[发明专利]一种无人加砂作业机械及其控制方法

说明书

本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种无人加砂作业机械及其控制方法，包括作业机械本体、控制系统、安全平台以及遥控装置；所述控制系统分别与作业机械本体以及遥控装置连接，用于实现运砂车的位置确认和起吊砂袋的自动识别、用于控制砂袋的起吊和卸砂以及用于控制作业机械本体上的挂钩返回下一轮砂袋位置进行下一轮加砂工作；所述安全平台设置于远离作业机械本体工作臂作业范围的区域外部，作为操作人工的施工空间，用于以保障操作人员的施工安全；所述遥控装置设置于安全平台上，用于向作业机械发送指令。本发明的有益效果为：能够自主确认起吊点和卸砂点的识别以及自动起吊和自动卸砂功能，智能化作业。

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，涉及一种无人加砂作业机械及其控制方法。

背景技术

工程机械领域，很多工程作业需要储砂，比如高架桥墩制造，比如随着页岩气加砂压裂技术的日益成熟，为了提升地下气开采效率，提高地面机械设备的综合使用率，采用储砂罐提前储砂的方案被广为应用。

储砂罐的供砂采用砂袋运输为主，采用卡车运输方式将砂袋运输至储砂罐附近，目前，通常采用塔吊、吊机、卷扬机等起吊设备将挂钩下放至运输砂袋的卡车上方，通过工作人员完成挂袋作业，再操作起吊设备将砂袋吊运至加砂口上方，采用特定的卸砂方法，完成相应的卸砂过程。

如中国发明专利申请（申请号：202011047797.2，公开号：CN112373864A）公开了一种模块化压裂砂储存输送系统，使用悬臂吊组件将井场用压裂砂卸车上的砂袋吊装至砂袋存储区进行存储，等待加砂需求；使用悬臂吊组件将存储区的砂袋吊装至输送装置上等待起吊；在需要起吊时，由底部的工作人员将输送装置上的砂袋挂到吊钩上，通过卷扬机起吊砂袋，再将砂加入砂罐。但是未公开悬臂吊组件是否采用自动化方法或措施完成砂袋吊装、砂袋转移以及卷扬机控制是否采用自动化方法或措施完成起吊。此外，还公开了吊装砂袋和卸砂工艺，需要多名工作人员协同配合作业，存在人身安全隐患，且自动化程度不高；方案适用于卸砂口上方完全开放的储砂装置，不适用于卸砂口上方有顶棚遮挡加砂口的工况。

如中国发明专利（专利号：ZL201710766663.8，公告号：CN107381380B）公开了一种石油井场压裂施工自动卸砂一体化装置及其工作方法，采用吊机完成起吊砂袋的工作，但没有公开一键起吊前如何挂袋；公开了采用数据监控并记录前一轮作业过程数据对起吊位置进行标定，控制起吊大钩前往标定好的吊装位置实现空钩一键就位功能，包括解开绳子卸料，解锁机构复杂，包含砂袋锁绳器和解绳装置，解锁控制步骤繁琐，很明显锁绳过程需要专业人员完成精准操作达到锁绳的目的，用时较多，容易出现误操作的情况，操作人员在机械臂下存在较大的安全隐患。此外，公开的吊装上砂和卸砂工艺适用于卸砂口上方完全开放的储砂装置，不适用于卸砂口上方有顶棚遮挡加砂口的工况；受施工现场条件限制，当运砂车停放角度和位置不规范时，控制起吊大钩前往标定好的吊装位置会存在较大的偏差。

如中国发明专利申请（申请号：20201126360.5，公开号：CN112407978A）公开了一种页岩气加砂压裂用吊砂工艺，采用地面破袋模式，能够降低吊装风险，免除登高作业风险，保障作业安全性，实现高效、安全吊砂作业。另外还描述了通过远程遥控吊装系统将运输车上的袋装支撑剂吊至地面破袋器内，再通过皮带输送机将支撑剂送至罐顶入口入罐；作业过程中通过智能化监控，可适时监控砂罐各罐砂量，及时补充物料，保障支撑剂及时供应，但是未对精准挂袋、吊装以及卸袋方法及安全措施进行具体的描述。

此外，为了保证储砂罐内的干燥性，有必要在储砂罐加砂入口上方空间安装遮雨棚，但这种防雨结构的设置在一定程度上会影响加砂机械的工作方法及工作效率，而且需要多名工作人员协同指挥作业，导致人员劳动强度大而且人员安全风险程度非常高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无人加砂作业机械及其控制方法，能够自主确认起吊点和卸砂点的识别以及自动起吊和自动卸砂功能，智能化作业，解决了常规吊装过程需要多人配合的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：