[发明专利]基于光栅扫描的选煤厂全自动装车系统及方法

权利要求书

1.一种基于光栅扫描的选煤厂全自动装车方法，其特征在于，该方法通过基于光栅扫描的选煤厂全自动装车系统实现，该系统包括设在塔楼（1）内的定量仓（2）、设在定量仓（2）下端的溜槽（3）、位于溜槽（3）下方且能穿过塔楼（1）的列车（4）、设在塔楼（1）入口处内壁的测速仪（5）、设在塔楼（1）内壁且沿列车运行方向依次布设的第一水平光栅组（6）和第二水平光栅组（7）、设在塔楼内壁且沿列车运行方向布设的第一竖直光栅组（9）和第二竖直光栅组（10）以及数据库及控制中心；

所述第一水平光栅组（6）与塔楼（1）入口处车厢和其后方车厢连接处相对，第二水平光栅组（7）与塔楼（1）入口处车厢和其前方车厢连接处相对，以通过第一水平光栅组（6）和第二水平光栅组（7）测量进入塔楼（1）的车厢长度；所述第一竖直光栅组（9）位于塔楼（1）入口处且高出车厢高度以测量进入塔楼车厢高度，第二竖直光栅组（10）位于溜槽（3）前方以测量车厢装车完的煤堆高度；

所述控制中心能与测速仪（5）、第一水平光栅组（6）、第二水平光栅组（7）、第一竖直光栅组（9）和第二竖直光栅组（10）进行数据传输；且在数据库内包括以下数据信息：列车车厢型号、车厢装车完的标准煤堆形状、列车运行速度、标准溜槽落煤时间以及标准定量仓落煤时间；

在定量仓（2）下端和溜槽（3）之间设有闸门；

所述定量仓（2）还连有缓冲仓，定量仓（2）能将备煤信息传输给缓冲仓以使缓冲仓给定量仓（2）输送煤；

所述标准溜槽落煤时间为：前期测得的煤从闸口经溜槽（3）落到车厢内所用的时间；

所述标准定量仓落煤时间为：前期测得的定量仓（2）内的煤全部落入列车车厢内所用的时间；

在塔楼（1）内壁还设有广角摄像头（8）；

所述第一水平光栅组（6）包括第一水平光栅发射端和第一水平光栅接收端，且二者位于车厢两侧的塔楼（1）内壁上；第二水平光栅组（7）包括第二水平光栅发射端和第二水平光栅接收端，且二者位于车厢两侧的塔楼（1）内壁上；

第一竖直光栅组（9）包括第一竖直光栅发射端和第一竖直光栅接收端，且二者位于车厢两侧的塔楼（1）内壁上；第二竖直光栅组（10）包括第二竖直光栅发射端和第二竖直光栅接收端，且二者位于车厢两侧的塔楼（1）内壁上；

第一水平光栅组（6）和第二水平光栅组（7）位于同一水平面；第一竖直光栅组（9）高出车厢顶部，第二竖直光栅组（10）高出煤堆顶部；

该方法包括以下步骤：

步骤1，当列车开始运行装煤时，测速仪首先将列车的运行速度上传至数据库及控制中心；

步骤2，列车行驶至未到达溜槽之前，第一水平光栅组、第二水平光栅组和第一竖直光栅组对列车车厢进行扫描，并将扫描的车厢数据上传至数据库及控制中心；所述车厢数据包括车厢形状尺寸；

步骤3，数据库及控制中心根据上传的运行速度、车厢数据匹配出数据库中储存的对应的列车运行速度、列车车厢型号及车厢装车完的标准煤堆形状；

步骤4，根据列车车厢型号与列车运行速度，及其对应的标准溜槽落煤时间计算得到标准溜槽落煤时间内列车能运行的距离，所述标准溜槽落煤时间内列车能运行的距离为落煤时车厢位置与溜槽之间的水平距离；

步骤5，数据库及控制中心将列车车厢型号输出给定量仓，定量仓根据列车车厢型号进行备煤，将备煤信息发送到缓冲仓，缓冲仓开始给定量仓输送煤，当达到所需的煤量时，定量仓发送停止信号给缓冲仓停止供煤；

步骤6，当该节车厢运行至步骤4计算得到的落煤时车厢位置时，数据库及控制中心控制闸门打开，定量仓的煤沿着溜槽进入到列车车厢中，并记录实际溜槽落煤时间，列车有序行驶；

步骤7，当实际溜槽落煤时间达到标准定量仓落煤时间时，闸门关闭；第二竖直光栅组对装车完的车厢进行扫描，并将扫描的煤堆信息上传到数据库及控制中心；所述煤堆信息包括煤堆形状；

步骤8，将上传的煤堆信息与标准煤堆形状信息进行对比，若在误差范围内则循环作业直到整节列车装载完毕为止；

所述步骤4中，通过以下公式计算标准溜槽落煤时间内列车能运行的距离D：

公式1

上式中，s₁为闸口到溜槽下端的垂直距离，单位m；s₂为列车车厢深度，单位m；v₂为列车运行速度，单位m/s；

公式2

公式3

上式中，s₁为闸口到溜槽下端的垂直距离，单位m；s₂为列车车厢深度，单位m；t₁为煤从闸口落到溜槽下端口的时间，单位s；t₂为煤从溜槽下端口落到车厢内底的时间，单位s；标准溜槽落煤时间=t₁+t₂；v₁为煤落至溜槽下端口时的速度，单位m/s。