其中作為 整個(gè)燃料管理系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)的煤量盤(pán)存，有著舉足輕重的重要性。為了準(zhǔn)確地獲得發(fā) 電廠存煤量，前期用推煤機(jī)將不規(guī)則煤堆整形，然后用尺子丈量，計(jì)算出煤堆的體積，再乘 以煤的比重，得到存煤量將這樣的過(guò)程稱(chēng)為盤(pán)煤。但是，這種方法測(cè)量結(jié)果誤差較大。采用 視頻成像技術(shù)測(cè)量盤(pán)煤技術(shù)，由于是二維圖形且煤與周邊環(huán)境色差不大，受氣候光照等自 然環(huán)境影響大，從而降低了測(cè)量精度和可靠性。
[0003] 目前采用激光盤(pán)煤測(cè)量裝置減少了人為因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差，實(shí)現(xiàn)了煤場(chǎng)的自動(dòng) 化盤(pán)煤，系統(tǒng)安全、可靠、省時(shí)，測(cè)量效果可靠精度高。其中，便攜式激光盤(pán)煤儀操作復(fù)雜，需 要人工選擇多個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，耗時(shí)較久且測(cè)量精度不準(zhǔn)確;而固定式激光盤(pán)煤儀由于 固定無(wú)法移動(dòng)，對(duì)于堆煤情況復(fù)雜的煤場(chǎng)存在很多盲區(qū)從而造成測(cè)量精度不準(zhǔn)確，為了確 保精度滿(mǎn)足系統(tǒng)要求須安裝兩臺(tái)甚至更多固定式激光盤(pán)煤儀。
[0004] 因此，為解決煤場(chǎng)現(xiàn)有的激光盤(pán)煤方案盤(pán)煤誤差較大、造價(jià)高昂的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一 種自動(dòng)化程度高、誤差小、成本低、安全可靠的盤(pán)煤裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員所面臨的一個(gè)技 術(shù)難題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光盤(pán)煤裝置。
[0006] 本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種激光盤(pán)煤裝置，包括：
[0008] 導(dǎo)軌，其安裝于堆取料機(jī)前臂上，且平行于所述堆取料機(jī)前臂，所述堆取料機(jī)前臂 通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A水平轉(zhuǎn)動(dòng);所述導(dǎo)軌的兩端分別固定有限位開(kāi)關(guān)，所述導(dǎo)軌的一端固定有測(cè) 距傳感器；
[0009] 智能巡回車(chē)，其安裝在所述導(dǎo)軌上并沿導(dǎo)軌移動(dòng)，所述智能巡回車(chē)上設(shè)有云臺(tái)，所 述云臺(tái)上固定安裝有激光測(cè)距裝置和角度傳感器;所述云臺(tái)通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)B繞水平線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0010] 上位機(jī)，用于控制所述智能巡回車(chē)的移動(dòng)；
[0011]后臺(tái)計(jì)算機(jī)，用于接收測(cè)量參數(shù)并計(jì)算得到堆煤量。
[0012] 進(jìn)一步的，所述智能巡回車(chē)上的云臺(tái)上還設(shè)有角度控制器，用于控制所述云臺(tái)的 旋轉(zhuǎn)。
[0013] 進(jìn)一步的，所述角度傳感器用于測(cè)量所述堆取料機(jī)前臂的旋轉(zhuǎn)角度和所述云臺(tái)的 旋轉(zhuǎn)角度。
[0014] 進(jìn)一步的，所述限位開(kāi)關(guān)用于確定所述智能巡回車(chē)的移動(dòng)起點(diǎn)和終點(diǎn)。
[0015] 進(jìn)一步的，所述測(cè)距傳感器用于確定所述智能巡回車(chē)的位移。
[0016] 進(jìn)一步的，所述激光測(cè)距裝置用于測(cè)量激光發(fā)送端到掃描點(diǎn)的距離。
[0017] 進(jìn)一步的，所述測(cè)量參數(shù)包括智能巡回車(chē)的位移、堆取料機(jī)前臂的旋轉(zhuǎn)角度、云臺(tái) 的旋轉(zhuǎn)角度和激光發(fā)送端到掃描點(diǎn)的距離。
[0018] 本實(shí)用新型的有益效果為：
[0019] 本實(shí)用新型所述裝置在整個(gè)煤場(chǎng)范圍內(nèi)測(cè)量無(wú)盲區(qū)死角，精度、自動(dòng)化程度好、實(shí) 時(shí)性、可靠性大大地提高，從而無(wú)需人工干預(yù)。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型所述激光盤(pán)煤裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 其中，1-75Γ臺(tái)，2_堆取料機(jī)前臂，3_導(dǎo)軌，4_堆取料機(jī)立柱。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本 實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0023] 一種激光盤(pán)煤裝置，如圖1所示，包括：
[0024]導(dǎo)軌3，其安裝于堆取料機(jī)前臂2上，且平行于所述堆取料機(jī)前臂2，所述堆取料機(jī) 前臂2通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A水平轉(zhuǎn)動(dòng);所述導(dǎo)軌3的兩端分別固定有限位開(kāi)關(guān)，所述限位開(kāi)關(guān)用于 確定所述智能巡回車(chē)的移動(dòng)起點(diǎn)和終點(diǎn);所述導(dǎo)軌3的一端固定有測(cè)距傳感器;所述測(cè)距傳 感器用于確定所述智能巡回車(chē)的位移。
[0025]智能巡回車(chē)，其安裝在所述導(dǎo)軌3上并沿導(dǎo)軌3移動(dòng)，所述智能巡回車(chē)上設(shè)有云臺(tái) 1，所述云臺(tái)1上固定安裝有激光測(cè)距裝置和角度傳感器，所述激光測(cè)距裝置用于測(cè)量激光 發(fā)送端到掃描點(diǎn)的距離，所述角度傳感器用于測(cè)量所述堆取料機(jī)前臂2的旋轉(zhuǎn)角度和所述 云臺(tái)1的旋轉(zhuǎn)角度。所述云臺(tái)1通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)B繞水平線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026] 上位機(jī)，用于控制所述智能巡回車(chē)的移動(dòng)。
[0027] 后臺(tái)計(jì)算機(jī)，用于接收測(cè)量參數(shù)并計(jì)算得到堆煤量。
[0028]所述智能巡回車(chē)上的云臺(tái)1上還設(shè)有角度控制器，用于控制所述云臺(tái)1的旋轉(zhuǎn)。
[0029] 所述測(cè)量參數(shù)包括智能巡回車(chē)的位移、堆取料機(jī)前臂2的旋轉(zhuǎn)角度、云臺(tái)1的旋轉(zhuǎn) 角度和激光發(fā)送端到掃描點(diǎn)的距離。
[0030] -種使用所述的激光盤(pán)煤裝置盤(pán)煤的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0031] 步驟1，采集數(shù)據(jù)：
[0032] 步驟1.1，以智能巡回車(chē)起始點(diǎn)豎直向下與水平面的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿導(dǎo)軌方向 為X軸方向，以右手法則建立空間直角坐標(biāo)系；
[0033]智能巡回車(chē)位移距離為t處時(shí)，所述云臺(tái)上的激光掃描的最大角度為α，
[0034]
[0035]
[0036] 其中，r為圓形煤場(chǎng)半徑，H為堆取料機(jī)前臂高度，1為云臺(tái)上的激光發(fā)送端到導(dǎo)軌 的長(zhǎng)度，L1S智能巡回車(chē)起始點(diǎn)到堆取料機(jī)立柱的水平距離；
[0037]激光掃描到P點(diǎn)（x，y，z)時(shí)，所述云臺(tái)與豎直方向的夾角為β，智能巡回車(chē)位移為t， 激光發(fā)送端距離P點(diǎn)為s，L為導(dǎo)軌長(zhǎng)度，堆取料機(jī)前臂旋轉(zhuǎn)角度為0時(shí)：
[0038] x = t
[0039] y = s · β?ηβ
[0040] z = H-1-s · cosP [0041 ]其中，
[0042] t<L
[0043] β<α
[0044] 當(dāng)堆取料機(jī)前臂旋轉(zhuǎn)角度為Θ時(shí)：
[0045] x = t · cosB-s · β?ηβ · sinB-Li · (1-cosB) 〇 < θ<360〇
[0046] y = t · sinB+s · β?ηβ · cos0+Li · sinB
[0047] z = H-1-s · cosP β < a
[0048] 由堆取料機(jī)前臂旋轉(zhuǎn)角度Θ、云臺(tái)與豎直方向的夾角β、智能巡回車(chē)位移t、激光發(fā) 送端到P點(diǎn)距離S，確定圓形煤場(chǎng)內(nèi)任意點(diǎn)的空間坐標(biāo)；
[0049] 步驟1.2,以固定時(shí)間間隔采樣的方式來(lái)獲取數(shù)據(jù)，智能巡回車(chē)沿X軸從0以等間距 運(yùn)動(dòng)、停止到L，再?gòu)腖以等間距運(yùn)動(dòng)、停止到0,循環(huán)進(jìn)行橫向掃描；掃描前，將云臺(tái)偏轉(zhuǎn)到角 度-a，智能巡回車(chē)停止時(shí)，所述云臺(tái)以定值ω旋轉(zhuǎn)，云臺(tái)上激光從-a~a進(jìn)行一次縱向掃描， 智能巡回車(chē)第二次停止時(shí)，云臺(tái)上激光從a~-a再進(jìn)行一次縱向掃描，循環(huán)進(jìn)行縱向掃描， 所述縱向掃描為縱向等角度掃描;堆取料機(jī)前臂處于Θ角度完成橫向掃描后，以等間隔角度 旋轉(zhuǎn)后再進(jìn)行橫向掃描和縱向掃描，完成360°的旋轉(zhuǎn)后，獲得整個(gè)煤場(chǎng)的采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)；
[0050] 步驟2,處理數(shù)據(jù)：
[0051]步驟2.1，以數(shù)據(jù)塊的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和操作，一次縱向掃描數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為一 行，一次橫向掃描數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為一幀;一次縱向描數(shù)據(jù)η個(gè)點(diǎn)，一幀數(shù)據(jù)m行，第一行所掃描到 的數(shù)據(jù)為an，a12，a 13. · .aln，其他行掃描到的數(shù)據(jù)量依次減少，第i行掃描的有效數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為 int(a/co )，其中，α為第i行掃描的最大角度，int(a/co )不大于η;
[0052] -次橫向掃描理論上可以獲取半個(gè)圓形煤場(chǎng)的掃描點(diǎn)數(shù)，但由于煤堆的高度阻 礙，一次橫向掃描會(huì)存在一些掃描盲區(qū)，因此使堆取料機(jī)前臂旋轉(zhuǎn)Θ再進(jìn)行橫向掃描。
[0054] 數(shù)據(jù)處理從an開(kāi)始沿兩邊擴(kuò)展，取與之相鄰兩點(diǎn)做平面即an，a12，a21，這三點(diǎn)所連 成的線(xiàn)為平面邊界，然后取依次ai2，ai3，a22;ai3，ai4，a23 · · .aij，aij+i，ai+ij，直至全部點(diǎn)數(shù)完 成；
[0055] 測(cè)量不準(zhǔn)確主要來(lái)源于高地勢(shì)點(diǎn)對(duì)低地勢(shì)點(diǎn)屏蔽，因此對(duì)與重合面的選取應(yīng)該選 擇低地勢(shì)平面。
[0056]步驟2.2，通過(guò)后臺(tái)計(jì)算機(jī)完成上述數(shù)據(jù)處理，獲取煤場(chǎng)的3D圖形；
[0057]步驟2.3，根據(jù)所獲取的煤場(chǎng)3D圖形，進(jìn)行積分運(yùn)算，獲取煤場(chǎng)的堆煤量體積，再乘 以樣值煤密度，得到煤場(chǎng)總的堆煤量。
[0058]本實(shí)用新型利用激光測(cè)距裝置、角度傳感器配以角度控制器固定安裝在高精度云 臺(tái)上，控制云臺(tái)的旋轉(zhuǎn)可以聯(lián)動(dòng)激光測(cè)距裝置及角度傳感器水平正交或者垂直正交煤場(chǎng)做 同步運(yùn)動(dòng)。同時(shí)智能巡回車(chē)載著云臺(tái)在圓形煤場(chǎng)堆取料機(jī)前臂上安裝的一條導(dǎo)軌定時(shí)循環(huán) 移動(dòng)。激光測(cè)距裝置即可跟隨堆取料機(jī)前臂的移動(dòng)以及上位機(jī)控制的智能巡回車(chē)移動(dòng)實(shí)現(xiàn) 整個(gè)煤場(chǎng)全自動(dòng)無(wú)死角掃描，激光測(cè)距裝置測(cè)量的煤高度參數(shù)、角度傳感器測(cè)量的角度參 數(shù)結(jié)合堆取料機(jī)移動(dòng)得到的水平移動(dòng)參數(shù)上傳到后臺(tái)計(jì)算機(jī)，采用建立好的3D數(shù)據(jù)顯示模 型再現(xiàn)煤場(chǎng)堆料三維顯示，從而對(duì)整個(gè)顯示形狀采用軟件算法可得堆煤量，這種計(jì)算模型 具有較高的精確度和可靠性，能準(zhǔn)確對(duì)煤場(chǎng)堆煤量進(jìn)行測(cè)量。
[0059]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種激光盤(pán)煤裝置，其特征在于，包括： 導(dǎo)軌（3)，其安裝于堆取料機(jī)前臂（2)上，且平行于所述堆取料機(jī)前臂（2)，所述堆取料 機(jī)前臂（2)通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A水平轉(zhuǎn)動(dòng);所述導(dǎo)軌（3)的兩端分別固定有限位開(kāi)關(guān)，所述導(dǎo)軌 (3)的一端固定有測(cè)距傳感器； 智能巡回車(chē)，其安裝在所述導(dǎo)軌（3)上并沿導(dǎo)軌（3)移動(dòng)，所述智能巡回車(chē)上設(shè)有云臺(tái) (1)，所述云臺(tái)（1)上固定安裝有激光測(cè)距裝置和角度傳感器;所述云臺(tái)（1)通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)B 繞水平線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光盤(pán)煤裝置，其特征在于，所述智能巡回車(chē)上的云臺(tái)（1)上 還設(shè)有角度控制器。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK205537508SQ201620238312
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】王艷春, 周曉峰, 孫斌, 李亞超, 陳婷, 楊維剛, 龔京松, 成瑞蘭, 喬支昆, 蘇昊
【申請(qǐng)人】大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司, 湖南先步信息股份有限公司