[发明专利]一种型材吊运智能天车系统

权利要求书

1.一种型材吊运智能天车系统，其特征在于：包括天车硬件系统和天车智能控制系统；

所述天车硬件系统包括桥式起重机、吊具；所述桥式起重机包括导轨、大车、小车、桥架、编码尺、视频监控摄像机、有限位传感器和激光扫描防碰撞传感器、防摇摆驱动控制器；所述吊具用于进行型材的吊运，其上设置有视频监控摄像机、激光测距传感器和物料传感器、起升电机；通过激光测距传感器和起升电机配合，对吊具起升的高度位置进行精确定位；通过物料传感器对吊具装载型材的情况进行监控；所述天车智能控制系统包括运动控制系统和调度控制系统；所述运动控制系统用于接收调度控制系统发送的硬件控制指令，对天车硬件系统进行运动控制和安全控制；所述运动控制系统包括运动和定位模块、无线通讯模块、安全保障模块；其中：所述运动和定位模块用于基于硬件控制指令控制桥式起重机的三维运动及吊具的开合运动；所述无线通讯 模块实现无线通讯，用于接收调度控制系统通过无线的方式发送的硬件控制指令；所述安全保障模块用于基于起重机和吊具的工作环境信息，采取紧急措施以保证桥式起重机和吊具的安全；

调度决策系统用于接收用户输入的控制指令，将所述用户输入的控制指令转化为硬件控制指令序列，并将所述硬件控制指令序列中的硬件控制指令发送给运动控制系统；所述调度控制系统包括任务管理模块和调度决策模块；其中：所述任务管理模块用于接收来自一个或多个用户输入的控制指令，对所述控制指令进行分析，如果所述控制指令为运动控制指令，则将所述运动控制指令发送给调度决策模块；调度决策模块接收运动控制指令，对接收到的运动控制指令进行路径规划处理以产生硬件控制指令序列，为所述硬件控制指令序列创建任务，然后对所述任务中的硬件控制指令序列进行指令调度，将所调度的硬件控制指令发送给运动控制系统；

对接收到的运动控制指令进行路径规划处理以产生硬件控制指令序列，具体为：从运动控制指令中获取运动的起点SP和终点DP，获取预存的运动地图，基于所述起点SP、终点DP和运动地图进行路径规划以获取运动路径PTH；基于运动路径PTH将运动控制指令转化为运动控制指令序列，基于运动控制指令和硬件控制指令序列之间的预设对应关系，将运动控制指令序列转化为第一硬件控制指令序列，对所述第一硬件控制指令序列进行无用指令消除和重复运动消除以生成硬件控制指令序列。

2.如权利要求1所述的一种型材吊运智能天车系统，其特征在于：桥式起重机上还设置有位置传感器，实时反馈桥式起重机的位置信息给调度决策模块，以实现桥式起重机位置的闭环控制；所述视频监控摄像机设置在吊具上，用于对吊具的工作环境进行实时监测，出现设定异常情况及时触发相关报警信息；所述工作环境为工作运行空间信息。

3.如权利要求1所述的一种型材吊运智能天车系统，其特征在于：所述大车和小车在导轨上运行，根据编码尺进行精确定位；所述桥架用于对导轨进行支撑；大车和小车用于进行型材的运输；

所述视频监控摄像机设置在小车上，对桥式起重机的工作环境进行实时监测，出现设定异常情况及时触发相关报警信息；

所述有限位传感器和激光扫描防碰撞传感器设置在桥式起重机的轨道方向上；

所述防摇摆驱动控制器控制大车和小车运行电机运转，基于防摇摆控制策略使吊具在工作过程中迅速消除单摆晃动，精确定位到位。

4.如权利要求1所述的一种型材吊运智能天车系统，其特征在于：运动控制系统和调度控制系统设置在分离的物理设备上，所述运动控制系统设置于天车硬件系统一侧，而调度控制系统设置在另一侧。

5.如权利要求1所述的一种型材吊运智能天车系统，其特征在于：所述安全保障模块用于通过视频监控摄像机实时监控吊具的工作环境，识别异常情况并进行报警；还用于接收有限位传感器和激光扫描防碰撞传感器检测的桥式起重机工作环境，识别异常情况并进行报警，从而保证在桥式起重机在极限位置和多车协作时安全避让；接收在吊具起升方向设置的有限位传感器检测的吊具工作环境信息，基于所述环境信息保证吊具起升过程中上不冲顶，下不撞地。