集装箱门式起重机用吊具路径优化控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103231990103231990B(45)授权公告日2014.12.03(21)申请号201310175699.0(22)申请日2013.05.14(66)本国优先权数据201210591780.22012.12.30CN(73)专利权人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号(72)发明人曹民朱爱玺曹至文(51)Int.Cl.B66C13/16(2006.01)B66C13/22(2006.01)B66C13/04(2006.01)B66C15/00(2006.01)审查员梅钦权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称集装箱门式起重机用吊具路径优化控制系统(57)摘要一种基于激光扫描定位技术的集装箱门式起重机用吊具路径优化控制系统，主要由吊具路径控制模块、激光扫描测距仪、视频监控摄像机、触控式显示屏等组件构成，能根据码头运营操作系统的调度指令和小车载激光扫描测距仪的测距信息，按照扫描定位识别和路径优化控制等智能算法，对堆场轮廓及吊具（或被吊集装箱）进行定位识别和路径优化，使吊具（或被吊集装箱）沿优化路径装卸到位。该系统能显著提高作业效率、降低运行能耗、减少撞箱事故和减轻劳动强度，从而进一步扩展了码头运营操作系统的调度功能，可广泛用于集装箱堆场的各类轮胎式和轨道式龙门吊。CN103231990BCN10329BCN103231990B权利要求书1/1页1.一种集装箱门式起重机用吊具路径优化控制系统，主要由吊具路径控制模块、激光扫描测距仪、视频监控摄像机、触控式显示屏构成，吊具路径控制模块根据码头运营操作系统的调度指令和小车载激光扫描测距仪的测距信息，按照预定的扫描定位识别算法和路径优化控制算法，对堆场轮廓、吊具和被吊集装箱进行定位识别和路径优化后，将控制指令发送至主/从站可编程控制器；主/从站可编程控制器根据操纵手柄开关、旋锁开闭状态、小车和吊具位置编码器信息，对控制指令进行比较、判断和确认后，通过驱动器及接触器驱动小车运行电机、吊具起升电机和旋锁开闭机构，使吊具和被吊集装箱沿优化路径装卸到位，同时将运行记录回传给吊具路径控制模块和码头运营操作系统；当接收到操纵手柄开关信号时，系统立即将自动模式切换为手动模式，其后恢复自动模式须手动切换；当超出控制范围或出现系统故障时，故障诊断处理程序可输出急停和报警信号；为提高系统安全性和操控便利性，用户还可通过视频监控摄像机和触控式显示屏对作业过程进行监视和调整。2.根据权利要求1所述的集装箱门式起重机用吊具路径优化控制系统，所述吊具中吊具反射板的激光反射面为圆弧形结构，安装在吊具顶部且反射面面向激光扫描测距仪，通过反射面上至少三个连续的激光扫描点来确定反射面圆心的坐标位置。3.根据权利要求1所述的集装箱门式起重机用吊具路径优化控制系统，所述触控式显示屏的用户界面主要包括激光扫描图像区、视频监控图像区、调度指令显示区、控制模式操作区、故障提示显示区、控件开关操作区和运行记录操作区，激光扫描图像区和视频监控图像区分别用于实时显示集装箱堆场轮胎吊装卸作业过程的激光扫描图像和视频监控图像，调度指令显示区用于显示码头运营操作系统发送的装卸状态、堆场箱位和被吊箱号信息，控制模式操作区用于单选手动、半自动和自动模式，故障提示显示区用于列表显示故障描述和处理提示信息，控件开关操作区用于开机和关机操作，运行记录操作区用于装卸作业过程运行记录的查看和导出操作。2CN103231990B说明书1/6页集装箱门式起重机用吊具路径优化控制系统技术领域[0001]本发明涉及一种用于集装箱门式起重机的自动装卸控制装置，尤其是基于激光扫描定位技术的集装箱门式起重机用吊具路径优化控制系统。背景技术[0002]随着世界经济的不断发展，国内国际贸易多年来一直呈现连年递增的态势，航运业因其运量大、成本低的显著优势，码头集装箱吞吐量也大幅攀升，货物装运及运转速度几乎完全依赖于集装箱的搬运与集散速度，集装箱装卸效率已成为制约进疏港周期、提高港口物流服务水平、降低相关产业链成本的重大问题。目前门式起重机(简称龙门吊)的集装箱装卸仍然依靠司机人工操控完成，普遍存在装卸效率低、运行能耗高、劳动强度大、安全隐患多等诸多缺陷。在堆场进出箱过程中，司机通过目测感知龙门吊下方的箱位和堆高，再根据作业指令提供的目标箱位，操纵大车、小车和吊具来完成装卸，最后通过目测来检查和确认作业指令的完成情况。为避免人为操作不当引发的碰箱事故，龙门吊操作规程要求吊具走门框路径(而不是最短路径)，因而严重制约了作业效率、大幅增加了运行能耗。为提高集装箱的装卸效率，就要求龙门吊运行提速、司机操控动作加快，由于体力、情