CN113060649B - 一种基于双编码器进行定位的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双编码器进行定位的方法及系统,在大车的第一侧腿部安装第一编码器，在所述大车的第二侧腿部安装第二编码器；所述第一编码器用于获取所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，所述第二编码器用于获取所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离；通过所述第一距离和所述第二距离获得所述吊具实际移动的第三距离。本发明提供的基于双编码器进行定位的方法及系统，通过安装在大车腿部的第一编码器和第二编码器获取大车的第一、第二侧轮胎移动的实际距离，从而计算出大车沿着运动方向实际移动的距离，进一步控制吊具平移调整距离，对吊具进行精准定位，从而提高控制精度。

Description

一种基于双编码器进行定位的方法及系统

技术领域

本发明涉及起重机大车运动控制领域，尤其涉及一种基于双编码器进行定位的方法及系统。

背景技术

港口作业是指船舶进出港口进行调度、装卸货物、排除障碍等作业。港口作业基本上是以拖车、铲车、吊机等大型流动、固定机械等吊装系统为主要工具进行的。

在轮胎式起重机自动化改造过程中，在系统检测出集装箱位置后，需要控制起重机的大车、小车的运动，以实现将吊具悬停至集装箱正上方后实施抓箱操作。

现有技术中，专利公告号为CN107150954B的发明专利公开了一种基于机器视觉的起重机大车方向精确定位系统及方法，基于机器视觉的起重机大车方向精确定位系统包括有主控机(1)，所述的主控机(1)与摄像设备(2)以及起重机大车系统的PLC控制器(3)信号连接，所述的摄像设备(2)安装于起重机上，所述的摄像设备(2)用于拍摄成组目标物的现场实时画面，并将其传输至主控机(1)上，成组目标物包括设置于操作场地上的目标物A以及设置于起重机上的目标物B，所述的主控机(1)采用图像识别软件分别获取目标物A和目标物B的实时位置，得出目标物A与目标物B之间在大车行进方向的坐标差，再由PLC控制器(3)根据该坐标差控制大车行走机构(4)或吊具横移机构(8)沿大车方向横向移动相应的距离，完成起重机大车方向的精确定位，当目标物A为铺设或者树立于大车跑道附近的标识板时，对应的目标物B为设置于小车车架或者鞍梁上指向标识板的箭头对位板；当目标物A为作业列位堆在顶部的集装箱或者地面箱位画线时，对应的目标物B吊具上架(81)、吊具(84)或者吊具(84)下悬吊的集装箱。

然而通常轮胎式起重机在大车两侧轮胎分别设置有变频器，两个变频器分别驱动大车两侧轮胎进行运动，此外大车两侧轮胎所接触的地面不同，因此在实际操作中，大车两侧的轮胎移动的距离不能保持一致。大车两侧的轮胎移动的距离不一致，进而会导致抓取集装箱时，大车方向的定位控制会出现误差，从而会影响集装箱抓取的精度。

因此有必要提供一种基于双编码器进行定位的方法及系统，可以提高集装箱抓取的精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是基于双编码器进行定位的方法及系统，通过安装在大车腿部的第一编码器和第二编码器获取大车的第一、第二侧轮胎移动的实际距离，从而计算出大车沿着运动方向实际移动的距离，进一步控制吊具平移调整距离，对吊具进行精准定位，从而提高控制精度。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于双编码器进行定位的方法，包括以下步骤：

在大车的第一侧腿部安装第一编码器，在所述大车的第二侧腿部安装第二编码器；

所述第一编码器用于获取所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，所述第二编码器用于获取所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离；

通过所述第一距离和所述第二距离获得所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离。

优选地，所述通过所述第一距离和所述第二距离获得所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离用以下公式进行计算：

X＝X₁+(X₂-X₁)·D/H

其中，X表示所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离，X₁表示所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，X₂表示所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离，D表示目标排位和第一侧轮胎之间的距离，H表示所述大车的第一侧轮胎和所述大车的第二侧轮胎之间的距离。

优选地，在获取所述第一距离和所述第二距离之前，设定所述吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行平移调整距离。

优选地，所述设定所述吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行距离调整由可执行逻辑编辑器或工业控制计算机完成。

优选地，所述第一编码器和所述第二编码器是多圈绝对值型编码器。

本发明为解决上述技术问题而还采用的技术方案是提供一种基于双编码器进行定位的系统，包括：

第一编码器，其安装在大车的第一侧腿部；

第二编码器，其安装在所述大车的第二侧腿部；

第一距离获取模块，其用于通过所述第一编码器获取所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离；

第二距离获取模块，其用于通过所述第二编码器获取所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离；

第三距离计算模块，其用于通过所述第一距离和所述第二距离获得所述吊具实际移动的第三距离。

优选地，所述通过所述第一距离和所述第二距离获得所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离用以下公式进行计算：

X＝X₁+(X₂-X₁)·D/H

其中，X表示所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离，X₁表示所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，X₂表示所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离，D表示目标排位和第一侧轮胎之间的距离，H表示所述大车的第一侧轮胎和所述大车的第二侧轮胎之间的距离。

优选地，在获取所述第一距离和所述第二距离之前，设定所述吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行平移调整距离。

优选地，所述设定所述吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行距离调整由可执行逻辑编辑器或工业控制计算机完成。

优选地，所述第一编码器和所述第二编码器是多圈绝对值型编码器。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的基于双编码器进行定位的方法及系统，通过安装在大车腿部的第一编码器和第二编码器获取大车的第一、第二侧轮胎移动的实际距离，从而计算出大车沿着运动方向实际移动的距离，和系统设定的所述吊具需要移动的初始距离相比，进一步控制吊具平移调整距离，从而对吊具进行精准定位，提高控制精度。

附图说明

图1为本发明实施例中基于双编码器进行定位的方法的流程图；

图2为本发明实施例中基于双编码器进行定位的系统的模块图；

图3为本发明实施例中基于双编码器进行定位的系统中的大车的初始位置；

图4为本发明实施例中基于双编码器进行定位的系统中的大车移动后的位置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

在以下描述中，为了提供本发明的透彻理解，阐述了很多具体的细节。然而，本发明可以在没有这些具体的细节的情况下实践，这对本领域普通该技术人员来说将是显而易见的。因此，具体的细节阐述仅仅是示例性的，具体的细节可以由奔放的精神和范围而变化并且仍被认为是在本发明的精神和范围内。

本实施例中的基于双编码器进行定位的方法和系统应用于吊装系统，可用于港口物流，所述吊装系统包括起重机，所述起重机包括但不限于轮胎吊、跨运车以及堆高车，下文以轮胎吊为例来说明本发明的吊装系统的自动纠偏控制方法的工作原理。在本申请中，设定轮胎吊左侧轮胎设为第一侧轮胎，轮胎吊右侧轮胎设为第二侧轮胎，左侧腿部设为第一侧腿部，右侧腿部设为第二侧腿部。在实际使用中，也可以将轮胎吊右侧轮胎设为第一侧轮胎，将轮胎吊左侧轮胎设为第二侧轮胎，右侧腿部设为第一侧腿部，左侧腿部设为第二侧腿部，在此不再赘述。

现在参看图1，图1是本发明实施例中基于双编码器进行定位的方法的流程图。一种基于双编码器进行定位的方法，包括以下步骤：

S101：在大车的第一侧腿部安装第一编码器，在所述大车的第二侧腿部安装第二编码器；

S102所述第一编码器用于获取所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，所述第二编码器用于获取所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离；

S103通过所述第一距离和所述第二距离获得所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离。

在具体实施中，所述通过所述第一距离和所述第二距离获得所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离用以下公式进行计算：

X＝X₁+(X₂-X₁)·D/H

其中，X表示所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离，X₁表示所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，X₂表示所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离，D表示目标排位和第一侧轮胎之间的距离，H表示所述大车的第一侧轮胎和所述大车的第二侧轮胎之间的距离。

在获取所述第一距离和所述第二距离之前，设定所述吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行平移调整距离。

所述设定所述吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行距离调整由可执行逻辑编辑器或工业控制计算机完成。

在具体实施中，所述第一编码器和所述第二编码器是多圈绝对值型编码器。

现在参看图2，图2是本发明实施例中基于双编码器进行定位的系统的模块图。一种基于双编码器进行定位的系统，包括：

第一编码器201，其安装在大车的第一侧腿部；

第二编码器202，其安装在所述大车的第二侧腿部；

第一距离获取模块203，其用于通过所述第一编码器201获取所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离；

第二距离获取模块204，其用于通过所述第二编码器202获取所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离；

第三距离计算模块205，其用于通过所述第一距离和所述第二距离获得所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离。

在具体实施中，所述通过所述第一距离和所述第二距离获得所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离用以下公式进行计算：

X＝X₁+(X₂-X₁)·D/H

其中，X表示所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离，X₁表示所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，X₂表示所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离，D表示目标排位和第一侧轮胎之间的距离，H表示所述大车的第一侧轮胎和所述大车的第二侧轮胎之间的距离。

在获取所述第一距离和所述第二距离之前，设定所述吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行平移调整距离。

所述设定所述吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行距离调整由可执行逻辑编辑器或工业控制计算机完成。

在具体实施中，所述第一编码器和所述第二编码器是多圈绝对值型编码器。

现在参看图3和图4，图3为本发明实施例中基于双编码器进行定位的系统中的大车的初始位置，图4为本发明实施例中基于双编码器进行定位的系统中的大车移动后的位置。假设在图3中大车处于初始位置时，大车两侧轮胎相距H米，目标排位距离第一侧轮胎D米，检测端上报吊具需要移动X₀米，控制端控制大车移动至图4中的位置，假设大车第一侧轮胎移动了X₁米，大车第二侧轮胎移动了X₂米，则实际吊具移动距离X为：X＝X₁+(X₂-X₁)·D/H。

综上，本发明提供的基于双编码器进行定位的方法及系统，通过安装在大车腿部的第一编码器和第二编码器获取大车的第一、第二侧轮胎移动的实际距离，从而计算出大车沿着运动方向吊具实际移动的距离，和系统设定的所述吊具需要移动的初始距离相比，进一步控制吊具平移调整距离，从而对吊具进行精准定位，提高控制精度。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种基于双编码器进行定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在大车的第一侧腿部安装第一编码器，在所述大车的第二侧腿部安装第二编码器；

所述第一编码器用于获取所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，所述第二编码器用于获取所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离；

通过所述第一距离和所述第二距离获得所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离，设定吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行平移调整距离，具体用以下公式计算所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离：

X＝X₁+(X₂-X₁)·D/H

其中，X表示所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离，X₁表示所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，X₂表示所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离，D表示目标排位和第一侧轮胎之间的距离，H表示所述大车的第一侧轮胎和所述大车的第二侧轮胎之间的距离。

2.根据权利要求1所述的基于双编码器进行定位的方法，其特征在于，所述设定吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行距离调整由可执行逻辑编辑器或工业控制计算机完成。

3.根据权利要求1所述的基于双编码器进行定位的方法，其特征在于，所述第一编码器和所述第二编码器是多圈绝对值型编码器。

4.一种基于双编码器进行定位的系统，其特征在于，包括：

第一编码器，其安装在大车的第一侧腿部；

第二编码器，其安装在所述大车的第二侧腿部；

第一距离获取模块，其用于通过所述第一编码器获取所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离；

第二距离获取模块，其用于通过所述第二编码器获取所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离；

第三距离计算模块，其用于通过所述第一距离和所述第二距离获得所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离，设定吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行平移调整距离，具体用以下公式计算所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离：

X＝X₁+(X₂-X₁)·D/H

其中，X表示所述大车沿着运动方向实际移动的第三距离，X₁表示所述大车的第一侧轮胎移动的第一距离，X₂表示所述大车的第二侧轮胎移动的第二距离，D表示目标排位和第一侧轮胎之间的距离，H表示所述大车的第一侧轮胎和所述大车的第二侧轮胎之间的距离。

5.根据权利要求4所述的基于双编码器进行定位的系统，其特征在于，所述设定吊具需要移动的初始距离，根据所述初始距离和所述第三距离的差值，控制所述吊具进行距离调整由可执行逻辑编辑器或工业控制计算机完成。

6.根据权利要求4所述的基于双编码器进行定位的系统，其特征在于，所述第一编码器和所述第二编码器是多圈绝对值型编码器。

Images