[發明專利]一種激光盤煤裝置及盤煤方法

有效

• 申請號: 201610177131.6
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105758308B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）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（專利權）人: 大唐環境產業集團股份有限公司;湖南先步信息股份有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01F22/00
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司11496
• 代理人: 王程遠,胡玉章

技術領域

本發明涉及一種激光盤煤裝置及盤煤方法，用于煤場堆煤量的測量領域。

背景技術

電廠企業的燃料費用占發電企業成本的70％～80％，燃料管理作為火力發電廠經營的重要環節，通過對燃料從計劃、采購、運輸、檢斤檢質、存放、分樣、抽樣、化驗、核算以及數字化煤場、摻配等所有環節的管理，最終實現對入廠煤標煤單價的有效控制，燃煤效率的提升。通過對燃料全過程的監控管理，達到控制燃料成本、提高生產效益的目的。其中作為整個燃料管理系統中的一個環節的煤量盤存，有著舉足輕重的重要性。為了準確地獲得發電廠存煤量，前期用推煤機將不規則煤堆整形，然后用尺子丈量，計算出煤堆的體積，再乘以煤的比重，得到存煤量將這樣的過程稱為盤煤。但是，這種方法測量結果誤差較大。采用視頻成像技術測量盤煤技術，由于是二維圖形且煤與周邊環境色差不大，受氣候光照等自然環境影響大，從而降低了測量精度和可靠性。

目前采用激光盤煤測量裝置減少了人為因素產生的測量誤差，實現了煤場的自動化盤煤，系統安全、可靠、省時，測量效果可靠精度高。其中，便攜式激光盤煤儀操作復雜，需要人工選擇多個測量點進行測量，耗時較久且測量精度不準確；而固定式激光盤煤儀由于固定無法移動，對于堆煤情況復雜的煤場存在很多盲區從而造成測量精度不準確，為了確保精度滿足系統要求須安裝兩臺甚至更多固定式激光盤煤儀。

因此，為解決煤場現有的激光盤煤方案盤煤誤差較大、造價高昂的問題，設計出一種自動化程度高、誤差小、成本低、安全可靠的盤煤裝置是本領域技術人員所面臨的一個技術難題。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種激光盤煤裝置及盤煤方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種激光盤煤裝置，包括：

導軌，其安裝于堆取料機前臂上，且平行于所述堆取料機前臂，所述堆取料機前臂通過回轉機構A水平轉動；所述導軌的兩端分別固定有限位開關，所述導軌的一端固定有測距傳感器；

智能巡回車，其安裝在所述導軌上并沿導軌移動，所述智能巡回車上設有云臺，所述云臺上固定安裝有激光測距裝置和角度傳感器；所述云臺通過回轉機構B繞水平線轉動；

上位機，用于控制所述智能巡回車的移動；

后臺計算機，用于接收測量參數并計算得到堆煤量。

進一步的，所述智能巡回車上的云臺上還設有角度控制器，用于控制所述云臺的旋轉。

進一步的，所述角度傳感器用于測量所述堆取料機前臂的旋轉角度和所述云臺的旋轉角度。

進一步的，所述限位開關用于確定所述智能巡回車的移動起點和終點。

進一步的，所述測距傳感器用于確定所述智能巡回車的位移。

進一步的，所述激光測距裝置用于測量激光發送端到掃描點的距離。

進一步的，所述測量參數包括智能巡回車的位移、堆取料機前臂的旋轉角度、云臺的旋轉角度和激光發送端到掃描點的距離。

一種使用所述的激光盤煤裝置盤煤的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采集數據：

步驟1.1，以智能巡回車起始點豎直向下與水平面的交點為坐標原點，沿導軌方向為x軸方向，以右手法則建立空間直角坐標系；

智能巡回車位移距離為t處時，所述云臺上的激光掃描的最大角度為α，

其中，r為圓形煤場半徑，H為堆取料機前臂高度，l為云臺上的激光發送端到導軌的長度，L₁為智能巡回車起始點到堆取料機立柱的水平距離；

激光掃描到P點(x,y,z)時，所述云臺與豎直方向的夾角為β，智能巡回車位移為t，激光發送端距離P點為s，L為導軌長度，堆取料機前臂旋轉角度為0時：

x＝t

y＝s·sinβ

z＝H-l-s·cosβ

其中，

t≤L

β≤α

當堆取料機前臂旋轉角度為θ時：

x＝t·cosθ-s·sinβ·sinθ-L₁·(1-cosθ) 0≤θ＜360°

y＝t·sinθ+s·sinβ·cosθ+L₁·sinθ

z＝H-l-s·cosβ β≤α

由堆取料機前臂旋轉角度θ、云臺與豎直方向的夾角β、智能巡回車位移t、激光發送端到P點距離s，確定圓形煤場內任意點的空間坐標；