[发明专利]一种基于空间定位的抓斗卸船机防撞系统及方法

说明书

本发明提供一种基于空间定位的抓斗卸船机防撞系统及方法。系统包括：空间定位单元、机构定位单元以及控制单元。空间定位单元包括设置于抓斗卸船机塔头区域的天线和数据接收机；机构定位单元包括设置于臂架绞点的臂架俯仰角度定位装置、设置于司机室顶部的司机室位移定位装置以及设置于机房的抓斗位置定位装置；控制单元包括PLC控制器、以太网通讯模块以及DP通讯模块；所述PLC控制器根据抓斗卸船机整机定位信息建立空间三维坐标系，同时将抓斗卸船机关注机构定位信息加入所述空间三维坐标系中从而进行碰撞预警。本发明极大增强了抓斗卸船机运行的安全性及可靠性。

技术领域

本发明涉及散料码头抓斗卸船机设备，具体而言，尤其涉及一种基于空间定位的抓斗卸船机防撞系统及方法。

背景技术

目前，抓斗卸船机的防碰撞保护功能基本是基于限位开关、激光测距、毫米波雷达等常规检测手段来实现，不可避免的存在一些检测盲点，从而导致抓斗卸船机碰撞事故的发生，给散料码头的日常使用和维护管理造成了极大地安全隐患。因此急需一种安全可靠的抓斗卸船机整体防撞系统，以保证其运行的安全、可靠。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供一种基于空间定位的抓斗卸船机防撞系统，基于空间定位技术实现抓斗卸船机的精确定位，同时结合抓斗卸船机定位数据以及抓斗卸船机本身的结构尺寸，构建空间上的抓斗卸船机位置及姿态模型，再结合所相关设备的空间位置数据信息进行分析运算，从而实现对抓斗卸船机的整体防撞保护。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于空间定位的抓斗卸船机防撞系统，包括：

基于北斗空间定位技术获取抓斗卸船机整机定位信息的空间定位单元，所述空间定位单元包括设置于抓斗卸船机塔头区域的天线和数据接收机；

用于获取抓斗卸船机各机构定位信息的机构定位单元，所述机构定位单元包括设置于臂架绞点的臂架俯仰角度定位装置、设置于司机室顶部的司机室位移定位装置以及设置于机房的抓斗位置定位装置；

以及一方面通过以太网通讯的方式与所述空间定位单元通信连接、另一方面通过以太网通讯及Profibus DP通讯的方式与机构定位单元通信连接的控制单元，所述控制单元包括PLC控制器、以太网通讯模块以及DP通讯模块；

所述PLC控制器根据抓斗卸船机整机定位信息建立空间三维坐标系，同时将抓斗卸船机关注机构定位信息加入所述空间三维坐标系中从而进行碰撞预警。

进一步地，所述臂架俯仰角度定位装置为倾角仪，其用于检测臂架俯仰运行角度并发送至PLC控制器；

所述司机室位移定位装置为司机室绝对值编码器，其用于获取司机室定位数据并发送至PLC控制器；

所述抓斗位置定位装置包括起升绝对值编码器及小车绝对值编码器，其中起升绝对值编码器用于获取抓斗起升数据并发送至PLC控制器，所述小车绝对值编码器用于获取小车机构定位数据并发送至PLC控制器。

进一步地，所述控制单元还用于通过以太网通讯接收码头中控系统所提供的相邻设备以及船舶空间位置数据信息，并将相邻设备空间位置数据信息以及船舶空间位置数据信息加入所述空间三维坐标系中从而进行碰撞预警。

本发明还提供一种基于空间定位的抓斗卸船机防撞方法，基于上述抓斗卸船机防撞系统实现，包括以下步骤：

获取空间定位单元输出的抓斗卸船机整机定位信息，并基于所述抓斗卸船机整机定位信息建立空间三维坐标系，所述空间三维坐标系的X轴沿大车轨道水平方向延伸，Y轴沿垂直大车轨道水平方向延伸，Z轴沿竖直方向延伸；

获取抓斗卸船机各机构定位信息，结合抓斗卸船机实际尺寸建立抓斗卸船机空间模型，将所述抓斗卸船机空间模型融入至所述空间三维坐标系中；