[发明专利]一种轮斗挖掘机-卡车协同配合装车对准装置及方法

说明书

一种轮斗挖掘机‑卡车协同配合装车对准装置及方法，涉及露天矿领域。该协同配合装车方式，首先利用高精GNSS定位传感器采集轮斗挖掘机和卡车位置信息，由二者的位置判断轮斗挖掘机是否卸料,由卡车物料的高度判断卡车是否装满,该方法不需要轮斗司机和卡车反复沟通,可直接完成轮斗挖掘机和卡车配合装车过程,其效率高,有利于减少环境污染。

技术领域

本发明涉及露天矿领域，特别涉及一种轮斗挖掘机-卡车协同配合装车对准装置及方法。

背景技术

随着露天矿正朝着智能化方向发展，露天矿单斗-卡车间断工艺受设备能力小数量多、人员设备密集度高、生产作业安全性差、环境污染大等一些列问题凸显，轮斗挖掘机在露天矿的应用逐步顺应时代潮流，但是目前轮斗-前装机-卡车半连续工艺在采矿过程中出现原煤直接落地，前装机随后为卡车装车，该过程直接造成工艺生产效率低，轮斗排料臂距地面高差大、前装机举升高差等问题造成二次粉尘，对矿山环境造成严重污染等一系列问题，已无法满足露天矿安全、绿色、智能、高效开采的需要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种轮斗挖掘机-卡车协同配合装车对准装置。

发明所采用的技术方案是：一种轮斗挖掘机-卡车协同配合装车对准装置, 其技术要点是，包括：

轮斗挖掘机定位传感器，安装在轮斗挖掘机的排料口左右两侧，且通过无线数传电台与现场控制器连接，用于采集排料口位置信息；

雷达料位计，雷达料位计分别安装在轮斗挖掘机排料臂下方的排料口前后两侧，且通过无线数传电台与现场控制器连接，用于实时监测当前物料装车高度；

矿用卡车定位传感器，安装在矿用卡车司机驾驶室左右两侧，且通过卡车的车载终端4G网络与调度室服务器无线通讯连接，用于采集卡车自身车斗位置信息；

现场控制器，安装在现场电控柜内，通过光纤与调度室服务端连接，用于接收轮斗挖掘机定位传感器、雷达料位计的采集信号，并将信息传递给调度室服务端；

调度室服务端，通过4G网络与轮斗挖掘机内的终端设备和矿用卡车内的终端设备连接，用于计算雷达料位计与轮斗挖掘机位置关系，计算矿用卡车车厢内物料的高度，并输出控制信号控制轮斗挖掘机是否卸料，控制卡车内的终端显示当前物料装车状况。

一种轮斗挖掘机-卡车协同配合装车对准方法，其技术要点是，包括以下步骤：

判断矿用卡车与轮斗挖掘机位置关系的步骤，利用采集到的矿用卡车车厢位置信息，结合矿用卡车已知的车厢长宽度信息，绘制矿用卡车车厢轮廓俯视图；利用采集到的轮斗挖掘机排料口位置信息，绘制轮斗挖掘机排料口轮廓俯视图；上述两个轮廓俯视图同时显示在终端设备显示屏上；

轮斗挖掘机卸料的步骤，当轮斗挖掘机排料口轮廓与卡车车厢轮廓第一次呈现内切关系时，提示轮斗挖掘机司机，控制轮斗挖掘机的排料口开始向矿用卡车卸料；

矿用卡车装车的步骤，物料装车时，实时在线监测矿用卡车的料位高度，当物料高度达到卡车车厢上边界时，由卡车驾驶员移动卡车至下一装车位继续装车；重复上述装车步骤，直到轮斗挖掘机排料口与卡车车厢轮廓第二次呈现内切关系时，提示轮斗挖掘机司机，控制斗挖掘机停止轮斗卸料，提示矿用卡车司机，物料已经装满，完成该次装车任务。

上述方案中，所述料位高度是指实时获取的轮斗排料口轮廓线中心与车厢物料之间的距离；该距离具体包括：未卸料前轮斗排料口轮廓线中心与车厢底部之间的距离；卸料过程中，利用物料的自然安息角计算出的轮斗排料口轮廓线中心与车厢内物料上表面的距离。

本发明的有益效果是：该轮斗挖掘机-卡车协同配合装车对准装置及方法，首先利用高精GNSS定位传感器采集轮斗挖掘机和矿用卡车位置信息，由二者的位置判断轮斗挖掘机是否卸料,由雷达料位计实时在线监测卡车物料的高度，来判断卡车是否装满,该方法不需要轮斗司机和卡车反复沟通,可直接完成轮斗挖掘机和卡车配合装车过程,其效率高,有利于减少环境污染。

附图说明