[发明专利]斗轮机自动取料方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种堆料取料方法，具体地说，涉及一种斗轮机自动取料方法。

背景技术

目前在钢铁原料场、电厂煤场、港口散货料场大多使用斗轮堆取料机进行散状物料的装卸，随着自动化水平的提高以及信息化、数字化技术的应用，料场正在致力于堆取料机的无人化控制。料场料堆的三维模型是实现无人化控制的前提，通过激光扫描等方法建立料场料堆的三维模型是当前的研究热点，然而，在料堆取料技术方面，多数是采用传感测量手段去纠正取料机的动作参数，传感测量方法仅是一种纠正控制方法，在取料中是先具有偏差，再由程序控制来减小偏差，在取料过程中，可能会有空扫和闷斗现象。目前为止，还没有利用料堆三维模型数据进行料堆取料，从而防止空扫和闷斗现象的方法。

发明内容

本发明提供了一种斗轮机自动取料方法，以利用料堆三维模型数据解决相关技术中空扫和闷斗现象的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种斗轮机自动取料方法，包括以下步骤：获取斗轮自转圆周底部和取料层底平面相切时，斗轮自转圆周与料堆斜面切点高度处的料堆轮廓的等高线；在斗轮自转圆周底部和取料层底平面相切的情况下，依据斗轮绕悬臂回转中心的水平回旋轨迹与所述等高线的切点及斗轮最大挖掘深度，来确定斗轮切入点的坐标；反推出取料机行走位移、悬臂回旋角度和悬臂俯仰角度，从而控制取料机自动取料。

优选地，获取所述等高线的步骤为：确定分层数量和开层长度；选择取料料层，获取所选取料层的底面高度，并计算悬臂的俯仰角度；结合料堆的三维轮廓数据，得到在斗轮自转圆周底部和取料层底平面相切的情况下，斗轮自转圆周与料堆斜面切点高度处的料堆轮廓的等高线。

优选地，获得所述切入点的坐标的步骤为：依据斗轮绕悬臂回转中心的水平回旋轨迹与所述等高线的切点反推斗轮取料机在轨道上的位置，依据斗轮最大挖掘深度使斗轮取料机向料堆方向偏移一个△x位移，从而使斗轮绕悬臂回转中心的水平回旋轨迹与等高线形成多个交点，选择离斗轮当前位置最近的一个交点作为斗轮取料切入点的坐标。

优选地，反推出取料机行走位移、悬臂回旋角度和悬臂俯仰角度，从而控制取料机自动取料的步骤为：控制斗轮取料机行走和悬臂动作，使斗轮从计算得到的切入点开始进行取料，完成一次水平旋转取料；判断所选取料层是否达到开层长度，如果该取料层没有达到开层长度，则将斗轮取料机向靠近料堆方向再偏移一个△x位移，继续在所选取料层中取料，迭代该步骤直到达到开层长度；当该取料层达到开层长度后，对该取料层的下一层进行取料，迭代直到最底层的取料层完成取料。

优选地，当料堆较长时，将料堆分为多个料段，挖完本料段的所有层的物料后，再按照每层的顺序挖取下一料段的物料。

优选地，在斗轮自转圆周底部和H_i高度处取料层底平面相切的情况下，悬臂俯仰角度计算公式如下：

Sinγ_i＝(R+H_i-H₀)/L

其中，H₀是悬臂俯仰中心距地面的高度；

H_i是第i取料层底面的高度；

L是悬臂俯仰中心至斗轮旋转中心的长度；

R是斗轮自转半径；

γ_i悬臂俯仰角度。

优选地，在斗轮自转圆周底部和H_i高度处取料层底平面相切的情况下，斗轮自转圆周与料堆斜面的切点高度为：

H_i+2Rsin²(θ/2)

其中，H_i是第i层底面的高度；

θ是物料的堆积角；

R是斗轮自转半径。

优选地，在斗轮自转圆周底部和H_i高度处的取料层底平面相切的情况下，斗轮在所述等高线平面内绕悬臂回转中心的水平回旋轨迹方程为：