專利名稱：港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及港口裝卸設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)，更具體地說，涉及到港口 裝卸自動(dòng)化作業(yè)港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置。
背景技術(shù)：
港口裝卸運(yùn)輸設(shè)備技術(shù)、碼頭控制管理技術(shù)、通訊技術(shù)等是港口裝卸 運(yùn)輸管理系統(tǒng)的組成部分。 一個(gè)港口的自動(dòng)化控制與管理水平，代表了一 個(gè)港口的現(xiàn)代化程度，也反映出了 一個(gè)國家交通運(yùn)輸發(fā)展的整體技術(shù)水平。 港口裝卸設(shè)備正向大型、高效、專業(yè)化、自動(dòng)化方向發(fā)展。在港口裝卸自 動(dòng)化作業(yè)方面，物位的檢測技術(shù)一直是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)的核心和前提，在 以往的物位檢測中，多采用攝像技術(shù)進(jìn)行檢測，早期此種方法只能對圖像 進(jìn)行傳輸，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集處理，近期采用基于數(shù)字技術(shù)的攝像系統(tǒng) 能同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像的分析處理，但往往受制于現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的影響， 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較差。且此種方法受限于位置的固定，若要全面的反應(yīng)物位的 三維位置，則需要安裝多套攝像設(shè)備，成本較大。
實(shí)用新^內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是針對上述的不足，提出了一種港口裝卸自動(dòng)化作業(yè) 港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置，它利用測量傳感器對港口裝卸作 業(yè)中的物位進(jìn)行三維檢測。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型釆用如下技術(shù)方案 該港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置，在裝船時(shí)對物位進(jìn)行三維 檢測，包括二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，安裝在裝船用的裝卸機(jī)械的固定臂架上；云 臺(tái)，安裝在所述二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上，與所述二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)一起實(shí)現(xiàn)三維的運(yùn) 動(dòng)；測量傳感器，安裝在所述云臺(tái)上，對物位進(jìn)行三維檢測；現(xiàn)場工控機(jī), 獲取測量傳感器測量的物位的三維檢測信息，并傳輸給控制計(jì)算機(jī)，以及
從控制計(jì)算機(jī)獲取預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，控制二維控制平臺(tái)和云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)對物位的三位檢測。
根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)包括伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和 運(yùn)動(dòng)卡，運(yùn)動(dòng)卡的輸出接至伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)二維驅(qū)動(dòng)平
臺(tái)運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述測量傳感器是具有180°的掃描角 度的激光雷達(dá)傳感器。
根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述現(xiàn)場工控機(jī)包括通訊接口和通訊電 纜，其中通訊接口包括RS232/RS422，通訊速率為500Kbaud。
本實(shí)用新型結(jié)合二維運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)、云臺(tái)和測量傳感器的運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn) 對物位及相關(guān)設(shè)備的位置三維檢測，能夠應(yīng)用于港口裝卸作業(yè)的全自動(dòng)化 進(jìn)程，提高了工作效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。二維運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)、云臺(tái)配合 測量傳感器實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)據(jù)檢測，實(shí)時(shí)反映了作業(yè)的現(xiàn)場情況，準(zhǔn)確度較 高。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性強(qiáng)。


在本實(shí)用新型中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中， 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置的結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。 首先參考圖1，圖1示出了一種港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝 置IOO，在裝船時(shí)對物位進(jìn)行三維檢測，該裝置100包括
二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)102，安裝在裝船用的裝卸機(jī)械的固定臂架上；根據(jù)圖1 所示的實(shí)施例，該二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)102由2根驅(qū)動(dòng)軸102a、 102b驅(qū)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)二維平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。在該實(shí)施例中，二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)102由伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)
和運(yùn)動(dòng)卡進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并控制其運(yùn)行軌跡，運(yùn)動(dòng)卡的輸出接至伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上運(yùn)動(dòng)卡是一個(gè)控制模塊，控 制計(jì)算機(jī)就是通過運(yùn)動(dòng)卡來驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，對其實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)、反饋、數(shù)
據(jù)處理，最終對二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)102的控制。
云臺(tái)104，安裝在二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)102上，與二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)102—起實(shí) 現(xiàn)三維的運(yùn)動(dòng)。
測量傳感器106，安裝在云臺(tái)104上，對物位進(jìn)行三維檢測；在圖1 所示的實(shí)施例中，測量傳感器106是激光雷達(dá)傳感器，具有180°的掃描角度。
現(xiàn)場工控機(jī)(圖中未示出)，獲取測量傳感器測量的物位的三維檢測 信息，并傳輸給控制計(jì)算機(jī)，以及從控制計(jì)算機(jī)獲取預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，控 制二維控制平臺(tái)和云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對物位的三位檢測。根據(jù)一實(shí)施例， 現(xiàn)場工控機(jī)包括通訊接口和通訊電纜，其中通訊接口包括RS232/RS422， 通訊速率為500Kbaud。
該港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置IOO的工作過程是二維驅(qū) 動(dòng)平臺(tái)和云臺(tái)驅(qū)動(dòng)測量傳感器首先在坐標(biāo)系XZ平面內(nèi)進(jìn)行180。線掃描檢 測，掃描完一條線后，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)按設(shè)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，由轉(zhuǎn)動(dòng)軸繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng) 一個(gè)角度，每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，測量傳感器進(jìn)行一次線掃描檢測，驅(qū)動(dòng)平臺(tái) 的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍為180。，以此來實(shí)現(xiàn)物位的面檢測掃描；檢測完XZ平面 后，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)90。，將測量傳感器處于ZY檢測平面，測量傳 感器對ZY平面進(jìn)行線掃描，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)配合測量傳感器按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)軌跡 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，測量傳感器進(jìn)行一次線掃描檢測，以此來實(shí) 現(xiàn)對物位的另 一個(gè)平面的檢測掃描，所述現(xiàn)場工控機(jī)將兩次掃描的結(jié)果傳 輸給控制計(jì)算機(jī)，由控制計(jì)算機(jī)綜合在一起，完成對物位的三維測量。
本實(shí)用新型結(jié)合二維運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)、云臺(tái)和測量傳感器的運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn) 對物位及相關(guān)設(shè)備的位置三維檢測，能夠應(yīng)用于港口裝卸作業(yè)的全自動(dòng)化 進(jìn)程，提高了工作效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。二維運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)、云臺(tái)配合
測量傳感器實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)據(jù)檢測，實(shí)時(shí)反映了作業(yè)的現(xiàn)場情況，準(zhǔn)確度較 高。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性強(qiáng)。
權(quán)利要求1.一種港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置，在裝船時(shí)對物位進(jìn)行三維檢測，其特征在于，包括二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，安裝在裝船用的裝卸機(jī)械的固定臂架上；云臺(tái)，安裝在所述二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上；測量傳感器，安裝在所述云臺(tái)上；現(xiàn)場工控機(jī)，獲取測量傳感器測量的物位的三維檢測信息，并傳輸給控制計(jì)算機(jī)，以及從控制計(jì)算機(jī)獲取預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，控制二維控制平臺(tái)和云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求l所述的港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置，其特 征在于，所述二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)包括伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和運(yùn)動(dòng)卡，運(yùn)動(dòng)卡的輸出接 至伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求2所述的港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置，其特 征在于，所述測量傳感器是具有180°的掃描角度的激光雷達(dá)傳感器。
4. 如權(quán)利要求3所述的港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置，其特 征在于，所述現(xiàn)場工控機(jī)包括通訊接口和通訊電纜，其中通訊接口包括 RS232/RS422，通訊速率為500Kbaud。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種港口裝卸自動(dòng)化作業(yè)三維物位檢測裝置，裝置包括二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，安裝在裝船用的裝卸機(jī)械的固定臂架上；云臺(tái)，安裝在二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上，與二維驅(qū)動(dòng)平臺(tái)一起實(shí)現(xiàn)三維的運(yùn)動(dòng)；測量傳感器，安裝在云臺(tái)上，對物位進(jìn)行三維檢測；現(xiàn)場工控機(jī)，獲取測量傳感器測量的物位的三維檢測信息，并傳輸給控制計(jì)算機(jī)，并從控制計(jì)算機(jī)獲取預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，控制二維控制平臺(tái)和云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對物位的三位檢測。本實(shí)用新型結(jié)合二維運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)、云臺(tái)和測量傳感器的運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)對物位及相關(guān)設(shè)備的位置三維檢測，能夠用于裝卸作業(yè)自動(dòng)化，提高工作效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，并能實(shí)時(shí)反映作業(yè)的現(xiàn)場情況，準(zhǔn)確度較高。
文檔編號G05D3/20GK201004172SQ200720066228
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月11日
發(fā)明者嚴(yán)兆基, 吳曉維, 周曉春 申請人:上海港機(jī)重工有限公司