CN219136169U - 一种起重机运行定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种起重机运行定位系统，包括两条平行导轨，其中一条导轨设有条码带；端梁，其与导轨滚动连接，端梁上设置有起重机大小车机构；工业照相机，其设于端梁；控制组件，其设于端梁并包括工控机和PLC控制器，工控机包括图像处理模块和执行模块。条码带上设置提前录入导轨长度方向位置信息，工业照相机随端梁在导轨长度方向的移动过程中实时高频率拍摄条码带照片并提供给工控机，工控机通过图像处理模块能够得知起重机当前的位置坐标，并通过执行单元将位置坐标及时反馈给PLC控制器，PLC控制器进一步实施起重机大小车机构的启停，相比常规起重机的运行定位方式，这种系统在国内现有可提供的技术支持下更易于实现，且成本较低。

Description

一种起重机运行定位系统

技术领域

本实用新型涉及行吊运输设备技术领域，尤其是指一种起重机运行定位系统。

背景技术

随着自动化技术的不断提高，越来越多的设备开始实现自动化和智能化，尤其是在重型制造车间，最常用的吊装工具就是桥门式起重机(天车)，为了实现车间智能制造，必须要实现起重机的自动化运行和吊装，起重机系统的核心定位就是三维坐标的定位，主要体现于起重机在运输方向上的启停。

而在现有的自动化起重机设备上，采用精度较高的定位方式主要有激光测距仪、条码带定位、格雷母线定位等，这些定位方式首先是价格较高，会直接影响到起重机的整体价格，其次是现在国际环境的严峻变化，芯片的短缺导致激光测距仪、条码带定位、格雷母线定位等检测元件中核心部件缺货，会直接影响项目的调试和设备的使用。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中缺乏一种易于实现且成本低廉的起重机运行定位系统的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种起重机运行定位系统，包括：

两条平行导轨，其中一条所述平行导轨的内侧设置有条码带，所述条码带用于记录所述平行导轨长度方向的位置信息；

端梁，其两端与两条所述平行导轨滚动连接，所述端梁上设置有起重机大小车机构；

工业照相机，其设置于所述端梁上，所述工业照相机包括镜头，所述镜头对准所述条码带；

控制组件，其也设置于所述端梁上，所述控制组件包括工控机和PLC控制器，所述PLC控制器包括第一输入端和第一输出端，所述第一输出端连接所述起重机大小车机构，所述第一输入端连接所述工控机，所述工控机连接所述工业照相机，所述工控机包括图像处理模块和执行模块，所述控制组件用于对所述工业照相机拍摄的条码带照片进行解析并控制所述起重机大小车机构在所述平行导轨上的启停。

在本实用新型的一个实施例中，所述端梁上设置有相机支架，所述相机支架上设置有机箱，所述工业照相机卡设于所述机箱内。

在本实用新型的一个实施例中，所述条码带沿所述平行导轨的长度方向设置，所述条码带包括多个并排设置的位置条形码。

在本实用新型的一个实施例中，所述工控机包括第二输入端和第二输出端，所述第二输出端与所述PLC控制器通过网络数据线连接，所述第二输入端与所述工业照相机也通过所述网络数据线连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述起重机大小车机构包括电控接口，所述电控接口和所述PLC控制器的第一输出端口通过所述网络数据线连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述相机支架为三角架，所述相机支架的一端设置有第一固定板，所述相机支架的另一端设置有第二固定板，所述第一固定板连接所述端梁的一侧，所述第二固定板连接所述机箱。

在本实用新型的一个实施例中，所述机箱包括后框和前盖，所述前盖的上端与所述后框转动连接，所述前盖的下端与所述后框卡接，所述前盖的中部设置有玻璃窗。

在本实用新型的一个实施例中，所述后框的底板设置有多个相机限位块，所述工业照相机卡设于多个所述相机限位块之间，所述后框的顶板上设置有弹性压紧机构，所述弹性压紧机构的下端紧贴所述工业照相机的外壳。

在本实用新型的一个实施例中，所述相机限位块为L形，所述弹性压紧机构包括压板和多个弹簧，所述弹簧的一端连接所述后框的顶板，所述弹簧的另一端连接所述压板。

在本实用新型的一个实施例中，所述机箱的顶部设置有穿线通孔，所述网络数据线预设于所述穿线通孔内，所述网络数据线与所述穿线通孔之间还设置有密封套。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的一种起重机运行定位系统，在一侧的平行导轨上设置提前录入导轨长度方向位置信息的条码带，工业照相机随端梁在平行导轨长度方向的移动过程中实时高频率拍摄条码带照片并提供给工控机，工控机通过图像处理模块能够得知起重机当前的位置坐标，并通过执行单元将位置坐标及时准确反馈给PLC控制器，PLC控制器进一步实施起重机的位置控制，即起重机大小车机构的启停，相比常规起重机的运行定位方式，这种系统在国内现有可提供的技术支持下更易于实现，且成本较低。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型起重机运行定位系统的主视图；

图2为本实用新型起重机运行定位系统的俯视图；

图3为本实用新型起重机运行定位系统中条码带的结构示意图；

图4为本实用新型起重机运行定位系统中机箱及相机支架的主视图；

图5为本实用新型起重机运行定位系统中机箱及相机支架的俯视图；

图6为本实用新型起重机运行定位系统中机箱内部的俯视图；

图7为本实用新型起重机运行定位系统中机箱内部的主视图；

图8为本实用新型起重机运行定位系统的信息录入和执行次序图。

说明书附图标记说明：1、平行导轨；2、条码带；210、位置条形码；3、端梁；4、起重机大小车机构；5、工业照相机；610、工控机；620、PLC控制器；7、网络数据线；8、相机支架；810、第一固定板；820、第二固定板；9、机箱；910、后框；911、相机限位块；912、压板；913、弹簧；920、前盖；921、玻璃窗。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1至图8所示，本实用新型提供了一种起重机运行定位系统，包括：

两条平行导轨1，其中一条平行导轨1的内侧设置有条码带2，条码带2用于记录平行导轨1长度方向的位置信息；

端梁3，其两端与两条平行导轨1滚动连接，端梁3上设置有起重机大小车机构4；

工业照相机5，其设置于端梁3上，工业照相机5包括镜头，镜头对准条码带2；

控制组件，其也设置于端梁3上，控制组件包括工控机610和PLC控制器620，PLC控制器620包括第一输入端和第一输出端，第一输出端连接起重机大小车机构4，第一输入端连接工控机610，工控机610连接工业照相机5，工控机610包括图像处理模块和执行模块，控制组件用于对工业照相机5拍摄的条码带2照片进行解析并控制起重机大小车机构4在平行导轨1上的启停。

综上所述，这种起重机运行定位系统，在一侧的平行导轨1上设置提前录入导轨长度方向位置信息的条码带2，工业照相机5随端梁3在平行导轨1长度方向的移动过程中实时高频率拍摄条码带2照片并提供给工控机610，工控机610通过图像处理模块能够得知起重机当前的位置坐标，并通过执行单元将位置坐标及时准确反馈给PLC控制器620，PLC控制器620进一步实施起重机的位置控制，即起重机大小车机构4的启停，相比常规起重机的运行定位方式，这种系统在国内现有可提供的技术支持下更易于实现，且成本较低。

具体的，通过工业照相机5对条码带2进行拍照，照片通过有线网络传递给工控机610，工控机610对条码信息进行解读，把当前位置传递给起重机的控制系统(即PLC控制器620)，PLC利用检测到的条码位置来指导起重机运行，给定起重机目标位置，当照相机快要接近目标位置时，先进行减速，然后再稳定地停靠在目标位置点上，工业照相机5采用标准的以太网TCP/IP协议，通过网线与起重机上工控机610连接，工控机610主要是接受照相机读取抓拍过来的图像，对图像进行系统读取和深度解析，解析出来当前位置信息；核心在于起重机的运行速度2米/秒，速度之快，要求照相机在短的时间内连续拍照，并且拍照的清晰度要高，这种情况下，选择相机要求相机的分辨率高、延时小；照相机只是提供照片和照片信息，处理过程全部放到工控机610内部处理，在工控机610内部安装图像处理软件，对相机拍过的照片进行解析，解析出当前位置以数据的形式发送给起重机的控制系统(PLC控制器620)，PLC实时接收工控机610的数据，得到起重机的当前位置，并计算当前位置与目标位置的距离，当进入目标范围内，要提前做好减速，减速起重机的冲击，提高系统的稳定性和定位的可靠性。使起重机的定位精度达到自动化起重机的要求，满足自动运行的速度和精度要求，完全自动运行，利用照相机和条码相结合，可以实现起重机的毫米定位精度，对比之前的定位方式，成本得到了优化，交货周期缩短，且不会降低控制精度。

更多的，起重机大小机构为起主要升降起吊作用的设备，为本领域常规设置，此处不作赘述；工业照相机5可选用130万像素，最大帧数90fps，千兆网卡就能满足系统要求；条码带2采用定制条码，可以通过条码信息解析到当前位置信息以及其它与位置相关的信息，并与导轨的上下沿对齐贴附，其中，条码带2的材质为聚酯胶带，不反光并具有高黏粘性且稳定可靠，工业照相机5的成像平面与条码带2平面相互平行，工业照相机5相对于条码带2的定位精度测试在预装前完成，以确保定位精度小于1mm，从而能够保证起重机运行定位的准确性。

进一步的，端梁3上设置有相机支架8，相机支架8上设置有机箱9，工业照相机5卡设于机箱9内。

具体的，相机支架8可将工业照相机5置于端梁3下方，使其对准导轨上的条码带2，工业照相机5镜头的中心始终对准条码带2长度方向的中心线，以最大限度的降低误差，机箱9则用于固定工业照相机5，以保证工业照相机5在运行过程中的稳定性。

进一步的，条码带2沿平行导轨1的长度方向设置，条码带2包括多个并排设置的位置条形码210。

具体的，单个位置条形码210对应导轨长度方向的一个尺寸信息，每个位置条形码210都可以被工控机610读取到当前条形码的坐标，从而能够实现起重机运行方向所有的启停定位。

进一步的，工控机610包括第二输入端和第二输出端，第二输出端与PLC控制器620通过网络数据线7连接，第二输入端与工业照相机5也通过网络数据线7连接。

具体的，网络数据线7用于各个控制件之间的数据传输，其也为本领域常规设置，此处不作过多赘述。

进一步的，起重机大小车机构4包括电控接口，电控接口和PLC控制器620的第一输出端口通过网络数据线7连接。

具体的，起重机大小车机构4自带启停执行机构，例如滚动电机和升降开关等，PLC控制器620作为执行机构与起重机大小车机构4连接。

进一步的，相机支架8为三角架，相机支架8的一端设置有第一固定板810，相机支架8的另一端设置有第二固定板820，第一固定板810连接端梁3的一侧，第二固定板820连接机箱9。

具体的，三角架的结构形式更加稳固，在机箱9的一侧也设置有第三固定板并通过螺栓与第二固定板820连接，以实现机箱9在端梁3上的向下延伸固定。

进一步的，机箱9包括后框910和前盖920，前盖920的上端与后框910转动连接，前盖920的下端与后框910卡接，前盖920的中部设置有玻璃窗921。

具体的，机箱9的后框910和前盖920共同为工业照相机5提供一个密封的空间，可以防止日晒雨淋等，从而能够保护工业照相机5，前盖920玻璃窗921则用于镜头的拍摄，更多的，在玻璃窗921的上方可加设遮盖，以防止强光和雨淋对拍摄效果的影响。

进一步的，后框910的底板设置有多个相机限位块911，工业照相机5卡设于多个相机限位块911之间，后框910的顶板上设置有弹性压紧机构，弹性压紧机构的下端紧贴工业照相机5的外壳。

具体的，相机限位块911和弹性压紧机构共同形成对工业照相机5在机箱9内的定位，以保证工业照相机5在跟随运行中的拍摄稳定性。

进一步的，相机限位块911为L形，弹性压紧机构包括压板912和多个弹簧913，弹簧913的一端连接后框910的顶板，弹簧913的另一端连接压板912。

具体的，相机限位块911的内侧、压板912的下表面以及后框910的底板上可贴附橡胶贴以对工业照相机5进行保护，压板912始终在弹簧913的作用下压紧工业照相机5，从而使得工业照相机5的底部紧贴后框910底板。

进一步的，机箱9的顶部设置有穿线通孔，网络数据线7预设于穿线通孔内，网络数据线7与穿线通孔之间还设置有密封套。

具体的,用于工控机610和工业照相机5数据传输的网络数据线7预设于机箱9上，只在机箱9内留有插口，可便于工业照相机5的接入，其上密封套可以防止外部的水进入机箱9内部。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种起重机运行定位系统，其特征在于，包括：

两条平行导轨，其中一条所述平行导轨的内侧设置有条码带，所述条码带用于记录所述平行导轨长度方向的位置信息；

端梁，其两端与两条所述平行导轨滚动连接，所述端梁上设置有起重机大小车机构；

工业照相机，其设置于所述端梁上，所述工业照相机包括镜头，所述镜头对准所述条码带；

控制组件，其也设置于所述端梁上，所述控制组件包括工控机和PLC控制器，所述PLC控制器包括第一输入端和第一输出端，所述第一输出端连接所述起重机大小车机构，所述第一输入端连接所述工控机，所述工控机连接所述工业照相机，所述工控机包括图像处理模块和执行模块，所述控制组件用于对所述工业照相机拍摄的条码带照片进行解析并控制所述起重机大小车机构在所述平行导轨上的启停。

2.根据权利要求1所述的起重机运行定位系统，其特征在于：所述端梁上设置有相机支架，所述相机支架上设置有机箱，所述工业照相机卡设于所述机箱内。

3.根据权利要求1所述的起重机运行定位系统，其特征在于：所述条码带沿所述平行导轨的长度方向设置，所述条码带包括多个并排设置的位置条形码。

4.根据权利要求2所述的起重机运行定位系统，其特征在于：所述工控机包括第二输入端和第二输出端，所述第二输出端与所述PLC控制器通过网络数据线连接，所述第二输入端与所述工业照相机也通过所述网络数据线连接。

5.根据权利要求4所述的起重机运行定位系统，其特征在于：所述起重机大小车机构包括电控接口，所述电控接口和所述PLC控制器的第一输出端口通过所述网络数据线连接。

6.根据权利要求2所述的起重机运行定位系统，其特征在于：所述相机支架为三角架，所述相机支架的一端设置有第一固定板，所述相机支架的另一端设置有第二固定板，所述第一固定板连接所述端梁的一侧，所述第二固定板连接所述机箱。

7.根据权利要求2所述的起重机运行定位系统，其特征在于：所述机箱包括后框和前盖，所述前盖的上端与所述后框转动连接，所述前盖的下端与所述后框卡接，所述前盖的中部设置有玻璃窗。

8.根据权利要求7所述的起重机运行定位系统，其特征在于：所述后框的底板设置有多个相机限位块，所述工业照相机卡设于多个所述相机限位块之间，所述后框的顶板上设置有弹性压紧机构，所述弹性压紧机构的下端紧贴所述工业照相机的外壳。

9.根据权利要求8所述的起重机运行定位系统，其特征在于：所述相机限位块为L形，所述弹性压紧机构包括压板和多个弹簧，所述弹簧的一端连接所述后框的顶板，所述弹簧的另一端连接所述压板。

10.根据权利要求4所述的起重机运行定位系统，其特征在于：所述机箱的顶部设置有穿线通孔，所述网络数据线预设于所述穿线通孔内，所述网络数据线与所述穿线通孔之间还设置有密封套。

Images