專利名稱：一種散貨自動化裝船系統(tǒng)及其裝船方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及港口裝卸設(shè)備，特別涉及一種散貨自動化裝船系統(tǒng)及 其裝船方法。
背景技術(shù)：
-
目前，港口散貨碼頭裝船作業(yè)均采用人工操作方式，裝船的各個 環(huán)節(jié)和機構(gòu)運動全部由司機來操作控制。裝船效率和質(zhì)量很大程度受 到人為因素的影響，長時間操作，不但效率低下，而且容易發(fā)生事故。 散貨自動化裝船系統(tǒng)是實現(xiàn)散貨碼頭全自動化不可或缺的部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種散貨自動^:裝船系統(tǒng)，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn) 自動化裝船的目的。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種散貨自動化裝船 系統(tǒng)，該散貨自動化裝船系統(tǒng)與裝船機連接，其特征在于它包括主控 制單元，主控制單元與交換機連接，主控制單元與多傳動單元連接， 多傳動單元與旋轉(zhuǎn)控制單元連接，多傳動單元與溜桶控制單元連接， 多傳動單元與大車控制單元連接，多傳動單元與俯仰控制單元連接， 多傳動單元與其它控制單元連接，交換機與起重機維護(hù)和監(jiān)視單元連 接，主控制單元還與目標(biāo)位置掃描單元連接，目標(biāo)位置掃描單元與交 換機連接，主控制單元與監(jiān)控單元連接。監(jiān)控單元為與主控制單元連 接的中央監(jiān)控室和司機室控制臺。
本發(fā)明的目的是提供一種散貨自動化裝船方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn) 自動化裝船的目的。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種散貨自動化裝船 方法，其特征在于該方法包括以下步驟A、在監(jiān)控單元設(shè)定裝船作 業(yè)的各種參數(shù)，主控制單元對設(shè)定的參數(shù)值進(jìn)行檢査，保證作業(yè)區(qū)域 正確無誤，并自動生成一個方案；B、目標(biāo)位置掃描單元掃描船艙， 并在監(jiān)控單元形成船艙的圖形，主控制單元根據(jù)掃描的結(jié)果，自動生 成一個方案；C、主控制單元自動對比上述兩種方案，選擇出最優(yōu)方 案，同時在監(jiān)控單元的屏幕上出現(xiàn)提示，監(jiān)控人員確認(rèn)后，通過監(jiān)控 單元啟動主控制單元，主控制單元控制多傳動單元，經(jīng)由旋轉(zhuǎn)控制單 元，溜桶控制單元，大車控制單元，俯仰控制單元控制裝船機的各個
機構(gòu)電機工作，開始自動裝船；D、裝船過程中，目標(biāo)位置掃描單元 不斷掃描船艙，及時各種參數(shù)的變化，主控制單元自動分析并及時調(diào) 整方案，直至完成裝船任務(wù)。
在本發(fā)明中，目標(biāo)位置掃描單元自動對船艙進(jìn)行掃描，實現(xiàn)船艙 位置和物料分布的自動檢測，主控制單元執(zhí)行裝船機手動和自動作業(yè) 的邏輯控制以及安全保護(hù)的邏輯控制。多傳動單元執(zhí)行裝船機各機構(gòu) 電機的驅(qū)動控制。司機室控制臺和中央監(jiān)控室可以根據(jù)實際情況中止 自動作業(yè)過程，對設(shè)備進(jìn)行干涉和調(diào)整。本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠自動 裝船，提高作業(yè)效率，保障安全性能，并易于實現(xiàn)散貨碼頭全自動化。


圖1為本發(fā)明一種實施例的系統(tǒng)框圖
具體實施例方式
、 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步的描述。 圖l中所示的一種散貨自動化裝船系統(tǒng)，該散貨自動化裝船系統(tǒng) 與裝船機連接，它包括中央監(jiān)控室l，中央監(jiān)控室1與主控制單元2連
接，主控制單元2與交換機3連接，主控制單元2與司機室控制臺4連接， 主控制單元2與多傳動單元5連接，多傳動單元5與旋轉(zhuǎn)控制單元6連 接，多傳動單元5與溜桶控制單元7連接，多傳動單元5與大車控制單 元8連接，多傳動單元5與俯仰控制單元9連接，多傳動單元5與其它控 制單元10連接，交換機4與起重機維護(hù)和監(jiān)視單元11連接，主控制單 元2還與目標(biāo)位置掃描單元12連接，目標(biāo)位置掃描單元12與交換機3 連接。司機室控制臺4和中央監(jiān)控室1均稱為監(jiān)控單元，司機室控制 臺4位于裝船機的司機室內(nèi)，由司機進(jìn)行控制；而為了監(jiān)控的方便， 利用電纜將中央監(jiān)控室1和主控制單元2進(jìn)行遠(yuǎn)程連接，由專門的監(jiān)控 人員在中央監(jiān)控室l內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
主控制單元2執(zhí)行裝船機手動和自動作業(yè)的邏輯控制以及安全保 護(hù)的邏輯控制。多傳動單元5執(zhí)行裝船機各機構(gòu)電機的驅(qū)動控制。為 保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，該散貨自動化裝船系統(tǒng)主要采用光纖傳輸方 式。
散貨自動化裝船系統(tǒng)進(jìn)行裝船作業(yè)時，司機只需要將大車調(diào)整到 作業(yè)位置，設(shè)定裝船作業(yè)的各種參數(shù)，包括懸臂回轉(zhuǎn)和俯仰的角度等， 同時，目標(biāo)位置掃描單元12自動對船艙進(jìn)行掃描，確定艙口的位置和 高度，并以圖形的方式顯示。系統(tǒng)自動產(chǎn)生優(yōu)化的裝船路徑，經(jīng)司機 確認(rèn)后，自動裝船程序啟動。主控制單元PLC2按照預(yù)先設(shè)定的作業(yè) 程序通過多傳動單元5經(jīng)由旋轉(zhuǎn)控制單元6，溜桶控制單元7，大車控 制單元8，俯仰控制單元9，自動控制溜桶的啟動以及懸臂伸縮、回轉(zhuǎn) 和俯仰協(xié)調(diào)運動。在自動裝船作業(yè)過程中，目標(biāo)位置掃描單元12隨時 對作業(yè)區(qū)域進(jìn)行掃描，及時更新艙口位置、高度以及艙內(nèi)已裝物料分
布的變化，主控制單元2根據(jù)艙口的實際位置和高度自動更新自動裝 船作業(yè)的范圍，并根據(jù)物料的實際分布自動計算懸臂的伸縮、回轉(zhuǎn)和 俯仰，無需司機手動設(shè)定。司機也可隨時根據(jù)實際情況在司機室控制 臺4中斷自動裝船過程，對設(shè)備進(jìn)行干涉和調(diào)整，調(diào)整結(jié)束后可以恢 復(fù)自動作業(yè)，系統(tǒng)繼續(xù)自動裝船作業(yè)。在沒有司機干涉的情況下，系 統(tǒng)將自動進(jìn)行裝船作業(yè)直至整艙裝船作業(yè)結(jié)束。
在本發(fā)明中，目標(biāo)位置掃描單元12自動識別船舶所在的位置、船 艙的位置、艙口和艙底的高度，以及船艙內(nèi)的物料種類及其分布情況。
目標(biāo)位置掃描單元12采用國外先進(jìn)的目標(biāo)位置傳感器(TPS)完成船艙
位置、已裝物料的分布的實時檢測功能。
目標(biāo)位置傳感器TPS是基于激光測距的掃描設(shè)備，可應(yīng)用于集裝
箱船型掃描、堆場掃描、集卡掃描和定位。其基本工作原理是激光測 距，采用激光對目標(biāo)進(jìn)行二維高速連續(xù)掃描，測量目標(biāo)表面上各點的 距離，根據(jù)各點的激光角度和距離，可以得到各點的三維位置信息。 從這些點的位置信息中，可以采用各種算法提取目標(biāo)表面形狀特征 (如邊緣)的位置，也可以將目標(biāo)表面的形狀恢復(fù)出來。
目標(biāo)位置傳感器TPS的安裝點在前大梁一側(cè)的下方，正對船型的 中心線，掃描窗正對水面，TPS的掃描范圍能覆蓋最大設(shè)計船型。 該散貨自動化裝船系統(tǒng)的工作流程為 步驟一司機將裝船機大車移動到作業(yè)船艙的位置； 步驟二在司機室控制臺4和中央監(jiān)控室1設(shè)定裝船作業(yè)的各種參 數(shù)，包括伸縮、旋轉(zhuǎn)和俯仰的范圍，以及貨物的種類、重量，主控 制單元2對設(shè)定的參數(shù)值進(jìn)行檢查，保證作業(yè)區(qū)域正確無誤，并自動 生成一個方案；
步驟三目標(biāo)位置掃描單元12掃描船艙，并在司機室控制臺4和
中央監(jiān)控室l同時形成船艙的圖形，主控制單元2根據(jù)掃描的結(jié)果，自 動生成一個方案；
步驟四主控制單元2自動對比兩種方案，選擇出最優(yōu)方案，同 時司機控制臺4和中央監(jiān)控室1的屏幕上出現(xiàn)提示，司機確認(rèn)后，通過 司機室控制臺4和中央監(jiān)控室1啟動主控制單元，主控制單元2控制多 傳動單元5，經(jīng)由旋轉(zhuǎn)控制單元6，溜桶控制單元7，大車控制單元8， 俯仰控制單元9控制裝船機的各個機構(gòu)電機工作，開始自動裝船；
步驟五裝船過程中，目標(biāo)位置掃描單元12不斷的掃描船艙，及
時更新艙口位置、高度以及艙內(nèi)已裝物料分布等各種參數(shù)的變化，主
控制單元2自動分析并及時調(diào)整方案，直至完成裝船任務(wù)。
裝船作業(yè)過程中，司機和監(jiān)控人員隨時可以在司機控制臺4和中 央監(jiān)控室1內(nèi)根據(jù)實際情況中止自動作業(yè)過程，進(jìn)行手動干涉和調(diào) 整。如果沒有司機干涉，系統(tǒng)將按照設(shè)定的程序進(jìn)行作業(yè)，直至完成。
權(quán)利要求
1、一種散貨自動化裝船系統(tǒng)，該散貨自動化裝船系統(tǒng)與裝船機連接，其特征在于它包括主控制單元，主控制單元與交換機連接，主控制單元與多傳動單元連接，多傳動單元與旋轉(zhuǎn)控制單元連接，多傳動單元與溜桶控制單元連接，多傳動單元與大車控制單元連接，多傳動單元與俯仰控制單元連接，多傳動單元與其它控制單元連接，交換機與起重機維護(hù)和監(jiān)視單元連接，主控制單元還與目標(biāo)位置掃描單元連接，目標(biāo)位置掃描單元與交換機連接，主控制單元與監(jiān)控單元連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的散貨自動化裝船系統(tǒng)，其特征在于監(jiān)控 單元包括與主控制單元連接的司機控制臺。
3、 如權(quán)利要求1所述的散貨自動化裝船系統(tǒng)，其特征在于監(jiān)控 單元包括與主控制單元連接的中央監(jiān)控室。
4、 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的散貨自動化裝船系統(tǒng)，其 特征在于目標(biāo)位置掃描單元采用目標(biāo)位t傳感器，該目標(biāo)位置傳感器 安裝在裝船機前大梁一側(cè)的下方。 '
5、 一種散貨自動化裝船方法，其特征在于該方法包括以下步驟: A、在監(jiān)控單元設(shè)定裝船作業(yè)的各種參數(shù)，主控制單元對設(shè)定的參數(shù) 值進(jìn)行檢查，保證作業(yè)區(qū)域正確無誤，并自動生成一個方案；B、目 標(biāo)位置掃描單元掃描船艙，并在監(jiān)控單元形成船艙的圖形，主控制單 元根據(jù)掃描的結(jié)果，自動生成一個方案；C、主控制單元自動對比上 述兩種方案，選擇出最優(yōu)方案，同時在監(jiān)控單元的屏幕上出現(xiàn)提示， 監(jiān)控人員確認(rèn)后，通過監(jiān)控單元啟動主控制單元，主控制單元控制多 傳動單元，經(jīng)由旋轉(zhuǎn)控制單元，溜桶控制單元，大車控制單元，俯仰 控制單元控制裝船機的各個機構(gòu)電機工作，開始自動裝船；D、裝船過程中，目標(biāo)位置掃描單元不斷掃描船艙，及時各種參數(shù)的變化，主 控制單元自動分析并及時調(diào)整方案，直至完成裝船任務(wù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種散貨自動化裝船系統(tǒng)，該散貨自動化裝船系統(tǒng)與裝船機連接，其特征在于它包括主控制單元，主控制單元與交換機連接，主控制單元與多傳動單元連接，多傳動單元與旋轉(zhuǎn)控制單元連接，多傳動單元與溜桶控制單元連接，多傳動單元與大車控制單元連接，多傳動單元與俯仰控制單元連接，多傳動單元與其它控制單元連接，交換機與起重機維護(hù)和監(jiān)視單元連接，主控制單元還與目標(biāo)位置掃描單元連接，目標(biāo)位置掃描單元與交換機連接，主控制單元與監(jiān)控單元連接。本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠自動裝船，提高作業(yè)效率，保障安全性能，并易于實現(xiàn)散貨碼頭全自動化。
文檔編號B65G67/60GK101112962SQ20061002944
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者包起帆 申請人:包起帆