散貨自動化卸船系統的製作方法
2023-11-01 05:13:37 4
專利名稱：散貨自動化卸船系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種散貨卸船系統，尤其是一種具有自動化功能的散貨卸船系統。
技術背景目前，港口散貨碼頭採用抓斗卸船時都是手動方式。手動卸船時，大車、小車、起升及抓斗的動作全部由司機來操作，其效率完全取決於司機的熟練程度。司機操作容易引起抓斗的搖擺，很大程度上影響作業效率。司機長時間連續作業時，不僅作業效率大幅度降低，還容易因視覺引起少抓、埋鬥、不準確卸料等現象。目前，有一種自動方式的抓斗卸船機，抓斗從船艙上方到料鬥上方以及 在料鬥上方的開鬥卸料由主程序自動完成，可以避免手動操作引起的搖擺和不準確卸料，消除了人為因素的影響，提高了卸船動作的一致性。但是 這種自動卸船方式存在兩個瓶頸，很大程度上制約了其推廣， 一是需要司 機預先設定好船艙的內外側位置，自動作業的前提是假設這個位置在相當 長的時間內固定不變的。而在實際情況下，由於船艙內物料的變化以及漲 潮和落潮的影響，船身會產生傾斜或上浮。這時採用自動方式卸船就存在 撞船的危險。另外一個是倉內散貨物料帆布的不規則，為了打到滿鬥，避 免空抓、少抓以及埋鬥現象，司機在啟動自動循環時，需要手動設定下一 個循環船艙上方的返回點。因此，這種自動卸船方式僅限於單個循環內的有限自動化，多個循環之間的連接依靠司機的手動調整，司機也需要經過一段時間的訓練才能打到自動過程和手動調整的協調操作。發明內容本實用新型是為了解決散貨自動化卸船的技術問題，而提供一種散貨自 動化卸船系統，即在現有手動和半自動卸船功能的基礎上，增加船艙及物 料掃描設備，實現船艙位置和物料分布的自動檢測，從而替代司機的手動 設置和操作，實現整艙連續自動卸船功能，達到提高作業效率和保障安全 性能的目的。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種散貨自動化卸船系統，包括主控制系統、目標位置掃描系統、多傳 動系統，起重機維護和監視系統；主控制系統分別與目標位置掃描系統，起重機維護和監視系統，多傳動 系統連接，主控制系統用於執行卸船機手動和自動作業的邏輯控制以及安 全保護的邏輯控制，多傳動系統執行卸船機各機構電機的驅動控制；目標位置掃描系統中的目標位置傳感器安裝在卸船機前大梁一側的下 方，整對船型的中心線，掃描窗正對水面，使目標位置傳感器的掃描範圍 能覆蓋最大船型，並將實時檢測的船艙位置、物料種類及分布和返程點數 據信號通過主控制系統傳送至司機室和中央監控室，同時形成物料表面還 原圖形以及自動產生優化路徑，確認後，主控制系統通過多傳動系統輸出 控制驅動信號給執行卸船機各機構電機，用於自動卸船。目標位置傳感器是基於雷射測距的掃描設備；主控制系統與目標位置掃描系統，起重機維護和監視系統，多傳動系統連接，以及多傳動系統連接與執行卸船機之間的數據傳輸均採用光纖傳輸；執行卸船機包括大車、小 車、抓斗，其中，抓斗由主控制系統通過調速器控制抓斗執行電機的速度 來抑制其在移動時的搖動。本實用新型的有益效果是本實用新型在現有手動和半自動卸船功能的 基礎上，增加船艙及物料掃描設備，實現船艙位置和物料分布的自動檢測， 從而替代司機的手動設置和操作，實現整艙連續自動卸船功能，達到提高 作業效率和保障安全性能的目的。在這種全自動化卸船的方式下，司機只 需要把卸船機移動到作業船艙的範圍內，掃描設備自動對船艙進行掃描， 確定艙口的位置和高度，以及艙內物料的分布情況，並以圖形方式顯示。 司機根據物料的分布選擇合適的卸船策略，系統自動產生優化的卸船路徑， 經司機確認後，自動開始卸船作業。在自動卸船作業過程中，掃描設備隨 時對作業區域進行掃描，及時更新艙口位置、高度以及艙內物料分布的變 化，系統根據艙口的實際位置和高度自動更新自動卸船作業的範圍，並根 據物料的實際分布自動計算返程點的位置，無需司機手動設定。司機也可 隨時根據實際情況中斷自動卸船過程，對設備進行幹涉和調整，調整結束 後可以恢復自動作業，系統繼續自動卸船作業。在沒有司機幹涉的情況下， 系統將自動進行卸船作業直至整艙卸船作業結束。
圖l是本實用新型的系統框圖； 圖2是目標位置傳感器安裝位置示意圖； 圖3是目標位置傳感器掃描路徑示意圖； 圖4是目標位置傳感器掃描原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1所示，本實用新型的散貨自動化卸船系統，包括主控制系統、目 標位置掃描系統、多傳動系統，起重機維護和監視系統。主控制系統分別與目標位置掃描系統，起重機維護和監視系統，多傳動 系統連接，主控制系統用於執行卸船機手動和自動作業的邏輯控制以及安 全保護的邏輯控制，多傳動系統執行卸船機各機構電機的驅動控制。為保 證數據傳輸的實時性，本系統主要採用光纖傳輸方式。如圖2所示，目標位置掃描系統中的目標位置傳感器1安裝在卸船機前 大梁一側的下方，整對船型的中心線，掃描窗正對水面。目標位置傳感器自動識別船舶所再的位置、船艙的位置、艙口和艙底的 高度，以及船艙內的物料種類及其分布情況。本實用新型採用的目標位置傳感器(TPS)具有完成船艙位置、物料種 類及分布和返程點的實時檢測三種功能。該目標位置傳感器是基於雷射測距的掃描設備，已經成功地應用於貨櫃船型掃描、堆場掃描、集卡掃描和定位。其基本工作原理(圖4所示) 是雷射測距，採用雷射對目標進行二維高速連續掃描2 (圖3所示)，測量 目標表面上各點的距離，根據各點的雷射角度和距離，可以得到各點的三 維位置信息。從這些點的位置信息中，可以採用各種算法提取目標表面形 狀特種(如邊緣)的位置，也可以將目標表面的形狀恢復出來。本實用新型的自動化無人抓斗卸船工作流程 步驟一司機將大車移動到整對船形中心線的位置，TPS掃描船艙及物料，並在司機室和在中央監控室同時形成物料表面還原圖形；步驟二系統自動產生優化路徑，等待司機確認。司機確認後，開始自動 卸船；步驟三在抓斗抓取一鬥物料後，掃描在黃制對作業區域進行掃描，自動 生成抓斗的返程點，同時也形成相應的物料表面還原圖形； 步驟四抓斗作業完畢後，對船艙內殘留物料，採用推耙機將物料堆積， 此時作業區域很集中，掃描範圍很小，掃描後再次採用抓斗抓取物料，同 步驟三，直至完全卸船。
權利要求1.一種散貨自動化卸船系統，包括主控制系統、目標位置掃描系統、多傳動系統，起重機維護和監視系統；其特徵在於，所述主控制系統分別與目標位置掃描系統，起重機維護和監視系統，多傳動系統連接，主控制系統用於執行卸船機手動和自動作業的邏輯控制以及安全保護的邏輯控制，多傳動系統執行卸船機各機構電機的驅動控制；所述目標位置掃描系統中的目標位置傳感器安裝在卸船機前大梁一側的下方，整對船型的中心線，掃描窗正對水面，使目標位置傳感器的掃描範圍能覆蓋最大船型，並將實時檢測的船艙位置、物料種類及分布和返程點數據信號通過主控制系統傳送至司機室和中央監控室，同時形成物料表面還原圖形以及自動產生優化路徑，確認後，主控制系統通過多傳動系統輸出控制驅動信號給執行卸船機各機構電機，用於自動卸船。
2. 根據權利要求l所述的散貨自動化卸船系統，其特徵在於，所述目標位 置傳感器是基於雷射測距的掃描設備。
3. 根據權利要求l所述的散貨自動化卸船系統，其特徵在於，所述主控制 系統與目標位置掃描系統，起重機維護和監視系統，多傳動系統連接，以 及多傳動系統連接與執行卸船機之間的數據傳輸均採用光纖傳輸。
4. 根據權利要求l所述的散貨自動化卸船系統，其特徵在於，所述執行卸 船機包括大車、小車、抓斗，其中，抓斗由主控制系統通過調速器控制抓 鬥執行電機的速度來抑制其在移動時的搖動。
專利摘要本實用新型涉及一種散貨自動化卸船系統，包括主控制系統、目標位置掃描系統、多傳動系統，起重機維護和監視系統；主控制系統分別與目標位置掃描系統，起重機維護和監視系統，多傳動系統連接，主控制系統用於執行卸船機手動和自動作業的邏輯控制以及安全保護的邏輯控制，多傳動系統執行卸船機各機構電機的驅動控制。本實用新型在現有手動和半自動卸船功能的基礎上，增加船艙及物料掃描設備，實現船艙位置和物料分布的自動檢測，從而替代司機的手動設置和操作，實現整艙連續自動卸船功能，達到提高作業效率和保障安全性能的目的。
文檔編號G05B19/418GK201166805SQ20072014438
公開日2008年12月17日 申請日期2007年12月20日 優先權日2007年12月20日
發明者包起帆 申請人:上海國際港務(集團)股份有限公司