[發(fā)明專利]一種障礙空間下起重作業(yè)吊物跡線規(guī)劃系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910366580.9
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110104561B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 晉良海;雷文凡;李佳炘;陳雁高;鄭霞忠;陳述;易小鈺;姜桂蓮;劉涵;殷雙萍;吳志鵬;彭爽;方梅;吳鳴;王玉龍;江東平
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: B66C13/48
• 分類號: B66C13/48;B66C13/46;B66C13/16;B66C13/08
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 余山

一種障礙空間下起重作業(yè)吊物跡線規(guī)劃系統(tǒng)，它包括定位基站以及設(shè)置在障礙物和吊物上設(shè)有定位標(biāo)簽，定位基站與坐標(biāo)計算模塊相連，定位基站實時向坐標(biāo)計算模塊傳送數(shù)據(jù)，坐標(biāo)計算模塊用于計算出障礙物和吊物的實時坐標(biāo)，坐標(biāo)計算模塊的輸出端與吊物運輸路徑規(guī)劃模塊的輸入端連接，吊物運輸路徑規(guī)劃模塊的輸出端與起重機(jī)控制模塊的輸入端連接。本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用在起重作業(yè)運輸路徑規(guī)劃、具有降低能耗和提高工作效率且能讓現(xiàn)場控制人員實時獲知吊物運輸情況的系統(tǒng)及其使用方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于起重作業(yè)安全工效領(lǐng)域，涉及超寬帶定位技術(shù)，同時運用圖論知識，尋找最優(yōu)路徑，是一種障礙空間下起重作業(yè)吊物跡線規(guī)劃系統(tǒng)及裝置。

背景技術(shù)

起重作業(yè)常常與其它作業(yè)在有限空間內(nèi)同時進(jìn)行，與地面作業(yè)區(qū)域在空間上重疊，易形成立體交叉的空間沖突，產(chǎn)生高空墜物和物體打擊等安全事故，增加作業(yè)安全風(fēng)險。為了避開立體交叉作業(yè)區(qū)域，起重駕駛員通常操作天車?yán)@行多重障礙物，使得吊物跡線變長，增加機(jī)械能耗，降低起重作業(yè)效率。因此，研究基于交叉作業(yè)避讓的地下廠房起重運輸方式，探究起重運輸?shù)淖罴炎鳂I(yè)跡線，對于避免起重作業(yè)安全事故發(fā)生和提高起重作業(yè)效率具有重要意義。

隨著定位技術(shù)的發(fā)展與運用，特別是室內(nèi)定位技術(shù)(包含WiFi、BLE、Zigbee、UWB、RFID等技術(shù))的廣泛使用，推動著各行各業(yè)朝著自動化、智能化發(fā)展。其中，超寬帶(UWB)定位技術(shù)是一種信號穿透力強(qiáng)、定位精度高的室內(nèi)精確定位技術(shù)，定位精度為5-10cm，可用于礦山、隧洞、電廠等特殊場合的定位，并且成本較低。將超寬帶定位技術(shù)運用于起重作業(yè)避障和吊物運輸實時監(jiān)控，可以避免起重駕駛員因作業(yè)疲勞或者疏忽導(dǎo)致的作業(yè)事故。同時結(jié)合圖論知識，利用Dijkstra最短路徑算法尋找出最佳運輸路徑，實現(xiàn)高效率起重運輸作業(yè)，為自動化起重作業(yè)提供良好的條件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用在起重作業(yè)運輸路徑規(guī)劃、具有降低能耗和提高工作效率且能讓現(xiàn)場控制人員實時獲知吊物運輸情況的系統(tǒng)及其使用方法。

一種障礙空間下起重作業(yè)吊物跡線規(guī)劃系統(tǒng)，它包括定位基站以及設(shè)置在障礙物和吊物上設(shè)有定位標(biāo)簽，定位基站與坐標(biāo)計算模塊相連，定位基站實時向坐標(biāo)計算模塊傳送數(shù)據(jù)，坐標(biāo)計算模塊用于計算出障礙物和吊物的實時坐標(biāo)，坐標(biāo)計算模塊的輸出端與吊物運輸路徑規(guī)劃模塊的輸入端連接，吊物運輸路徑規(guī)劃模塊的輸出端與起重機(jī)控制模塊的輸入端連接。

上述吊物運輸路徑規(guī)劃模塊的輸出端還與顯示模塊連接。

一種障礙空間下起重作業(yè)吊物跡線規(guī)劃系統(tǒng)，系統(tǒng)在使用時，采用以下步驟：

1)在起重作業(yè)區(qū)域內(nèi)布置定位基站，在障礙物和吊物上布置定位標(biāo)簽，定位基站與坐標(biāo)計算模塊相連接，并實時向坐標(biāo)計算模塊傳送數(shù)據(jù)，坐標(biāo)計算模塊可以計算出障礙物和吊物的實時坐標(biāo)；

2)坐標(biāo)計算模塊與吊物運輸路徑規(guī)劃模塊相連接，將坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給吊物運輸路徑規(guī)劃模塊，吊物運輸路徑規(guī)劃模塊計算出吊物最佳運輸路徑；

3)顯示模塊用于顯示最佳運輸路徑和吊物實時運動軌跡，起重機(jī)控制模塊與吊物運輸路徑規(guī)劃模塊相連接，用于控制起重機(jī)按照最佳路徑運行。

上述在坐標(biāo)計算模塊計算坐標(biāo)之前，需要建立三維坐標(biāo)系，并確定原點位置。

上述定位基站布置在起重機(jī)橋架下方，并與橋架下部垂直距離不超過2m；基站與基站之間布設(shè)距離不超過50m；基站的坐標(biāo)是已知的。

上述定位標(biāo)簽包括障礙物定位標(biāo)簽和吊鉤、吊物定位標(biāo)簽。

在步驟2)中，吊物運輸路徑規(guī)劃模塊的規(guī)劃步驟如下：