CN111332951A - 燃料智能接卸管控系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料智能接卸管控系统及控制方法，所述燃料智能接卸管控系统包括控制器、重吊机车、翻车机、前端摘钩机器人和前端图像识别器、后端扶钩机器人和后端图像识别器、空吊机车和空车轨道、红外感应设备，所述燃料智能接卸管控系统还包括能够运行至所述空车轨道的车厢清扫机器人，所述重吊机车的控制单元、翻车机的控制单元、车厢清扫机器人、前端摘钩机器人、前端图像识别器、后端扶钩机器人、后端图像识别器、空吊机车的控制单元和红外感应设备分别与所述控制器信号连接。该燃料智能接卸管控系统旨在解决现有技术燃煤电厂火车煤燃料接卸工作中效率低下，智能化自动化程度低的技术问题。

Description

燃料智能接卸管控系统及控制方法

技术领域

本发明涉及接卸管控系统技术领域，尤其涉及一种燃料智能接卸管控系统及控制方法。

背景技术

在以火车运输方式为主的燃煤电厂中，燃料接卸主要通过火车翻车机将车厢翻转，使车厢中的煤炭进入卸煤沟，由卸煤沟底部的输煤皮带将煤炭运送至煤场储存。目前，燃料接卸过程中的设备控制、火车解列(摘钩、扶钩)、空车余煤清扫等重要工序基本依靠人工完成，效率低下，智能化自动化程度低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种燃料智能接卸管控系统，该燃料智能接卸管控系统旨在解决现有技术燃煤电厂火车煤燃料接卸工作中效率低下，智能化自动化程度低的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种燃料智能接卸管控系统，所述燃料智能接卸管控系统包括控制器、重吊机车、翻车机、设置于所述翻车机的前方的前端摘钩机器人和前端图像识别器、设置于所述翻车机的后方的后端扶钩机器人和后端图像识别器、位于所述后端扶钩机器人后方的空吊机车和空车轨道、设置于所述空车轨道的红外感应设备，所述燃料智能接卸管控系统还包括能够运行至所述空车轨道的车厢清扫机器人，所述重吊机车的控制单元、翻车机的控制单元、车厢清扫机器人、前端摘钩机器人、前端图像识别器、后端扶钩机器人、后端图像识别器、空吊机车的控制单元和红外感应设备分别与所述控制器信号连接。

优选地，所述燃料智能接卸管控系统还包括与所述控制器信号连接的红外报警电子围栏，所述重吊机车、翻车机、车厢清扫机器人、前端摘钩机器人、前端图像识别器、后端扶钩机器人、后端图像识别器、空吊机车和红外感应设备分别位于所述红外报警电子围栏围成的区域内。

优选地，所述燃料智能接卸管控系统包括设置于所述重吊机车的同步装置，所述前端摘钩机器人包括通过所述同步装置与所述重吊机车连接的设备平台以及设置于所述设备平台的摘钩机械臂、动力单元、智能摘钩总控单元，所述动力单元与所述摘钩机械臂传动连接，所述火车厢智能摘钩设备还包括设置于所述摘钩机械臂的视觉定位装置、红外定位装置，所述同步装置包括设置于所述重吊机车的驱动缸和能够伸缩运动地连接于所述驱动缸的伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩方向与所述重吊机车沿轨道运行的方向相同，所述动力单元、视觉定位装置、红外定位装置、所述驱动缸的电控单元以及所述重吊机车的控制单元分别与所述智能摘钩总控单元信号连接。

优选地，所述摘钩机械臂包括设置于所述设备平台下方的机械大臂、连接于所述机械大臂下方的一级转向轴和连接于所述一级转向轴的二级转向轴和连接于所述二级转向轴的摘钩机械抓手，所述一级转向轴包括依次延续形成U形结构的第一段轴、第二段轴和第三段轴，所述机械大臂安装有沿水平方向延伸的轴套，所述第一段轴可转动地安装在所述轴套中以能够绕水平轴线转动，所述二级转向轴能够绕竖直轴线转动地安装于所述第三段轴，所述视觉定位装置和红外定位装置设置在所述摘钩机械抓手上。

优选地，所述伸缩杆的数量为2，且2个所述伸缩杆沿上下方向间隔布置。

优选地，2个所述伸缩杆在所述重吊机车沿轨道运行的方向上的投影位于所述重吊机车的轮廓范围内。

优选地，所述设备平台在所述重吊机车沿轨道运行的方向上的投影位于所述重吊机车的轮廓范围内。

优选地，所述所述设备平台在所述重吊机车沿轨道运行的方向上的投影的上边界和下边界位于2个所述伸缩杆中的上方的伸缩杆和下方的伸缩杆之间。

此外，本发明还提供一种根据上述的燃料智能接卸管控系统的控制方法，控制方法包括步骤：

a、由前端图像识别器检测重吊机车牵引装载有燃料的火车车厢的到位情况，当火车车厢牵引到位时，前端图像识别器发送相应信号至控制器，控制器基于前端图像识别器检测火车车厢牵引到位的信号控制前端摘钩机器人完成对火车车厢摘钩作业；

b、待摘钩作业完成后，前端摘钩机器人发出反馈信号至控制器以触发控制器控制重吊机车和翻车机完成针对火车车厢的机车牵引和翻车卸煤工作；

c、翻车机卸煤工作结束后，翻车机的发出反馈信号以触发控制器控制控制后端图像识别器进行针对火车车厢的火车钩识别、定位，且所述后端图像识别器将相关识别、定位信息反馈给控制器，控制器基于后端图像识别器检测的针对火车车厢的火车钩识别、定位的信息控制后端扶钩机器人完成火车扶钩作业；

d、火车扶钩作业完成后，控制器发送控制信息至空吊机车的控制单元以控制空吊机车将已完成卸煤和扶钩工作的火车车厢牵引进入空车轨道，通过红外感应设备发出感应到火车车厢到达的信号至控制器，控制器基于红外感应设备的感应信号控制车厢清扫机器人完成火车车厢的余煤清扫作业。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明的有益效果包括：

正如前面提到的，由于所述重吊机车的控制单元、翻车机的控制单元、车厢清扫机器人、前端摘钩机器人、前端图像识别器、后端扶钩机器人、后端图像识别器、空吊机车的控制单元和红外感应设备分别与所述控制器信号连接，从而能够控制器实时动态管控这些设备，以相互协调配合，以实现火车车厢摘钩、扶钩、智能清扫等一系列步骤的智能化、自动化作业以及智能分析火车厢车钩状态；该燃料智能接卸管控系统取代传统燃料接卸工作模式，整套系统可24小时处于备用状态，工作效率、系统运行可靠性均大幅提升，一方面可以大幅降低人工成本，另一方面可以有效避免现场粉尘对工作人员职业健康可能带来的不良影响。

本发明的其他有益效果将在下文的具体实施方式中一一说明。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施方式的燃料智能接卸管控系统的信号连接原理图；

图2为本发明实施方式的前端摘钩机器人的安装结构示意图；

图3为本发明实施方式的前端摘钩机器人的某一视角的局部放大图。

附图标记说明：

1、视觉定位装置，2、红外定位装置，3、控制器，4、翻车机，5、前端摘钩机器人，6、前端图像识别器，7、后端扶钩机器人，8、后端图像识别器，9、空吊机车，10、车厢清扫机器人，11、红外报警电子围栏，100、重吊机车，200、同步装置，201、驱动缸，202、伸缩杆，300、设备平台，400、摘扶钩机械臂，401、机械大臂，402、一级转向轴，403、二级转向轴，404、摘扶钩机械抓手，405、轴套，4021、第一段轴，4022、第二段轴，4023、第三段轴。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参见图1，本发明公开了一种燃料智能接卸管控系统，其中，燃料智能接卸管控系统包括控制器3、重吊机车100、翻车机4、设置于翻车机4的前方的前端摘钩机器人5和前端图像识别器6、设置于翻车机4的后方的后端扶钩机器人7和后端图像识别器8、位于后端扶钩机器人7后方的空吊机车9和空车轨道(由于很好理解，未图示)、设置于空车轨道的红外感应设备(由于很好理解，未图示)，燃料智能接卸管控系统还包括能够运行至空车轨道的车厢清扫机器人10，重吊机车100的控制单元、翻车机4的控制单元、车厢清扫机器人10、前端摘钩机器人5、前端图像识别器6、后端扶钩机器人7、后端图像识别器8、空吊机车9的控制单元和红外感应设备分别与控制器3信号连接(可以通过已知的无线通信技术连接)。该控制器3、前端图像识别器6、后端图像识别器8和红外感应设备可采用各种已知的相关设备。重吊机车100和翻车机4的相对位置关系可以采用已知技术中的设置方式，这里不再赘述。该燃料智能接卸管控系统可以是燃煤电厂燃料智能接卸管控系统，且本发明不限于此。

根据本发明的优选实施方式，燃料智能接卸管控系统还包括与控制器3信号连接的红外报警电子围栏11，重吊机车100、翻车机4、车厢清扫机器人10、前端摘钩机器人5、前端图像识别器6、后端扶钩机器人7、后端图像识别器8、空吊机车9和红外感应设备分别位于红外报警电子围栏11围成的区域内，如此一来，当有无关人员进入作业现场时，红外报警电子围栏11产生报警信号，控制器3可以通过联锁保护系统立即停止卸煤区域设备工作。

参见图2，根据本发明的具体实施方式，燃料智能接卸管控系统包括设置于重吊机车100的同步装置200，前端摘钩机器人5包括通过同步装置200与重吊机车100连接的设备平台300以及设置于设备平台300的摘钩机械臂400、动力单元(例如包括电机等驱动设备)、智能摘钩总控单元，动力单元与摘钩机械臂400传动连接，火车厢智能摘钩设备还包括设置于摘钩机械臂400的视觉定位装置1(例如可以已知的视觉传感器)、红外定位装置2(例如各种已知的红外传感器)，同步装置200包括设置于重吊机车100的驱动缸201和能够伸缩运动地连接于驱动缸201的伸缩杆202，伸缩杆202的伸缩方向与重吊机车100沿轨道运行的方向相同，动力单元、视觉定位装置1、红外定位装置2、驱动缸201的电控单元以及重吊机车100的控制单元分别与智能摘钩总控单元信号连接(可以通过已知的无线通信技术连接)。伸缩杆202的伸缩方向与重吊机车100沿轨道运行的方向相同，可以使摘钩机械臂400通过同步装置200与重吊机车100的共轨同步运行，极大地提高工作效率。

根据本发明的具体实施方式，摘扶钩机械臂400包括设置于设备平台300下方的机械大臂401、连接于机械大臂401下方的一级转向轴402和连接于一级转向轴402的二级转向轴403和连接于二级转向轴403的摘扶钩机械抓手404，具体参见图3，一级转向轴402包括依次延续形成U形结构的第一段轴4021、第二段轴4022和第三段轴4023，机械大臂401安装有沿水平方向延伸的轴套405，第一段轴4021可转动地安装在轴套405中以能够绕水平轴线转动，二级转向轴403能够绕竖直轴线转动地安装于第三段轴4023，视觉定位装置1和红外定位装置2设置在摘扶钩机械抓手404上。

根据本发明的优选实施方式，伸缩杆202的数量为2，且2个伸缩杆202沿上下方向间隔布置，当然，针对伸缩杆202的数量要求本发明并不限于此。

参见图,2，根据本发明的优选实施方式，2个伸缩杆202在重吊机车100沿轨道运行的方向上的投影位于重吊机车100的轮廓范围内，这样可以保证重吊机车100沿轨道运行时，伸缩杆202能够必然能够通过重吊机车100通过的区域，保证伸缩杆202的可运动性，避免伸缩杆202的尺寸设置而影响其运动以及与重吊机车100的同步性。同样地，设备平台300在重吊机车100沿轨道运行的方向上的投影可以位于重吊机车100的轮廓范围内。这也是保证设备平台300必然能够通过重吊机车100通过的区域。同样地，设备平台300在重吊机车100沿轨道运行的方向上的投影的上边界和下边界位于2个伸缩杆202中的上方的伸缩杆202和下方的伸缩杆202之间。这样可以保证2个伸缩杆202在高度方向的行进区域也能够保证不与设备平台300的高度范围外的物体或设备产生干涉。但是，本发明并不限于此，在有特定的尺寸需要时，也可以合理地改变设备平台300、伸缩杆202、重吊机车100的尺寸关系。

此外，仍参考图1，本发明还提供一种根据上述的燃料智能接卸管控系统的控制方法，该控制方法包括步骤：

a、由前端图像识别器6检测重吊机车100牵引装载有燃料的火车车厢的到位情况，当火车车厢牵引到位时，前端图像识别器6发送相应信号至控制器3，控制器3基于前端图像识别器6检测火车车厢牵引到位的信号控制前端摘钩机器人5完成对火车车厢摘钩作业，作为一种具体示例(但不限制本发明)，前端图像识别器6驱动输出端口输出高电位负脉冲数字信号，该高电位负脉冲数字信号被送往控制器3，控制器3对数字信号进行处理后控制前端摘钩机器人5完成对火车车厢摘钩作业；

b、待摘钩作业完成后，前端摘钩机器人5发出反馈信号至控制器3以触发控制器3控制重吊机车100和翻车机4完成针对火车车厢的机车牵引和翻车卸煤工作；

c、翻车机4卸煤工作结束后，翻车机4的发出反馈信号以触发控制器3控制控制后端图像识别器8进行针对火车车厢的火车钩识别、定位，且后端图像识别器8将相关识别、定位信息反馈给控制器3，具体地，后端图像识别器8可以相关信息通过数字信号反馈给控制器3，控制器3基于后端图像识别器8检测的针对火车车厢的火车钩识别、定位的信息控制后端扶钩机器人7完成火车扶钩作业；

d、火车扶钩作业完成后，控制器3发送控制信息至空吊机车9的控制单元以控制空吊机车9将已完成卸煤和扶钩工作的火车车厢牵引进入空车轨道，通过红外感应设备发出感应到火车车厢到达的信号至控制器3，控制器3基于红外感应设备的感应信号控制车厢清扫机器人10完成火车车厢的余煤清扫作业。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种燃料智能接卸管控系统，其特征在于，所述燃料智能接卸管控系统包括控制器、重吊机车、翻车机、设置于所述翻车机的前方的前端摘钩机器人和前端图像识别器、设置于所述翻车机的后方的后端扶钩机器人和后端图像识别器、位于所述后端扶钩机器人后方的空吊机车和空车轨道、设置于所述空车轨道的红外感应设备，所述燃料智能接卸管控系统还包括能够运行至所述空车轨道的车厢清扫机器人，所述重吊机车的控制单元、翻车机的控制单元、车厢清扫机器人、前端摘钩机器人、前端图像识别器、后端扶钩机器人、后端图像识别器、空吊机车的控制单元和红外感应设备分别与所述控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的燃料智能接卸管控系统，其特征在于，所述燃料智能接卸管控系统还包括与所述控制器信号连接的红外报警电子围栏，所述重吊机车、翻车机、车厢清扫机器人、前端摘钩机器人、前端图像识别器、后端扶钩机器人、后端图像识别器、空吊机车和红外感应设备分别位于所述红外报警电子围栏围成的区域内。

3.根据权利要求1所述的燃料智能接卸管控系统，其特征在于，所述燃料智能接卸管控系统包括设置于所述重吊机车的同步装置，所述前端摘钩机器人包括通过所述同步装置与所述重吊机车连接的设备平台以及设置于所述设备平台的摘钩机械臂、动力单元、智能摘钩总控单元，所述动力单元与所述摘钩机械臂传动连接，所述火车厢智能摘钩设备还包括设置于所述摘钩机械臂的视觉定位装置、红外定位装置，所述同步装置包括设置于所述重吊机车的驱动缸和能够伸缩运动地连接于所述驱动缸的伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩方向与所述重吊机车沿轨道运行的方向相同，所述动力单元、视觉定位装置、红外定位装置、所述驱动缸的电控单元以及所述重吊机车的控制单元分别与所述智能摘钩总控单元信号连接。

4.根据权利要求3所述的燃料智能接卸管控系统，其特征在于，所述摘钩机械臂包括设置于所述设备平台下方的机械大臂、连接于所述机械大臂下方的一级转向轴和连接于所述一级转向轴的二级转向轴和连接于所述二级转向轴的摘钩机械抓手，所述一级转向轴包括依次延续形成U形结构的第一段轴、第二段轴和第三段轴，所述机械大臂安装有沿水平方向延伸的轴套，所述第一段轴可转动地安装在所述轴套中以能够绕水平轴线转动，所述二级转向轴能够绕竖直轴线转动地安装于所述第三段轴，所述视觉定位装置和红外定位装置设置在所述摘钩机械抓手上。

5.根据权利要求3所述的燃料智能接卸管控系统，其特征在于，所述伸缩杆的数量为2，且2个所述伸缩杆沿上下方向间隔布置。

6.根据权利要求5所述的的燃料智能接卸管控系统，其特征在于，2个所述伸缩杆在所述重吊机车沿轨道运行的方向上的投影位于所述重吊机车的轮廓范围内。

7.根据权利要求6所述的燃料智能接卸管控系统，其特征在于，所述设备平台在所述重吊机车沿轨道运行的方向上的投影位于所述重吊机车的轮廓范围内。

8.根据权利要求6所述的燃料智能接卸管控系统，其特征在于，所述所述设备平台在所述重吊机车沿轨道运行的方向上的投影的上边界和下边界位于2个所述伸缩杆中的上方的伸缩杆和下方的伸缩杆之间。

9.一种根据权利要求1至8中任意一项所述的燃料智能接卸管控系统的控制方法，其特征在于，控制方法包括步骤：

a、由前端图像识别器检测重吊机车牵引装载有燃料的火车车厢的到位情况，当火车车厢牵引到位时，前端图像识别器发送相应信号至控制器，控制器基于前端图像识别器检测火车车厢牵引到位的信号控制前端摘钩机器人完成对火车车厢摘钩作业；

b、待摘钩作业完成后，前端摘钩机器人发出反馈信号至控制器以触发控制器控制重吊机车和翻车机完成针对火车车厢的机车牵引和翻车卸煤工作；

c、翻车机卸煤工作结束后，翻车机的发出反馈信号以触发控制器控制控制后端图像识别器进行针对火车车厢的火车钩识别、定位，且所述后端图像识别器将相关识别、定位信息反馈给控制器，控制器基于后端图像识别器检测的针对火车车厢的火车钩识别、定位的信息控制后端扶钩机器人完成火车扶钩作业；

d、火车扶钩作业完成后，控制器发送控制信息至空吊机车的控制单元以控制空吊机车将已完成卸煤和扶钩工作的火车车厢牵引进入空车轨道，通过红外感应设备发出感应到火车车厢到达的信号至控制器，控制器基于红外感应设备的感应信号控制车厢清扫机器人完成火车车厢的余煤清扫作业。

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