[发明专利]一种矩形堆场堆取料机预防碰撞方法及系统

说明书

本发明公开了一种矩形堆场堆取料机预防碰撞方法及系统，属于堆取料机防碰撞分析技术领域，简化了在矩形堆场堆料机悬臂端部及取料机料耙顶端三维位置坐标位置的检测和计算，在对纵向及垂直空间坐标进行校验后，仅需对两者水平位置进行精准测量即可搭建两车软件安全防撞功能；在堆取料机各增加了一套激光测距传感器器，实施跟踪，冗余备用；在堆场两侧轨道旁均匀设置了位置检测传感器，对堆取料机走轮上的编码器数据进行对比校验；除了构建基于设备坐标位置精准检测方面的软件安装防撞功能外，在堆料机大臂上分别布置了一套超声波测距和拉绳防撞系统，一同组成了矩形堆场堆、取料机的安全防撞系统，为堆场的无人值守创造了安全稳定运行的根本保障。

技术领域

本发明属于堆取料机防碰撞分析技术领域，更具体地，涉及一种矩形堆场堆取料机预防碰撞方法及系统。

背景技术

在矩形堆场堆取料机作业过程中，场内堆、取料机需要频繁进行换场作业，在两车换场调车时堆料机悬臂与取料机料耙之间存在很长一段可能发生碰撞的区域，特别是在无人值守的料场，没有传统的岗位操作工来控制设备彼此之间的距离，一旦发生碰撞，造成的经济损失将是十分巨大的，所以在堆取料机之间设计一套稳定、可靠的防撞系统是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种矩形堆场堆取料机预防碰撞方法及系统，用于实现一种在堆取料机之间的稳定、可靠的防碰撞系统。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种矩形堆场堆取料机预防碰撞方法，包括：

在堆料机和取料机走轮上分别安装绝对值旋转编码器，实时测量堆料机和取料机在矩形堆场三维坐标系上的水平坐标X轴位置，从而得到堆料机悬臂最前端在矩形堆场三维坐标系上的水平坐标位置和取料机料耙顶端在矩形堆场三维坐标系上的水平坐标位置；

在取料机料耙移动轨道两端安装有激光测距传感器，对取料机料耙最前端挡板在Y轴上的实时位置进行定位，在堆料机悬臂铰接部位安装倾角传感器，实时检测堆料机悬臂的俯仰角度；

由取料机料耙所在实时位置，通过取料机上的PLC计算取料机料耙顶端在矩形堆场的投影，从而找到取料机料耙顶端在矩形堆场三维坐标系上的垂直坐标Y轴位置，由堆料机悬臂的俯仰角度，通过堆料机上的PLC计算堆料机悬臂最前端在矩形堆场的投影，从而找到堆料机悬臂最前端在矩形堆场三维坐标系上的垂直坐标Y轴位置；

通过堆料机悬臂最前端在矩形堆场三维坐标系上的水平和垂直坐标位置和取料机料耙顶端在矩形堆场三维坐标系上的水平和垂直坐标位置设置预防碰撞最小保护距离，实现第一级防撞功能；

将堆料机悬臂上升至最大仰角，取料机料耙上移至初始工作位置，让堆料机跨越取料机，对堆料机悬臂及取料机料耙在矩形堆场三维坐标系上的Z轴方向上的安全距离进行效验，通过调整堆料机俯仰上限位位置和取料机料耙上限位位置直至满足安全防护距离；

在堆料机悬臂两侧各安装若干个超声波测距传感器，对堆料机悬臂在调车及布料工作时的两侧物体进行实时检测，通过设置防撞距离，实现堆取料机防撞的第二级防撞功能；

在堆料机悬臂两侧各安装一套防撞拉绳传感器，分别伸出皮带廊道预设距离，作为堆料机和取料机防撞的第三级防撞功能。

在一些可选的实施方案中，堆料机和取料机的绝对值旋转编码器安装在一个辅助走轮上，轮宽大于轨道宽度；通过编码器测出来的堆料机在矩形堆场三维坐标系上的水平坐标X轴位置，加上堆料机走轮到悬臂投影到矩形堆场平面坐标的水平距离得到堆料机悬臂最前端在矩形堆场三维坐标系上的水平坐标位置；通过编码器测出来的取料机在矩形堆场三维坐标系上的水平坐标X轴位置，加上取料机走轮到料耙投影到矩形堆场平面坐标的水平距离得到取料机料耙顶端在矩形堆场三维坐标系上的水平坐标位置。