[發明專利]一種研究港口集裝箱姿態控制方法

在審

• 申請號: 201910537720.4
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110422764A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 張智華;朱永祥;李勝永;徐勇
• 申請（專利權）人: 江蘇航運職業技術學院
• 主分類號: B66C13/08
• 分類號: B66C13/08;B66C13/16
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳東勤

本發明公開了一種研究港口集裝箱姿態控制方法，包括吊機、激光雷達、三維激光測量儀和吊具穩定檢測模塊，所述吊機通過吊機座安裝在吊車的車廂座上，所述吊機的一端安裝有滑輪，所述吊具上固定集裝箱，所述風模擬模塊和雨模擬模塊輸出端與微分模型建立模塊輸入端電性連接。本發明的建立集裝箱堆場模型，模擬作業路徑，在此基礎上實現港口集裝箱裝卸作業路徑規劃多目標優化及遺傳算法改進，通過將作業運動路徑分為上升階段、平移階段和下降階段以此來契合現實工況要求，從而獲得基于改進遺傳算法的動態最優路徑，將現實中的港口集裝箱姿態控制轉移至計算機內進行模型模擬，通過此種設計可以使研究各項參數比較方便。

技術領域

本發明涉及港口集裝箱姿態控制技術領域，具體為一種研究港口集裝箱姿態控制方法。

背景技術

近年來，社會經濟發展對件雜貨碼頭裝卸工藝提出新要求，港口件雜貨裝卸生產囊括了船舶、貨物、設備、場地等多種因素，各因素相互交叉影響，對于集裝箱姿態的研究是重中之重，目前件雜貨物集裝箱化的比例不斷提高，而港口件雜貨裝卸生產卻普遍存在自動化水平較低、生產成本高、裝卸效率無法滿足需求的問題，對于我國社會經濟發展前進重要一部分的件雜貨碼頭而言，傳統的手動控制抓取集裝箱已經極大的影響了生產效率和裝卸速度，基于此本文對將圖像識別技術引入集裝箱抓取自動化，及其優化進行研究與探討。

目前階段的港口集裝箱姿態控制存在諸多的不足之處，例如，由于需要現場檢測和觀察，導致對港口集裝箱姿態控制研究效率比較低，且場地面積比較大，且存在安全隱患，對于外部因素影響的判斷不方便，需要根據天氣的變化進行控制，使用不方便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種研究港口集裝箱姿態控制方法，以解決上述背景技術中提出的由于需要現場檢測和觀察，導致對港口集裝箱姿態控制研究效率比較低，且場地面積比較大，且存在安全隱患，對于外部因素影響的判斷不方便，需要根據天氣的變化進行控制，使用不方便等問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種研究港口集裝箱姿態控制方法，包括吊機、激光雷達、三維激光測量儀、集裝箱堆場建模計算機、微分模型建立模塊、風模擬模塊、雨模擬模塊、實驗平臺模塊和吊具穩定檢測模塊，所述吊機通過吊機座安裝在吊車的車廂座上，所述吊機的一端安裝有滑輪，所述吊機上通過卷軸架安裝有鋼絲繩卷收軸，所述鋼絲繩卷收軸的一端安裝有電機，所述鋼絲繩卷收軸上卷收有鋼絲繩，且鋼絲繩通過滑輪傳動，所述鋼絲繩的一端安裝有吊具，所述吊具上固定集裝箱，所述三維激光測量儀和激光雷達輸出端與集裝箱堆場建模計算機輸入端電性連接，所述微分模型建立模塊輸出端與集裝箱堆場建模計算機輸入端電性連接，所述實驗平臺模塊和吊具穩定檢測模塊輸出端與集裝箱堆場建模計算機輸入端電性連接，所述風模擬模塊和雨模擬模塊輸出端與微分模型建立模塊輸入端電性連接。

優選的，所述三維激光測量儀設置為掃描獲得的空間信息轉換成計算機易于處理的數據的功能結構，且通過激光雷達獲得解析數據，轉換為直角坐標，同時轉換為絕對坐標系坐標值，并經過三點法在集裝箱堆場建模計算機內建立堆場實時模型。

優選的，所述集裝箱裝卸作業選擇路徑長度最短，且路徑盡可能平滑及集裝箱裝卸作業時最安全。

優選的，所述微分模型建立模塊設置為通過李雅普諾夫自適應邊界控制來分析對于振動的穩定控制的結構，且微分模型建立模塊為姿態穩定控制裝置的建立提供理論基礎。

優選的，所述集裝箱裝卸作業中吊具的運行特性設置為通過物理數學力學分析關系方程，分析起升機構在高度變化時，力與電機能耗變化關系。

優選的，所述開發吊具穩定檢測模塊設置有集裝箱裝卸系統路徑優化及穩定控制功能，且實驗平臺模塊設置有驗證控制策略在動態變化下吊具路徑移動中姿態穩定控制的有效性的功能。

優選的，所述實驗平臺模塊設置為基于PLC和變頻器的港口橋吊的運行機構，且分析吊具鋼絲繩姿態運行過程中力的分析的微分模型建立模塊，為建立吊具穩定檢測模塊提供參數獲取。