[发明专利]一种基于旋转式激光雷达的悬挂式轨道堆料测量机器人

说明书

本发明公开了一种基于旋转式激光雷达的悬挂式轨道堆料测量机器人，包括C型滑道内壁下表面靠近轴线处一侧开设有滑槽，所述滑道末端设有供设备充电的休眠仓，所述红外线避障传感器一侧的安装架上安装有旋转式激光雷达，所述激光雷达、红外线避障传感器输出端分别与安装在控制盒内的处理器模块输入端电线连接，所述处理器模块与安装在控制盒内的数据传输模块电线连接；通过设置在安装架上的旋转式激光雷达，使得在使用时能够实时动态获取三维点云数据，更有效地进行堆料建模和体积计算。

技术领域：

本发明涉及堆料测量技术领域，具体为一种基于旋转式激光雷达的悬挂式轨道堆料测量机器人。

背景技术：

堆料测量，指测算堆场内存放的堆料体积。在电厂、港口、储煤基地和粮仓等大型散货集散基地会堆存大量煤炭、矿石、粮食等散货，快速、准确获取当前堆场的储量是国家和企业进行经济规划、战略储存计划、生产安排的关键。而如何进行如煤堆这种大型不规则散堆物料体积的准确量测，多年来一直是一个技术难题。随着激光雷达技术的普及，越来越多的企业利用激光雷达对堆料进行高精度测量和三维重现，通常的做法是使用手持式激光雷达、无人机载激光雷达或者架设基站式激光雷达定期对堆料进行扫描盘点。

然而激光雷达在使用时存在以下不足：

1.目前很多堆料测量工作都是使用不同形式的激光雷达设备定期进行堆料的数据采集，获取的数据为某单一时刻的堆料三维数据，是静态数据，无法实时监测堆料的体积变化。

2.目前有少量的自动激光雷达扫描仪，通过悬挂在堆料上方对堆料进行长时间的自动化数据采集，能够实现堆料变化的实时动态监测，然而固定悬挂的激光雷达扫描角度和扫描范围都受到限制，这就使得单个自动扫描式激光雷达只能应用在相当狭小的空间，用于扫描分布范围较窄、体积较小的堆料；或者在扫描分布范围较广、体积较大的堆料时需要布设多个自动扫描仪，大大增加了测量成本。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于旋转式激光雷达的悬挂式轨道堆料测量及机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于旋转式激光雷达的悬挂式轨道堆料测量机器人，包括C型滑道内壁下表面靠近轴线处的一侧开设有滑槽，所述滑槽内摆放有锥形滚轮，所述锥形滚轮轴心处连接有支杆，所述支杆另一端与滑块相连，所述内部安装有电池模组，所述滑块下表面轴心位置焊接有气泵，所述滑块上表面轴心位置通过螺栓安装有控制盒，所述气泵动力输出端螺纹密封安装有气动伸缩杆，所述气动伸缩杆底端焊接有激光雷达模块安装板，所述激光雷达模块安装板外表面对应四个方向均匀安装有红外线避障传感器，所述激光雷达模块安装板内部轴心处安装有第二电机，所述第二电机下端连接有旋转轴，所述旋转轴另一端与旋转结构连接，所述旋转结构下表面的两侧对称螺纹安装有激光雷达固定架，所述激光雷达固定架内侧安装有激光雷达，所述电池模组、红外线避障传感器和激光雷达输出端分别与安装在第一控制盒内的第一处理器模块输入端电线连接，所述处理器模块输出端与气泵输入端电线连接，所述处理器模块与安装在第一控制盒内的数据处理模块电线连接。

其中，所述激光雷达实时扫描室内环境，并产生三维点云数据，经过导线传输到处理器模块进行处理。

此外，所述滑道的末端安装有休眠仓，所述休眠仓的前端安装有舱门，所述舱门前方的底部滑道上表面安装有第一压力传感器，所述舱门上安装有第二压力传感器，所述休眠仓的末端安装有第三压力传感器，所述休眠仓顶部安装有充电模块，所述充电模块的前端安装有第二控制盒；

其中，所述第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器输出端分别与安装在第二控制盒内的处理器模块输入端电线连接，所述处理器模块输出端与充电模块和舱门输入端电线连接。

优选的，所述滑块中安装的支杆另一端连接第一电机，所述滑块的另一侧安装有带盖支杆，所述带盖支杆外套有锥形滚轮，滚轮轴心位置处开有孔道，所述电池模组与充电口电线连接。