CN208994991U - 一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统，该系统包括物料检测元件、物料信息处理模块和工控机，其中：物料检测元件，用于采集现场物料分布数据，并将现场物料分布数据发送到工控机，现场物料分布数据包括现场物料堆放高度信息和/或现场物料图像处理数据；物料信息处理模块，用于处理物料检测元件上传到工控机的现场物料分布数据，并根据现场物料分布数据生成相应的操作指令，物料信息处理模块设置在工控机上；工控机，用于发送操作指令到抓斗起重机，以供抓斗起重机执行相应的抓取或投放物料的操作。本实用新型实施例通过检测物料堆放分布状态，为抓斗起重机提供准确的物料抓取或投放位置，提高抓斗起重机的智能化水平。

Description

一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及起重设备技术领域，尤其涉及一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统。

背景技术

抓斗起重机是一种自动取物机械，大体分为桥式抓斗起重机，门式抓斗起重机和折臂式抓斗起重机等。当抓斗起重机在工作时，它的抓取和卸出物料动作是由司机操纵，不需要辅助人员，因而避免了工人的繁重劳动，节省了工作时间，大大提高了工作效率。

通常抓斗起重机抓取的物料为散物料，如粮食、散秸秆、垃圾、灰渣等，物料高低分布没有规律，抓斗抓取或投放一次或几次，都不能从物料自身确定物料高度降低或升高了多少；很多检测元件和设备不能快速准确的检测出物料的状态，实用效果较差，影响了抓斗起重机全自动控制的进程。

因此现在亟需一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统来解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供了一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统。

本实用新型实施例提供了一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统，包括物料检测元件、物料信息处理模块和工控机，其中：

所述物料检测元件，用于采集现场物料分布数据，并将所述现场物料分布数据发送到所述工控机，所述现场物料分布数据包括现场物料堆放高度信息和/或现场物料图像处理数据；

所述物料信息处理模块，用于处理所述物料检测元件上传到所述工控机的所述现场物料分布数据，并根据所述现场物料分布数据生成相应的操作指令，所述物料信息处理模块设置在所述工控机上；

所述工控机，用于发送所述操作指令到抓斗起重机，以供所述抓斗起重机执行相应的抓取或投放物料的操作。

其中，所述系统还包括通讯装置，用于在所述工控机和所述物料检测元件之间进行数据传输，所述工控机通过所述通讯装置连接所述物料检测元件。

进一步地，所述通讯装置包括无线通讯或有线通讯。

其中，所述物料检测元件包括2D设备和/或图像识别设备，用于采集所述现场物料分布数据。

进一步地，所述系统包括多个所述物料检测元件，多个所述物料检测元件分别设置在多个抓斗起重机上。

本实用新型实施例提供的一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统，通过检测现场物料的分布状态，从而识别现场物料的堆放高度位置信息，并通过分析现场物料分布数据，为抓斗起重机提供准确的物料抓取或投放位置，提高了抓斗起重机智能化运行水平。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的基于物料检测的抓斗起重机控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

抓斗起重机是一种用于搬运重物或散料在短距离内水平移动的搬运设备，常用于装卸粮食、垃圾、灰渣或煤矿等散料，在各种货运码头、车站货场或矿山等环境下广泛使用。抓斗起重机一般由桥架、大车、小车和抓斗等构件组成，当抓斗起重机开始工作时，通过大车的横向运行和小车的纵向运行，使得抓斗起重机处于待抓取的物料正上方。此时，抓斗张开并逐渐下降插入到物料堆中，接着，抓斗开始闭合，进行物料的抓取，待抓斗完全闭合后，抓斗开始上升直到达到预定高度，然后，通过调整大车和小车的位置，使得抓斗移动至卸载地点的正上方，此时，控制抓斗开启，将物料卸放。

然而，由于抓斗起重机抓取的物料多为散料，例如，粮食、散秸秆、垃圾、灰渣等，导致这些散料堆放的高低分布没有规律，抓斗起重机的抓斗通过抓取或投放物料多次后，难以从物料自身确定此时物料堆放的高度降低或升高了多少，而现有技术不能快速准确的检测出物料堆放的分布状态，影响了抓斗起重机的工作效率，降低了自动化运行水平。

图1为本实用新型实施例提供的基于物料检测的抓斗起重机控制系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统，包括物料检测元件101、物料信息处理模块102和工控机103，其中：

所述物料检测元件101，用于采集现场物料分布数据，并将所述现场物料分布数据发送到所述工控机103，所述现场物料分布数据包括现场物料堆放高度信息和/或现场物料图像处理数据；

所述物料信息处理模块102，用于处理所述物料检测元件101上传到所述工控机103的所述现场物料分布数据，并根据所述现场物料分布数据生成相应的操作指令，所述物料信息处理模块102设置在所述工控机上103；

所述工控机103，用于发送所述操作指令到抓斗起重机，以供所述抓斗起重机执行相应的抓取或投放物料的操作。

在本实用新型实施例中，通过工控机向抓斗起重机上的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，以下简称PLC)发送相应的操作指令，实现对抓斗起重机的起升装置、抓斗开闭装置、大车和小车进行智能化控制。首先，当抓斗起重机的抓斗对物料进行抓取或投放时，通过物料检测元件101上的传感器和/或图像识别设备，对物料堆放的高度和分布情况进行检测，并将物料堆的分布数据上传到工控机103。此时，通过安装在工控机103上的物料信息处理模块102，对采集到的现场物料分布数据进行分析处理，并根据分析结果，得到抓斗下一次抓取或投放时的位置，例如，以下一次抓取物料为例，当抓斗起重机对物料同一位置进行多次抓取后，导致物料堆中间呈凹陷，两边突出的形状，此处若再次对凹陷处进行抓取，将会导致抓斗抓取效率低的问题，此时通过物料检测元件101将现场物料的堆放高度分布数据上传至工控机103中的物料信息处理模块102中，物料信息处理模块102分析物料的凹陷处不适用于下一次的抓取，并判断得出物料的突出部分更适于下一次的抓取。此时，物料信息处理模块102根据分析结果，生成相应的智能化操作指令，并通过工控机103向抓斗起重机的PLC发送操作指令，PLC根据操作指令，控制大车和小车移动到指定抓取位置，并通过自动开闭抓斗，控制起升绳，实现对物料进行抓取，同时，物料检测元件101将本次抓取后的现场物料堆放高度信息和/或现场物料图像处理数据进行采集，并发送到工控机103中的物料信息处理模块102进行分析，用于下一次的抓取工作。

本实用新型实施例提供的一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统，通过物料检测元件101检测现场物料的分布状态，从而识别现场物料的堆放高度位置信息，并通过工控机103上设置的物料信息处理模块102分析现场物料分布数据，为抓斗起重机提供准确的物料抓取或投放位置，使得抓斗起重机利用率更高，提高了抓斗起重机智能化运行水平。

在上述实施例的基础上，所述系统还包括通讯装置，用于在所述工控机103和所述物料检测元件101之间进行数据传输，所述工控机103通过所述通讯装置连接所述物料检测元件101。

在本实用新型实施例中，通讯装置还包括近端通讯装置和远端通讯装置，其中，近端通讯装置设置在工控机103一端，远端通讯装置设置在抓斗起重机一端，每一端的通讯装置还设置有交换机，用于数据之间的转换和设备间的连接。物料检测元件101通过网络接口接入到抓斗起重机端的交换机，并将采集到的现场物料分布数据通过两端的交换机进行数据传输，以供物料信息处理模块102对现场物料分布数据进行分析处理，随后，将分析得到的操作指令通过通讯装置发送至抓斗起重机，从而实现抓斗起重机的智能化控制。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述通讯装置包括无线通讯或有线通讯。

在本实用新型实施例中，物料检测元件和工控机之间采用无线通讯或者有线通讯的方式进行数据之间的传输，包括对抓斗起重机的相关设备进行监视和控制，从而实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项数据的传输。安装在抓斗起重机处的物料检测元件通过无线或有线通讯的方式将现场物料分布数据传输到工控机，工控机在对现场物料分布数据进行分析处理后，将对应的操作指令再次通过无线或者有线通讯的方式发送到抓斗起重机，从而实现对抓斗起重机的监视和管控。

本实用新型实施例通过通讯装置使得基于物料检测的抓斗起重机控制系统可实时检测抓斗起重机的运行状态，进一步实现抓斗起重机的智能化控制。

在上述实施例的基础上，所述物料检测元件101包括2D设备和/或图像识别设备，用于采集所述现场物料分布数据。

在本实用新型实施例中，物料检测元件101通过2D设备和/或图像识别设备对现场物料分布数据进行采集，以供物料信息处理模块102分析得到抓斗起重机抓取或投放的物料位置。需要说明的是，为了使物料分布数据采集的更加准确，可以在抓斗起重机相应的位置设置多个物料检测元件101，以使得更好的获取相关的现场物料分布数据，物料检测元件101具体设置数量和位置，在本实用新型实施例中不作具体限定。

本实用新型实施例通过物料检测元件101采集到现场物料分布数据，以供物料信息处理模块102分析，从而得到更加准确的抓斗起重机抓取和投放位置，提高了抓斗起重机的利用率。

在上述各实施例的基础上，所述系统包括多个所述物料检测元件101，多个所述物料检测元件101分别设置在多个抓斗起重机上。

在本实用新型实施例中，在大型货运码头或货场等工作场合，往往有多个抓斗起重机同时工作，因此，在多个抓斗起重机上个设置一个或多个物料检测元件101，通过工控机103对多个抓斗起重机进行集中管控，每一个抓斗起重机上的物料检测元件101通过设置在本端的通讯装置和工控机103端的通讯装置进行数据传输，并且在工控机103上还设置有显示模块，显示模块对工作场景下的每一个抓斗起重机分别进行编号，同时将每个抓斗起重机的现场物料堆放高度信息和/或现场物料图像处理数据呈现给操作人员，可以让工作人员了解目前的物料卸载或装运情况以及抓斗起重机的工作情况。物料信息处理模块102同时对多个抓斗起重机的物料检测元件101上传的现场物料分布数据进行处理，并将生成的操作指令通过PLC控制相应的抓斗起重机执行。需要说明的是，抓斗起重机可以是桥式抓斗起重机、门式抓斗起重机等，本实用新型实施例对抓斗起重机类型不作具体限定。

本实用新型实施例通过在多个抓斗起重机上设置物料检测元件101，使抓斗起重机的智能化运行规模更加大，使多个抓斗起重机同时操作更加方便，能够更加可靠、准确地完成各种控制任务。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种基于物料检测的抓斗起重机控制系统，其特征在于，包括物料检测元件、物料信息处理模块和工控机，其中：

所述物料检测元件，用于采集现场物料分布数据，并将所述现场物料分布数据发送到所述工控机，所述现场物料分布数据包括现场物料堆放高度信息和/或现场物料图像处理数据；

所述物料信息处理模块，用于处理所述物料检测元件上传到所述工控机的所述现场物料分布数据，并根据所述现场物料分布数据生成相应的操作指令，所述物料信息处理模块设置在所述工控机上；

所述工控机，用于发送所述操作指令到抓斗起重机，以供所述抓斗起重机执行相应的抓取或投放物料的操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括通讯装置，用于在所述工控机和所述物料检测元件之间进行数据传输，所述工控机通过所述通讯装置连接所述物料检测元件。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述通讯装置包括无线通讯或有线通讯。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物料检测元件包括2D设备和/或图像识别设备，用于采集所述现场物料分布数据。

5.根据权利要求1至4任一所述的系统，其特征在于，所述系统包括多个所述物料检测元件，多个所述物料检测元件分别设置在多个抓斗起重机上。