RU2806464C1

RU2806464C1 - Система и способ забора материала

Info

Publication number: RU2806464C1
Application number: RU2022130649A
Authority: RU
Inventors: Лиюнь ЦЮ; Луи ЧЭНЬ; Лисинь ЮАНЬ; Юн У; Юн ДИН; Бинь ЧЖОУ
Original assignee: Чжуне Чантянь Интернешнал Энджиниринг Ко., Лтд; Чжуне Чантянь (Чанша) Интеллиджент Текнолоджи Ко., Лтд.
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2021-04-29
Publication date: 2023-11-01

Abstract

Система включает лазерное сканирующее устройство (4) и блок управления (5). Блок управления (5) выполнен с возможностью осуществления следующих этапов: получение модели места складирования; расчет количества слоев материала в подлежащей забору зоне; разделение зоны складирования на множество слоев подлежащих забору зон; использование подлежащей забору зоны в самом верхнем слое в качестве целевой подлежащей забору зоны, и получение начальной точки забора целевой подлежащей забору зоны; расчет данных целевого пространственного положения, соответствующих начальной точке забора; управление заборщиком для перемещения в целевое пространственное положение; управление стрелой (2) для поворота в заданном первом направлении; определение того, достигает ли положение ковшового колеса (3) границы забора целевой подлежащей забору зоны, в режиме реального времени; если достигает, управление стрелой (2) для снижения скорости поворота; управление механизмом для перемещения (1) для передвижения в следующее положение для осуществления забора; и поворот стрелы (2) во втором направлении для продолжения выполнения операции забора. Автоматическая операция забора может быть реализована посредством применения системы забора материала. Таким образом, решаются проблемы, связанные с безопасностью персонала и оборудования. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящая заявка относится к области технологий автоматического управления, и в частности, к системе и способу забора материала.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] На металлургических предприятиях, склад сырья представляет собой место, где принимают, хранят, обрабатывают и смешивают материалы. Материалы, главным образом, включают металлургическое сырье из железа и стали или топливо. Процесс укладки материалов на складе сырья называется укладкой, а процесс извлечения материалов со склада сырья называется забором. На складе сырья, операции укладки и забора, как правило, выполняют с применением укладчика-заборщика.

[0003] Роторный укладчик-заборщик выполнен с возможностью осуществления как операции укладки, таки и операции забора, и поэтому в настоящее время широко используется на складах сырья. Известный роторный укладчик-заборщик представлен на ФИГ. 1, и главным образом включает: механизм для перемещения 1, расположенный на нижнем конце, стрелу 2, соединенную с возможностью перемещения с механизмом для перемещения 1, и ковшовое колесо 3, расположенное на удаленном конце стрелы 2. Механизм для перемещения 1 выполнен с возможностью перемещения вдоль заданных путей, таким образом, приводя в движение стрелу 2. Стрела 2 выполнена с возможностью поворота в горизонтальном направлении или под наклоном вокруг точки А, относительно которой осуществляется наклон и вращение. Ковшовое колесо 3 не вращается в ходе операции укладки. Разгрузочный порт расположен на конце стрелы 2 рядом с ковшовым колесом 3, и материал транспортируют к разгрузочному порту посредством ленточного конвейера на стреле 2. Материал выгружают в заданном положении путем управления механизмом для перемещения 1 для передвижения и управления стрелой 2 для поворота. В ходе операции забора, после передвижения механизма для перемещения в соответствующее положение, управляют ковшовым колесом 3 для вращения. Вращение ковшового колеса 3 позволяет доставить материал к ленточному конвейеру стрелы 2, перемещать вдоль ленточного конвейера стрелы 2 к ленточному конвейеру между путями, и затем транспортировать в другую зону посредством ленточного конвейера между путями.

[0004] Известным роторным укладчиком-заборщиком управляют вручную. К каждому роторному укладчику-заборщику приставлен, по меньшей мере, один оператор, который вручную управляет укладчиком-заборщиком из кабины оператора. Тем не менее, ручное управление требует концентрации оператора в течение длительного времени, что приводит к высокой трудоемкости и продолжительному рабочему времени. Указанное выше не способствует безопасности оператора. Кроме того, на площадке существует множество мешающих факторов, таких как туман и пыль, блокирующих обзор оператора. Вследствие этого могут возникнуть столкновения и другие проблемы, угрожающие безопасной работе оборудования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В настоящей заявке представлены система и способ забора материала, направленные на решение проблем, связанных с безопасностью персонала и оборудования, обусловленных применением заборщика с ручным управлением из известного уровня техники.

[0006] Согласно первому аспекту настоящей заявки, представлена система забора материала, при этом система забора материала применима к заборщику, заборщик включает механизм для перемещения, выполненный с возможностью перемещения по пути, стрелу, расположенную на механизме для перемещения, и ковшовое колесо, расположенное на удаленном конце стрелы; положение ковшового колеса изменяется с изменением положений механизма для перемещения и стрелы; и ковшовое колесо выполнено с возможностью транспортировки материала из зоны складирования к ленточному конвейеру на стреле; система забора материала включает:

[0007] лазерное сканирующее устройство, расположенное на боковой поверхности стрелы, при этом лазерное сканирующее устройство выполнено с возможностью излучения с образованием лазерного пятна в зоне складирования и приема отраженного излучения от поверхности зоны складирования, чтобы получить позиционный параметр каждой точки отражения на поверхности зоны складирования; и

[0008] блок управления, расположенный на поверхности механизма для перемещения, при этом блок управления соединен с лазерным сканирующим устройством и выполнен с возможностью получения позиционного параметра каждой точки отражения на поверхности зоны складирования, а также управления движением механизма для перемещения и стрелы для завершения операции забора,

[0009] при этом блок управления выполнен с возможностью осуществления следующих этапов:

[0010] получение модели места складирования на основе позиционного параметра каждой точки отражения на поверхности зоны складирования, отправленного лазерным сканирующим устройством, при этом зона складирования приблизительно имеет форму полосы и включает поверхность складирования, а также окружающую поверхность, контактирующую с землей в зоне складирования;

[0011] получение максимальной высоты от поверхности складирования до земли, и расчет количества слоев материала в подлежащей забору зоне;

[0012] разделение зоны складирования на множество слоев подлежащих забору зон на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне;

[0013] использование подлежащей забору зоны в самом верхнем слое в качестве целевой подлежащей забору зоны, и получение начальной точки забора целевой подлежащей забору зоны, при этом начальная точка забора представляет собой точку в зоне складирования, ближайшую к началу системы координат;

[0014] расчет данных целевого пространственного положения, соответствующих начальной точке забора, при этом данные целевого пространственного положения включают положение механизма для перемещения, угол наклона стрелы и угол поворота стрелы;

[0015] управление заборщиком для перемещения из начального пространственного положения в целевое пространственное положение, при этом целевое пространственное положение соответствует данным целевого пространственного положения;

[0016] управление стрелой для поворота в заданном первом направлении при условии, что угол наклона стрелы остается неизменным;

[0017] определение того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны в режиме реального времени;

[0018] управление стрелой для снижения скорости поворота, если положение ковшового колеса достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны;

[0019] управление механизмом для перемещения на основе заданной длины шага для перемещения в следующее положение для осуществления забора; и

[0020] поворот стрелы во втором направлении, противоположном первому направлению, для управления заборщиком с целью продолжения выполнения операции забора в целевой подлежащей забору зоне.

[0021] При необходимости, этап получения максимальной высоты от поверхности складирования до земли, и расчета количества слоев материала в подлежащей забору зоне включает:

[0022] определение того, находится ли остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, в заданном диапазоне;

[0023] если остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, находится в заданном диапазоне, использование отношения максимальной высоты к заданной высоте слоя в качестве количества слоев материала в подлежащей забору зоне; и

[0024] если остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, выходит за пределы заданного диапазона, использование суммы отношения максимальной высоты к заданной высоте слоя и заданного значения в качестве количества слоев материала в подлежащей забору зоне.

[0025] При необходимости, этап разделения зоны складирования на множество слоев подлежащих забору зон на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне включает:

[0026] расчет линии контура в зоне складирования; и

[0027] последовательное получение линии контура, соответствующей нижней поверхности каждого слоя подлежащей забору зоны, снизу вверх на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне.

[0028] При необходимости, этап расчета данных целевого пространственного положения, соответствующих начальной точке забора, включает:

[0029] получение данных двумерных координат Р(Х,Y) в горизонтальной плоскости начальной точки забора, при этом X представляет собой горизонтальную координату начальной точки забора, Y представляет собой вертикальную координату начальной точки забора, и горизонтальная координата совпадает с направлением пути перемещения заборщика;

[0030] расчет угла наклона β стрелы согласно следующей формуле:

[0031]

[0032] где H_m представляет собой высоту начальной точки забора относительно горизонта, Н представляет собой высоту точки стрелы относительно горизонта, вокруг которой осуществляется наклон и вращение, и L представляет собой длину стрелы от точки, вокруг которой осуществляется наклон и вращение, до ковшового колеса;

[0033] расчет угла поворота со стрелы согласно следующей формуле:

[0034] и

[0035] расчет положения I механизма для перемещения согласно следующей формуле:

[0036]

[0037] При необходимости, этап определения того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны, в режиме реального времени, включает:

[0038] расчет длины проекции R стрелы в плоскости, согласно следующей формуле:

[0039]

[0040] где H_m представляет собой высоту начальной точки забора относительно горизонта, Н представляет собой высоту точки стрелы относительно горизонта, вокруг которой осуществляется наклон и вращение, и L представляет собой длину стрелы от точки, вокруг которой осуществляется наклон и вращение, до ковшового колеса;

[0041] получение угла поворота ω' стрелы в режиме реального времени, и расчет данных двумерных координат P'(X_t,Y_t) в горизонтальной плоскости, соответствующих положению ковшового колеса, согласно следующим формулам:

[0042]

[0043]

[0044] где представляет собой данные двумерных координат в режиме реального времени в горизонтальной плоскости механизма для перемещения; и

[0045] определение того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны, на основе данных двумерных координат P'(X_t,Y_t) в горизонтальной плоскости, соответствующих положению ковшового колеса, при этом если не находится в пределах границы забора целевой подлежащей забору зоны, определяют, что положение ковшового колеса достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны, иначе, определяют, что положение ковшового колеса не достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны.

[0046] При необходимости, этап управления стрелой для поворота в заданном первом направлении при условии, что угол наклона стрелы остается неизменным, включает:

[0047] расчет скорости поворота стрелы на основе положения механизма для перемещения и заданного количества подлежащего забору материала в единицу времени; и

[0048] управление стрелой для выполнения забора в процессе поворота в первом направлении при заданной скорости поворота.

[0049] При необходимости, этап расчета скорости поворота стрелы на основе положения механизма для перемещения и заданного количества подлежащего забору материала в единицу времени включает:

[0050] введение плоской декартовой системы координат путем использования положения центра вращения механизма для перемещения в качестве начала координат, пути перемещения заборщика в качестве оси х, и направления, перпендикулярного оси х в горизонтальной плоскости, в качестве оси у;

[0051] получение угла между проекцией стрелы в горизонтальной плоскости и осью х;

[0052] получение длины шага dL механизма для перемещения, и расчет, согласно следующим формулам, точки пересечения проекции стрелы в плоскости и траектории перемещения при повороте стрелы в горизонтальной плоскости до продвижения в соответствии с заданным шагом:

[0053]

[0054]

[0055] где R представляет собой длину проекции стрелы в плоскости;

[0056] получение точки пересечения проекции стрелы в плоскости и траектории перемещения при повороте стрелы в горизонтальной плоскости после продвижения в соответствии с заданным шагом, и расчет, согласно следующей формуле, глубины забора заборщика, когда угол представляет собой в:

[0057]

[0058] использование длины участка места складирования в направлении стрелы в качестве глубины забора, и получение высоты забора h_θ в направлении глубины забора, при этом высоту забора h_θ получают путем вычитания высоты ковшового колеса из высоты точки С;

[0059] расчет угла поворота γ стрелы в единицу времени согласно следующей формуле:

[0060]

[0061] где Q_m представляет собой заданное количество подлежащего забору материала в единицу времени; и

[0062] управление стрелой для выполнения забора в процессе поворота при заданной скорости поворота, соответствующей углу поворота γ в единицу времени.

[0063] Согласно второму аспекту настоящей заявки, представлен способ забора материала, при этом способ забора материала применим к заборщику заборщик включает механизм для перемещения, выполненный с возможностью перемещения по пути, стрелу, расположенную на механизме для перемещения, и ковшовое колесо, расположенное на удаленном конце стрелы; положение ковшового колеса изменяется с изменением положений механизма для перемещения и стрелы; и ковшовое колесо выполнено с возможностью транспортировки материала из зоны складирования к ленточному конвейеру на стреле; при этом способ забора материала включает:

[0064] получение позиционного параметра каждой точки отражения на поверхности зоны складирования для расчета модели места складирования, при этом точки отражения представляют собой множество точек, находящихся на поверхности складирования, выбранных согласно заданному интервалу, и зона складирования приблизительно имеет форму полосы и включает поверхность складирования, а также окружающую поверхность, контактирующую с землей в зоне складирования;

[0065] получение максимальной высоты от поверхности складирования до земли, и расчет количества слоев материала в подлежащей забору зоне;

[0066] разделение зоны складирования на множество слоев подлежащих забору зон на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне;

[0067] использование подлежащей забору зоны в самом верхнем слое в качестве целевой подлежащей забору зоны, и получение начальной точки забора целевой подлежащей забору зоны, при этом начальная точка забора представляет собой точку в зоне складирования, ближайшую к началу системы координат;

[0068] расчет данных целевого пространственного положения, соответствующих начальной точке забора, при этом данные целевого пространственного положения включают положение механизма для перемещения, угол наклона стрелы и угол поворота стрелы;

[0069] управление заборщиком для перемещения из начального пространственного положения в целевое пространственное положение, при этом целевое пространственное положение соответствует данным целевого пространственного положения;

[0070] управление стрелой для поворота в заданном первом направлении при условии, что угол наклона стрелы остается неизменным;

[0071] определение того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны, в режиме реального времени;

[0072] управление стрелой для снижения скорости поворота, если положение ковшового колеса достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны;

[0073] управление механизмом для перемещения на основе заданной длины шага для перемещения в следующее положение для осуществления забора; и

[0074] поворот стрелы во втором направлении, противоположном первому направлению, для продолжения выполнения операции забора в целевой подлежащей забору зоне.

[0075] Исходя из приведенных выше технических решений, можно сделать вывод, что в настоящей заявке представлены система и способ забора материала. Система включает лазерное сканирующее устройство, расположенное на боковой поверхности стрелы, и блок управления, расположенный на поверхности механизма для перемещения. Блок управления выполнен с возможностью осуществления следующих этапов: получение модели места складирования; расчет количества слоев материала в подлежащей забору зоне; разделение зоны складирования на множество слоев подлежащих забору зон; использование подлежащей забору зоны в самом верхнем слое в качестве целевой подлежащей забору зоны, и получение начальной точки забора целевой подлежащей забору зоны; расчет данных целевого пространственного положения, соответствующих начальной точке забора; управление заборщиком для перемещения в целевое пространственное положение; управление стрелой для поворота в заданном первом направлении; определение того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны в режиме реального времени; если достигает, управление стрелой для снижения скорости поворота; управление механизмом для перемещения для передвижения в следующее положение для осуществления забора; и поворот стрелы во втором направлении, противоположном первому направлению, для продолжения выполнения операции забора. Автоматическая операция забора может быть реализована посредством применения системы забора материала, представленной в вариантах осуществления настоящей заявки. Таким образом, решаются проблемы, связанные с безопасностью персонала и оборудования, обусловленные применением известного заборщика с ручным управлением.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0076] Для более ясного описания технических решений настоящей заявки, ниже кратко представлены прилагаемые чертежи, используемые в вариантах осуществления изобретения. Очевидно, что специалистами в данной области техники также могут быть получены другие прилагаемые чертежи в соответствии с данными прилагаемыми чертежами без существенных усилий.

[0077] ФИГ. 1 представляет собой принципиальную схему конструкции известного роторного заборщика;

[0078] ФИГ. 2 представляет собой принципиальную схему конструкции системы забора материала согласно варианту осуществления настоящей заявки;

[0079] ФИГ. 3 представляет собой рабочую блок-схему блока управления в системе забора материала согласно варианту осуществления настоящей заявки.

[0080] ФИГ. 4 представляет собой схему взаимного расположения заборщика и начальной точки забора согласно варианту осуществления настоящей заявки;

[0081] ФИГ. 5 представляет собой схематическое изображение траектории заборщика для выполнения забора в процессе поворота согласно варианту осуществления настоящей заявки;

[0082] ФИГ. 6 представляет собой схематическое изображение, в плоской декартовой системе координат, траектории перемещения стрелы в плоскости до и после продвижения в соответствии с заданным шагом согласно варианту осуществления настоящей заявки; и

[0083] ФИГ. 7 представляет собой рабочую блок-схему способа забора материала согласно варианту осуществления настоящей заявки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0084] Технические решения в вариантах осуществления настоящей заявки ясно и полностью описаны ниже в сочетании с прилагаемыми чертежами в вариантах осуществления настоящей заявки. Очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой только некоторые варианты осуществления настоящей заявки, а не все варианты осуществления. В соответствии с вариантами осуществления в настоящей заявке, все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники без приложения творческих усилий, попадают в объем правовой охраны настоящей заявки.

[0085] С целью решения проблем, связанных безопасностью персонала и оборудования, обусловленных применением заборщика с ручным управлением из известного уровня техники, в настоящей заявке представлены система и способ забора материала.

[0086] ФИГ. 2 представляет собой принципиальную схему конструкции системы забора материала согласно варианту осуществления настоящей заявки. Ссылаясь на ФИГ. 2, система забора материала применима к заборщику. Заборщик включает механизм для перемещения 1, выполненный с возможностью перемещения по пути, стрелу 2, расположенную на механизме для перемещения 1, и ковшовое колесо 3, расположенное на удаленном конце стрелы 2. Положение ковшового колеса 3 изменяется с изменением положений механизма для перемещения и стрелы. Ковшовое колесо 3 выполнено с возможностью транспортировки материала из зоны складирования к ленточному конвейеру на стреле 2.

[0087] Система забора материала, представленная в настоящей заявке, включает лазерное сканирующее устройство 4, расположенное на боковой поверхности стрелы 2, и блок управления 5, расположенный на поверхности механизма для перемещения 1. Лазерное сканирующее устройство 4 выполнено с возможностью излучения с образованием лазерных пятен в зоне складирования и приема отраженного излучения от поверхности зоны складирования, для получения позиционного параметра каждой точки отражения на поверхности зоны складирования. Блок управления 5 соединен с лазерным сканирующим устройством 4 и выполнен с возможностью получения позиционного параметра каждой точки отражения на поверхности зоны складирования, а также управления движением механизма для перемещения 1 и стрелы 2 для завершения операции забора.

[0088] В системе забора материала, представленной в данном варианте осуществления настоящей заявки, лазерное сканирующее устройство 4 расположено на нижней поверхности стрелы 2. Перед осуществлением забора, стрелой 2 управляют для поворота над местом складирования с определенной скоростью. В ходе процесса поворота, лазерное сканирующее устройство 4 испускает лазерное излучение на поверхность складирования в соответствии с определенной частотой. Если точку на поверхности складирования, в которую попадает и отражается лазерное излучение, используют в качестве точки отражения, лазерным сканирующим устройством 4 могут быть получены позиционные параметры множества точек отражения на поверхности складирования.

[0089] После завершения сканирования, лазерное сканирующее устройство 4 отправляет полученные данные в блок управления 5. Блок управления 5 обрабатывает данные и выполняет ряд вычислений на основе обработанных данных для управления движением механизма для перемещения 1 и стрелы 2 заборщика, таким образом, реализуя автоматический процесс забора.

[0090] ФИГ. 3 представляет собой рабочую блок-схему блока управления в системе забора материала согласно варианту осуществления настоящей заявки.

[0091] Ссылаясь на ФИГ. 3, в данном варианте осуществления настоящей заявки, блок управления выполнен с возможностью осуществления следующих этапов.

[0092] На этапе 101, модель места складирования получают на основе позиционного параметра каждой точки отражения на поверхности зоны складирования, отправленного лазерным сканирующим устройством, при этом зона складирования приблизительно имеет форму полосы и включает поверхность складирования, а также окружающую поверхность, контактирующую с землей в зоне складирования.

[0093] На данном этапе, позиционный параметр каждой точки отражения включает данные горизонтальной координаты и вертикальной координаты каждой точки отражения в плоской декартовой системе координат, а также данные высоты точки отражения.

[0094] Для единого расчета, в данном варианте осуществления настоящей заявки, одну и ту же плоскую декартову систему координат применяют как в процессе создания модели места складирования, так и в последующем процессе расчета. Плоскую декартову систему координат вводят путем использования положения механизма для перемещения в качестве начала координат, пути перемещения заборщика в качестве оси х, и направления, перпендикулярного оси х в горизонтальной плоскости, в качестве оси у. Местоположение механизма для перемещения относится к начальному положению механизма для перемещения до перемещения для получения данных.

[0095] Двумерная или трехмерная модель может быть создана на основе позиционных параметров различных точек отражения. Данная модель представляет собой модель места складирования.

[0096] На этапе 102, получают максимальную высоту от поверхности складирования до земли, и рассчитывают количество слоев материала в подлежащей забору зоне.

[0097] В данном варианте осуществления настоящей заявки, забор выполняют послойно. При выполнении забора послойно, факторы, ограничивающие высоту каждого слоя забора, главным образом, представляют собой такие параметры, как размер ковшового колеса и скорость вращения. Таким образом, когда ковшовое колесо определено, высота каждого слоя забора, как правило, заранее определена и принимается в качестве заданной высоты слоя.

[0098] В варианте осуществления, количество слоев материала в подлежащей забору зоне рассчитывают согласно следующим этапам.

[0099] На этапе 1021, определяют, находится ли остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, в заданном диапазоне.

[00100] На данном этапе, поскольку поверхность складирования, как правило, является неравномерной, максимальную высоту поверхности складирования используют в качестве общей высоты зоны складирования для получения более точного результата. Если определено, что остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, находится в заданном диапазоне, выполняют этап 1022; иначе, выполняют этап 1023. В данном варианте осуществления настоящей заявки, заданный диапазон может быть определен на основе фактической ситуации и, как правило, представляет собой диапазон, близкий к нулю.

[00101] На этапе 1022, если остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, находится в заданном диапазоне, отношение максимальной высоты к заданной высоте слоя используют в качестве количества слоев материала в подлежащей забору зоне.

[00102] На этапе 1023, если остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, выходит за пределы заданного диапазона, сумму отношения максимальной высоты к заданной высоте слоя и заданного значения используют в качестве количества слоев материала в подлежащей забору зоне.

[00103] На данном этапе, заданное значение, как правило, составляет 1. В частности, если остаток выходит за пределы заданного диапазона, значение, полученное путем прибавления 1 к отношению, полученному путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, представляет собой количество слоев материала в подлежащей забору зоне.

[00104] На этапе 103, зону складирования разделяют на множество слоев подлежащих забору зон на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне.

[00105] Количество слоев материала в подлежащей забору зоне рассчитывают на этапе 102. В ходе фактического процесса забора, забор выполняют послойно на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне. При выполнении забора каждого слоя, заборщик, как правило, перемещается на основе заданного позиционного параметра. Следовательно, чтобы выделить определенное положение для операции забора каждого слоя, в данном варианте осуществления настоящей заявки, зону складирования разделяют на множество слоев подлежащих забору зон согласно следующим этапам.

[00106] На этапе 1031, рассчитывают линию контура в зоне складирования.

[00107] На этапе 1032, линию контура, соответствующую нижней поверхности каждого слоя подлежащей забору зоны, последовательно получают снизу вверх на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне.

[00108] Линию контура, соответствующую нижней поверхности каждого слоя зоны, определяют согласно приведенным выше этапам. В процессе забора, поскольку забор выполняют от верхнего слоя к нижнему слою, необходимо только следить за тем, чтобы нижняя граница забора для каждого слоя совпадала с линией контура нижней поверхности слоя подлежащей забору зоны.

[00109] На этапе 104, подлежащую забору зону в самом верхнем слое используют в качестве целевой подлежащей забору зоны, и получают начальную точку забора целевой подлежащей забору зоны, при этом начальная точка забора представляет собой точку в зоне складирования, ближайшую к началу системы координат.

[00110] ФИГ. 4 представляет собой схему взаимного расположения заборщика и начальной точки забора согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на ФИГ. 4, в плоской декартовой системе координат, координата положения точки, ближайшей к началу системы координат, может быть рассчитана путем получения координаты положения механизма для перемещения и координаты положения каждой точки на нижней поверхности подлежащей забору зоны. Данную точку используют в качестве начальной точки забора. Действительно, точка, ближайшая к началу координат, как правило, относительно близка к механизму для перемещения. Таким образом, положение начальной точки забора может быть достигнуто при перемещении механизма для перемещения на относительно короткое расстояние. Кроме того, использование точки, ближайшей к началу координат, в качестве начальной точки забора также соответствует траектории перемещения механизма для перемещения. Может быть сделана ссылка на схематическое изображение траектории заборщика для выполнения забора в процессе поворота, как показано на ФИГ. 5. Когда заборщик выполняет забор каждого слоя, забор начинают с начальной точки забора. Положение механизма для перемещения остается неизменным в ходе процесса поворота. Забор в процессе поворота выполняют путем изменения угла поворота стрелы до завершения забора данного слоя.

[00111] На этапе 105, рассчитывают данные целевого пространственного положения, соответствующие начальной точке забора, при этом данные целевого пространственного положения включают положение механизма для перемещения, угол наклона стрелы и угол поворота стрелы.

[00112] В варианте осуществления, данные целевого пространственного положения, соответствующие начальной точке забора, рассчитывают согласно следующим этапам.

[00113] На этапе 1051, получают данные двумерных координат Р(Х,Y) в горизонтальной плоскости начальной точки забора, при этом X представляет собой горизонтальную координату начальной точки забора, Y представляет собой вертикальную координату начальной точки забора, и горизонтальная координата совпадает с направлением пути перемещения заборщика.

[00114] На этапе 1052, угол наклона β стрелы рассчитывают согласно следующей формуле:

[00115]

[00116] где H_m представляет собой высоту начальной точки забора относительно горизонта, Н представляет собой высоту точки стрелы относительно горизонта, вокруг которой осуществляется наклон и вращение, и L представляет собой длину стрелы от точки, вокруг которой осуществляется наклон и вращение, до ковшового колеса.

[00117] На этапе 1053, угол поворота ω стрелы рассчитывают согласно следующей формуле:

[00118]

[00119] На этапе 1054, положение I механизма для перемещения рассчитывают согласно следующей формуле:

[00120]

[00121] На этапе 106, заборщиком управляют для перемещения из начального пространственного положения в целевое пространственное положение, при этом целевое пространственное положение соответствует данным целевого пространственного положения.

[00122] На данном этапе, в целевом пространственном положении, положение ковшового колеса представляет собой положение начальной точки забора. Управление заборщиком для перемещения из начального пространственного положения в целевое пространственное положение представляет собой управление заборщиком для перемещения в положение, которое совпадает с начальной точкой забора.

[00123] На этапе 107, стрелой управляют для поворота в заданном первом направлении при условии, что угол наклона стрелы остается неизменным.

[00124] Угол наклона стрелы остается неизменным в ходе процесса выполнения операции забора каждого слоя подлежащей забору зоны. Забор в процессе поворота выполняют в соответствии со схематическим изображением траектории, представленной на ФИГ. 5. Ссылаясь на ФИГ. 5, после перемещения заборщика в целевое пространственное положение, положение механизма для перемещения остается неизменным. На виде сверху склада сырья, заборщик поворачивается с механизмом для перемещения в качестве центра и стрелой в качестве радиуса. Одно и то же направление поворота сохраняется в ходе процесса поворота. На данном этапе, направление поворота используют в качестве первого направления.

[00125] В ходе фактического процесса забора, предполагают, что первое направление является направлением, представленным первой траекторией на ФИГ. 5, то есть, направление поворота из положения, приближенного к пути, в положение, удаленное от пути. Поскольку толщина материала, контактирующего с ковшовым колесом, является изменяемой в ходе процесса забора, при условии, что забор в процессе поворота выполняют при постоянной скорости, большее количество материала извлекают в единицу времени в месте, где находится толстый слой материала, и меньшее количество материала извлекают в единицу времени в месте, где находится тонкий слой материала. Тем не менее, в месте, где находится толстый слой материала, если извлечено слишком большое количество материала в единицу времени, может быть превышено максимальное количество материалов для забора ковшовым колесом в единицу времени. Вследствие чего материалы не могут быть полностью извлечены. Следовательно, для гарантии того, что количество материалов, извлекаемых посредством ковшового колеса в единицу времени, меньше заданного максимального значения, необходимо управление стрелой для выполнения забора в процессе поворота под разными углами поворота. В варианте осуществления, стрелой управляют для поворота в заданном первом направлении, согласно следующим этапам.

[00126] На этапе 1071, скорость поворота стрелы рассчитывают на основе положения механизма для перемещения и заданного количества подлежащего забору материала в единицу времени.

[00127] На этапе 1072, стрелой управляют для выполнения забора в процессе поворота в первом направлении при заданной скорости поворота.

[00128] В данном варианте осуществления настоящей заявки, скорость поворота стрелы рассчитывают со ссылкой на координаты положения механизма для перемещения до и после продвижения в соответствии с заданным шагом. Может быть сделана ссылка на схематическое изображение, в плоской декартовой системе координат, траекторий перемещения стрелы в плоскости до и после продвижения в соответствии с заданным шагом, как показано на ФИГ. 6. Как представлено на ФИГ. 6, XO₀Y₁ представляет собой плоскую декартову систему координат механизма для перемещения до продвижения в соответствии с заданным шагом, где О₀ представляет собой положение механизма для перемещения до продвижения в соответствии с заданным шагом, и дуга А₀В₀ представляет собой траекторию механизма для перемещения до продвижения в соответствии с заданным шагом. XOY представляет собой плоскую декартову систему координат механизма для перемещения после продвижения в соответствии с заданным шагом, где О представляет собой положение механизма для перемещения после продвижения в соответствии с заданным шагом, и дуга АВ представляет собой траекторию механизма для перемещения после продвижения в соответствии с заданным шагом. Предполагают, что механизм для перемещения передвигается в точку О при выполнении заборщиком извлечения слоя, материалы в пределах дуги А₀В₀ уже извлечены. Дуга АВ представляет собой прогнозируемую траекторию механизма для перемещения в точке О, и отрезок ОС представляет собой проекцию стрелы в плоской декартовой системе координат. Если точка пересечения отрезка ОС и дуги А₀В₀ представляет собой точку D, отрезок CD представляет собой соответствующую толщину слоя, подлежащего забору, когда стрела поворачивается в положение точки С. В данном варианте осуществления настоящей заявки, скорость поворота стрелы рассчитывают согласно следующим этапам:

[00129] введение плоской декартовой системы координат, то есть, системы координат XOY, путем использования положения центра вращения механизма для перемещения в качестве начала координат, пути перемещения заборщика в качестве оси х, и направления, перпендикулярного оси х в горизонтальной плоскости, в качестве оси у;

[00130] получение угла θ между проекцией стрелы в горизонтальной плоскости и осью х, при этом в данном варианте осуществления настоящей заявки, угол θ представляет собой угол между отрезком ОС и осью X;

[00131] получение длины шага dL механизма для перемещения, и расчет, согласно следующим формулам, точки пересечения проекции стрелы в плоскости и траектории перемещения при повороте стрелы в горизонтальной плоскости до продвижения в соответствии с заданным шагом:

[00132]

[00133]

[00134] где R представляет собой длину проекции стрелы в плоскости, то есть, длину отрезка ОС;

[00135] получение точки пересечения проекции стрелы в плоскости и траектории перемещения при повороте стрелы в горизонтальной плоскости после продвижения в соответствии с заданным шагом, и расчет, согласно следующей формуле, глубины забора заборщика, когда угол представляет собой θ:

[00136]

[00137] использование длины участка места складирования в направлении стрелы в качестве глубины забора, и получение высоты забора h_θ в направлении глубины забора, при этом высоту забора h_θ получают путем вычитания высоты ковшового колеса из высоты точки С;

[00138] расчет угла поворота γ стрелы в единицу времени согласно следующей формуле:

[00139]

[00140] где представляет собой заданное количество подлежащего забору материала в единицу времени; и

[00141] управление стрелой для выполнения забора в процессе поворота при заданной скорости поворота, соответствующей углу поворота γ в единицу времени.

[00142] На этапе 108, определяют в режиме реального времени, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны.

[00143] В варианте осуществления, этап определения того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны в режиме реального времени, включает:

[00144] расчет длины проекции R стрелы в плоскости согласно следующей формуле:

[00145]

[00146] где H_m представляет собой высоту начальной точки забора относительно горизонта, Н представляет собой высоту точки стрелы относительно горизонта, вокруг которой осуществляется наклон и вращение, и L представляет собой длину от точки, вокруг которой осуществляется наклон и вращение стрелы, до ковшового колеса;

[00147] получение угла поворота ω' стрелы в режиме реального времени, и расчет данных двумерных координат P'(X_t,Y_t) в горизонтальной плоскости, соответствующих положению ковшового колеса, согласно следующим формулам:

[00148]

[00149]

[00150] где представляет собой данные двумерных координат в режиме реального времени в горизонтальной плоскости механизма для перемещения; и

[00151] определение того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны, на основе данных двумерных координат в горизонтальной плоскости, соответствующих положению ковшового колеса, при этом, если не находится в пределах границы забора целевой подлежащей забору зоны, определяют, что положение ковшового колеса достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны, иначе, определяют, что положение ковшового колеса не достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны.

[00152] Достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны, определяют в соответствии с приведенными выше этапами. Если достигает, выполняют этап 109. Если положение ковшового колеса не достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны, продолжают управление стрелой для выполнения забора в процессе поворота.

[00153] На этапе 109, стрелой управляют для снижения скорости поворота, если положение ковшового колеса достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны.

[00154] На данном этапе, если граница забора целевой подлежащей забору зоны достигнута, необходимо изменить направление поворота стрелы для продолжения забора. Перед этим, необходимо выполнить управление стрелой для снижения скорости поворота. Когда скорость поворота стрелы в первом направлении снижена до относительно низкого диапазона, стрелой управляют для переключения направления поворота.

[00155] На этапе 1010, механизмом для перемещения управляют на основе заданной длины шага для перемещения в следующее положение для осуществления забора.

[00156] На этапе 1011, стрелу поворачивают во втором направлении, противоположном первому направлению, для управления заборщиком с целью продолжения выполнения операции забора в целевой подлежащей забору зоне.

[00157] Этапы 107-1011 представляют собой операционные этапы заборщика для осуществления забора в процессе поворота каждого слоя. Операция забора следующего слоя может быть выполнена после завершения забора текущей подлежащей забору зоны. Другими словами, операции этапов 107-1011 выполняют повторно.

[00158] Исходя из приведенных выше технических решений, можно сделать вывод, что в вариантах осуществления настоящей заявки представлена система забора материала. Система включает лазерное сканирующее устройство, расположенное на боковой поверхности стрелы, и блок управления, расположенный на поверхности механизма для перемещения. Блок управления выполнен с возможностью осуществления следующих этапов: получение модели места складирования; расчет количества слоев материала в подлежащей забору зоне; разделение зоны складирования на множество слоев подлежащих забору зон; использование подлежащей забору зоны в самом верхнем слое в качестве целевой подлежащей забору зоны, и получение начальной точки забора целевой подлежащей забору зоны; расчет данных целевого пространственного положения, соответствующих начальной точке забора; управление заборщиком для перемещения в целевое пространственное положение; управление стрелой для поворота в заданном первом направлении; определение того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны в режиме реального времени; если достигает, управление стрелой для снижения скорости поворота; управление механизмом для перемещения для передвижения в следующее положение для осуществления забора; и поворот стрелы во втором направлении, противоположном первому направлению, для продолжения выполнения операции забора. Автоматическая операция забора может быть реализована посредством применения системы забора материала, представленной в вариантах осуществления настоящей заявки. Таким образом, решаются проблемы, связанные с безопасностью персонала и оборудования, обусловленные применением известного заборщика с ручным управлением.

[00159] Ссылаясь на рабочую блок-схему, показанную на ФИГ. 7, в варианте осуществления настоящей заявки представлен способ забора материала. Способ забора материала применим к заборщику. Заборщик включает механизм для перемещения, выполненный с возможностью перемещения по пути, стрелу, расположенную на механизме для перемещения, и ковшовое колесо, расположенное на удаленном конце стрелы. Положение ковшового колеса изменяется с изменением положений механизма для перемещения и стрелы. Ковшовое колесо выполнено с возможностью транспортировки материала из зоны складирования к ленточному конвейеру на стреле. Способ забора материала включает следующие этапы.

[00160] На этапе 201, получают позиционный параметр каждой точки отражения на поверхности зоны складирования для расчета модели места складирования, при этом точки отражения представляют собой множество точек, находящихся на поверхности складирования, выбранных согласно заданному интервалу, и зона складирования приблизительно имеет форму полосы и включает поверхность складирования, а также окружающую поверхность, контактирующую с землей в зоне складирования.

[00161] На этапе 202, получают максимальную высоту от поверхности складирования до земли, и рассчитывают количество слоев материала в подлежащей забору зоне.

[00162] На этапе 203, разделяют зону складирования на множество слоев подлежащих забору зон на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне.

[00163] На этапе 204, используют подлежащую забору зону в самом верхнем слое в качестве целевой подлежащей забору зоны, и получают начальную точку забора целевой подлежащей забору зоны, при этом начальная точка забора представляет собой точку в зоне складирования, ближайшую к началу системы координат.

[00164] На этапе 205, рассчитывают данные целевого пространственного положения, соответствующие начальной точке забора, при этом данные целевого пространственного положения включают положение механизма для перемещения, угол наклона стрелы и угол поворота стрелы.

[00165] На этапе 206, управляют заборщиком для перемещения из начального пространственного положения в целевое пространственное положение, при этом целевое пространственное положение соответствует данным целевого пространственного положения.

[00166] На этапе 207, управляют стрелой для поворота в заданном первом направлении при условии, что угол наклона стрелы остается неизменным.

[00167] На этапе 208, определяют в режиме реального времени, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны.

[00168] На этапе 209, управляют стрелой для снижения скорости поворота, если положение ковшового колеса достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны.

[00169] На этапе 2010, управляют механизмом для перемещения на основе заданной длины шага для перемещения в следующее положение для осуществления забора.

[00170] На этапе 2011, поворачивают стрелу во втором направлении, противоположном первому направлению, для продолжения выполнения операции забора в целевой подлежащей забору зоне.

[00171] В данном варианте осуществления настоящей заявки, позиционный параметр каждой точки отражения на поверхности зоны складирования может быть отсканирован посредством лазерного сканирующего устройства, или может быть измерен с помощью других устройств. Указанное выше, в частности, не ограничено в данном документе. Способ, представленный в данном варианте осуществления настоящей заявки, может быть реализован посредством блока управления или может быть реализован вручную. При осуществлении способа с помощью блока управления, реализуется автоматизация процесса забора, и решаются проблемы, связанные с безопасностью персонала и оборудования, обусловленные применением известного заборщика с ручным управлением.

[00172] Заявка подробно описана выше со ссылкой на конкретные варианты осуществления и иллюстрирующие примеры. Тем не менее, данные описания не должны рассматриваться как ограничение настоящей заявки. Специалист в данной области техники должен понимать, что без отклонения от сущности и объема настоящей заявки, в технические решения и варианты осуществления настоящей заявки могут быть внесены различные эквивалентные замены, модификации или усовершенствования, которые попадают в объем настоящей заявки. Объем правовой охраны настоящей заявки устанавливается в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Claims

1. Система забора материала, при этом система забора материала применима к заборщику, заборщик включает механизм для перемещения, выполненный с возможностью перемещения по пути, стрелу, расположенную на механизме для перемещения, и ковшовое колесо, расположенное на удаленном конце стрелы; положение ковшового колеса изменяется с изменением положений механизма для перемещения и стрелы; и ковшовое колесо выполнено с возможностью транспортировки материала из зоны складирования к ленточному конвейеру на стреле, при этом система забора материала включает:

лазерное сканирующее устройство, расположенное на боковой поверхности стрелы, при этом лазерное сканирующее устройство выполнено с возможностью излучения с образованием лазерных пятен в зоне складирования и приема отраженного излучения от поверхности зоны складирования, чтобы получить позиционный параметр каждой точки отражения на поверхности зоны складирования; и

блок управления, расположенный на поверхности механизма для перемещения, при этом блок управления соединен с лазерным сканирующим устройством и выполнен с возможностью получения позиционного параметра каждой точки отражения на поверхности зоны складирования, а также управления движением механизма для перемещения и стрелы для завершения операции забора,

при этом блок управления выполнен с возможностью осуществления следующих этапов:

получение модели места складирования на основе позиционного параметра каждой точки отражения на поверхности зоны складирования, отправленного лазерным сканирующим устройством, при этом зона складирования приблизительно имеет форму полосы и включает поверхность складирования, а также окружающую поверхность, контактирующую с землей в зоне складирования;

получение максимальной высоты от поверхности складирования до земли и расчет количества слоев материала в подлежащей забору зоне;

разделение зоны складирования на множество слоев подлежащих забору зон на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне;

использование подлежащей забору зоны в самом верхнем слое в качестве целевой подлежащей забору зоны, и получение начальной точки забора целевой подлежащей забору зоны, при этом начальная точка забора представляет собой точку в зоне складирования, ближайшую к началу системы координат;

расчет данных целевого пространственного положения, соответствующих начальной точке забора, при этом данные целевого пространственного положения включают положение механизма для перемещения, угол наклона стрелы и угол поворота стрелы;

управление заборщиком для перемещения из начального пространственного положения в целевое пространственное положение, при этом целевое пространственное положение соответствует данным целевого пространственного положения;

управление стрелой для поворота в заданном первом направлении при условии, что угол наклона стрелы остается неизменным;

определение того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны, в режиме реального времени;

управление стрелой для снижения скорости поворота, если положение ковшового колеса достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны;

управление механизмом для перемещения на основе заданной длины шага для перемещения в следующее положение для осуществления забора; и

поворот стрелы во втором направлении, противоположном первому направлению, для управления заборщиком с целью продолжения выполнения операции забора в целевой подлежащей забору зоне,

причем этап получения максимальной высоты от поверхности складирования до земли и расчета количества слоев материала в подлежащей забору зоне включает:

определение того, находится ли остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, в заданном диапазоне;

если остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, находится в заданном диапазоне, использование отношения максимальной высоты к заданной высоте слоя в качестве количества слоев материала в подлежащей забору зоне; и

если остаток, полученный путем деления максимальной высоты на заданную высоту слоя, выходит за пределы заданного диапазона, использование суммы отношения максимальной высоты к заданной высоте слоя и заданного значения в качестве количества слоев материала в подлежащей забору зоне.

2. Система забора материала согласно п. 1, отличающаяся тем, что этап разделения зоны складирования на множество слоев подлежащих забору зон на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне включает:

расчет линии контура в зоне складирования; и

последовательное получение линии контура, соответствующей нижней поверхности каждого слоя подлежащей забору зоны, снизу вверх на основе количества слоев материала в подлежащей забору зоне.

3. Система забора материала согласно п. 1, отличающаяся тем, что этап расчета данных целевого пространственного положения, соответствующих начальной точке забора, включает:

получение данных двумерных координат P(X,Y) в горизонтальной плоскости начальной точки забора, при этом X представляет собой горизонтальную координату начальной точки забора, Y представляет собой вертикальную координату начальной точки забора, и горизонтальная координата совпадает с направлением пути перемещения заборщика;

расчет угла наклона β стрелы согласно следующей формуле:

где H_m представляет собой высоту начальной точки забора относительно горизонта, H представляет собой высоту точки стрелы относительно горизонта, вокруг которой осуществляется наклон и вращение, и L представляет собой длину стрелы от точки, вокруг которой осуществляется наклон и вращение, до ковшового колеса;

расчет угла поворота ω стрелы согласно следующей формуле:

и

расчет положения I механизма для перемещения согласно следующей формуле:

I=X+L*cosβ*cosω.

4. Система забора материала согласно п. 1, отличающаяся тем, что этап определения того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны, в режиме реального времени, включает:

расчет длины проекции R стрелы в плоскости согласно следующей формуле:

получение угла поворота ω' стрелы в режиме реального времени, и расчет данных двумерных координат P' (X_t,Y_t) в горизонтальной плоскости, соответствующих положению ковшового колеса, согласно следующим формулам:

X_t=Х₀+R*cos(w'),

Y_t=Y₀+R*sin(w'),

где Q(X₀,Y₀) представляет собой данные двумерных координат в режиме реального времени в горизонтальной плоскости механизма для перемещения; и

определение того, достигает ли положение ковшового колеса границы забора целевой подлежащей забору зоны, на основе данных двумерных координат P' (X_t,Y_t) в горизонтальной плоскости, соответствующих положению ковшового колеса, при этом, если P' (X_t,Y_t) не находится в пределах границы забора целевой подлежащей забору зоны, определяют, что положение ковшового колеса достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны, иначе, определяют, что положение ковшового колеса не достигает границы забора целевой подлежащей забору зоны.

5. Система забора материала согласно п. 1, отличающаяся тем, что этап управления стрелой для поворота в заданном первом направлении при условии, что угол наклона стрелы остается неизменным, включает:

расчет скорости поворота стрелы на основе положения механизма для перемещения и заданного количества подлежащего забору материала в единицу времени; и

управление стрелой для выполнения забора в процессе поворота в первом направлении при заданной скорости поворота.

6. Система забора материала согласно п. 5, отличающаяся тем, что этап расчета скорости поворота стрелы на основе положения механизма для перемещения и заданного количества подлежащего забору материала в единицу времени включает:

введение плоской декартовой системы координат путем использования положения центра вращения механизма для перемещения в качестве начала координат, пути перемещения заборщика в качестве оси х, и направления, перпендикулярного оси х в горизонтальной плоскости, в качестве оси у;

получения угла θ между проекцией стрелы в горизонтальной плоскости и осью х;

получение длины шага dL механизма для перемещения, и расчет, согласно следующим формулам, точки пересечения D(x_d,y_d) проекции стрелы в плоскости и траектории перемещения при повороте стрелы в горизонтальной плоскости до продвижения в соответствии с заданным шагом:

y_d=tan(θ)*x_d,

где R представляет собой длину проекции стрелы в плоскости;

получение точки пересечения C(х_с,у_с) проекции стрелы в плоскости и траектории перемещения при повороте стрелы в горизонтальной плоскости после продвижения в соответствии с заданным шагом, и расчет, согласно следующей формуле, глубины забора заборщика, когда угол представляет собой θ:

использование длины участка в направлении места складирования в качестве глубины забора, и получение высоты забора h_θ в направлении глубины забора, при этом высоту забора h_θ получают путем вычитания высоты ковшового колеса из высоты точки C;

расчет угла поворота γ стрелы в единицу времени согласно следующей формуле:

где Q_m представляет собой заданное количество подлежащего забору материала в единицу времени; и

управление стрелой для выполнения забора в процессе поворота при заданной скорости поворота, соответствующей углу поворота γ в единицу времени.

7. Способ забора материала, при этом способ забора материала применим к заборщику, заборщик включает механизм для перемещения, выполненный с возможностью перемещения по пути, стрелу, расположенную на механизме для перемещения, и ковшовое колесо, расположенное на удаленном конце стрелы; положение ковшового колеса изменяется с изменением положений механизма для перемещения и стрелы; и ковшовое колесо выполнено с возможностью транспортировки материала из зоны складирования к ленточному конвейеру на стреле, при этом способ забора материала включает:

получение позиционного параметра каждой точки отражения на поверхности зоны складирования для расчета модели места складирования, при этом точки отражения представляют собой множество точек, находящихся на поверхности складирования, выбранных согласно заданному интервалу, и зона складирования приблизительно имеет форму полосы и включает поверхность складирования, а также окружающую поверхность, контактирующую с землей в зоне складирования;

получение максимальной высоты от поверхности складирования до земли, и расчет количества слоев материала в подлежащей забору зоне;

поворот стрелы во втором направлении, противоположном первому направлению, для продолжения выполнения операции забора в целевой подлежащей забору зоне,

причем этап получения максимальной высоты от поверхности складирования до земли, и расчета количества слоев материала в подлежащей забору зоне включает: