[发明专利]一种智能抓斗的多模式工作方法

权利要求书

1.一种智能抓斗的多模式工作方法，其特征在于，所述智能抓斗包括，控制抓斗横向移动的大车(功率P1、速度V1)、控制抓斗纵向移动的小车(功率P2、速度V2)和控制抓斗升降的吊机和用于料堆成像的；所述智能抓斗通过成像装置实时获得堆料仓和卸料仓的图像数据，并在控制中心给出的移动路径下行动，其具体步骤包括：

S1、建立坐标系，设定抓取边界和堆放边界，所述抓取边界为堆料仓堆料区域，所述堆放边界为卸料仓堆料区域；

S2、获取堆料仓图像：通过成像装置扫描获得堆料仓内料堆的网格图形数据，每个网格点记录坐标(x，y，z)，其中x为横轴距离、y为纵轴距离、z为高度数据；根据网格数据提取料堆顶点D的位置坐标(xd，yd，zd)，其中zd为料堆顶点高度数据；根据网格数据以及顶点高度选出若干料堆峰值点Fi坐标(xfi，yfi，zfi)，其中0.9*zd≤zfi≤zd，i为自然数；

S3、料堆分层：以堆料仓深度方向自下而上进行分层，底层为堆料层、中层为节能清理层、顶层为高速清理层；

S4、模式选择：根据控制中心指令选择操作模式，操作模式包括：停机模式、节能模式和高速模式；

S5、计算路径：根据步骤S4选择的模式，采用不同的算法计算路径；

S6、路径计算完毕后，根据计算结果控制抓斗进行移动抓放物料。

2.根据权利要求1所述的一种智能抓斗的多模式工作方法，其特征在于，处于停机模式时，大车、小车和吊机均不工作，成像装置设定间隔时间扫描刷新堆料仓图像；处于节能模式和高速模式时，大车、小车和吊机在控制中心控制下沿计算出的路径行动，成像装置在每次结束抓取操作后扫描刷新堆料仓图像，成像装置在每次结束堆放操作后扫描刷新卸料仓图像。

3.根据权利要求2所述的一种智能抓斗的多模式工作方法，其特征在于，节能模式的路径计算方法为：

1、确定堆放点：按料斗大小以及卸料仓大小，预设若干堆放点的坐标(Xt1，Yt1，Zt1)～(Xtn，Ytn，Ztn)并排序，确定当先堆放点坐标为(Xtj，Ytj，Ztj)，j(1≤j≤n)为当前堆放的次数；

2、抓取点选择：从料堆顶点D以及料堆峰值点Fi选取，计算能耗：Wd＝│xd-Xtj│×P1/V1+│yd-Ytj│×P2/V2，WFi＝│xfi-Xtj│×P1/V1+│yfi-Ytj│×P2/V2，比较Wd与所有WFi的大小，选择其中最小值的料堆顶点D或料堆峰值点Fi的坐标，作为抓取点；

3、生成运动路径：运动路径为上述步骤2中抓取点到步骤1中堆放点的移动轨迹。

4.根据权利要求2或3所述的一种智能抓斗的多模式工作方法，其特征在于，所述高速模式的路径计算方法为：

1、确定堆放点：按料斗大小以及卸料仓大小，预设若干堆放点的坐标(Xt1，Yt1，Zt1)～(Xtn，Ytn，Ztn)并排序，确定当先堆放点坐标为(Xtj，Ytj，Ztj)，j(1≤j≤n)为当前堆放的次数；

2、抓取点选择：从料堆顶点D以及料堆峰值点Fi选取，计算时间：Td＝│xd-Xtj│/V1+│yd-Ytj│/V2，TFi＝│xfi-Xtj│/V1+│yfi-Ytj│/V2，比较Td与所有TFi的大小，选择其中最小值的料堆顶点D或料堆峰值点Fi的坐标，作为抓取点；

3、生成运动路径：运动路径为上述步骤2中抓取点到步骤1中堆放点的移动轨迹。

5.根据权利要求1所述的一种智能抓斗的多模式工作方法，其特征在于，所述步骤S4中，模式选取包括自动选取和手动选取；其中自动选取逻辑为：当zd高度小于堆料层高度时，选择停机模式；当zd高度处于节能清理层高度范围时，选择节能模式；当zd高度处于高速清理层高度范围时，选择高速模式。

6.根据权利要求5所述的一种智能抓斗的多模式工作方法，其特征在于，所述堆料层高度为H/5，所述节能清理层高度为7H/15，所述高速清理层为H/3，H为堆料仓的最大堆料高度。