CN111028533A - 一种rtg大车精准箱位停车的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及起重机大车控制技术领域，公开了一种RTG大车精准箱位停车的控制方法，1）堆场按贝位划分，保存至数据库中；2）条码带进行编码，与所述贝位信息一一对应存储于数据库中；3）系统处理模块发出大车到达指定箱位指令，将贝位信息换算条码带编码信息；4）系统处理模块发出条码带编码信息给中央处理模块，同时将系统预先设定的减速过程及减速区间给到中央处理模块；5）中央处理模块控制大车驱动器控制大车平顺地到达指定箱位；6）将集装箱放置于堆场中的固定贝位。与现有技术相比，本发明通过扫描条码带信息并根据数据库中条码带信息、堆场中贝位信息的对应关系，控制大车精准箱位停车，控制大车平顺地到达指定箱位。

Description

一种RTG大车精准箱位停车的控制方法

技术领域

本发明涉及起重机大车控制技术领域，特别涉及一种RTG大车精准箱位停车的控制方法。

背景技术

随着港口技术的不断更新迭代及技术革新，自动化码头的建设是目前港口的发展趋势，而实现自动化最基础、首当其冲要解决的问题就是大车的精准箱位停车，当前各码头在大车的精准箱位停车控制系统方面的研究主要有编码器定位系统、编码器+磁钉校准定位系统、差分式GPS定位系统、编码器+FLAG板校准定位系统、格雷母线定位系统。从各码头的实际使用效果来看，诸多大车的精准箱位停车控制系统在精准性、抗外界干扰方面均存在明显的不足：

编码器定位系统，将编码器通过联轴节与检测轮连接，通过编码器计量检测轮的转动圈数来确定检测轮的位置，该系统造价便宜、改造难度小，随着检测轮的磨损，长时间运行后其定位精度必然下降；由于编码器属于接触式检测设备，如果大车运行过程中产生较大的机械振动或者应力，也必然会影响编码器的使用寿命；由于滑轨的原因，重复定位误差非常大。

编码器+磁钉校准定位系统，在上述定位系统的基础上，增加磁钉校准，大幅度的减少了由于滑轨产生的定位不准的影响，本身机械振动或者应力对编码器造成的损伤不可避免，同时由于场地的沉降和散落金属物会导致磁钉校准系统出现漏测，而导致整体定位系统的精准性降低。

差分式GPS定位系统，通过在场地内建立基站，设备上建立分站，采用差分式GPS形式来确定设备的具体位置，定位精度往往达不到要求，同时由于堆场内信号的遮挡以及信号干扰也会造成系统信号的不稳定，从而影响定位精度；同时该系统需要设置场地基站，系统复杂，工程量大，造价高昂。

编码器+FLAG板校准定位系统，该系统在编码器+磁钉校准系统的基础上进行了改良，将磁钉校准系统改进为FLAG板校准系统，消除了磁钉校准系统在堆场沉降方面对定位精度的影响，即使使用足够多的FLAG板，仍然无法完全消除滑轨产生的累计误差对精准定位的影响。

格雷母线定位系统，设备繁多，工程量大，造价高昂，目前也仅仅停留在试验阶段或者特殊场合的应用，在码头的特殊环境中仍然得不到大面积的推广及应用。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种RTG大车精准箱位停车的控制方法，通过扫描条码带信息并根据数据库中条码带信息、堆场中贝位信息的对应关系，控制大车精准箱位停车，控制大车平顺地到达指定箱位。

技术方案：本发明提供了一种RTG大车精准箱位停车的控制方法，该控制方法依赖于预先设定的控制系统，所述控制系统包括设置于堆场一侧沿龙道方向延伸的条码带、可随大车移动且可扫描所述条码带的条码阅读器、系统处理模块、数据库、中央处理模块以及大车驱动器；所述控制方法步骤包括：

步骤一：堆场信息按照贝位划分，并将贝位信息保存至数据库中。

步骤二：条码带进行编码，并将条码带编码信息与所述步骤一中贝位信息一一对应存储于数据库中；

步骤三：系统处理模块发出大车到达指定箱位指令，并根据步骤一与步骤二中预存数据，将贝位信息换算条码带编码信息；

步骤四：系统处理模块发出条码带编码信息给中央处理模块，同时将系统预先设定的减速过程及减速区间给到中央处理模块；

步骤五：中央处理模块控制大车驱动器驱动其行驶于龙道上，其上设置的条码阅读器随大车的运动实时读取沿线条码带的信息，控制大车平顺地到达指定箱位；

步骤六：大车到达指定位置，将集装箱放置于堆场中的固定贝位。

进一步地，所述控制系统还包括一网络传输模块，所述条码阅读器与所述系统处理模块、中央处理模块信号连接，所述条码阅读器将读取到的条码信息通过所述网络传输模块传输到系统处理模块，所述中央处理模块与大车驱动器驱动连接。

进一步地，所述步骤四中所述减速过程及减速区间包括：

大车驱动器驱动大车到达指定位置的前3.5m，大车驱动器控制大车到全速的30%；

大车驱动器驱动大车到达指定位置的前1.5m，大车驱动器控制大车到全速的10%；

大车驱动器驱动大车到达指定位置的前0.5m，大车驱动器控制大车到全速的5%；

大车驱动器驱动大车到达指定位置后停车。

进一步地，所述步骤一中贝位划分步骤为：

4.1）贝位划分为奇数列与偶数列；

4.2）奇数列标示于20英尺箱长的中心，20英尺箱的长度记为a；偶数列标示于40英尺箱长的中心；每两个20英尺箱的中间固定间距记为b；

4.3）奇数贝位的位置信息为y=(a+b)(x-1)+c，其中，c为20英尺箱长的一半；x为奇数贝位的数量，x=1，2，3…，相对应的奇数贝位为01，03，05…；

4.4）偶数贝位的位置信息为y′=(a+b)(x-1/2)+c，其中，c为20英尺箱长的一半；x为偶数贝位的数量，x=1，2，3…，相对应的偶数贝位为02，04，06…。

进一步地，当在某一贝位放置集装箱时，大车停靠该贝位中心左右偏差在1/4 20英尺箱长或1/4 40英尺箱长以内，则认为该集装箱置于该贝位。

进一步地，所述步骤二条码带编码为：所述条码带沿龙道方向延伸，长度依龙道的长度而定，条码带的起始编码为000000，每4cm定义一个编码，条码带编码序列为（000000，000004，000008，…，4n，

）。

有益效果：

1、本发明的RTG大车精准箱位停车的控制方法，可以有效的减少调整大车位置的动作，减少运行距离，节约运行时间，提高运行效率，并且可以减少轮胎式集装箱龙门起重机的晃动、扭动，减少设备的机械磨损。实现设备吊装过程中的安全、高效、节能减排，并且大大降低司机的劳动强度，同时经济适用、安全可靠、结构简单、成本较低。

2、本发明大车在运行过程中实时扫描条码带，根据数据库中预存的堆场贝位信息确定最终大车需要停留的位置的条码带信息，通过中央处理模块控制大车驱动器驱动至最终的位置，该控制方法的控制精度达到±15mm，为实现码头自动化奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为本发明所需控制系统结构框图；

图2为本发明所述条码带与堆场贝位信息示意图。

其中，1-条码阅读器，2-条码阅读器罩壳，3-条码带，4-立柱，5-系统处理模块，6-中央处理模块，7-大车驱动器，8-条码带编码，9-贝位编码，10-龙道，11-堆场。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

本发明涉及起重机大车控制技术领域，公开了一种RTG大车精准箱位停车的控制方法，该控制方法解决了现有技术中存在的定位精度低、受外在因素对定位系统精度的影响大、造价相对高昂、系统架构相对复杂的问题。

本发明控制方法依赖于一控制系统实现，该控制系统包括如下结构：

包括附图1中条码阅读器1、条码阅读器罩壳2、条码带3。

条码阅读器1、条码阅读器罩壳2集成于一个支架上，而支架固定在运行的RTG大车上，条码阅读器罩壳2罩于条码阅读器1外侧，可起到防水、防阳光直射的作用。条码阅读器1读取沿线粘贴于立柱4上的条码带3的信息，条码带3的高度与条码阅读器1的高度相同，条码阅读器为市面上常见的扫描工具，其型号为BPS 348i。

该控制系统还包括系统处理模块5、数据库、中央处理模块6、网络传输模块以及大车驱动器7，条码阅读器1与系统处理模块5、中央处理模块信号6连接，条码阅读器1将读取到的条码信息通过网络传输模块传输到系统处理模块5，中央处理模块6与大车驱动器7驱动连接，中央处理模块6为大车的控制模块，用于控制大车的运行，系统处理模块5用于接收与发出信号指令，指令通过网络传输模块进行传输，本发明中使用的网络传输模块支持Profinet通信协议。

在附图2中，条码带3沿龙道10方向延伸，大车行驶于龙道10上，条码阅读器1随大车的运动读取沿线条码带3的信息。

堆场11信息按照贝位9划分，贝位9信息随堆场11长度已经确认，由贝位9信息换算条码带3的编码信息，相互对应并记忆，确定大车处于堆场中的固定位置。

所以本发明一种RTG大车精准箱位停车的控制方法，该控制方法包括如下步骤：

步骤一：堆场信息按照贝位划分，并将贝位信息保存至数据库中。

堆场11信息按照贝位9划分，奇数列（01、03…）标示于20英尺箱长的中心，偶数列（02、04…）标示于40英尺箱长的中心，每两个20英尺箱长中间的固定间距为b（b=400mm）。

贝位划分步骤：

1）贝位划分为奇数列与偶数列。

2）奇数列标示于20英尺箱长的中心，偶数列标示于40英尺箱长的中心，每两个20英尺箱长中间的固定间距为b（b=400mm）。

3）奇数贝位的位置信息为y=(a+b)(x-1)+c，其中，a为20英尺箱长，a=6058mm；c为20英尺箱长的一半，c=3029mm；x为奇数贝位的数量，x=1，2，3…，相对应的奇数贝位为01，03，05…。

4）偶数贝位的位置信息为y′=(a+b)(x-1/2)+c，其中，a为20英尺箱长，a=6058mm；c为20英尺箱长的一半，c=3029mm；x为偶数贝位的数量，x=1，2，3…，相对应的偶数贝位为02，04，06…。

通过上述计算公式，将贝位信息计算并存储到系统处理模块5的数据库中，建立Map表，为下一步精准箱位停车时使用。

步骤二：条码带进行编码，并将条码带编码信息与所述步骤一中贝位信息一一对应存储于数据库中。

请参阅附图2所示，条码带3沿龙道10方向延伸，长度依龙道10的长度而定，条码带3的起始编码为000000，每4cm定义一个编码，将龙道10长度细分。将条码阅读器1实时读取的条码信息，通过Profinet网络传输到系统处理模块5，与贝位信息一一对应存储于数据库中。贝位9存储于数据库中的信息为h，对应的条码带编码8的信息k，即数据库中存储的数据为h、k。

步骤三：系统处理模块5发出大车到达指定箱位指令，并根据步骤一与步骤二中预存数据，将贝位9信息换算条码带编码8信息。

步骤四：系统处理模块5发出条码带编码8信息给中央处理模块6，同时将系统预先设定的减速过程及减速区间给到中央处理模块6。

减速过程及减速区间包括：

大车驱动器7驱动大车到达指定位置的前3.5m，大车驱动器7控制大车到全速的30%；

大车驱动器7驱动大车到达指定位置的前1.5m，大车驱动器7控制大车到全速的10%；

大车驱动器7驱动大车到达指定位置的前0.5m，大车驱动器7控制大车到全速的5%；

大车驱动器7驱动大车到达指定位置后停车。

步骤五：中央处理模块6控制大车驱动器7驱动其行驶于龙道10上，其上设置的条码阅读器1随大车的运动实时读取沿线条码带3的信息，控制大车平顺地到达指定箱位。

步骤六：大车到达指定位置，将集装箱放置于堆场中的固定贝位，我们约定，当在某一贝位放置集装箱时，大车停靠该贝位中心左右偏差在四分之一的20英尺箱长或40英尺箱长以内，则认为该集装箱置于该贝位。

当大车得到抓箱指令后，大车到达指定位置，将集卡上面的集装箱抓起并调整好大车位置后，放置于固定贝位，吊具进行开闭锁，此时控制系统记录条码阅读器读取的条码信息，该位置信息即为此箱处于堆场中的位置（其它箱也依此记录），而集装箱放置于贝位的过程不是本发明需要保护的点，此处不作详细描述。

控制过程：在实际使用中，假定大车目前处于箱位A或者任意位置，大车得到到达箱位B的指令，此时系统处理模块5调取存储于数据库中的箱位B的位置信息，系统处理模块5将系统预先设定的减速过程及减速区间（即指定位置的前3.5m，大车控制到全速的30%；指定位置的前1.5m，大车控制到全速的10%；指定位置的前0.5m，大车控制到全速的5%；到达指定位置后停车）给到大车的中央处理模块6，中央处理模块6控制大车驱动器7，控制大车平顺地到达指定箱位B。

本发明整个控制系统控制方法的箱位定位精度控制在±15mm以内。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种RTG大车精准箱位停车的控制方法，其特征在于，该控制方法依赖于预先设定的控制系统，所述控制系统包括设置于堆场一侧沿龙道方向延伸的条码带、可随大车移动且可扫描所述条码带的条码阅读器、系统处理模块、数据库、中央处理模块以及大车驱动器；所述控制方法步骤包括：

步骤一：堆场信息按照贝位划分，并将贝位信息保存至数据库中；

步骤二：条码带进行编码，并将条码带编码信息与所述步骤一中贝位信息一一对应存储于数据库中；

步骤三：系统处理模块发出大车到达指定箱位指令，并根据步骤一与步骤二中预存数据，将贝位信息换算条码带编码信息；

步骤四：系统处理模块发出条码带编码信息给中央处理模块，同时将系统预先设定的减速过程及减速区间给到中央处理模块；

步骤五：中央处理模块控制大车驱动器驱动其行驶于龙道上，其上设置的条码阅读器随大车的运动实时读取沿线条码带的信息，控制大车平顺地到达指定箱位；

步骤六：大车到达指定位置，将集装箱放置于堆场中的指定贝位。

2.根据权利要求1所述的RTG大车精准箱位停车的控制方法，其特征在于，所述控制系统还包括一网络传输模块，所述条码阅读器与所述系统处理模块、中央处理模块信号连接，所述条码阅读器将读取到的条码信息通过所述网络传输模块传输到系统处理模块，所述中央处理模块与大车驱动器驱动连接。

3.根据权利要求1所述的RTG大车精准箱位停车的控制方法，其特征在于，所述步骤四中所述减速过程及减速区间包括：

大车驱动器驱动大车到达指定位置的前3.5m，大车驱动器控制大车到全速的30%；

大车驱动器驱动大车到达指定位置的前1.5m，大车驱动器控制大车到全速的10%；

大车驱动器驱动大车到达指定位置的前0.5m，大车驱动器控制大车到全速的5%；

大车驱动器驱动大车到达指定位置后停车。

4.根据权利要求1所述的RTG大车精准箱位停车的控制方法，其特征在于，所述步骤一中贝位划分步骤为：

4.1）贝位划分为奇数列与偶数列；

4.2）奇数列标示于20英尺箱长的中心，20英尺箱的长度记为a；偶数列标示于40英尺箱长的中心；每两个20英尺箱的中间固定间距记为b；

4.3）奇数贝位的位置信息为y=(a+b)(x-1)+c，其中，c为20英尺箱长的一半；x为奇数贝位的数量，x=1，2，3…，相对应的奇数贝位为01，03，05…；

4.4）偶数贝位的位置信息为y′=(a+b)(x-1/2)+c，其中，c为20英尺箱长的一半；x为偶数贝位的数量，x=1，2，3…，相对应的偶数贝位为02，04，06…。

5.根据权利要求4所述的RTG大车精准箱位停车的控制方法，其特征在于，当在某一贝位放置集装箱时，大车停靠该贝位中心左右偏差在1/4 20英尺箱长或1/4 40英尺箱长以内，则认为该集装箱置于该贝位。

6.根据权利要求1所述的RTG大车精准箱位停车的控制方法，其特征在于，所述步骤二条码带编码为：所述条码带沿龙道方向延伸，长度依龙道的长度而定，条码带的起始编码为000000，每4cm定义一个编码，条码带编码序列为000000，000004，000008，…，4n，

。

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