[发明专利]岸壁移机式装船机自动进舱辅助检测装置及其检测方法

权利要求书

1.岸壁移机式装船机自动进舱辅助检测装置，设置在岸壁移机式装船机上，该岸壁移机式装船机包含大车；一端与大车连接的大臂，该大臂另一端设有溜筒及溜筒维修平台，所述溜筒维修平台为方形；分别与大车、大臂连接的编码器，其分别控制大车、大臂的运动；其特征在于，所述自动进舱辅助检测装置包含依次连接的激光雷达阵列（1）、雷达运动机构（2）、工控机（3）；

所述雷达运动机构（2）包含伺服电机（21）和与伺服电机（21）连接的激光雷达控制系统（22），所述伺服电机（21）与激光雷达阵列（1）连接，所述激光雷达控制系统（22）分别与激光雷达阵列（1）、工控机（3）连接。

2.如权利要求1所述的岸壁移机式装船机自动进舱辅助检测装置，其特征在于，所述激光雷达阵列（1）包含多台激光雷达，各所述激光雷达分别设置在岸壁移机式装船机的方形溜筒维修平台的四个角上；所述雷达运动机构（2）带动各激光雷达进行多角度的扫描。

3.如权利要求1所述的岸壁移机式装船机自动进舱辅助检测装置，其特征在于，所述激光雷达控制系统（22）包含电源（221）和依次连接的伺服电机驱动器（222）、通讯模块（223）、交换机（224）；

所述电源（221）分别与激光雷达阵列（1）、工控机（3）连接；

所述伺服电机驱动器（222）通过伺服控制信号线（40）与伺服电机（21）连接；所述交换机（224）与工控机（3）连接，该所述交换机（224）通过雷达通信信号线（50）与激光雷达阵列（1）连接。

4.如权利要求3所述的岸壁移机式装船机自动进舱辅助检测装置，其特征在于，所述伺服控制信号线（40）、雷达通信信号线（50）为光纤。

5.岸壁移机式装船机自动进舱辅助检测方法，用于上述的岸壁移机式装船机自动进舱辅助检测装置，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1，岸壁移机式装船机的大车根据编码器的设置值运行到其指定船舱的中心位置上方；

步骤2，岸壁移机式装船机的大臂下降，自动进舱辅助检测装置的各激光雷达进行扫描，获取船舱边缘及船舱内部的点云数据；大臂降至与水平面夹角为37°时进行伸缩，以保证设置在大臂前端的溜筒位于船舱中心点周围6m*6m的安全范围内；

步骤3，在自动进舱辅助检测装置的工控机（3）内设置大臂下方的误差基准面，对各激光雷达扫描的点云数据滤去误差基准面以上的点，以排除各激光雷达扫描到大臂本身对数据产生误差；

步骤4，根据扫描的点云数据判断船舱内有无货物，如果船舱内没有货物，设置舱底为安全进舱计算基准，如果船舱内有货物，则以货物的最高点坐标(x3,y3)为安全进舱计算基准；

步骤5，工控机（3）对激光雷达扫描的点的坐标进行坐标系转换，得到大臂前端点坐标(x1,y1)，陆侧船舱边缘端点坐标(x2,y2)；通过公式                                               计算岸壁移机式装船机的大臂与船舱边缘发生干涉的临界俯仰角度，其中b为大臂的当前总长度， 为大臂当前俯仰角度，公式右端分子上的2000代表大臂俯仰所留的安全余量为2000mm；

步骤6，根据步骤4的判断，当船舱内有货物时，根据货物的最高点与大臂前端的位置关系，计算得到y1'=y3-，其中y1'为当溜桶接触到货物最高点时大臂前端的坐标，为货物最高点到大臂前端的高度；计算溜筒底部到达货物最高点时大臂的角度 ，其中b为大臂的当前总长度，为大臂当前俯仰角度；

步骤7，大臂下降角度下限=4°，在临界俯仰角度、溜筒底部到达货物最高点时大臂的角度、大臂下降角度下限中取最大值作为自动进舱最小角度；

步骤8，为了保证大臂下降过程的绝对安全，不受外界环境因素的影响，工控机（3）根据公式 实时计算大臂可以下降的角度，其中表示超前下降角度，l为大臂距船舱边缘顶点的距离，如果l>2000，则当前下降角度安全，如果l≤2000，则将 每次循环增加0.2°，并反复进行步骤8的计算，直至l>2000即大臂角度安全为止；

步骤9，岸壁移机式装船机的大臂降到自动进舱最小角度后进行伸缩，使大臂前端的溜筒位于船舱中心点周围6m*6m的安全范围内。