CN110697582A - 一种活性炭装填方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种活性炭装填方法及系统，系统的小车固定在大车上，小车内设有卷扬机，卷扬机的下方通过两根钢丝绳悬吊的梁体上设有两组吊钩，由吊车运动控制装置根据破袋运动轨迹控制吊钩组运动至破袋刀处，以对活性炭包进行破袋操作，破袋运动轨迹根据吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度、破袋点坐标和偏移距离确定；破袋后将活性炭包中的活性炭装填进活性炭仓内，并在检测到破袋后活性炭包的初始卸料流量大于预设卸料流量时，完成一次装填活性炭的过程。可见，本实施例提供的系统及方法，其对活性炭仓的装料过程由装料控制器进行控制，实现同时进行多袋活性炭包的自动卸料过程，工作效率更高。

Description

一种活性炭装填方法及系统

技术领域

本申请涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种活性炭装填方法及系统。

背景技术

钢铁企业是整个国民经济的支柱企业，但是，它为经济发展做出重要贡献的同时，也伴随着严重的污染大气的问题。钢铁企业内有很多工序都会产生烟气排放，例如，烧结、球团、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢等工序，每个工序排放的烟气中含有大量的粉尘、SO₂、NO_X、二噁英、粉尘和重金属等污染物。污染烟气被排放到大气中后，不仅污染环境，还会对人体健康构成威胁。为此，钢铁企业通常采用在烟气净化系统的吸附装置中盛放活性炭的方式吸附烟气，利用活性炭无选择性吸附、催化等作用对各种污染物同步吸收脱除达到净化烧结烟气的目的。

活性炭作为吸附剂，在烟气净化系统投入使用前，需要将大量的活性炭装填进吸附装置中，只有将吸附装置中装填满活性炭才能对烧结烟气进行净化。目前，活性炭生产厂生产出的新鲜活性炭通常采用袋装形式进行包装和运输。活性炭装入包装袋中形成活性炭包，活性炭包10的结构如图1所示，活性炭包10的底部设有

的下料口102，装料时，下料口102采用绳子扎紧以免泄漏。包装袋101外设置两根1m长的吊带103供装卸使用。使用时，吸附装置的活性炭仓内装填活性炭的过程如图2和图3所示，活性炭包10由汽车20运输至卸料地点，再由站在汽车20上的吊钩工将用包装袋101上的吊带103挂在起吊装置30的吊钩301上以将活性炭包10吊起，并由站在卸料平台40上行车操作工控制行车302将活性炭包10移动至卸料点上方。然后，由站在卸料平台40上的卸料工用刀具将活性炭包10的下料口102处的扎带割断(不损坏包装袋)进行卸料，活性炭落入卸料斗50，最终装入活性炭仓内。完成卸料后，起吊装置30将空袋运回至汽车20边上卸掉，集中堆放并回收，随即完成一次卸料过程。

从上述活性炭包运输的方式可以看出，吊钩301每次仅可起吊一个活性炭包10，在完成当前活性炭包10的运输后回到卸料地点，再进行下一个活性炭包10的运输。如果设定每次挂袋时间、袋包起吊时间、运动至卸料点时间、单包卸料时间、吊钩再次运动至汽车上钩时间的总和为一次卸料时间，那么利用现有的卸料装置和方法，其单次卸料时间需要5分钟左右。可见，如果需进行6000吨活性炭的初装，当活性炭仓全部装填满这些活性炭需要21天左右，卸料时间过长，影响工作效率。可见，现有的卸料装置及方法，单位时间内装填量少，导致工作效率低。

发明内容

本申请提供了一种活性炭装填方法及系统，以解决现有的方法，单位时间内装填量少，导致工作效率低的问题。

第一方面，本申请提供了一种活性炭装填方法，包括以下步骤：

在装载有活性炭包的车辆到达指定卸料位置时，根据装料遥控器发送的挂包指令，控制吊钩组运动至活性炭包上方并挂起活性炭包；

接收所述装料遥控器发送的装料指令；以及，根据所述装料指令，获取破袋点坐标、吊装有活性炭包的吊钩组对应的吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度和设备参数；

根据所述破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度和设备参数，确定所述指定卸料位置的停车中心线与破袋中心线的偏移距离；

根据所述吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度、破袋点坐标和偏移距离，确定破袋运动轨迹；

将所述破袋运动轨迹发送至吊车运动控制装置，由所述吊车运动控制装置控制所述吊钩组按照破袋运动轨迹移动至破袋刀处，使吊具中心的投影与破袋点重合，利用破袋刀对吊钩组吊装的活性炭包进行破袋操作；

在所述破袋操作结束后，所述吊车运动控制装置控制吊具做上升运动，计算破袋后活性炭包的初始卸料流量；

判断所述初始卸料流量是否大于预设卸料流量，如果所述初始卸料流量大于预设卸料流量，延时预设卸料时长，控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

可选地，根据所述破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度和设备参数，确定所述指定卸料位置的停车中心线与破袋中心线的偏移距离，包括：

所述设备参数包括卷扬电机的卷筒直径和钢丝绳直径；

按照下式，确定所述指定卸料位置的停车中心线与破袋中心线的偏移距离L₁；

式中，H₁为破袋状态下吊具的预设高度，单位mm；H₂为挂袋状态下吊具的预设高度，单位mm；D₁为卷扬电机的卷筒直径，单位mm；D₂为钢丝绳直径，单位mm。

可选地，所述根据吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度、破袋点坐标和偏移距离，确定破袋运动轨迹，包括：

以大车沿轨道运动、靠近破袋刀的方向为X轴正向，以由第一轨道运动至第二轨道的方向为Y轴正向，以吊钩组由轨道运动至破袋刀的方向为Z轴正向，坐标原点位于小车上的交点上，建立坐标系；以及，确定破袋点坐标(x₀，y₀，z₀)和吊具中心初始坐标(x₁，0，z₁)；

根据所述破袋点坐标(x₀，y₀，z₀)和挂袋状态下吊具的预设高度H₂，确定偏移起始坐标(x₀，0，H₂)；其中，所述偏移起始坐标对应的位置是指将吊具移动至破袋刀上方的位置，吊具的中心点位于两个破袋刀的连线上；

根据所述偏移距离L₁、破袋状态下吊具的预设高度H₁和偏移起始坐标(x₀，0，H₂)，确定破袋初始坐标(x₀，L₁，H₁)；其中，所述破袋初始坐标对应的位置是指将吊具移动至破袋刀上方，且使吊具中心的投影与破袋点重合的位置，L₁＝y₀；

根据所述破袋初始坐标(x₀，L₁，H₁)和预设高度d₀，确定破袋终点坐标(x₀，L₁，H₁+d₀)；其中，预设高度是指破袋刀进入活性炭包底部的长度；

确定所述破袋运动轨迹为吊装有活性炭包的吊钩组对应的吊具依次沿所述吊具中心初始坐标(x₁，0，H₂)、偏移起始坐标(x₀，0，H₂)、破袋初始坐标(x₀，L₁，H₁)和破袋终点坐标(x₀，L₁，H₁+d₀)移动所形成的轨迹。

可选地，所述将破袋运动轨迹发送至吊车运动控制装置，由所述吊车运动控制装置控制所述吊钩组按照破袋运动轨迹移动至破袋刀处，包括：

所述吊车运动控制装置根据破袋运动轨迹，生成第一移动指令；

根据所述第一移动指令，控制所述吊钩组依次沿所述吊具中心初始坐标、偏移起始坐标移动至破袋初始坐标后停止，使吊具中心的投影与破袋点重合；

延时第一时长，生成第二移动指令；

根据所述第二移动指令，控制所述吊钩组由破袋初始坐标下降到破袋终点坐标，利用破袋刀对吊钩组吊装的活性炭包进行破袋操作。

可选地，所述在破袋操作结束后，所述吊车运动控制装置控制吊具做上升运动，计算破袋后活性炭包的初始卸料流量，包括：

在所述吊钩组下降至破袋终点坐标进行破袋操作之后，延时第二时长，生成上升指令；

根据所述上升指令，控制吊具上升至卸料点坐标后停止；所述卸料点坐标对应的位置是活性炭包开始卸料的位置；

计算破袋后活性炭包在卸料点坐标卸料时的初始卸料流量。

可选地，所述方法还包括：

如果所述初始卸料流量小于或等于预设卸料流量，生成第一下降指令；

根据所述第一下降指令，控制所述吊钩组下降至破袋初始坐标，生成第二下降指令；

根据所述第二下降指令，控制所述吊钩组下降至破袋终点坐标，以利用破袋刀对所述活性炭包进行第二次破袋操作。

可选地，按照下式，确定预设卸料时长：

T₃＝k×(g₁/s)；

式中，T₃为预设卸料时长，g₁为活性炭包的初始重量，s为破袋后活性炭包的初始卸料流量，k为系数，取值范围为1～1.3。

可选地，在所述延时预设卸料时长之后，所述方法还包括：

获取重量传感器检测的活性炭包的当前重量；

如果所述活性炭包的当前重量小于设定重量值，控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

可选地，还包括：

如果所述活性炭包的当前重量大于或等于设定重量值，延时第四时长，在所述活性炭包的当前重量小于设定重量值时，控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

第二方面，本发明实施例提供的一种活性炭装填系统，包括：装料控制器，装料遥控器，吊车运动控制装置，位置检测装置，卸料平台，设置在所述卸料平台上的卸料斗，位于所述卸料斗受料口中心的数个破袋刀，位于所述卸料平台上方的轨道，沿所述轨道滑动的大车，以及，固定在所述大车上的小车；所述大车与吊车运动控制装置连接；

所述小车内设有与所述吊车运动控制装置连接的卷扬机，所述卷扬机内设有位置检测装置，所述卷扬机通过两根钢丝绳共同悬吊一吊具；所述吊具与小车平行；所述吊具上沿吊具的中线对称设有两组吊钩；每组吊钩包括两个吊钩，两个吊钩以吊具的长度方向为中心线对称设置在吊具的两侧；

所述轨道的下方设有指定卸料位置，所述指定卸料位置的停车标志线与大车的长度方向平行，所述指定卸料位置的停车中心线与大车的长度方向垂直；数个破袋刀的连线与大车的长度方向平行，数个破袋刀的破袋中心线与停车中心线平行，所述破袋中心线与停车中心线之间产生偏移距离；

所述装料遥控器用于向所述装料控制器发送挂包指令和装料指令；所述位置检测装置用于检测吊具中心点位置的运行坐标，以及，将检测的运行坐标发送至装料控制器；所述装料控制器用于根据挂包指令、装料指令和运行坐标向吊车运动控制装置发送行车运动指令，以由所述吊车运动控制装置控制大车沿轨道滑动以及卷扬机驱动吊装活性炭包的吊钩进行上升或下降运动，实现数个活性炭包的破袋、卸料和卸下操作。

可选地，还包括：重量传感器，每个所述吊钩上分别设有对应的重量传感器，所述重量传感器用于检测对应吊钩上的活性炭包的重量值，以及，将对应的重量值发送至装料控制器。

可选地，在挂袋状态时，所述吊具的中心点投影与所述停车中心线重合；在破袋状态时，所述吊具的中心点投影与破袋点投影重合。

可选地，所述破袋刀设置两个，两个所述破袋刀之间的距离与两个吊钩组之间的距离相等，两个所述破袋刀之间的中心点为破袋点，所述破袋点位于所述破袋中心线上。

可选地，两个所述吊钩组之间的距离小于两个悬吊点之间的距离，以及，两个所述吊钩组之间的距离与活性炭包的宽度满足以下关系：

W₂＝k₁×L；

式中，W₂为两个所述吊钩组之间的距离，单位mm；k₁为系数，取值范围为1～1.4；L为活性炭包的宽度，单位mm。

可选地，所述偏移距离为：

式中，L₁为偏移距离，H₁为破袋状态下吊具的预设高度，单位mm；H₂为挂袋状态下吊具的预设高度，单位mm；D₁为卷扬电机的卷筒直径，单位mm；D₂为钢丝绳直径，单位mm。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供的一种活性炭装填方法及系统，系统的卸料斗设置在卸料平台上，卸料斗受料口中心设有数个破袋刀，轨道位于卸料平台上方，大车沿轨道滑动，小车固定在大车上，小车内设有卷扬机，卷扬机的下方通过两根钢丝绳悬吊一梁体，梁体上沿梁体的中线对称设有两组吊钩，由吊车运动控制装置根据破袋运动轨迹控制吊钩组运动至破袋刀处，以对吊钩组吊装的数个活性炭包进行破袋操作，破袋运动轨迹根据吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度、破袋点坐标和偏移距离确定；破袋后将数个活性炭包中的活性炭共同装填进活性炭仓内，并在检测到每个破袋后的活性炭包的初始卸料流量大于预设卸料流量时，将每个卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标位置，完成一次同时为活性炭仓装填数袋活性炭的过程。可见，本实施例提供的系统及方法，其对活性炭仓的装料过程由装料控制器进行控制，根据装料遥控器发送的装料指令，由吊车运动控制装置自动控制吊钩组的运行，实现同时进行多袋活性炭包的卸料过程，且该卸料过程为自动实现，工作效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的活性炭包的结构示意图；

图2为现有技术提供的活性炭卸料系统的结构示意图；

图3为现有技术提供的活性炭卸料系统的俯视图；

图4为本发明实施例提供的活性炭装填系统的侧视图；

图5为本发明实施例提供的吊钩组的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的吊钩组吊装一袋活性炭包的示意图；

图7为本发明实施例提供的吊钩组吊装两袋活性炭包的示意图；

图8为本发明实施例提供的重量传感器的设置示意图；

图9为本发明实施例提供的活性炭装填系统的俯视图；

图10为本发明实施例提供的活性炭装填系统在破袋时的示意图；

图11为本发明实施例提供的在活性炭挂袋状态与破袋状态下吊具中心线与小车中心线的关系示意图；

图12为本发明实施例提供的活性炭装填系统的结构框图；

图13为本发明实施例提供的活性炭装填方法的流程图；

图14为本发明实施例提供的破袋运动轨迹的示意图。

具体实施方式

图4为本发明实施例提供的活性炭装填系统的侧视图。

参见图4，本发明实施例提供的一种活性炭装填系统，用于自动地将活性炭卸入活性炭仓，以将活性炭仓内装满净化烟气所需的活性炭。本实施例中，活性炭仓位于卸料平台1的下方，卸料平台1用于固定卸料斗2，卸料斗2的出料口与活性炭仓的入料口连通。卸料斗2的受料口设有用钢板做成的160mm×200mm的格栅，格栅上铺设网孔为80mm×50mm的钢网板，用于抵抗活性炭包10落下时的冲击，也可防止活性炭包因意外情况由行车上滑落，进入活性炭仓而影响生产过程。

为了提高卸料效率，卸料斗2的受料口中心设有数个破袋刀3，破袋刀3用于划破活性炭包10底部，使活性炭包10内的活性炭落入卸料斗2内，进而再落入活性炭仓中，实现活性炭仓中的活性炭装填。本实施例中，可一次性实现一袋或两袋活性炭的装填，因此，破袋刀3的设置数量可为两个，根据一次运输的不同数量的活性炭包，对应设置相应数量的破袋刀3。

本实施例由行车组件控制活性炭包10运行至两个破袋刀3的正上方，以便于进行破袋处理。行车组件包括轨道4，轨道4位于卸料平台1的上方，沿轨道4滑动的大车5，固定在大车5上的小车6，大车5与吊车运动控制装置500连接。为了实现同时进行多个活性炭包的卸料，本实施例利用多个位于小车6底部的吊钩11来实现，数个吊钩11用于吊装数个活性炭包10。

小车6内设有与吊车运动控制装置500连接的卷扬机7，卷扬机7内设有位置检测装置400，卷扬机7的下方对称设有两根钢丝绳8，在其他实施例中，钢丝绳也可设置多根，以能够支撑吊钩11吊装的活性炭包的重量即可。每根钢丝绳8的一端共同悬吊一吊具9，悬吊点位于吊具9的两端，使得吊具9与大车5平行。两个悬吊点相对大车5的高度差相同，两根钢丝绳由卷扬机7驱动同上同下，使得吊具9一直保持水平状态。

图5为本发明实施例提供的吊钩组的结构示意图。如图5所示，图5中(a)为吊钩组的正视图，图5中(b)为吊钩组的侧视图。吊具9为支撑吊钩11和悬吊点的刚性结构，悬吊点为钢丝绳8和吊具9的连接点，且两个悬吊点沿吊具9的中线901对称。吊具9上沿吊具9的中线901对称设有两组吊钩，吊钩为吊装活性炭包的挂点；每组吊钩包括两个吊钩11，两个吊钩11以吊具9的长度方向为中心线对称设置在吊具的两侧，属于同一组的吊钩11位于吊具9的两侧，如图5中(b)所示。

吊钩11为对称双钩布置，两组吊钩置于两个悬吊点内侧，即位于吊具9同一侧的两个吊钩11之间的距离小于两个悬吊点之间的距离，以防止只有一个吊钩11吊装活性炭包时，吊具9翻转。

为便于两组吊钩稳定吊装多个活性炭包，两个吊钩组之间的距离小于两个悬吊点之间的距离，每组吊钩的投影与梁体的投影垂直；且位于梁体同一侧的两个吊钩之间的距离与活性炭包的宽度满足以下关系：

W₂＝k₁×L；

式中，W₂为两个所述吊钩组之间的距离，单位mm；k₁为系数，取值范围为1～1.4；L为活性炭包的宽度，单位mm。

如图5中(a)所示，W₁为两个悬吊点之间的距离，W₃为梁体9的长度，为使梁体9上无论吊装多少个活性炭包时，梁体9均不发生翻转，需要W₃>W₁>W₂。

由于梁体9上共设置4个吊钩11，因此，可实现吊装1袋、2袋、3袋和4袋活性炭包的使用需求，因此，也会产生多种吊装方式。

图6为本发明实施例提供的吊钩组吊装一袋活性炭包的示意图，参见图6中(a)(b)(c)，当吊具上吊装有一袋活性炭包时，将活性炭包挂在一组吊钩上，活性炭包的两个吊带分别挂在该组吊钩的两个吊钩上，而另一组吊钩悬空，不挂活性炭包。

图7为本发明实施例提供的吊钩组吊装两袋活性炭包的示意图，参见图7中(a)(b)(c)，当吊具上吊装有两袋活性炭包时，将每个活性炭包分别挂在一组吊钩上，即第一组吊钩的两个吊钩11各挂同一袋活性炭包的两个吊带，第二组吊钩的两个吊钩11各挂另一袋活性炭包的两个吊带，使得两个活性炭包的中心连线与吊具9平行。

本实施例采用根据吊钩11上吊装活性炭包的不同方式，来对应控制运行组件运动的方法，以将数个活性炭包运动到破袋刀组处进行破袋操作。而在自动控制过程中，需根据重量检测来判断某个吊钩11上是否吊装有活性炭包10以及吊装方式，因此，为获得重量值，本实施例中，在每个吊钩11上设置对应的重量传感器，即四个重量传感器分别与装料控制器连接。

图8为本发明实施例提供的重量传感器的设置示意图。举例说明四个重量传感器的设置方式，如图8所示，图8中(a)为设有重量传感器的吊钩组的侧视图，图8中(b)为设有重量传感器的吊钩组的俯视图。第一组吊钩包括第一吊钩和第二吊钩，第一吊钩上设有重量传感器c1，第二吊钩上设有重量传感器c2；第二组吊钩包括第三吊钩和第四吊钩，第三吊钩上设有重量传感器c3，第四吊钩上设有重量传感器c4。

当某一个吊钩11上吊装有活性炭包时，对应的重量传感器会检测到重量值，因此，可根据重量传感器检测的重量值来判断吊钩组上的哪个吊钩上吊装有活性炭包，即活性炭包的吊装方式为哪种，以根据确定出的当前吊装方式将数个活性炭包移动至破袋刀组的对应的位置处，以进行准确的破袋操作。

当吊钩组吊装一袋活性炭包时，重量传感器c1，c2的值相加为一袋活性炭包的重量；重量传感器c3，c4的值均为0；或者，重量传感器c3，c4的值相加为一袋活性炭包的重量；重量传感器c1，c2的值均为0。

当吊钩组吊装两袋活性炭包时，重量传感器c1，c2的值相加为一袋活性炭包的重量；重量传感器c3，c4的值相加为一袋活性炭包的重量。

本实施例提供的活性炭装填系统，由于小车6固定在大车5上，小车6与大车5不产生相对移动，因此，在控制行车组件吊装活性炭包进行卸料时，无需控制小车的运动，只需控制大车与活性炭包悬吊高度即可完成活性炭卸料，控制过程更为简洁，提高活性炭仓内活性炭的装填效率。

由于在装填活性炭时，无需控制小车相对于大车的移动，因此，为保证吊具吊装的活性炭包能够由起始车间精准地移动到破袋刀的上方，需要起始车间的设置位置与破袋刀的设置位置产生一定关系。

图9为本发明实施例提供的活性炭装填系统的俯视图。如图9所示，起始车间用于摆放大量的活性炭包，活性炭包由车辆运输到起始车间以进行活性炭仓内所需活性炭的装填。为此，在起始车间内设置指定卸料位置，指定卸料位置位于轨道的下方，便于行车组件吊装活性炭包10。指定卸料位置包括停车标志线和停车中心线，用于限制车辆的停放位置，使得在不控制小车6在大车5上相对移动的情况下，车辆上装载的活性炭包能够被行车组件中的吊具9吊装，并运送至破袋刀3的上方。停车标志线与卸料平台之间的距离为L₂，可根据实际应用情况进行设定，本实施例不做具体限定。

指定卸料位置的停车标志线与大车5的长度方向平行，并与轨道4垂直，停车标志线为车辆的车尾停止位置。指定卸料位置的停车中心线与大车5的长度方向垂直，并与轨道4平行，停车中心线用于限制车辆在起始车间的相对位置，车辆的车中轴对准停车中心线，使得车辆在轨道4下的停放位置能够使得在不控制小车6在大车5上相对移动的情况下，车辆上装载的活性炭包10能够被行车组件中的吊具吊装。

车辆上装载的活性炭包10沿垂直于轨道4的方向放置两袋，两袋活性炭包为一组，每一组活性炭包沿车辆的长度方向排列，每组中的两袋活性炭包的中心连线与大车5(小车6)平行。而行车组件中的吊具9与轨道4垂直，吊具9与大车5(小车6)平行，因此，在将吊具9移动到车辆上方时，吊具9上的吊钩11可径直挂住一袋或两袋活性炭包，而无需调整吊钩11的水平位置，只需调整上下高度即可。由于大车5、吊具9、吊装的活性炭包中心连线相互平行且均与轨道4垂直，为使破袋刀3能够对垂直于轨道4的数袋活性炭包进行破袋，需要破袋刀3的设置位置与活性炭包10的吊装方式对应，即数个破袋刀3的连线与大车5的长度方向平行，并与轨道4垂直，数个破袋刀3的破袋中心线与停车中心线平行。

活性炭卸料时，装载活性炭包的车辆停放在起始车间的指定卸料位置，使得车辆的车尾对准停车标志线，车中轴对准停车中心线的位置，行车组件移动到车辆装载的活性炭包上方，在吊钩11上一次挂两袋活性炭包，挂好后，利用卷扬机7将活性炭包起吊至破袋刀3刀尖以上高度，然后大车5沿轨道4水平移动并移动至破袋刀3的上方，再通过卷扬机7放下活性炭包10，破袋刀3刺穿活性炭包底部，开始卸料。

本实施例中，破袋刀设置两个(图9中d₁、d₂)，两个破袋刀3之间的距离P₂与两个吊钩组之间的距离W₂相等，即P₂＝W₂，使得两个破袋刀3能够对准每个吊钩组上吊装的活性炭包10的底部中心，以进行破袋操作。两个破袋刀3之间的中心点为破袋点(图9中A点)，破袋点A位于破袋中心线上。破袋点A为控制吊具移动的基准，通过位置检测装置检测吊具9的移动位置，使得吊具9的中心能够与破袋点对齐，对齐时吊具的位置即为进行破袋操作的终止位置。也就是说，在吊具9的中心投影与破袋点A重合时，即可由破袋刀3对吊具9上吊装的活性炭包10进行破袋操作，且破袋点A位于活性炭包的底部中心，实现高效率破袋操作。

在起始车间处，为使吊具9上的吊钩11能够正对两袋活性炭包10，需要吊具9的中心(图9中B点)投影落在停车中心线上。车辆上以两袋活性炭包为一组进行摆放，使得两个活性炭包对称位于停车中心线的两侧，吊具9的中心投影位于两袋活性炭包10的中心。

图10为本发明实施例提供的活性炭装填系统在破袋时的示意图。小车6固定在大车5上，小车6下吊装有吊具9，在起始车间处，吊具9的中心点投影位于停车中心线上。由于停车中心线并非位于轨道的正下方，使得停车中心线与第一轨道41和第二轨道42的中心线不重合。而小车6以居中位于第一轨道41和第二轨道42之间的形式固定在大车5上，因此小车6的中心点投影也为落在停车中心线上。停车中心线与小车6的投影存在交点O，使得小车6上的交点O与停车中心线重合，小车6上的交点O与吊具9的中心点B的投影重合。如果在其他实施例中，小车6以中心点的投影与停车中心线重合的方式进行安装，则小车6的中心点与吊具9的中心点B的投影重合。而在破袋处，参见图10，即吊具9将活性炭包10移动至破袋刀3上方时，吊具9的中心点B投影与破袋点A重合。

本实施例中，破袋中心线即为活性炭仓受料口中心线。由于卷扬机的运动特点，在调整吊具9在竖直方向的高度时，即放下活性炭包进行破袋操作的过程中，活性炭包会产生沿大车5长度方向的移动。因此，为保证卷扬机放下吊具使得活性炭包能够精准落在破袋刀3的刀尖上时，破袋中心线与停车中心线的并非重合状态，而是破袋中心线与停车中心线之间产生偏移距离，如图9中的L₁。偏移距离L₁即为卷扬机放下活性炭包时吊具所产生的相对位移，此时吊具的移动方向为沿大车的长度方向，即由一个轨道向另一个轨道的方向。

图11为本发明实施例提供的在活性炭挂袋状态与破袋状态下吊具中心线与小车中心线的关系示意图。参见图10和图11，破袋中心线为活性炭受料口中心线，停车中心线与破袋中心线之间有偏移距离L₁。由于偏移距离的存在，使得活性炭小车钢丝绳放到挂袋高度，即图11中(a)所示的在起始车间在挂钩上吊装活性炭包的挂袋状态时，吊具9的中心线与停车中心线重合；而活性炭小车钢丝绳放到破袋高度，即图11中(b)所示的在破袋刀处进行破袋状态时，吊具9的中心线与破袋中心线相重合，使得吊具9的中心点B的投影与破袋点A重合。

本实施例中，偏移距离的确定与吊具分别在破袋状态和挂袋状态的预设高度、卷扬机的卷筒直径和钢丝绳直径有关，为此，偏移距离L₁可由下式确定：

式中，L₁为偏移距离，H₁为破袋状态下吊具的预设高度，单位mm；H₂为挂袋状态下吊具的预设高度，单位mm；D₁为卷扬机的卷筒直径，单位mm；D₂为钢丝绳直径，单位mm。破袋状态是指吊具将活性炭包移动至破袋刀上方进行破袋的状态，挂袋状态是指吊具位于起始车间时挂好活性炭包的状态。

本实施例中，为提高在为活性炭仓装填活性炭时的效率，将装载有活性炭包的车辆按照停止标志线和停车中心线进行停放，使得车辆上摆放的每一组活性炭包的中心连线均与大车5、小车6、吊具9平行，吊具9与同一组的两袋活性炭包的中心连线平行，吊具9上设置的两组吊钩之间的距离大于或等于两袋活性炭包的中心点之间的距离。吊具9通过大车沿轨道移动，使得吊具9与大车5平行，大车5与轨道4垂直，吊具9与轨道4垂直。两个破袋刀3以二者的连线垂直于轨道4的方式进行设置，两个破袋刀3的破袋中心线与轨道4平行，两个破袋刀3的连线与吊具9平行，进而使得两个破袋刀3的连线与两个活性炭包的中心连续平行。如图10所示，在将吊具9移动至破袋刀3上方时，吊具9吊装的活性炭包10能够与破袋刀3正对，即每个破袋刀10的刀尖对准一个活性炭包10的底部中心，图10中破袋刀的接触点D₁和D₂。利用卷扬机7将吊具9放下，使得破袋刀10由接触点D₁和D₂穿破对应活性炭包的底部实现破袋操作，进而将活性炭包内的活性炭卸料进破袋刀底部的活性炭仓，实现活性炭仓中活性炭的装填。

图12为本发明实施例提供的活性炭装填系统的结构框图。为了提高活性炭装填系统的工作效率，本实施例中，利用控制系统实现活性炭装填系统的自动卸料过程。为此，如图12所示，该系统包括装料控制器200、装料遥控器300、位置检测装置400和重量检测装置600。重量检测装置600包括设置在吊钩组的四个重量传感器c1，c2，c3，c4；位置检测装置400分别设置在大车5、小车6和卷扬机7内；而行车组件(大车5、小车6和卷扬机7)的运动由吊车运动控制装置500控制实现，吊车运动控制装置500为行车组件出厂时设置的电控柜，设有可与装料控制器200进行通信的接口。

装料控制器200与上级控制系统100进行通信，以由上级控制系统100对烟气净化流程进行控制。位置检测装置400、吊车运动控制装置500、装料遥控器300和重量检测装置600分别与装料控制器200连接；位置检测装置400用于检测大车5的位置、位于小车下方吊钩11的位置和卷扬机7的伸展程度等；重量检测装置600设置在吊钩组上，每个活性炭包的重量由对应的重量检测装置600检测。位置检测装置400检测到的位置信息和重量检测装置600检测到的重量值发送至装料控制器200，以由装料控制器200根据接收到的数据进行相应的控制操作。

本实施例提供的活性炭自动卸料系统可进行自动控制状态，也可以执行人工控制状态。当由人工进行控制时，工人通过装料遥控器300操作吊钩组将活性炭包10挂上，即装料遥控器300和吊车运动控制装置500连接，装料遥控器300直接向吊车运动控制装置500发送行车操作指令，此时，大车5、卷扬机7和吊钩组的运动均由装料遥控器300来控制。卸料时，由吊车运动控制装置500控制吊钩组运行至数个活性炭包10上方，以将数个活性炭包10挂在对应的吊钩11上，以及将吊钩11上的空活性炭包卸下。

当需要系统进行自动控制时，通过装料遥控器300向装料控制器200发送装料指令；同时，位置检测装置400检测吊具中心点的运行位置，本实施例中，运行位置由运行坐标表示；位置检测装置400将检测到的运行坐标发送至装料控制器200；以及，重量检测装置600中的每个重量传感器检测对应吊钩11上活性炭包10的重量变化值，并将重量变化值发送至装料控制器200。其中，运行坐标包括破袋点坐标、偏移起始坐标、破袋初始坐标和破袋终点坐标等。

装料控制器200根据装料指令和每个重量值确定数个活性炭包10的吊装方式，根据确定的吊装方式和运行坐标向吊车运动控制装置发送挂包指令、装料指令，以由吊车运动控制装置500控制大车5沿轨道4滑动以及卷扬机7驱动吊装有活性炭包的吊钩11进行上升或下降运动，实现数个活性炭包的破袋、卸料和卸下操作。

本实施例提供的活性炭装填系统，可由控制系统中的装料控制器200、装料遥控器300、位置检测装置400和重量检测装置600(四个重量传感器c1，c2，c3，c4)进行自动控制，装料遥控器300将装料指令发送至装料控制器200，同时，根据该装料指令，获取位置检测装置400和重量检测装置600的检测数据，根据装料指令和每个重量值确定数个活性炭包10的吊装方式，并根据确定的吊装方式向吊车运动控制装置500发送行车运动指令，以自动驱动大车5沿轨道4移动，以及，卷扬机7驱动吊钩组运动，使得数个活性炭包10被运送至破袋刀3的正上方，然后驱动吊钩组下降，使得数个活性炭包10垂直向下运动至包装袋底部被破袋刀组刺破，进行卸料操作。本实施例提供的系统可自动进行卸料操作，工作效率高。

图13为本发明实施例提供的活性炭装填方法的流程图。为了更加清楚地说明本实施例提供的活性炭装填系统的自动控制过程及所取得的有益效果，本实施例还提供了一种活性炭装填方法，该方法由上述实施例提供的活性炭装填系统中的控制系统执行，如图13所示，本实施例提供的方法包括以下步骤：

S1、在装载有活性炭包的车辆到达指定卸料位置时，根据装料遥控器发送的挂包指令，控制吊钩组运动至活性炭包上方并挂起活性炭包。

装载有数组活性炭包的车辆根据停车标志线和停车中心线，将车辆停放在指定卸料位置，由工作人员操作装料遥控器，通过装料遥控器300向装料控制器200发送挂包指令，由装料控制器200根据挂包指令向吊车运动控制装置500发送行车运动指令，由吊车运动控制装置500控制行车组件运动至起始车间，即控制吊钩组运动至指定卸料位置的上方，并由工作人员将活性炭包的吊带挂在吊钩11上。

如果进行一个活性炭包的卸料操作，则只将一个活性炭包的吊带挂在同一组挂钩上，另一组挂钩悬空。如果进行两个活性炭包的卸料操作，则将一个活性炭的两个吊带分别挂在同一组挂钩的两个挂钩上，将另一个活性炭包的两个吊带分别挂在另一组挂钩的两个挂钩上，使得挂在挂钩上的两个活性炭包的中心连线与吊具平行。

由于本实施例提供的活性炭装填系统在设置各部件的位置时，指定卸料位置的长度方向与轨道平行，停车中心线与轨道平行，停车标志线分别与停车中心线和轨道垂直，而车辆上装载的数组活性炭包是以两个为一组、且数组沿停车中心线的方向排列，使得同一组的两个活性炭包的中心连线与轨道垂直。而吊具9以垂直于轨道4的方向安装，进而可以使得吊具9与两个活性炭包10的中心连线平行。因此，在将吊具9移动至车辆上方时，工作人员可只需将活性炭包的吊带挂在吊具9下的挂钩11上，而无需搬动活性炭包或调整吊具的方向，进而可以提高挂包效率。

S2、接收装料遥控器发送的装料指令；以及，根据装料指令，获取破袋点坐标、吊装有活性炭包的吊钩组对应的吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度和设备参数。

在将吊具上的挂钩组挂上相应数量的活性炭包后，通过装料遥控器300向装料控制器200发送装料指令，装料指令用于控制行车组件将活性炭包运送至破袋刀处进行破袋操作，以进行活性炭仓中装填活性炭的过程。

为了能够高效且精准地控制行车组件将活性炭包运送至破袋刀处并进行破袋操作，需要确定吊具在由装料初始位置至破袋刀处的运行坐标，为此，需要装料控制器200根据装料指令，获取破袋点坐标、吊装有活性炭包的吊钩组对应的吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度和设备参数。

破袋点坐标为两个破袋刀连线的中心位置，设备参数是指卷扬电机的卷筒直径和钢丝绳直径。本实施例中，行车组件的运行坐标均以吊具9的中心点坐标进行表示。吊装有活性炭包的吊钩组对应的吊具中心初始坐标是指在起始车间，根据挂包指令将活性炭包挂在吊具上的吊钩上时对应的位置坐标；挂袋状态下吊具的预设高度是指在吊装有活性炭的吊具在移动至破袋刀上方时，吊具的中心点与小车上的交点之间的垂直距离；破袋状态下吊具的预设高度是指卷扬机将吊装有活性炭包的吊具下降至破袋刀尖处时，吊具的中心点与小车上的交点之间的垂直距离。此两个预设高度均为根据实际使用情况优先设定的进行活性炭包移动和破袋时的高度，并存储在装料控制器中。

上述确定两个预设高度的数值是以大车沿轨道运动、靠近破袋刀的方向为X轴正向，以由第一轨道运动至第二轨道的方向为Y轴正向，以吊钩组由轨道运动至破袋刀的方向为Z轴正向，坐标原点位于小车上的交点(小车与停车中心线投影形成的交点)上，建立的三维坐标系而定。若三维坐标系以其他参照物进行建立，比如，在X、Y、Z轴方向不变的情况下，坐标原点设定在轨道上，那么前述两个预设高度均为吊具中心点与轨道之间的垂直距离。

S3、根据破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度和设备参数，确定指定卸料位置的停车中心线与破袋中心线的偏移距离。

设备参数包括卷扬机的卷筒直径和钢丝绳直径；卷扬机在将吊具朝向破袋刀所在位置放下的过程中，放下的距离与卷扬机的卷筒直径和钢丝绳直径有关，且卷扬机控制吊具向下移动的距离也会对停车中心线与破袋中心线的偏移距离产生影响，而卷扬机控制吊具向下移动的距离与破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度有关。

为此，本实施例中，按照下式，确定指定卸料位置的停车中心线与破袋中心线的偏移距离L₁；

式中，H₁为破袋状态下吊具的预设高度，单位mm；H₂为挂袋状态下吊具的预设高度，单位mm；D₁为卷扬电机的卷筒直径，单位mm；D₂为钢丝绳直径，单位mm。

S4、根据吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度、破袋点坐标和偏移距离，确定破袋运动轨迹。

在确定出偏移距离后，即可确定吊车运动控制装置驱动行车组件将活性炭包由卸料指定位置至破袋刀处进行破袋的运动轨迹。破袋运动轨迹包括在卸料指定位置将吊具上挂上活性炭包时对应的吊具中心初始坐标、吊具被吊车运动控制装置驱动至破袋刀上方附近对应的偏移起始坐标、卷扬机将吊装有活性炭包的吊具放下到破袋刀尖处对应的破袋初始坐标和破袋刀划破活性炭包并进入活性炭包对应的破袋终点坐标所形成的轨迹。

图14为本发明实施例提供的破袋运动轨迹的示意图。如图14所示，具体地，为准确说明确定破袋运动轨迹的过程，本实施例中，通过建立三维坐标系的方式确定每个位置坐标，以确定破袋运动轨迹，该方法包括：

S41、以大车沿轨道运动、靠近破袋刀的方向为X轴正向，以由第一轨道运动至第二轨道的方向为Y轴正向，以吊钩组由轨道运动至破袋刀的方向为Z轴正向，坐标原点位于小车上的交点上，建立坐标系；以及，确定破袋点坐标(x₀，y₀，z₀)和吊具中心初始坐标(x₁，0，z₁)。

在建立三维坐标系时，为便于获取每个位置的坐标，本实施例中，以在起始车间处，小车上的交点O位置作为坐标原点。轨道4包括第一轨道41和第二轨道42，由大车在轨道4上由起始车间向破袋刀处移动的方向为X轴正向；以大车5的延伸方向为Y轴正向，即由第一轨道至第二轨道的方向为Y轴正向；由轨道至破袋刀的由上至下的方向为Z轴正向。

由于破袋刀的位置与卸料指定位置是预先设定好的，因此该坐标系建立之后，即可确定出破袋点坐标为(x₀，y₀，z₀)。由于吊具中心与小车上的交点O的投影重合，因此，在初始位置，吊具中心的y轴坐标为0，确定出吊具中心初始坐标为(x₁，0，z₁)。z₁为在起始车间处吊具中心与小车上的交点O之间的垂直距离。

S42、根据破袋点坐标(x₀，y₀，z₀)和挂袋状态下吊具的预设高度H₂，确定偏移起始坐标(x₀，0，H₂)；其中，所述偏移起始坐标对应的位置是指将吊具移动至破袋刀上方的位置，吊具的中心点位于两个破袋刀的连线上。

在将活性炭包由起始车间移动至破袋刀上方的过程中，由于挂袋状态下吊具的预设高度是指在吊装有活性炭的吊具9在移动至破袋刀3上方时，吊具的中心点B与小车上的交点O之间的垂直距离。此时，吊具的中心点B位于两个破袋刀之间的连线上，并未与破袋点A重合，这是由于停车中心线与破袋中心线产生偏移距离所致。因此，通过大车5在轨道4上的滑动，将活性炭包移动至破袋刀处仅是位于破袋刀上方的附近，该位置处吊具的中心点X轴坐标与破袋点的X轴坐标相同，而Y轴由于偏移距离的存在，且吊具在两个轨道之间并未在Y轴产生相对移动，因此该位置处吊具的中心点Y轴仍为0，为此，根据挂袋状态下吊具的预设高度H₂，确定偏移起始坐标为(x₀，0，H₂)。

S43、根据偏移距离L₁、破袋状态下吊具的预设高度H₁和偏移起始坐标(x₀，0，H₂)，确定破袋初始坐标(x₀，L₁，H₁)；其中，破袋初始坐标对应的位置是指将吊具移动至破袋刀上方，且使吊具中心的投影与破袋点重合的位置，L₁＝y₀。

在将活性炭包移动至破袋刀上方附近时，可执行控制吊具向破袋刀的位置下降的步骤，为保证在下降之后，吊具的中心点B与破袋点A的投影重合，此处，根据偏移距离来控制吊具被下降之后以使中心点的投影位于破袋点处。

活性炭包被下降到破袋刀尖处的位置为破袋初始位置，此位置，破袋刀尖与活性炭包的底部接触。为保证活性炭包被下降后，破袋刀尖与活性炭包的底部接触，本实施例中，根据破袋状态下吊具的预设高度H₁来进行控制，即在将吊具9沿上下方向按照破袋状态下吊具的预设高度H₁进行下降。

可见，破袋初始坐标是经过同时调整Y轴和Z轴方向上的位置来确定，即根据偏移距离和破袋状态下吊具的预设高度来确定，此时，破袋初始坐标为(x₀，L₁，H₁)。由于在此调整过程中，吊具的中心点Y轴坐标是指投影落在两个破袋刀连线上的吊具中心点与破袋点之间的距离，该距离即为偏移距离，即Y轴坐标由0调整到L₁，与破袋点的Y轴坐标相同，因此，可视作L₁＝y₀。

S44、根据破袋初始坐标(x₀，L₁，H₁)和预设高度d₀，确定破袋终点坐标(x₀，L₁，H₁+d₀)；其中，预设高度是指破袋刀进入活性炭包底部的长度。

在破袋刀尖与活性炭包的底部接触时，可以进行破袋操作，为保证进行最佳破袋，使得活性炭能够顺利卸出，需使破袋刀沿活性炭包底部进入活性炭包，将活性炭包划破。为此，本实施例中，设定破袋刀进入活性炭包底部的长度为d₀，也就是说，在将活性炭包下降到与破袋刀接触后，还需向下下降预设高度d₀，以保证破袋刀进入活性炭包底部，此时，为破袋终点坐标，即(x₀，L₁，H₁+d₀)。

S45、确定破袋运动轨迹为吊装有活性炭包的吊钩组对应的吊具依次沿吊具中心初始坐标(x₁，0，H₂)、偏移起始坐标(x₀，0，H₂)、破袋初始坐标(x₀，L₁，H₁)和破袋终点坐标(x₀，L₁，H₁+d₀)移动所形成的轨迹。

在确定出行车组件在运送活性炭包由起始车间至破袋刀处的各个关键位置坐标后，吊具的中心点沿在卸料指定位置将吊具上挂上活性炭包时对应的吊具中心初始坐标、吊具被吊车运动控制装置驱动至破袋刀上方附近对应的偏移起始坐标、卷扬机将吊装有活性炭包的吊具放下到破袋刀尖处对应的破袋初始坐标和破袋刀划破活性炭包并进入活性炭包对应的破袋终点坐标移动所形成的轨迹，即为破袋运动轨迹，如图14所示的示意图。

本实施例中，在确定上述每个控制点的坐标时，关于Z轴方向的坐标值，需要考虑活性炭包的高度，即吊钩吊装活性炭包时，活性炭包的底部至吊具中心点之间的距离，此距离可以活性炭包的袋身高度和吊带的高度之和近似表示。例如，在破袋刀处，偏移起始坐标为(x₀，0，H₂)，该坐标以通过检测吊具中心点的坐标(x₀，0，z₂)来表示，若活性炭包的袋身高度和吊带的高度之和约为L₃，那么挂袋状态下吊具的预设高度H₂＝z₂+L₃，此时，偏移起始坐标可表示为(x₀，0，z₂+L₃)。如果在进行破袋时，破袋终点坐标(x₀，L₁，H₁+d₀)，若吊具中心点坐标为(x₀，L₁，z₃)，那么破袋状态下吊具的预设高度H₁＝z₃+L₃，此时，破袋终点坐标(x₀，L₁，z₃+L₃+d₀)。

S5、将破袋运动轨迹发送至吊车运动控制装置，由吊车运动控制装置控制吊钩组按照破袋运动轨迹移动至破袋刀处，使吊具中心的投影与破袋点重合，利用破袋刀对吊钩组吊装的活性炭包进行破袋操作。

装料控制器确定出破袋运动轨迹之后，即可发送至吊车运动控制装置，使其根据该破袋运动轨迹驱动吊钩组移动至破袋刀处，即控制吊具按照中心点位置沿破袋运动轨迹移动，在移动至破袋刀处时，吊具的中心投影与破袋点重合，此时，可利用破袋点对活性炭包进行破袋操作。

为保证活性炭包在移动过程中的稳定性，保证进行高效的卸料操作，本实施例中，由吊车运动控制装置控制吊钩组按照破袋运动轨迹移动至破袋刀处的过程，包括：

S51、吊车运动控制装置根据破袋运动轨迹，生成第一移动指令。

S52、根据第一移动指令，控制吊钩组依次沿吊具中心初始坐标、偏移起始坐标移动至破袋初始坐标后停止，使吊具中心的投影与破袋点重合。

吊车运动控制装置在接收到装料控制器发送的破袋运动轨迹后，生成第一移动指令，第一移动指令用于控制吊钩组沿破袋运动轨迹移动。

由于吊钩组在移动过程中，活性炭包的重量较大，会因惯性产生晃动，为保证破袋时，破袋刀能够对准活性炭包的底部中心，需要根据第一移动指令控制吊钩组依次沿吊具中心初始坐标、偏移起始坐标至破袋初始坐标后停止，此时破袋刀尖与活性炭包的底部接触，吊具中心的投影与破袋点重合。

S53、延时第一时长，生成第二移动指令。

为使活性炭包可以以稳定的状态进行破袋操作，在吊车运动控制装置驱动吊钩组位于破袋初始坐标后，等待第一时长T₁，再进行后续的破袋操作。

本实施例中，第一时长T₁可设定为1～10秒，活性炭包10尺寸越大，产生的惯性力越大，因此，设定第一时长的数值越大。

在等待第一时长T₁后，活性炭包趋于稳定状态，此时吊车运动控制装置生成第二移动指令，用于驱动吊钩组执行后续的破袋操作。

S54、根据第二移动指令，控制吊钩组由破袋初始坐标下降到破袋终点坐标，利用破袋刀对吊钩组吊装的活性炭包进行破袋操作。

根据第二移动指令，控制卷扬机反转，使吊具向下移动，使吊钩组由破袋初始坐标下降到破袋终点坐标，破袋刀沿活性炭包的底部进入，划破活性炭包，以利用破袋刀对吊钩组吊装的活性炭包进行破袋操作。

S6、在破袋操作结束后，吊车运动控制装置控制吊具做上升运动，计算破袋后活性炭包的初始卸料流量。

在破袋刀组将数个活性炭包10底部划破后，为了便于活性炭的自然流出，需要再次将破袋后的活性炭包10抬起。但是由于操作过程中易存在失误，会出现活性炭包底未被划破的情况，导致活性炭无法漏出，影响活性炭仓的装料效率。因此，为了提高工作效率，需要判断当前破袋操作是否成功，本实施例获取活性炭由包装袋底部初始漏出时的流量，只有当初始卸料流量满足条件时才说明破袋成功，再进行后序的活性炭仓装料操作。

具体地，本实施例中，按照下述步骤计算破袋后活性炭包的初始卸料流量：

S61、在吊钩组下降至破袋终点坐标进行破袋操作之后，延时第二时长，生成上升指令。

当数个活性炭包10下降到与对应的破袋刀3接触后，为了能够保证破袋刀3将活性炭包10的底部划破，需要等待一段时间，即破袋刀3插进活性炭包10的底部后保持停止状态，再等待第二时长T₂。本实施例中，第二时长T₂可设定为1～3秒，根据活性炭包10的包装袋尺寸和厚度来确定具体的数值，本实施例不做具体限定。

在等待第二时长之后，破袋操作结束，此时，吊车运动控制装置生成上升指令，以控制吊钩组上升，使得破袋后的活性炭包内的活性炭能够流出。

S62、根据上升指令，控制吊具上升至卸料点坐标后停止；卸料点坐标对应的位置是活性炭包开始卸料的位置。

为进行高效的卸料操作，本实施例中，设定卸料点为卸料位置，即吊车运动控制装置根据上升指令，控制吊具上升至卸料点坐标位置后停止，在此处进行卸料。

卸料点可设定在高于破袋刀200mm的位置，本实施例不做具体限定，可根据实际应用环境而定。

S63、计算破袋后活性炭包在卸料点坐标卸料时的初始卸料流量。

卸料流量随时间变化而变化，在破袋成功活性炭满时，对应的流量最大；随着活性炭逐渐李处，流量也逐渐变小，因此，本实施例中，以初始卸料流量来判断破袋操作是否成功。计算初始卸料流量的方式为现有技术方案，此处不再赘述。

S7、判断初始卸料流量是否大于预设卸料流量，如果初始卸料流量大于预设卸料流量，延时预设卸料时长，控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

由于破袋成功活性炭满时，对应的初始卸料流量最大，因此，预先设定正常破袋操作后的卸料流量，将当前卸料对应的初始卸料流量与预设卸料流量进行对比，如果当前卸料对应的初始卸料流量大于预设卸料流量，则说明当前破袋操作成功。预设卸料流量预先存储在装料控制器中。

由于本实施例提供的方法可同时实现多袋活性炭包的卸料操作，因此，需要当每一个活性炭包对应的初始卸料流量均大于预设卸料流量值时，才可说明当前破袋操作成功。

如果初始卸料流量小于或等于预设卸料流量，该方法还包括：

S71、如果初始卸料流量小于或等于预设卸料流量，生成第一下降指令。

S72、根据第一下降指令，控制吊钩组下降至破袋初始坐标，生成第二下降指令。

S73、根据第二下降指令，控制吊钩组下降至破袋终点坐标，以利用破袋刀对活性炭包进行第二次破袋操作。

如果存在至少一个破袋后的活性炭包的初始卸料流量小于或等于预设卸料流量值，说明当前破袋操作出现异常，导致活性炭包中的活性炭无法全部自然流出，因此，此时需要再进行一次破袋操作，以保证全部活性炭包内的活性炭的正常流出。由于当前情况属于系统出现异常，因此，由装料控制器200发出声光报警，将报警信号传送至上级控制系统100，并将异常情况进行存储。

在判断出某一个活性炭包的初始卸料流量小于或等于预设卸料流量后，吊车运动控制装置生成第一下降指令，控制吊钩组再次下降到破袋初始坐标处，使破袋刀尖与活性炭包的底部接触。待延时第一时长后，生成第二下降指令，使活性炭包以稳定的状态被破袋刀刺破，吊钩组下降至破袋终点坐标，由破袋刀对活性炭包进行第二次破袋操作，直到检测到的所有活性炭包对应的初始卸料流量都大于预设卸料流量值为止。

通过上述过程判断活性炭包是否被完全划破，可以保证每次破袋操作都是精准的，即可使活性炭包内的活性炭顺利地流出，提高卸料效率。

在完成破袋操作后，可将活性炭包中的活性炭装填进位于破袋刀下方的活性炭仓内。本实施例中，设定预设卸料时长，以保证在经过预设卸料时长后活性炭包中的活性炭被全部装填进活性炭仓内。

本实施例中，按照下式，确定预设卸料时长：

T₃＝k×(g₁/s)；

式中，T₃为预设卸料时长，g₁为活性炭包的初始重量，s为破袋后活性炭包的初始卸料流量，k为系数，取值范围为1～1.3。

在卸料过程完成后，每一个活性炭包均为空包，需要进行下一轮的活性炭仓的活性炭装填。因此，需控制数个空活性炭包返回堆放平台处，即控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的数个空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

在正常情况下，经过预设卸料时长后，活性炭包中的活性炭可被全部卸入到活性炭仓中。但在特殊情况下，即时等待预设卸料时长后，仍未完成卸料操作，活性炭包中还残留有活性炭。

为保证活性炭能够全部装填进活性炭仓，本实施例提供的方法，在延时预设卸料时长之后，还包括：

S801、获取重量传感器检测的活性炭包的当前重量；

S802、如果活性炭包的当前重量小于设定重量值，控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

由装料控制器在等待延时预设卸料时长后，获取活性炭包的当前重量，将当前重量与设定重量值进行对比，来判断活性炭包是否已完成卸料操作。活性炭包的当前重量可根据称重检测装置的测量值进行确定。

本实施例中，设定重量值可设定为活性炭包的空包装袋的重量。当每个破袋后活性炭包的重量减小到空包装袋的重量时，卸料过程完成，此时，需要进行下一轮的活性炭仓的活性炭装填。因此，需控制空活性炭包返回堆放平台处，即控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

但是，如果在等待预设卸料时长后，还存在某个活性炭包的重量仍大于设定重量值，即大于活性炭包的空包装袋的重量，说明还存在某个活性炭包中的活性炭还未卸空，那么，还需要再等待一段时间，直到活性炭包中不存在活性炭为止再执行返回卸空活性炭包的操作。

为此，本实施例提供的控制方法，还包括：如果活性炭包的当前重量大于或等于设定重量值，延时第四时长，在活性炭包的当前重量小于设定重量值时，控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

本实施例中，第四时长T₄可根据式T₄＝k₂×(G_j/S_j)来确定，式中，G_j为活性炭包的当前重量，k₂为系数，取值范围为1～1.3，S_j为破袋后的活性炭包的当前卸料流量。

装料控制器200实时获取重量检测装置600(四个重量传感器)的检测数值，确定在等待预设卸料时长后的那一时刻对应的每个活性炭包的重量和卸料流量，以此来准确确定将活性炭包卸空所需的必要时间T₄。本实施例提供的方法，可在全部活性炭包10内的活性炭全部卸空后立即返回到起始车间，以进行下一次装填操作，工作效率更高。

在上述实施例提供的活性炭装填方法的基础上，本发明另一实施例还可包括其他方法：即在步骤S1之后，吊钩组上吊装有活性炭包后，可根据每个称重传感器的测量值确定吊钩组上的数个活性炭包的吊装方式。例如，如果同一组吊钩上的两个称重传感器的测量值之和与活性炭包的重量相同，而另一组吊钩上的两个称重传感器的测量值均为0，则当前活性炭包的吊装方式是吊具上仅吊装有一个活性炭包，且该活性炭包仅挂在同一组吊钩上，另一组吊钩悬空。如果同一组吊钩上的两个称重传感器的测量值之和与活性炭包的重量相同，而另一组吊钩上的两个称重传感器的测量值之和也与活性炭包的重量相同，则当前活性炭包的吊装方式是吊具上吊装有两个活性炭包，且其中一个活性炭包挂在第一组吊钩上，另一个活性炭包挂在第二组吊钩上。

在执行本实施例提供的方法时，若活性炭包的吊装方式为仅为一个，那么在执行步骤S6和S7中，仅需计算一个活性炭包的初始卸料流量，以及在后续判断时也只需计算一个活性炭包的当前重量，在该活性炭的初始卸料流量满足条件或当前重量满足条件的情况下，即可确定活性炭包卸料完成。

若活性炭包的吊装方式为两个，那么在执行步骤S6和S7中，需要分别计算每一个活性炭包的初始卸料流量，以及在后续判断时也需计算每一个活性炭包的当前重量，且在每一个活性炭的初始卸料流量均满足条件或每一个当前重量均满足条件的情况下，才可确定活性炭包卸料完成。

本实施例中的其他步骤的具体操作过程可相应参照前述实施例的介绍，此处不再赘述。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的一种活性炭装填方法及系统，系统的卸料斗2设置在卸料平台1上，卸料斗受料口中心设有数个破袋刀，轨道4位于卸料平台1上方，大车5沿轨道4滑动，小车6固定在大车5上，小车内设有卷扬机7，卷扬机7的下方通过两根钢丝绳8悬吊一梁体9，梁体上沿梁体的中线对称设有两组吊钩，由吊车运动控制装置根据破袋运动轨迹控制吊钩组运动至破袋刀处，以对吊钩组吊装的数个活性炭包进行破袋操作，破袋运动轨迹根据吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度、破袋点坐标和偏移距离确定；破袋后将数个活性炭包10中的活性炭共同装填进活性炭仓内，并在检测到每个破袋后的活性炭包的初始卸料流量大于预设卸料流量时，将每个卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标位置，完成一次同时为活性炭仓装填数袋活性炭的过程。可见，本实施例提供的系统及方法，其对活性炭仓的装料过程由装料控制器200进行控制，根据装料遥控器300发送的装料指令，由吊车运动控制装置500自动控制吊钩组的运行，实现同时进行多袋活性炭包的卸料过程，且该卸料过程为自动实现，工作效率更高。

具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的活性炭装填方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (15)

1.一种活性炭装填方法，其特征在于，包括以下步骤：

在装载有活性炭包的车辆到达指定卸料位置时，根据装料遥控器发送的挂包指令，控制吊钩组运动至活性炭包上方并挂起活性炭包；

接收所述装料遥控器发送的装料指令；以及，根据所述装料指令，获取破袋点坐标、吊装有活性炭包的吊钩组对应的吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度和设备参数；

根据所述破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度和设备参数，确定所述指定卸料位置的停车中心线与破袋中心线的偏移距离；

根据所述吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度、破袋点坐标和偏移距离，确定破袋运动轨迹；

将所述破袋运动轨迹发送至吊车运动控制装置，由所述吊车运动控制装置控制所述吊钩组按照破袋运动轨迹移动至破袋刀处，使吊具中心的投影与破袋点重合，利用破袋刀对吊钩组吊装的活性炭包进行破袋操作；

在所述破袋操作结束后，所述吊车运动控制装置控制吊具做上升运动，计算破袋后活性炭包的初始卸料流量；

判断所述初始卸料流量是否大于预设卸料流量，如果所述初始卸料流量大于预设卸料流量，延时预设卸料时长，控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度和设备参数，确定所述指定卸料位置的停车中心线与破袋中心线的偏移距离，包括：

所述设备参数包括卷扬电机的卷筒直径和钢丝绳直径；

按照下式，确定所述指定卸料位置的停车中心线与破袋中心线的偏移距离L₁；

式中，H₁为破袋状态下吊具的预设高度，单位mm；H₂为挂袋状态下吊具的预设高度，单位mm；D₁为卷扬电机的卷筒直径，单位mm；D₂为钢丝绳直径，单位mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据吊具中心初始坐标、破袋状态下吊具的预设高度、挂袋状态下吊具的预设高度、破袋点坐标和偏移距离，确定破袋运动轨迹，包括：

以大车沿轨道运动、靠近破袋刀的方向为X轴正向，以由第一轨道运动至第二轨道的方向为Y轴正向，以吊钩组由轨道运动至破袋刀的方向为Z轴正向，坐标原点位于小车上的交点上，建立坐标系；以及，确定破袋点坐标(x₀，y₀，z₀)和吊具中心初始坐标(x₁，0，z₁)；

根据所述破袋点坐标(x₀，y₀，z₀)和挂袋状态下吊具的预设高度H₂，确定偏移起始坐标(x₀，0，H₂)；其中，所述偏移起始坐标对应的位置是指将吊具移动至破袋刀上方的位置，吊具的中心点位于两个破袋刀的连线上；

根据所述偏移距离L₁、破袋状态下吊具的预设高度H₁和偏移起始坐标(x₀，0，H₂)，确定破袋初始坐标(x₀，L₁，H₁)；其中，所述破袋初始坐标对应的位置是指将吊具移动至破袋刀上方，且使吊具中心的投影与破袋点重合的位置，L₁＝y₀；

根据所述破袋初始坐标(x₀，L₁，H₁)和预设高度d₀，确定破袋终点坐标(x₀，L₁，H₁+d₀)；其中，预设高度是指破袋刀进入活性炭包底部的长度；

确定所述破袋运动轨迹为吊装有活性炭包的吊钩组对应的吊具依次沿所述吊具中心初始坐标(x₁，0，H₂)、偏移起始坐标(x₀，0，H₂)、破袋初始坐标(x₀，L₁，H₁)和破袋终点坐标(x₀，L₁，H₁+d₀)移动所形成的轨迹。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将破袋运动轨迹发送至吊车运动控制装置，由所述吊车运动控制装置控制所述吊钩组按照破袋运动轨迹移动至破袋刀处，包括：

所述吊车运动控制装置根据破袋运动轨迹，生成第一移动指令；

根据所述第一移动指令，控制所述吊钩组依次沿所述吊具中心初始坐标、偏移起始坐标移动至破袋初始坐标后停止，使吊具中心的投影与破袋点重合；

延时第一时长，生成第二移动指令；

根据所述第二移动指令，控制所述吊钩组由破袋初始坐标下降到破袋终点坐标，利用破袋刀对吊钩组吊装的活性炭包进行破袋操作。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在破袋操作结束后，所述吊车运动控制装置控制吊具做上升运动，计算破袋后活性炭包的初始卸料流量，包括：

在所述吊钩组下降至破袋终点坐标进行破袋操作之后，延时第二时长，生成上升指令；

根据所述上升指令，控制吊具上升至卸料点坐标后停止；所述卸料点坐标对应的位置是活性炭包开始卸料的位置；

计算破袋后活性炭包在卸料点坐标卸料时的初始卸料流量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述初始卸料流量小于或等于预设卸料流量，生成第一下降指令；

根据所述第一下降指令，控制所述吊钩组下降至破袋初始坐标，生成第二下降指令；

根据所述第二下降指令，控制所述吊钩组下降至破袋终点坐标，以利用破袋刀对所述活性炭包进行第二次破袋操作。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照下式，确定预设卸料时长：

T₃＝k×(g₁/s)；

式中，T₃为预设卸料时长，g₁为活性炭包的初始重量，s为破袋后活性炭包的初始卸料流量，k为系数，取值范围为1～1.3。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述延时预设卸料时长之后，所述方法还包括：

获取重量传感器检测的活性炭包的当前重量；

如果所述活性炭包的当前重量小于设定重量值，控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述活性炭包的当前重量大于或等于设定重量值，延时第四时长，在所述活性炭包的当前重量小于设定重量值时，控制吊钩组根据破袋运动轨迹将卸料后的空活性炭包返回至吊具中心初始坐标对应的位置。

10.一种活性炭装填系统，其特征在于，包括：装料控制器，装料遥控器，吊车运动控制装置，位置检测装置，卸料平台，设置在所述卸料平台上的卸料斗，位于所述卸料斗受料口中心的数个破袋刀，位于所述卸料平台上方的轨道，沿所述轨道滑动的大车，以及，固定在所述大车上的小车；所述大车与吊车运动控制装置连接；

所述小车内设有与所述吊车运动控制装置连接的卷扬机，所述卷扬机内设有位置检测装置，所述卷扬机通过两根钢丝绳共同悬吊一吊具；所述吊具与小车平行；所述吊具上沿吊具的中线对称设有两组吊钩；每组吊钩包括两个吊钩，两个吊钩以吊具的长度方向为中心线对称设置在吊具的两侧；

所述轨道的下方设有指定卸料位置，所述指定卸料位置的停车标志线与大车的长度方向平行，所述指定卸料位置的停车中心线与大车的长度方向垂直；数个破袋刀的连线与大车的长度方向平行，数个破袋刀的破袋中心线与停车中心线平行，所述破袋中心线与停车中心线之间产生偏移距离；

所述装料遥控器用于向所述装料控制器发送挂包指令和装料指令；所述位置检测装置用于检测吊具中心点位置的运行坐标，以及，将检测的运行坐标发送至装料控制器；所述装料控制器用于根据挂包指令、装料指令和运行坐标向吊车运动控制装置发送行车运动指令，以由所述吊车运动控制装置控制大车沿轨道滑动以及卷扬机驱动吊装活性炭包的吊钩进行上升或下降运动，实现数个活性炭包的破袋、卸料和卸下操作。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括：重量传感器，每个所述吊钩上分别设有对应的重量传感器，所述重量传感器用于检测对应吊钩上的活性炭包的重量值，以及，将对应的重量值发送至装料控制器。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，在挂袋状态时，所述吊具的中心点投影与所述停车中心线重合；在破袋状态时，所述吊具的中心点投影与破袋点投影重合。

13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述破袋刀设置两个，两个所述破袋刀之间的距离与两个吊钩组之间的距离相等，两个所述破袋刀之间的中心点为破袋点，所述破袋点位于所述破袋中心线上。

14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，两个所述吊钩组之间的距离小于两个悬吊点之间的距离，以及，两个所述吊钩组之间的距离与活性炭包的宽度满足以下关系：

W₂＝k₁×L；

式中，W₂为两个所述吊钩组之间的距离，单位mm；k₁为系数，取值范围为1～1.4；L为活性炭包的宽度，单位mm。

15.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述偏移距离为：

式中，L₁为偏移距离，H₁为破袋状态下吊具的预设高度，单位mm；H₂为挂袋状态下吊具的预设高度，单位mm；D₁为卷扬电机的卷筒直径，单位mm；D₂为钢丝绳直径，单位mm。

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