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申请/专利权人：安徽马钢矿业资源集团姑山矿业有限公司;安徽马钢矿业资源集团有限公司;上海宝信软件股份有限公司

摘要：本发明公开了一种散货料场不规则斜料抓斗控制方法，涉及抓斗行车技术领域。该散货料场不规则斜料抓斗控制方法，根据三维激光扫描技术和相关图像处理技术，通过料堆三维实时成像，料场三维模型给出的料堆斜度，计算相关的控制模型，实现不规则斜料抓取效果的提升，利用安装在行车两端的激光扫描仪，在利用定位装置标定后扫描库区，形成实时的库区三维坐标数据。将实时的料堆三维坐标数据进行计算后，得到控制算法所需的相关数据，控制算法通过计算得知最优解，控制大车的位移解决抓取斜料时钢丝绳跑槽以及实现斜料抓取量最优化的问题。

主权项：1.一种散货料场不规则斜料抓斗控制方法，其特征在于：具体操作如下：准备相关设备，包括激光扫描设备、位置定位设备、数据通讯设备以及控制系统，控制系统采用西门子PLC1500，激光扫描设备根据激光测距，获取料堆表面上各点的三维位置信息，通过TCP通讯将扫描的数据发给服务器，服务器通过OPC通讯将控制系统所需的料堆模型数据发送到PLC，抓取料堆的时候，通过激光扫描设备反馈给PLC的料堆斜度，控制系统结合位置定位设备调整大车的位置，使其抓取过程中钢丝绳始终垂直于地面方向，进入深挖模式，做到抓取量最优化，解决钢丝绳跑槽的问题；激光扫描设备作为控制模型的先决条件，控制系统基于三维扫描料堆的斜度进行控制算法的计算，建立料场的三维模型，需要将料场通过激光扫描建立料场的坐标系，建立坐标系需要依靠位置定位设备确定三维坐标位置，根据大车标定X轴与Y轴的位置，根据抓斗的高度标定Z轴的位置；建立的直角坐标系，抓斗的控制模型需要知道所要抓取料堆的斜面角度，求取该角度，应具备的已知条件为：抓斗张开的长度、抓斗张开时最左边抓斗边的料堆高度以及抓斗张开时最右边抓斗边的料堆高度；设O点的坐标为a,b,c，Q点的坐标为d,e,f，则可以算大车W点的左边为d,e,c，已知抓斗的长度值，设为L，做抓斗到料面的投影，其料面的斜面角度为θ，抓斗抓取料面的斜面角度所对应的料堆倾斜高度为H，则H＝f-c，在得到料堆的倾斜高度以及抓斗的长度值后，根据反三角函数得到斜面角度θ的值为：θ＝arctanHL＝arctan[f-cL]；对大车的移动范围进行了抓取模型的分析，通过分析发现大车移动的位移量与料堆的斜面角度成线性回归的关系，采用线性回归的模型确定大车位移量；进行线性化处理，去除干扰数据和局部区域所出现的异常数据，在此基础上进行线性回归数据的分析，即进行大车位移量算法数据处理；对函数进行分段，当斜面角度在15度至65度之间具有线性回归趋势，而小于15度时是没有必要去移动大车，而料场的料堆情况不会出现大于65度的情况，对于最优大车位移量求线性回归方程： 设线性回归方程为X＝b*θ+a公式A；则再将所求的以及的值带入到公式A中，可以求出a的值，计算模型计算大车的位移量公式为：当θ15度时：X＝0；当15≤θ65度时： 当θ≥65度时：X＝1000；进行摊料面操作，在摊料面的过程中，为避免起升钢丝绳放置过多的情况发生，利用钢丝绳的力矩自动判断抓斗是否已经到达料面，根据钢丝绳反馈的力矩，能及时的结束继续放绳的动作，在进行深挖的过程中，抓斗的控制方式由速度控制转换为力矩控制，开闭的过程中，采用分段给力矩的方法来保证在抓斗开始上升的时候是绷紧的状态，在这种条件下抓取料堆，随着抓料的进行，抓斗会随着起升以及开闭的力矩渐渐拉正，控制大车也渐渐回到原本的位置，从而做到抓取量的最优化，确保运行效率。

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