[發明專利]一種用于圓形料場的取料系統及方法

有效

• 申請號: 202010693666.5
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111792396B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 陳陸義;邱立運
• 申請（專利權）人: 湖南長天自控工程有限公司;中冶長天國際工程有限責任公司
• 主分類號: B65G65/28
• 分類號: B65G65/28;B65G65/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種用于圓形料場的取料系統，所述圓形料場被半球形的煤罐外殼所籠罩，用于堆放至少一種物料，物料在所述圓形料場內部呈環狀分布，不同物料對應不同的料堆區間，所述料堆區間的俯視面近似扇形；所述圓形料場中央設置有中心立柱，所述中心立柱的一側設置有取料機，所述取料機包括刮板大臂以及設置于中心立柱底部的出料帶式輸送機，所述刮板大臂的一端固定于中心立柱的底部，另一端通過纜繩被半門架結構所牽引，通過纜繩調節刮板大臂的傾斜角度，通過調整半門架結構的位置來調節刮板大臂的回轉角度；其特征在于，所述系統包括：

設置于所述刮板大臂側面的激光掃描裝置，所述激光掃描裝置用于向料堆區間發射激光點，并接受料堆區間表面的反射點，以獲取料堆區間表面各個反射點的位置參數；

設置于所述中心立柱表面的控制單元，所述控制單元與所述激光掃描裝置相連接，用于根據所述料堆區間表面各個反射點的位置參數，控制所述刮板大臂動作，以便所述取料機將料堆區間的物料輸送至指定的位置；

所述控制單元被配置為執行以下步驟：

根據激光掃描裝置發送的料堆區間表面各個反射點的位置參數，獲取料堆模型；

根據所述料堆模型，獲取料堆表面的第一個待取區域，所述第一個待取區域為至少兩條邊界線之間圍成的區域，所述邊界線為圓形料場的中心點與所述第一個待取區域內的一點連線；

將所述第一個待取區域的邊界點作為取料切入點；

控制所述刮板大臂移動至所述取料切入點；

控制所述刮板大臂從所述取料切入點開始進行旋轉取料；

將刮板大臂與所述第一個待取區域的接觸點作為取料點，獲取所述取料點對應的位置參數；

根據所述位置參數，計算所述取料點對應的第一回轉角度，所述第一回轉角度為圓形料場的中心點與所述取料點的連線在所述圓形料場中的徑向角度；

判斷所述第一回轉角度是否超出所述第一個待取區域的邊界線；

如果第一回轉角度沒有超出所述第一個待取區域的邊界線，則控制刮板大臂按照第一預設方向旋轉取料；

如果第一回轉角度超出所述第一個待取區域的邊界線，則按照第一預設數值，控制刮板大臂減少傾斜角度；

控制刮板大臂按照與第一預設方向相反的第二預設方向，進行下一個待取區域的旋轉取料操作；

其中，根據所述料堆模型，獲取料堆表面的第一個待取區域的步驟包括：

根據預設的單位回轉角度間隔，獲取所述料堆區間的山脊線，所述山脊線為每隔單位回轉角度下截面的山脊點的連線，其中，所述山脊點為不同回轉角度下料堆截面的最高點；

根據以下公式，計算各個所述山脊點對應的傾斜角度γ_θ：

其中，θ為刮板大臂的回轉角度，P為山脊點，(P_θ,x,P_θ,y)為山脊點P在平面直角坐標系中的坐標位置，所述平面直角坐標系以料場中心作為坐標原點，以坐標原點到料場的進門口所在位置的連線作為x軸，垂直于x軸方向的直線為y軸，P_θ,z為山脊點P的高度信息；

去除所述山脊點中的低點，其中，將與最高山脊點的傾斜角度差值大于第二預設數值的山脊點作為低點，所述最高山脊點為所述山脊點中傾斜角度的最高值對應的山脊點；

將去除所述低點后剩余的山脊點作為待取山脊點，將所述待取山脊點對應的區域作為所述第一個待取區域。

2.根據權利要求1所述的取料系統，其特征在于，控制所述刮板大臂移動至所述取料切入點的步驟包括：

獲取所述取料切入點對應的目標傾斜角度以及目標回轉角度；

控制所述刮板大臂移動至符合所示目標回轉角度的第一位置；

控制所述刮板大臂移動至符合所述目標傾斜角度的第二位置。

3.根據權利要求1所述的取料系統，其特征在于，根據所述位置參數，計算所述取料點對應的第一回轉角度的步驟包括：

獲取所述位置參數中的橫坐標數值和縱坐標數值，其中，所述橫坐標數值和所述縱坐標數值在平面直角坐標系下所得數值，所述平面直角坐標系以料場中心作為坐標原點，以坐標原點到料場的進門口所在位置的連線作為x軸，垂直于x軸方向的直線為y軸；

根據以下公式計算所述第一回轉角度ω：

其中，S_x為取料點S的橫坐標數值，S_y為取料點S的縱坐標數值。