[发明专利]一种无人化抓斗卸船机

权利要求书

1.一种无人化抓斗卸船机，其特征在于，包括：抓斗卸船机本体、抓斗卸船机精确定位系统和无人化抓斗卸船机控制系统，

所述抓斗卸船机本体用于实现抓斗卸船机常规卸船作业功能，包括：小车、大车走行装置、主梁臂架机构、抓斗机构、司机室；

所述抓斗卸船机精确定位系统包括：机构定位单元、抓斗位姿检测单元、扫描识别单元以及数据采集单元，所述机构定位单元、抓斗位姿检测单元、扫描识别单元分别与所述数据采集单元通信连接；其中，所述机构定位单元用于小车位置值校准、臂架俯仰角度检测、大车位置值校准以及司机室位置值检测；所述抓斗位姿检测单元用于抓斗运行空间位置及抓斗姿态检测；所述扫描识别单元用于船舶、舱口、物料的实时检测；所述数据采集单元用于接收所述机构定位单元、抓斗位姿检测单元、扫描识别单元采集的数据；

所述无人化抓斗卸船机控制系统，包括：机载控制单元、远程控制单元、视频监控管理单元和决策分析单元，各个单元之间的数据传输采用以太网通讯协议；所述机载控制单元设置于抓斗卸船机设备上，用于在所述远程控制单元的控制下驱动抓斗卸船机本体的各机构运行，进行无人化卸船作业；所述远程控制单元设置于中央控制室，用于根据所述视频监控管理单元采集的实时数据以及所述决策分析单元得到的决策向所述机载控制单元发出控制指令，以实现对抓斗卸船机及输料作业线工作状态的远程值守；所述视频监控管理单元用于实现对抓斗卸船机运行的全方位监控；所述决策分析单元内置于中央控制室远程控制柜内的工业计算机中，用于根据所述视频监控管理单元采集的实时数据对无人化抓斗卸船机卸船作业进行决策分析，实现单舱任务规划功能。

2.根据权利要求1所述的无人化抓斗卸船机，其特征在于，所述抓斗卸船机本体还包括门架机构、塔架机构、给料机构、机房机构，门架机构作为抓斗卸船机主要的支撑结构，在海陆侧门架机构下部设置所述大车走行装置，所述大车走行装置用于抓斗卸船机能够沿码头轨道移动；主梁臂架机构设置于门架机构上方，用于提供抓斗卸船机小车运行所需轨道，使得小车能够在主梁臂架机构上移动；主梁臂架机构的臂架部分能够俯仰抬起；塔架机构位于主梁上方，其上设置有臂架俯仰用钢丝绳滑轮及挂钩装置，用以实现臂架俯仰及俯仰至高点后的挂钩锁定；给料机构设置于门架机构下部，由所述料斗和给料装置组成，通过料斗接收抓斗机构从船舱内所抓取的物料，而后通过给料装置将物料传输至码头地面皮带；机房机构设置于主梁臂架机构后端，其用于驱动抓斗卸船机完成小车、抓斗、臂架俯仰的动作，所述抓斗机构通过钢丝绳悬挂在小车下方，由钢丝绳牵引完成将物料从船舱内抓取至料斗的卸船工艺流程。

3.根据权利要求1所述的无人化抓斗卸船机，其特征在于，所述机构定位单元通过在小车机构设置激光测距装置进行小车位置值校准，具体地，在臂架前端区域、主小车区域及后大梁区域设置位置校准模块，以实现对主小车位置值进行校准检测，所述位置校准模块包括安装在臂架前端区域的海侧激光测距仪，安装在主小车海侧面的反射板，安装在后大梁区域的陆侧激光测距仪，安装在主小车陆侧面的反射板，其中海侧激光测距仪、陆侧激光测距仪分别采用线性激光测距仪，且海侧激光测距仪和陆侧激光测距仪检测距离不小于80m；

在机器房主小车电机处设置位置检测模块，以实现对主小车位置值进行测量，所述位置检测模块包括绝对值编码器，所述绝对值编码器用于对主小车机构电机运行进行实时定位；

根据以下公式计算主小车的实时校准检测位置值：

L_实时＝(L_WS+0.5*L_小车)/(L_WS+L_LS)*L_臂架-L_LS

其中，以主小车料斗中心停车位作为主小车水平位零位，L_WS为海侧激光测距仪所检测的主小车海侧面至臂架前端的距离，L_LS为陆侧激光测距仪所检测的主小车陆侧面至后大梁的距离，L_小车为主小车长度，L_臂架为臂架前端至后大梁的实际距离；

根据以下公式计算主小车的基础位置值：

L_基础＝a*E_编码+b

其中，以主小车料斗中心停车位作为主小车水平位零位，E_编码为主小车绝对值编码器测量数据，a为绝对值编码器换算数据，b为绝对值编码器换算修正值。