[发明专利]斗轮堆取料机的直行取料方法及装置

说明书

本公开提供一种斗轮堆取料机的直行取料方法及装置。包括：获取斗轮堆取料机的设备机械参数和基本运行数据；基于机器人运动学理论建立所述斗轮堆取料机的运动学模型；所述运动学模型用于表征所述斗轮堆取料机的角度与位置之间的关系；获取激光扫描仪的点云数据，生成目标料堆的三维模型，根据所述运动学模型得出所述目标料堆的边界位置信息；设置直行取料参数；基于预设的直行取料策略和所述目标料堆的边界位置信息，得到所述目标料堆的直行取料任务；根据所述直行取料任务，控制斗轮堆取料机执行取料动作。解决了前进取料和后退取料斗轮切割煤堆宽度的不同的问题，以保证取料流量。

技术领域

本公开属于斗轮堆取料控制技术领域，具体涉及一种斗轮堆取料机的直行取料方法及装置。

背景技术

斗轮堆取料机是火力发电厂燃料系统常用设备。司机在司机室通过操作杆来操控堆取料机的行走、悬臂俯仰和回转动作，以达到堆料或者取料的目的。斗轮堆取料机常用的取料方式分为两种，即回转取料和直行取料，如图1所示。图1中，#1堆中虚线为回转取料时斗轮运动轨迹，#2堆中的虚线为直行取料时斗轮运动轨迹。回转取料是一种通过不断变化回旋角度以达到取料的目的。在同一取料高度，悬臂沿一个方向回旋至料堆边缘后，大车前进固定的寸动距离后再向反方向回旋直至料堆边缘，如此往复循环达到取料的目的。直行取料是一种通过不断变化大车位置以达到取料的目的。在同一取料高度，悬臂回旋至一个固定的取料角度后，大车沿一个方向前进至料堆边缘后，悬臂回旋至一个固定的取料角度，大车沿反方向后退至料堆边缘，如此往复循环达到取料的目的。

斗轮堆取料机作为燃料系统的重要设备，越来越多的火力发电厂已经改变传统人工堆取料作业方式，并引入自动化手段，实现斗轮堆取料机堆料、取料作业全过程的自动化。对于长度较大的条形煤场，直行取料为一种常用的取料方式。其难点在于取料时回转角度分部不均，且前进和后退取料时流量差异较大。如果直行取料每个取料点之间的回转角度差一致，则随着回转角度的逐渐变大取料流量逐渐变小，不能满足流量需求。而且在相同的回转角度时，后退取料比前进取料时切割煤堆宽度略小，如果不把前进取料和后退取料加以甄别，则导致后退取料时取料流量偏小，也不能达到维持流量的目的。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种斗轮堆取料机的直行取料方法及装置。

本公开的一方面，提供一种斗轮堆取料机的直行取料方法，所述方法包括：

获取斗轮堆取料机的设备机械参数和基本运行数据；

根据所述设备机械参数和所述基本运行数据，基于机器人运动学理论建立所述斗轮堆取料机的运动学模型；所述运动学模型用于表征所述斗轮堆取料机的角度与位置之间的关系；

获取激光扫描仪的点云数据，生成目标料堆的三维模型，根据所述运动学模型得出所述目标料堆的边界位置信息；

设置直行取料参数，所述直行取料参数包括取料层数、寸进宽度、起始位置和终止位置中的至少一者；

基于预设的直行取料策略和所述目标料堆的边界位置信息，得到所述目标料堆的直行取料任务；

根据所述直行取料任务，控制斗轮堆取料机执行取料动作。

在一些实施方式中，所述基于机器人运动学理论建立所述斗轮堆取料机的运动学模型，包括：

定义斗轮堆取料机的坐标系，斗轮堆取料机悬臂端坐标系原点到煤场原点坐标系中的齐次变换矩阵如式(1)所示：

其中，为斗轮堆取料机轮斗中心坐标系原点在煤场原点坐标系中的旋转矩阵，⁰P₄为斗轮堆取料机悬臂端坐标系原点在煤场原点标系中的位置矢量，θ₁为行走机构角度，θ₂为悬臂回转角度，θ₃为悬臂俯仰角度。