[发明专利]一种堆料装置的自动堆料的控制方法

摘要

本发明涉及一种堆料装置的自动堆料的控制方法，所述堆料装置包括下料机构、检测模块和控制模块，具体步骤如下：(1)计算确定储料场内物料最大储备量下的料堆沿宽度方向的第一几何截面；(2)最优下料点的确定；(3)将堆料装置的下料机构下料点定位在最优下料点；(4)堆料装置进行堆料作业。本发明在满足堆料的前提下保证堆型靠近出料口，保证刮板取料机构工作中其底部的作业面能接触料堆，防止做虚功的问题，同时充分保证料场利用率、发挥堆取料设备的堆料能力，从而克服了现有的散货料场自动化程度低、操作者劳动强度高、作业效率低和场地利用率低的缺陷。

主权项

1.一种堆料装置的自动堆料的控制方法，所述堆料装置包括下料机构、检测模块和控制模块，其特征在于，所述检测模块至少包括用于检测储料场地理形貌特征的地理形貌检测装置以及用于检测下料机构的下料口位置的位置检测装置，所述地理形貌特征至少包括储料场料堆的表面形貌以及其预定位置在预设的坐标系中的坐标值，所述检测模块将检测的数据信息传递给所述控制模块，所述控制模块包括数据服务器和计算模块，所述堆料装置的自动堆料的控制方法包括如下步骤：

(1)计算模块根据储料场设计的物料最大储备量、堆料长度和料堆安息角计算确定储料场内物料最大储备量下的料堆沿宽度方向的第一几何截面，其中，所述第一几何截面中料堆轮廓线与储料场出料口的交点设为出料点，所述第一几何截面中连接顶点与出料点的边长设为第一边；

(2)最优下料点的确定：计算模块根据获得的作业指令计算本次作业量下的料堆沿宽度方向的第二几何截面：先确定所述第二几何截面的出料点与第一几何截面的出料点重合并且所述第二几何截面的顶点位于所述第一几何截面中的第一边上的基本原则，然后根据本次作业的作业量确定第二几何截面的顶点的具体位置，所述第二几何截面中的顶点的正上方即为最优下料点；

(3)将堆料装置的下料机构下料点定位在最优下料点：所述控制模块通过位置检测装置获取当前下料机构的下料点在料场中的位置坐标，并将接收的位置坐标与步骤(2)中的计算获得的最优下料点的坐标进行比较，并依据比较结果发出命令控制下料机构运动直至其下料口移动至最优下料点；

(4)堆料装置进行堆料作业：堆料过程中，所述地理形貌检测装置实时将检测数据发送至控制模块，所述控制模块将接收的储料场地理形貌特征数据进行处理得到料堆的堆形剖面图信息，并与步骤(1)中计算的本次作业量下的料堆沿宽度方向的第二几何截面进行比较，判断料堆实时的堆形剖面图的顶点是否与第二几何截面的顶点处于同一竖直线上，否，则控制模块控制缩件工作并驱动第二下料溜斗的下料口移动对下料点进行微调，直至完成本次堆料作业。

2.根据权利要求1所述的堆料装置的自动堆料的控制方法，其特征在于，所述地理形貌检测装置能检测储料场可测量区域的地理形貌特征并能计算并获得不可测量区域的地理形貌特征，所述不可测量区域为所述地理形貌检测装置的盲区，其中所述不可测量区域的地理形貌特征获取过程中的计算模型为：z＝tan(θ)(x‑x_p)+z_p+z₀，式中，θ为料堆物料的安息角，x与z分别为地理形貌检测装置在料堆不可测量区域的任意点在预设的坐标系中的横坐标和竖坐标，x_p与z_p分别为地理形貌检测装置在料堆的可测量区域与不可测量区域的焦点p在预设的坐标系中的横坐标和竖坐标，所述z₀为调节系数，所述调节系数可根据地理形貌检测装置的安装位置的坐标和堆料场坐标的相对位置关系确定。

3.根据权利要求1或2所述的堆料装置的自动堆料的控制方法，其特征在于，所述控制模块将接收的数据信息储存于数据服务器并实时更新，其中，储料场的地理形貌数据以DEM地形数据格式存储于数据服务器中，所述控制模块可将储料场地理形貌数据通过计算模块转化为2D或3D堆形显示，所述2D或3D堆形显示至少包括储料场内各个料堆的物料名称、堆形体积、堆形安息角、堆形剖面图信息；其中，全料场地理形貌数据转化为2D或3D堆形显示的计算过程中，所述料堆的堆形体积的计算模型为式中，m和n为料场DEM地形数据格式下的网格数，其中，m为DEM地形数据格式下的料场行数，n为DEM地形数据格式下的料场列数，h_ij为第i行j列下的所对应的网格高度值，V为料堆的堆形体积。

4.根据权利要求3所述的堆料装置的自动堆料的控制方法，其特征在于，所述控制模块将储料场地理形貌数据通过计算模块获得包括全料场内各个料堆的物料名称、堆形体积、堆形安息角、堆形剖面图信息的2D或3D堆形显示，并根据所述控制模块内预存的信息对2D或3D堆形显示中各个料堆进行物料名称的标注。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的堆料装置的自动堆料的控制方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(4)中，先确定储料场的基本储备量，然后根据储料场的基本储备量确定基本储备量的最优下料点，其计算方法与步骤(1)中的最优下料点计算方法一致；再根据计算结果将下料点移动至基本储备量的最优下料点进行下料作业，当下料量达到基本储备量后，将下料点移动至作业本次作业量下的最优下料点进行下料作业。

6.根据权利要求5任意一项所述的堆料装置的自动堆料的控制方法，其特征在于，所述下料机构包括料斗本体，所述料斗本体的上部设有进料口，所述料斗本体的下部至少设有第一下料溜斗和第二下料溜斗，所述第一下料溜斗和第二下料溜斗通过伸缩件相连，所述伸缩件可驱动所述第一下料溜斗和/或第二下料溜斗转动并改变下料机构下料点，所述第一下料溜斗和第二下料溜斗分别设有第一下料通道和第二下料通道，所述下料机构内设有用于调节选择物料下料通道的可调件。

7.根据权利要求6所述的堆料装置的自动堆料的控制方法，其特征在于，所述可调件为翻转板，所述翻转板与第一下料溜斗、第二下料溜斗相铰接，所述翻转板可沿三者的铰点转动并实现所述第一下料通道和第二下料通道的开合。

8.根据权利要求7所述的堆料装置的自动堆料的控制方法，其特征在于，所述翻转板设有转轴，所述第一下料溜斗、第二下料溜斗与所述转轴铰接，所述下料机构设有电机，所述电机的电机轴与所述转轴相连，所述电机工作时驱动所述转轴转动，进而带动所述翻转板翻转，所述伸缩件可驱动所述第一下料溜斗和第二下料溜斗沿所述转轴转动。

9.根据权利要求7所述的堆料装置的自动堆料的控制方法，其特征在于，所述电机和伸缩件与所述控制模块电连，所述检测模块还包括用于检测翻转板翻转角度的角度测量装置，所述一下料溜斗和第二下料溜斗的下料口处均设有位置检测装置，所述步骤(3)和步骤(4)中，所述控制模块实时接收角度测量装置传递的数据信息并与预存的第一下料通道开合时的翻转角度、第二下料通道开合时的翻转角度进行比较，并根据比较结果确定是否发出控制命令控制电机运行带动翻转板翻转并实现控制第一下料通道和第二下料通道的开合；所述控制模块实时接收位置检测装置传递的数据信息获取当前下料机构的下料点在料场中的位置坐标，并将接收的位置坐标与步骤(1)中的计算获得的最优下料点的坐标进行比较，并依据比较结果发出命令控制伸缩件工作并驱动第一下料溜斗和第二下料溜斗的下料口移动至最优下料点。

10.根据权利要求7所述堆料装置的自动堆料的控制方法，其特征在于，所述第一下料溜斗与料斗本体固定连接并作为储料场内物料最大储备量下的下料点，所述步骤(3)中，所述控制模块接收作业指令，并判断本次作业量是否与储料场内物料最大储备量一致，当二者相同时，所述控制模块控制调节件运动开启第一下料通道的同时闭合第二下料通道；当二者不相同时，所述控制模块通过位置检测装置获取当前下料机构的下料点在料场中的位置坐标，并将接收的位置坐标与步骤(2)中的计算获得的最优下料点的坐标进行比较，并依据比较结果发出命令控制伸缩件工作并驱动第二下料溜斗的下料口移动至最优下料点。