[發明專利]干散料智能工業機器人無人裝運系統

在審

• 申請號: 202010121980.6
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111324095A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 于繼明
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

本發明公開了干散料智能工業機器人無人裝運系統，包括步驟：一、搭建干散貨發貨機器人系統架構；二、設計毫米波雷達采集系統，安裝于小車適當位置上，且能對礦粉堆進行快速垂直測距檢測，與行車平面位置采集共同組成空間三維坐標采集系統；三、建立基于動態的3D窗口滑動匹配模型，對抓取位置及抓取隊列實現智能調度；本發明方法能根據發運計劃、料場狀態、車輛狀態、設備狀態、作業環境安全等多動態條件，依托工業發貨機器人系統裝備，利用智能技術，實現干散料料場的布料、倒倉、裝運全過程無人化管理。

技術領域

本發明涉及工業機器人領域，特別設計干散料智能工業機器人無人裝運系統。

背景技術

隨著經濟的不斷發展，當前大中型廠礦的裝運與計量管理系統計量節點多，工作強度大，工作環境差，人力成本高，存在一定的安全和管理隱患，消耗了大量的人力物力。而干散料智能工業機器人具有自動化程度高、操作簡單、裝車效率高、速度快，而且環境污染小，能極大改善裝車人員的工作環境，減輕裝車人員的勞動強度，有著快速裝車系統體現出了優勢，在干散料裝車發運中具有很高的應用價值。

然而干散料智能工業機器人系統需要解決干散料復雜場景的功能模塊，要做到抗干擾、適應性強，同時還要擁有實時、智能、安全、穩定的特點。在干散料的工作中，必須要保證業務能安全穩定的執行。散料發貨的工作現場十分復雜，在干散料裝運系統采集高度信息時還需要考慮雨霧天氣和散料的吸波功能。

毫米波雷達的工作波長主要在毫米波段,它是利用粒子對電磁波的散射特性,通過雷達回波分析了解物質的各種特性,回波參數能反映出物體的宏觀和微觀結構。毫米波雷達對霧、煙、灰塵的穿透能力強，且有體積小、質量輕和空間分辨率高的特點，可用于干散料場景的測量，以實現干散料智能工業機器人智能調度。

發明內容

為了解決上述存在問題，本發明提供干散料智能工業機器人無人裝運系統，解決干散料裝運問題。為達此目的：

本發明提供干散料智能工業機器人無人裝運系統，具體步驟如下：

步驟1：搭建干散貨發貨機器人系統架構，系統可分三大模塊：采集模塊、運動控制模塊、智能調度模塊，各模塊分別又包括相關子模塊，實現全場景信息“輸入”、處理加工與指揮、運動控制三個大的功能模塊；

步驟2：設計毫米波雷達采集系統，安裝于小車適當位置上，且能對礦粉堆進行快速垂直測距檢測，與行車平面位置采集共同組成空間三維坐標采集系統；

步驟3：建立基于動態的3D窗口滑動匹配模型，對抓取位置及抓取隊列實現智能調度。

作為本發明進一步改進，所述步驟1中信息采集模塊如下：

信息采集模塊需要采集鐵礦粉無人值守智能裝運系統涉及的信息包括現場條件信息、定位信息、設備信息、業務信息、安全信息、任務實時信息等內容，并對所有信息進行梳理、分析，得出正常流程下邏輯關系及異常情況的處理邏輯，從而了解現場散料的分布情況、設備安全狀態、業務過程情況。

作為本發明進一步改進，所述步驟1中運動控制模塊如下：

運動控制模塊是系統動作執行機構，包括自身本質化安全、故障告警、任務信令接收、大小車運動、抓斗升降、開閉合動作、抓斗在線稱重、姿態檢測、自動人工切換等工作，目標是在保障安全的情況下，接收控制命令，完成抓取與裝運工作，同時根據自身故障告警信息或接收信令確定中斷工作，還是自動執行，或切入到人工交互模式。

作為本發明進一步改進，所述步驟1中智能調度模塊如下：