[发明专利]皮带输送机卸料小车的定位装置及定位方法

说明书

技术领域

本发明属于输送机卸料技术领域，尤其是涉及一种皮带输送机卸料小车的定位装置及定位方法。

背景技术

皮带输送机卸料小车是矿山矿石缓冲仓的下料装置，由于卸料小车是移动装置，并且存在活动空间广，粉尘大、电磁干扰严重等情况，一直没有有效的距离测量装置，从而导致下料依靠操作工人控制，料仓布矿不合理，工人劳动强度大，容易造成矽肺等职业病。此外，还存在以下缺点：

(1)手动控制卸料小车，致使料仓布矿不合理，容易发生料仓拉空或压矿事故。

(2)操作人员观察料仓料位时容易被皮带输送机卷伤，或被卸料小车撞伤，卸料小车还经常出现出轨等安全事故。

(3)无法远程监控，更无法与PLC行车控制系统集成，形成自动布料系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种对皮带卸料小车进行精确定位的定位装置和定位方法，从而进行远程控制或者接入PLC行车控制系统进行自动控制，提高生产效率。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的皮带输送机卸料小车的定位装置，其特征在于包括锚节点A，锚节点B，标签节点，与此标签节点相连接的无线数据传输RF433模块II，与此无线数据传输RF433模块II相连接的控制系统，所述的锚节点A、锚节点B分别与所述的标签节点完成测距，经过空间定位算法后，计算出卸料小车的位置，并将定位结果通过无线数据传输RF433模块II无线传送到控制系统。

所述的锚节点A和锚节点B均包括DW1000定位芯片、STM32微处理器和电源转换模块。

所述的标签节点包括DW1000定位芯片、STM32微处理器、电源转换模块和无线数据传输RF433模块I。

所述的控制系统为PC机或者PLC行车控制系统。

所述的锚节点A、锚节点B分别与所述的标签节点的测距均通过无载波通信进行测距。

一种利用皮带输送机卸料小车的定位装置的定位方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：锚节点A和锚节点B与标签节点间采用基于信号到达时间(Time of Arrival，TOA)的距离测量方法；

步骤二：对步骤一得到的距离进行均值滤波，提高测距精度；

步骤三：以传送带为X轴，垂直于传送带为Y轴，建立空间坐标系，对步骤二得到的距离结合建立的空间坐标系，计算得到标签节点的坐标；

步骤四：对步骤三得到的定位结果采用卡尔曼滤波，以提高定位精度。

本发明的优点：

本发明的皮带输送机卸料小车的定位装置可以实现对皮带输送机卸料小车的精确定位，解决由于皮带输送机下料依靠操作工人观察料仓料位控制下料而导致的料仓布矿不合理、工人容易被皮带输送机卷伤，被卸料小车撞伤，卸料小车出轨等安全事故；由于采用无载波通信技术测距和无线数据传输，具有抗粉尘干扰能力强，测量精度高、低功耗、低成本、高可靠性等特点，特别适合安装在不方便布线、粉尘多的皮带输送机卸料小车上使用，快速的确定卸料小车的空间位置。

附图说明

图1为本发明的定位原理图。

图2为本发明的定位算法流程图。

图3为本发明的TOA测距原理图。

图4为本发明的定位算法原理图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1、2、3和4所示，本发明的皮带输送机卸料小车的定位装置，其特征在于包括锚节点A1，锚节点B2，标签节点3，与此标签节点3相连接的无线数据传输RF433模块II5，与此无线数据传输RF433模块II5相连接的控制系统8，所述的锚节点A1、锚节点B2分别与所述的标签节点3完成测距，经过空间定位算法后，计算出卸料小车6的位置，并将定位结果通过无线数据传输RF433模块II5无线传送到控制系统8。

所述的锚节点A1和锚节点B2均包括DW1000定位芯片、STM32微处理器和电源转换模块。

所述的标签节点3包括DW1000定位芯片、STM32微处理器、电源转换模块和无线数据传输RF433模块I4。

所述的控制系统8为PC机或者PLC行车控制系统。

所述的锚节点A1、锚节点B2分别与所述的标签节点3的测距均通过无载波通信进行测距。

一种利用皮带输送机卸料小车的定位装置的定位方法，其特征在于包括如下步骤：