[发明专利]一种激光盘煤装置及盘煤方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光盘煤装置及盘煤方法，用于煤场堆煤量的测量领域。

背景技术

电厂企业的燃料费用占发电企业成本的70％～80％，燃料管理作为火力发电厂经营的重要环节，通过对燃料从计划、采购、运输、检斤检质、存放、分样、抽样、化验、核算以及数字化煤场、掺配等所有环节的管理，最终实现对入厂煤标煤单价的有效控制，燃煤效率的提升。通过对燃料全过程的监控管理，达到控制燃料成本、提高生产效益的目的。其中作为整个燃料管理系统中的一个环节的煤量盘存，有着举足轻重的重要性。为了准确地获得发电厂存煤量，前期用推煤机将不规则煤堆整形，然后用尺子丈量，计算出煤堆的体积，再乘以煤的比重，得到存煤量将这样的过程称为盘煤。但是，这种方法测量结果误差较大。采用视频成像技术测量盘煤技术，由于是二维图形且煤与周边环境色差不大，受气候光照等自然环境影响大，从而降低了测量精度和可靠性。

目前采用激光盘煤测量装置减少了人为因素产生的测量误差，实现了煤场的自动化盘煤，系统安全、可靠、省时，测量效果可靠精度高。其中，便携式激光盘煤仪操作复杂，需要人工选择多个测量点进行测量，耗时较久且测量精度不准确；而固定式激光盘煤仪由于固定无法移动，对于堆煤情况复杂的煤场存在很多盲区从而造成测量精度不准确，为了确保精度满足系统要求须安装两台甚至更多固定式激光盘煤仪。

因此，为解决煤场现有的激光盘煤方案盘煤误差较大、造价高昂的问题，设计出一种自动化程度高、误差小、成本低、安全可靠的盘煤装置是本领域技术人员所面临的一个技术难题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种激光盘煤装置及盘煤方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种激光盘煤装置，包括：

导轨，其安装于堆取料机前臂上，且平行于所述堆取料机前臂，所述堆取料机前臂通过回转机构A水平转动；所述导轨的两端分别固定有限位开关，所述导轨的一端固定有测距传感器；

智能巡回车，其安装在所述导轨上并沿导轨移动，所述智能巡回车上设有云台，所述云台上固定安装有激光测距装置和角度传感器；所述云台通过回转机构B绕水平线转动；

上位机，用于控制所述智能巡回车的移动；

后台计算机，用于接收测量参数并计算得到堆煤量。

进一步的，所述智能巡回车上的云台上还设有角度控制器，用于控制所述云台的旋转。

进一步的，所述角度传感器用于测量所述堆取料机前臂的旋转角度和所述云台的旋转角度。

进一步的，所述限位开关用于确定所述智能巡回车的移动起点和终点。

进一步的，所述测距传感器用于确定所述智能巡回车的位移。

进一步的，所述激光测距装置用于测量激光发送端到扫描点的距离。

进一步的，所述测量参数包括智能巡回车的位移、堆取料机前臂的旋转角度、云台的旋转角度和激光发送端到扫描点的距离。

一种使用所述的激光盘煤装置盘煤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集数据：

步骤1.1，以智能巡回车起始点竖直向下与水平面的交点为坐标原点，沿导轨方向为x轴方向，以右手法则建立空间直角坐标系；

智能巡回车位移距离为t处时，所述云台上的激光扫描的最大角度为α，

其中，r为圆形煤场半径，H为堆取料机前臂高度，l为云台上的激光发送端到导轨的长度，L₁为智能巡回车起始点到堆取料机立柱的水平距离；

激光扫描到P点(x,y,z)时，所述云台与竖直方向的夹角为β，智能巡回车位移为t，激光发送端距离P点为s，L为导轨长度，堆取料机前臂旋转角度为0时：

x＝t

y＝s·sinβ

z＝H-l-s·cosβ

其中，

t≤L

β≤α

当堆取料机前臂旋转角度为θ时：

x＝t·cosθ-s·sinβ·sinθ-L₁·(1-cosθ) 0≤θ＜360°

y＝t·sinθ+s·sinβ·cosθ+L₁·sinθ

z＝H-l-s·cosβ β≤α

由堆取料机前臂旋转角度θ、云台与竖直方向的夹角β、智能巡回车位移t、激光发送端到P点距离s，确定圆形煤场内任意点的空间坐标；