一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法

摘要

本发明公开了一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，涉及工业天车领域，所述方法包括：首先，连续采集设置于天车吊绳轴向上的第一定位传感器、第二定位传感器和设置于横梁上的第三定位传感器、第四定位传感器两两之间的位置关系，并根据位置关系，连续求解所述天车吊绳的摇摆角θi；然后，判断所述摇摆角是否超出阈值，若所述摇摆角超出阈值，则根据述位置关系，求解消晃操作中所述天车所需的水平位移距离L；最后，根据所述水平位移距离L，控制所述天车移动。本发明通过定位传感器之间的距离关系，获得天车料仓的摇摆角，并根据摇摆角对天车进行移动控制，实现消晃，有效减少料仓自然停止晃动的等待时间，有效提高物料装载和卸载的效率。

权利要求

1.一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述方法包括：S1、连续采集设置于天车吊绳轴向上的第一定位传感器、第二定位传感器和设置于横梁上的第三定位传感器、第四定位传感器两两之间的位置关系；

S2、根据所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器以及所述第四定位传感器之间的所述位置关系，连续求解所述天车吊绳的摇摆角θi；其中，所述i满足1≤i≤I,所述i为正整数，所述I为本次消晃操作最近求解获得的摇摆角个数；

S3、判断所述摇摆角是否超出阈值，若所述摇摆角小于阈值，则执行步骤S4；

S4、根据所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器以及所述第四定位传感器之间的所述位置关系，求解消晃操作中所述天车所需的水平位移距离L；

S5、根据所述水平位移距离L，控制所述天车移动。

2.如权利要求1所述的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：获取所述第一定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器构成的第一三角形面积SΔ1i以及所述第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器构成的第二三角形面积SΔ2i；

求解所述天车吊绳的摇摆角θi，所述 其中，所述A、B、C、D分别为所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器的位置，所述lAB为所述第一定位传感器、第二定位传感器的距离，所述lCD为所述第三定位传感器、第四定位传感器的距离。

3.如权利要求2所述的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：根据所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器之间的位置关系，求解所述第一三角形面积SΔ1i和第二三角形面积SΔ2i；其中，所述所述

所述pACD为所述第一三角形面积SΔ1i的半周长，所述pBCD为所述第二三角形面积SΔ2i的半周长；

所述lAC、lAD、lCD、lBC、lBD分别为所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器之间的距离。

4.如权利要求1所述的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：从所述I个所述摇摆角θi中，选取摇摆角最大值θmax；

将所述摇摆角最大值θmax与第一阈值θth1比较，若所述摇摆角最大值θmax小于所述第一阈值θth1，则执行步骤S4。

5.如权利要求1所述的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：对所述I个所述摇摆角θi按大小进行排序，获得第一摇摆序列{θn}；所述n满足1≤n≤I；

从所述第一摇摆序列{θn}中选取前k个摇摆角较大值{θk}；所述k满足1≤k＜n；

获取摇摆角极大均值 所述

将所述摇摆角极大均值 与第二阈值θth2比较，若所述摇摆角极大均值 大于所述第二阈值θth2，则执行步骤S4。

6.如权利要求1所述的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：根据所述摇摆角θi，获取摇摆峰值角θtop；

根据所述摇摆峰值角θtop，获取所述水平位移距离L，所述L＝rcosθtop，所述r为摇摆半径。

7.如权利要求6所述的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述第一定位器设置在摇摆圆心上，第二定位器设置在天车料仓重心位置，所述r＝lAB。

8.如权利要求4所述的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：实时采集所述摇摆角θi，对所述摇摆角θi的数值大小与趋势进行判断，若所述摇摆角θi处于增大趋势且所述θi≥αθmax，则根据所述水平位移距离L，控制所述天车移动；所述0＜α≤1。

9.如权利要求1所述的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述位置关系包括：所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器以及第四定位传感器两两之间的距离；

或者所述第一定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器构成的第一三角形面积和所述第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器构成的第二三角形面积。

说明书

一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工业天车领域，特别是涉及一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法。

背景技术

[0002] 在工业生产中，吊装天车常用于运输生产物料、成品，是工业化生产的重要设备。在现有技术中，投料或者装载物品时，天车的料仓会摇晃，影响物料的交接效率。

发明内容

[0003] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，旨在对料仓进行消晃。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供了一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述方法包括：

[0005] S1、连续采集设置于天车吊绳轴向上的第一定位传感器、第二定位传感器和设置于横梁上的第三定位传感器、第四定位传感器两两之间的位置关系；

[0006] S2、根据所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器以及所述第四定位传感器之间的所述位置关系，连续求解所述天车吊绳的摇摆角θi；其中，所述i满足1≤i≤I,所述i为正整数，所述I为本次消晃操作最近求解获得的摇摆角个数；

[0007] S3、判断所述摇摆角是否超出阈值，若所述摇摆角小于阈值，则执行步骤S4；

[0008] S4、根据所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器以及所述第四定位传感器之间的所述位置关系，求解消晃操作中所述天车所需的水平位移距离L；

[0009] S5、根据所述水平位移距离L，控制所述天车移动。

[0010] 在该技术方案中，通过定位传感器之间的位置关系，获得天车料仓的摇摆角，并根据摇摆角对天车进行移动控制，实现消晃，有效减少料仓自然停止晃动的等待时间，有效提高物料装载和卸载的效率。

[0011] 进一步而言，所述步骤S2还包括：

[0012] 获取所述第一定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器构成的第一三角形面积SΔ1i以及所述第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器构成的第二三角形面积SΔ2i；

[0013] 求解所述天车吊绳的摇摆角θi，所述 其中，所述A、B、C、D分别为所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器的位置，所述lAB为所述第一定位传感器、第二定位传感器的距离，所述lCD为所述第三定位传感器、第四定位传感器的距离。

[0014] 在该技术方案中，通过第一三角形面积SΔ1i、第二三角形面积SΔ2i、第一定位传感器和第二定位传感器的距离lAB、第三定位传感器、第四定位传感器的距离lCD，求解获得摇摆角θi，采用该技术方案有效提高摇摆角的获取精度和效率，提高消晃操作精确度。

[0015] 在一具体实施例中，所述步骤S2还包括：

[0016] 根据所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器之间的位置关系，求解所述第一三角形面积SΔ1i和第二三角形面积SΔ2i；其中，[0017] 所述

[0018] 所述

[0019] 所述pACD为所述第一三角形面积SΔ1i的半周长，所述pBCD为所述第二三角形面积SΔ2i的半周长；

[0020] 所述lAC、lAD、lCD、lBC、lBD分别为所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器之间的距离。

[0021] 在该技术方案中，通过采用第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器之间的距离lAC、lAD、lCD、lBC、lBD，求解获得第一三角形面积SΔ1i、第二三角形面积SΔ2i。

[0022] 在一具体实施例中，所述步骤S3还包括：

[0023] 从所述I个所述摇摆角θi中，选取摇摆角最大值θmax；

[0024] 将所述摇摆角最大值θmax与第一阈值θth1比较，若所述摇摆角最大值θmax小于所述第一阈值θth1，则执行步骤S4。在该技术方案中，只需通过选取摇摆角最大值θmax，并与第一阈值θth1比较，求解速度快。

[0025] 在一具体实施例中，所述步骤S3还包括：

[0026] 对所述I个所述摇摆角θi按大小进行排序，获得第一摇摆序列{θn}；所述n满足1≤n≤I；

[0027] 从所述第一摇摆序列{θn}中选取前k个摇摆角较大值{θk}；所述k满足1≤k＜n；

[0028] 获取摇摆角极大均值 所述

[0029] 将所述摇摆角极大均值 与第二阈值θth2比较，若所述摇摆角极大均值 大于所述第二阈值θth2，则执行步骤S4。

[0030] 在该技术方案中，通过选取若干个较高的摇摆角，并取其平均值，有效提高获得的摇摆角极大值的均匀性和稳定性，提高消晃操作精度。

[0031] 在一具体实施例中，所述步骤S4还包括：

[0032] 根据所述摇摆角θi，获取摇摆峰值角θtop；

[0033] 根据所述摇摆峰值角θtop，获取所述水平位移距离L，所述L＝rcosθtop，所述r为摇摆半径。

[0034] 在一具体实施例中，所述第一定位器设置在摇摆圆心上，第二定位器设置在天车料仓重心位置，所述r＝lAB。在该技术方案中，减少一个测量值，减低系统成本。

[0035] 在一具体实施例中，所述步骤S5还包括：

[0036] 实时采集所述摇摆角θi，对所述摇摆角θi的数值大小与趋势进行判断，若所述摇摆角θi处于增大趋势且所述θi≥αθmax，则根据所述水平位移距离L，控制所述天车移动；所述0＜α≤1。

[0037] 在该技术方案中，通过在摇摆角θj处于增大趋势时，移动天车实现消晃，提高消晃精度。

[0038] 在一具体实施例中，在所述步骤S1中，所述位置关系包括：

[0039] 所述第一定位传感器、第二定位传感器、第三定位传感器以及第四定位传感器两两之间的距离；

[0040] 或者所述第一定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器构成的第一三角形面积和所述第二定位传感器、第三定位传感器、第四定位传感器构成的第二三角形面积。

[0041] 本发明的有益效果是：在本发明中，通过定位传感器之间的位置关系，获得天车料仓的摇摆角，并根据摇摆角对天车进行移动控制，实现消晃，有效减少料仓自然停止晃动的等待时间，有效提高物料装载和卸载的效率。

附图说明

[0042] 图1是本发明一具体实施方式提供的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法的流程示意图；

[0043] 图2是本发明一具体实施方式提供的一种工业智能吊装天车系统的结构示意图；

[0044] 图3是本发明一具体实施方式的天车消晃摇摆角求解的几何模型图。

具体实施方式

[0045] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

[0046] 首先，对工业智能吊装天车系统做必要说明。如图2所示，吊装天车101设置于横梁104上，天车101与吊钩通过吊绳103连接，吊钩下方吊有料仓102。

[0047] 如下，着重描述本实施例提供的一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法。

[0048] 如图1-3所示，在本发明第一实施例中，提供一种工业智能吊装天车料仓消晃控制方法，其特征在于，所述方法包括：

[0049] S1、连续采集设置于天车吊绳轴向上的第一定位传感器105、第二定位传感器106和设置于横梁上的第三定位传感器107、第四定位传感器108两两之间的位置关系；

[0050] 值得一提的是，天车吊绳轴向是指将第一定位传感器105设置在与摇晃钢丝摇摆角相同的天车系统内；例如，将第一定位传感器105设置在钢丝上，将第二定位传感器106设置在天车拉钩下方的天车吊绳轴向上的物料仓内，此时，第二定位传感器106虽不再天车吊绳上，但仍然位于天车吊绳轴向上；此外，在摇晃结果求解误差范围内，第二定位传感器106可在天车吊绳轴向上存在偏移容量。如图2中，分别给出了第二定位传感器106的两种设置位置B’与B”。

[0051] S2、根据所述第一定位传感器105、第二定位传感器106、第三定位传感器107以及所述第四定位传感器108之间的所述位置关系，连续求解所述天车吊绳的摇摆角θi；其中，所述i满足1≤i≤I,所述i为正整数，所述I为本次消晃操作最近求解获得的摇摆角个数；

[0052] 在本实施例中，本次消晃操作是指在上一次消晃移动天车之后的消晃数据采集与求解操作；为了数据采集与求解精确，优选的，选取最近I组数据进行采集与求解。

[0053] 在本实施例中，所述摇摆角用于表征天车挂载物的摇摆程度；在本实施例中，用第一定位传感器105、第二定位传感器106构成的第一直线与第三定位传感器107、第四定位传感器108构成的第二直线之间的夹角来表征摇摆角，通过四个定位传感器两两之间的几何关系，可有效获得摇摆角。

[0054] 值得一提的是，在步骤S1中，连续采集定位传感器之前的位置关系，是指在传感器能够实现的采集频率精度下，对所述位置关系进行采集，其中，采集的频率可以是固定的、均匀的，也可以是非均匀。相对应的连续求解摇摆角可以是在考虑求解能力的情况下，对摇摆角数据进行求解。由于工业天车在搭运物料或其它物品时，会摇晃，定位传感器之间的位置关系也随之变化，天车搭载物料的摇晃对应的摇摆角也随之发生变化，需要对定位传感器位置关系和摇摆角进行实时采集和求解。

[0055] S3、判断所述摇摆角是否超出阈值，若所述摇摆角小于阈值，则执行步骤S4；若所述摇摆角未超出阈值，则所述天车无需调整，即摇晃程度较小，无需进行消晃操作；

[0056] S4、根据所述第一定位传感器105、第二定位传感器106、第三定位传感器107以及所述第四定位传感器108之间的所述位置关系，求解消晃操作中所述天车所需的水平位移距离L；在本实施例中，通过定位传感器之间的位置关系，求解天车料仓摇摆幅度，并确定天车所需的水平位移距离L以实现消晃。

[0057] S5、根据所述水平位移距离L，控制所述天车移动。

[0058] 在本实施例中，所述第三定位传感器107和第四定位传感器108设置在吊装横梁上，此时第一定位传感器105、第二定位传感器106位于第三定位传感器107、第四定位传感器108下侧。

[0059] 在本实施例中，所述步骤S2还包括：

[0060] 获取所述第一定位传感器105、第三定位传感器107、第四定位传感器108构成的第一三角形面积SΔ1i以及所述第二定位传感器106、第三定位传感器107、第四定位传感器108构成的第二三角形面积SΔ2i；

[0061] 求解所述天车吊绳的摇摆角θi，所述 其中，所述A、B、C、D分别为所述第一定位传感器105、第二定位传感器106、第三定位传感器107、第四定位传感器108的位置，所述lAB为所述第一定位传感器105、第二定位传感器106的距离，所述lCD为所述第三定位传感器107、第四定位传感器108的距离。

[0062] 由于摇摆并不影响lAB、lCD的大小，故而lAB、lCD一般为固定值；可选的lAB、lCD为预设值；可选的lAB、lCD为测量值；

[0063] 在本实施例中，所述步骤S2还包括：

[0064] 根据所述第一定位传感器105、第二定位传感器106、第三定位传感器107、第四定位传感器108之间的位置关系，求解所述第一三角形面积SΔ1i和第二三角形面积SΔ2i；其中，[0065] 所述

[0066] 所述

[0067] 所述pACD为所述第一三角形面积SΔ1i的半周长，所述pBCD为所述第二三角形面积SΔ2i的半周长；所述 所述

[0068] 所述lAC、lAD、lCD、lBC、lBD分别为所述第一定位传感器105、第二定位传感器106、第三定位传感器107、第四定位传感器108之间的距离。

[0069] 优选的，在本实施例中，通过UWB定位技术求解所述第一定位传感器105、第二定位传感器106、第三定位传感器107、第四定位传感器108两两之间的距离；

[0070] 在一可选的实施例中，所述步骤S3还包括：

[0071] 从所述I个所述摇摆角θi中，选取摇摆角最大值θmax；所述θmax＝MAX(θi)；

[0072] 将所述摇摆角最大值θmax与第一阈值θth1比较，若所述摇摆角最大值θmax小于所述第一阈值θth1，则执行步骤S4。

[0073] 在另一可选的实施例中，所述步骤S3还包括：

[0074] 对所述I个所述摇摆角θi按大小进行排序，获得第一摇摆序列{θn}；所述n满足1≤n≤I；

[0075] 从所述第一摇摆序列{θn}中选取前k个摇摆角较大值{θk}；所述k满足1≤k＜n；

[0076] 获取摇摆角极大均值 所述

[0077] 将所述摇摆角极大均值 与第二阈值θth2比较，若所述摇摆角极大均值 大于所述第二阈值θth2，则执行步骤S4。

[0078] 在本实施例中，所述步骤S4还包括：

[0079] 根据所述摇摆角θi，获取摇摆峰值角θtop；

[0080] 根据所述摇摆峰值角θtop，获取所述水平位移距离L，所述L＝rcosθtop，所述r为摇摆半径。

[0081] 可选的，摇摆峰值角θtop可以根据前序两种方式求解θmax、 获得，并分别以θmax、作为θtop。

[0082] 在本实施例中，所述第一定位器设置在摇摆圆心上，第二定位器设置在天车料仓重心位置，所述r＝lAB。

[0083] 在本实施例中，所述步骤S5还包括：

[0084] 实时采集所述摇摆角θi，对所述摇摆角θi的数值大小与趋势进行判断，若所述摇摆角θi处于增大趋势且所述θi≥αθmax，则根据所述水平位移距离L，控制所述天车移动；所述0＜α≤1。所述α为预设值。

[0085] 所述摇摆角θj是本次消晃操作获得消晃水平位移距离后，采集求解获得的摇摆角θj，所述j为自然数。

[0086] 可选的α＝0.9；通过设置较高α值，提高消晃效率与精度。的值得一提的是，α取值越大，天车需移动的速度也越大，此时，消晃操作也越有效。假定天车单摆模型的摇摆半径为4m，天车摇晃角在5°时，单侧水平摇摆位移约为0.35m，摇晃感感明显。摇晃感明显，而位移值相对于天车运动速度而言，水平摇摆位移并不大，天车运动速度可满足要求。假定θmax＝5°，在摇晃角到达4.5°时，进行天车移动实现消晃。

[0087] 可选的，判断摇摆角θj是否处于增大趋势，是通过判断前后至少2个摇摆角θj的大小关系，若在后采集到的摇摆角较大，则判定摇摆角θj处于增大趋势。

[0088] 在本实施例中，在所述步骤S1中，所述位置关系包括：

[0089] 所述第一定位传感器105、第二定位传感器106、第三定位传感器107以及第四定位传感器108两两之间的距离；

[0090] 或者所述第一定位传感器105、第三定位传感器107、第四定位传感器108构成的第一三角形面积和所述第二定位传感器106、第三定位传感器107、第四定位传感器108构成的第二三角形面积。

[0091] 值得一提的是，可以采集定位传感器之间的距离，并通过这些距离关系求解摇摆角；也可以通过第一三角形面积、第二三角形面积换算求解摇摆角。

[0092] 在此，对步骤S1中，连续采集四个定位传感器两两之间的位置关系，所必要的说明。在四个定位传感器中，一般第一定位传感器105与第二定位传感器106之间的距离为固定值，而第三定位传感器107与第四定位传感器108之间的距离为固定值，优选的，对四个定位传感器其它两两之间的位置关系采用两两采集的方式，而对上述两个距离无需连续采集。此外，在天车载物摇摆角较大时，通过消晃操作可以快速消晃至较小的摇摆角，而当摇摆角较小时(小于5°)，服从单摆模型，可等效为谐振运动，摇摆周期固定；需将采集数据的频率设定高于摇摆周期，保证采样精度，优选地，将采样频率设定为摇摆周期经验值的10倍。

[0093] 值得一提的是，在一轮消晃操作中，包括多次循环的消晃操作；通过多次消晃操作，实现消晃。

[0094] 综上，在本实施例中，通过定位传感器之间的距离关系，获得天车料仓的摇摆角，并根据摇摆角对天车进行移动控制，实现消晃。本实施例有效减少料仓自然停止晃动的等待时间，有效提高物料装载和卸载的效率，同时，也避免因抖动造成物料泄漏。此外，由于采用定位传感器，数据获取精确，便于精确控制。

[0095] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。