一種物料調(diào)配天車系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及工業(yè)天車領(lǐng)域，特別是涉及一種物料調(diào)配天車系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)中，吊裝天車常用于運輸生產(chǎn)物料、成品，是工業(yè)化生產(chǎn)的重要設(shè)備。在現(xiàn)有技術(shù)中，投料或者裝載物品時，天車的料倉會搖晃，影響物料的投料效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種物料調(diào)配天車系統(tǒng)，旨在對料倉進行消晃，提高天車投料效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種物料調(diào)配天車系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

物料天車，用于配送物料；所述物料天車包括設(shè)置于所述物料天車上的卷揚機、吊拉料倉的吊鉤以及連接于所述卷揚機與所述吊鉤之間的吊繩；所述物流天車還包括天車行進驅(qū)動模塊；

天車軌道，用于搭載所述物料天車；

設(shè)置于所述天車軌道兩側(cè)的第一定位器和第二定位器；

設(shè)置于所述吊繩或所述卷揚機上的第三定位器；

設(shè)置于所述吊鉤上的第四定位器；

物料投放驅(qū)動模塊；

以及電子控制模塊；

所述第一定位器、第二定位器、第三定位器、第四定位器之間組網(wǎng)通訊連接，所述組網(wǎng)通訊連接用于獲取所述第一定位器、第二定位器、第三定位器、第四定位器兩兩之間的距離值；

所述第一定位器與所述電子控制模塊通信連接，所述第一定位器還用于向所述電子控制模塊發(fā)送所述第一定位器、第二定位器、第三定位器、第四定位器兩兩之間的距離值；所述電子控制模塊的第一輸出端與所述天車行進驅(qū)動模塊連接；所述電子控制模塊的第二輸出端與所述物料投放驅(qū)動模塊的輸入端連接；

所述電子控制模塊，還包括：

定位器距離采集單元，用于采集所述第一定位器、第二定位器、第三定位器、第四定位器兩兩之間的距離值；

搖晃角實時求解單元，用于根據(jù)所述第一定位器、第二定位器、第三定位器以及所述第四定位器之間的所述距離值，求解所述天車吊繩的搖晃角實時值θi，其中，所述i滿足1≤i≤i,所述i為正整數(shù)，所述i為本次消晃操作最近求解獲得的搖晃角個數(shù)；

搖晃角較大值求解單元，用于從所述搖晃角實時值θi中選取搖晃角較大值；

消晃調(diào)整求解單元，用于將所述搖晃角較大值與預(yù)設(shè)閾值比較；若所述搖晃角較大值大于第一閾值，則根據(jù)所述搖晃角較大值，求解消晃操作中所述天車所需的水平位移距離l；若所述搖晃角較大值小于第二閾值，則控制所述物料投放驅(qū)動模塊處于投料狀態(tài)；

消晃調(diào)整驅(qū)動單元，用于根據(jù)所述水平位移距離l，控制所述天車移動。

優(yōu)選的，在本實施例中，通過uwb定位技術(shù)求解所述第一定位器、第二定位器、第三定位器、第四定位器兩兩之間的距離.

在該技術(shù)方案中，通過定位器之間的距離值，獲得天車料倉的搖晃角，并根據(jù)搖晃角對天車進行移動控制，實現(xiàn)消晃，有效減少料倉自然停止晃動的等待時間，并在搖晃角小于預(yù)設(shè)閾值時進行投料操作，有效提高物料裝載和卸載的效率。

在一具體方式中，所述搖晃角實時求解單元，被配置為：

求解所述天車吊繩的搖晃角θi，所述搖晃角θi滿足：

其中，

a、b、c、d分別為所述第一定位器、第二定位器、第三定位器、第四定位器的位置，所述lab為所述第一定位器、第二定位器的距離，所述lcd為所述第三定位器、第四定位器的距離；

所述pabc為a、b、c構(gòu)成的三角形δabc的半周長，所述所述pabd為a、b、d構(gòu)成的三角形δabd的半周長，所述

在該技術(shù)方案中，通過四個定位器之間的距離關(guān)系，求解獲得搖擺角，實現(xiàn)對搖擺程度的量化表征，便于消晃操作的精確度。

在一具體方式中，所述搖晃角較大值求解單元，還用于從所述i個所述搖晃角θi中，選取搖晃角最大值θmax；

所述消晃調(diào)整求解單元，還用于將所述搖晃角最大值θmax與預(yù)設(shè)閾值比較；若所述搖晃角最大值θmax大于第一閾值，則執(zhí)行消晃操作；若所述搖晃角最大值θmax小于第二閾值，則執(zhí)行投料操作。

在該技術(shù)方案中，只需通過選取搖晃角最大值θmax，并與第一閾值θth1比較，求解速度快。

在一具體方式中，所述搖晃角較大值為搖晃角極大均值所述搖晃角較大值求解單元被配置為：

對所述i個所述搖晃角θi按大小進行排序，獲得第一搖擺序列{θn}；所述n滿足1≤n≤i；從所述第一搖擺序列{θn}中選取前k個搖晃角較大值{θk}；所述k滿足1≤k＜n；獲取所述搖晃角極大均值所述

所述消晃調(diào)整求解單元，還用于將所述搖晃角極大均值與預(yù)設(shè)閾值比較。

在該技術(shù)方案中，通過選取若干個較高的搖晃角，并取其平均值，有效提高獲得的搖晃角極大值的均勻性和穩(wěn)定性，提高消晃操作精度。

在一具體方式中，所述根據(jù)所述搖晃角較大值，求解消晃操作中所述天車所需的水平位移距離l，還包括：

根據(jù)所述搖晃角較大值θtop，求解所述水平位移距離l，所述l＝rsinθtop，所述r為搖擺半徑。

在一具體方式中，所述消晃調(diào)整驅(qū)動單元，還用于：實時采集搖晃角θj，對所述搖晃角θj的數(shù)值大小與趨勢進行判斷，若所述搖晃角θj處于增大趨勢且所述θj≥αθmax，則根據(jù)所述水平位移距離l，控制所述天車移動；所述0＜α≤1。

在該技術(shù)方案中，通過在搖晃角θj處于增大趨勢且快接近最大值時，移動天車實現(xiàn)消晃，提高消晃精度。

本發(fā)明的有益效果是：在本發(fā)明中，通過定位器之間的位置關(guān)系，獲得天車料倉的搖晃角，并根據(jù)搖晃角對天車進行移動控制，實現(xiàn)消晃，有效減少料倉自然停止晃動的等待時間，有效提高物料裝載和卸載的效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一具體實施方式提供的一種物料調(diào)配天車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一具體實施方式提供的一種物料調(diào)配天車系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；

圖3是本發(fā)明一具體實施方式的天車消晃搖晃角求解的幾何模型圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明：

如圖1-3所示，在本發(fā)明第一實施例中，提供一種物料調(diào)配天車系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

物料天車101，用于配送物料；所述物料天車101包括設(shè)置于所述物料天車101上的卷揚機103、吊拉料倉106的吊鉤105以及連接于所述卷揚機103與所述吊鉤105之間的吊繩104；所述物流天車還包括天車行進驅(qū)動模塊301；所述天車行進驅(qū)動模塊301用于驅(qū)動天車行進；

天車軌道102，用于搭載所述物料天車101；

設(shè)置于所述天車軌道102兩側(cè)的第一定位器107和第二定位器108；

設(shè)置于所述吊繩104或所述卷揚機103上的第三定位器109；

設(shè)置于所述吊鉤105上的第四定位器110；

物料投放驅(qū)動模塊302；

以及電子控制模塊200；

所述第一定位器107、第二定位器108、第三定位器109、第四定位器110之間組網(wǎng)通訊連接，所述組網(wǎng)通訊連接用于獲取所述第一定位器107、第二定位器108、第三定位器109、第四定位器110兩兩之間的距離值；

所述第一定位器107與所述電子控制模塊200通信連接，所述第一定位器107還用于向所述電子控制模塊200發(fā)送所述第一定位器107、第二定位器108、第三定位器109、第四定位器110兩兩之間的距離值；所述電子控制模塊200的第一輸出端與所述天車行進驅(qū)動模塊301連接；所述電子控制模塊200的第二輸出端與所述物料投放驅(qū)動模塊302的輸入端連接；

所述電子控制模塊200，還包括：

定位器距離采集單元201，用于采集所述第一定位器107、第二定位器108、第三定位器109、第四定位器110兩兩之間的距離值；

搖晃角實時求解單元202，用于根據(jù)所述第一定位器107、第二定位器108、第三定位器109以及所述第四定位器110之間的所述距離值，求解所述天車吊繩104的搖晃角實時值θi，其中，所述i滿足1≤i≤i,所述i為正整數(shù)，所述i為本次消晃操作最近求解獲得的搖晃角個數(shù)；在本實施例中，本次消晃操作是指在上一次消晃移動天車之后的消晃數(shù)據(jù)采集與求解操作；為了數(shù)據(jù)采集與求解精確，優(yōu)選的，選取最近i組數(shù)據(jù)進行采集與求解。在本實施例中，所述搖晃角用于表征天車掛載物的搖擺程度；在本實施例中，用第一定位器107、第二定位器108構(gòu)成的第一直線與第三定位器109、第四定位器110構(gòu)成的第二直線之間的夾角來表征搖晃角，通過四個定位器兩兩之間的幾何關(guān)系，可有效獲得搖晃角；

搖晃角較大值求解單元203，用于從所述搖晃角實時值θi中選取搖晃角較大值；

消晃調(diào)整求解單元204，用于將所述搖晃角較大值與預(yù)設(shè)閾值比較；若所述搖晃角較大值大于第一閾值，則根據(jù)所述搖晃角較大值，求解消晃操作中所述天車所需的水平位移距離l；若所述搖晃角較大值小于第二閾值，則控制所述物料投放驅(qū)動模塊302處于投料狀態(tài)；在本實施例中，通過定位器之間的位置關(guān)系，求解天車料倉106搖擺幅度，并確定天車所需的水平位移距離l以實現(xiàn)消晃。

消晃調(diào)整驅(qū)動單元205，用于根據(jù)所述水平位移距離l，控制所述天車移動。

優(yōu)選的，在本實施例中，通過uwb定位技術(shù)求解所述第一定位器107、第二定位器108、第三定位器109、第四定位器110兩兩之間的距離.

在本實施例中，所述搖晃角實時求解單元202，被配置為：

求解所述天車吊繩104的搖晃角θi，所述搖晃角θi滿足：

其中，

a、b、c、d分別為所述第一定位器107、第二定位器108、第三定位器109、第四定位器110的位置，所述lab為所述第一定位器107、第二定位器108的距離，所述lcd為所述第三定位器109、第四定位器110的距離；

所述pabc為a、b、c構(gòu)成的三角形δabc的半周長，所述所述pabd為a、b、d構(gòu)成的三角形δabd的半周長，所述

值得一提的是，在本實施例中，所述搖晃角θi的求解公式如下：

如圖3所示，由幾何關(guān)系可知，向量的與的叉乘的一半實際上等于δacd與δbcd的面積之和，由此可得：

進一步可得搖晃角θi滿足：

又由幾何關(guān)系可知：

所述

所述

最終可得搖晃角θi滿足：

在一可選的實施例中，所述搖晃角較大值求解單元203，還用于從所述i個所述搖晃角θi中，選取搖晃角最大值θmax；所述消晃調(diào)整求解單元204，還用于將所述搖晃角最大值θmax與預(yù)設(shè)閾值比較；若所述搖晃角最大值θmax大于第一閾值，則執(zhí)行消晃操作；若所述搖晃角最大值θmax小于第二閾值，則執(zhí)行投料操作。

在另一可選的實施例中，所述搖晃角較大值為搖晃角極大均值所述搖晃角較大值求解單元203被配置為：對所述i個所述搖晃角θi按大小進行排序，獲得第一搖擺序列{θn}；所述n滿足1≤n≤i；從所述第一搖擺序列{θn}中選取前k個搖晃角較大值{θk}；所述k滿足1≤k＜n；獲取所述搖晃角極大均值所述所述消晃調(diào)整求解單元204，還用于將所述搖晃角極大均值與預(yù)設(shè)閾值比較。

在本實施例中，所述根據(jù)所述搖晃角較大值，求解消晃操作中所述天車所需的水平位移距離l，還包括：

根據(jù)所述搖晃角較大值θtop，求解所述水平位移距離l，所述l＝rsinθtop，所述r為搖擺半徑。

在本實施例中，所述搖擺半徑為料倉106重心與搖擺圓心之間的距離；可選的，第三定位器109設(shè)置在卷揚機103與可活動吊繩104的交匯處，即將第三定位器109設(shè)置在搖擺圓心上，所述r＝lcd+l0，所述l0為定數(shù)，可預(yù)先測量。

在本實施例中，所述消晃調(diào)整驅(qū)動單元205，還用于：實時采集搖晃角θj，對所述搖晃角θj的數(shù)值大小與趨勢進行判斷，若所述搖晃角θj處于增大趨勢且所述θj≥αθmax，則根據(jù)所述水平位移距離l，控制所述天車移動；所述0＜α≤1。

所述搖晃角θj是本次消晃操作獲得消晃水平位移距離后，采集求解獲得的搖晃角θj，所述j為自然數(shù)。

可選的α＝0.9；通過設(shè)置較高α值，提高消晃效率與精度。的值得一提的是，α取值越大，天車需移動的速度也越大，此時，消晃操作也越有效。假定天車單擺模型的搖擺半徑為4m，天車搖晃角在5°時，單側(cè)水平搖擺位移約為0.35m，搖晃感感明顯。搖晃感明顯，而位移值相對于天車運動速度而言，水平搖擺位移并不大，天車運動速度可滿足要求。假定θmax＝5°，在搖晃角到達4.5°時，進行天車移動實現(xiàn)消晃。

可選的，判斷搖晃角θj是否處于增大趨勢，是通過判斷前后至少2個搖晃角θj的大小關(guān)系，若在后采集到的搖晃角較大，則判定搖晃角θj處于增大趨勢。

值得一提的是，在本實施例中，定位器采集的頻率可以是固定的、均勻的，也可以是非均勻。由于工業(yè)天車在搭運物料或其它物品時，會搖晃，定位器之間的位置關(guān)系也隨之變化，天車搭載物料的搖晃對應(yīng)的搖晃角也隨之發(fā)生變化，需要對定位器位置關(guān)系和搖晃角進行實時采集和求解。

在本實施例中，所述第一定位器107和第二定位器108設(shè)置在天車軌道102上，此時第三定位器109、第四定位器110位于第一定位器107、第二定位器108下側(cè)。

由于搖擺并不影響lab、lcd的大小，故而lab、lcd一般為固定值；可選的lab、lcd為預(yù)設(shè)值；可選的lab、lcd為測量值；

優(yōu)選的，在本實施例中，通過uwb定位技術(shù)求解所述第一定位器107、第二定位器108、第三定位器109、第四定位器110兩兩之間的距離；

在本實施例的四個定位器中，一般第一定位器107與第二定位器108之間的距離為固定值，第三定位器109與第四定位器110之間的距離為固定值，優(yōu)選的，對四個定位器其它兩兩之間的位置關(guān)系采用兩兩采集的方式，而對上述兩個距離無需連續(xù)采集。此外，在天車載物搖晃角較大時，通過消晃操作可以快速消晃至較小的搖晃角，而當(dāng)搖晃角較小時(小于5°)，服從單擺模型，可等效為諧振運動，搖擺周期固定；需將采集數(shù)據(jù)的頻率設(shè)定高于搖擺周期，保證采樣精度，優(yōu)選地，將采樣頻率設(shè)定為搖擺周期經(jīng)驗值的10倍。

值得一提的是，在一輪消晃操作中，包括多次循環(huán)的消晃操作；通過多次消晃操作，實現(xiàn)消晃。

此外，物料投放驅(qū)動模塊，包括設(shè)置在料倉底部出料口的電磁閥，控制電磁閥打開實現(xiàn)投料。

綜上，在本實施例中，通過定位器之間的距離關(guān)系，獲得天車料倉106的搖晃角，并根據(jù)搖晃角對天車進行移動控制，實現(xiàn)消晃。本實施例有效減少料倉106自然停止晃動的等待時間，有效提高物料裝載和卸載的效率，同時，也避免因抖動造成物料泄漏。此外，由于采用定位器，數(shù)據(jù)獲取精確，便于精確控制。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。