本發(fā)明涉及工業(yè)天車設(shè)備，特別是涉及一種測力式智能天車系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)中，吊裝天車常用于運(yùn)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，影響物料的交接效率。

技術(shù)實(shí)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)問題是提供一種測力式智能天車系統(tǒng)，旨在對料倉進(jìn)行消晃。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種測力式智能天車系統(tǒng)，包括：

搭載在天車軌道上的運(yùn)輸天車，所述運(yùn)輸天車用于運(yùn)輸物料；所述運(yùn)輸天車包括天車本體、卷揚(yáng)機(jī)、吊繩以及吊鉤；所述卷揚(yáng)機(jī)安裝于所述天車本體上，所述吊鉤通過所述吊繩與所述卷揚(yáng)機(jī)連接；所述吊鉤還用于勾吊料倉；所述運(yùn)輸天車還設(shè)置有天車行進(jìn)驅(qū)動模塊，用于控制所述運(yùn)輸天車在所述天車軌道上行進(jìn)；

載重采集裝置，用于采集所述料倉的載重參數(shù)；

物料投放驅(qū)動模塊，用于控制所述料倉投放物料；

以及電子控制模塊；

所述電子控制模塊的第一輸出端與所述天車行進(jìn)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；所述電子控制模塊的第三輸入端與所述載重采集裝置的輸出端連接；

所述電子控制模塊，包括：

載重值序列構(gòu)建模塊，用于連續(xù)采集天車系統(tǒng)的載重參數(shù)，構(gòu)建載重值序列fi；

載重極值獲取模塊，用于根據(jù)所述載重值序列fi，獲得載重極大均值fmax和載重極小均值fmin；所述載重極大均值fmax為所述載重值序列fi中若干個較大值的均值，所述載重極小均值fmin為所述載重值序列fi中若干個較小值的均值；

搖擺角求解模塊，用于求解所述料倉的搖晃行為的搖擺角θ；所述滿足：

搖擺水平位移求解模塊，用于判斷所述搖擺角θ是否超出閾值，若所述搖擺角θ超出閾值，則根據(jù)所述搖擺角θ，求解消晃所需的搖擺水平位移l,所述l＝rsinθ；所述r為搖擺半徑；若所述搖擺角θ未超出閾值，則進(jìn)行物料投放操作；；

消晃驅(qū)動模塊，用于根據(jù)所述搖擺水平位移l，控制所述天車移動。

在本實(shí)施例中，通過搖擺角來評估稱重的穩(wěn)定性；由于搖擺角本身其物理性質(zhì)能夠很好的反映物理含義，能夠精確表征搖晃程度；并且根據(jù)搖擺角進(jìn)一步求解消晃所需的搖擺水平位移l，使得天車能夠精確移動并控制消晃。在本實(shí)施例中，只需要獲取載重數(shù)據(jù)的最大值和最小值，即可進(jìn)一步求解搖擺角；該載重數(shù)據(jù)可以為料倉稱重最大值和最小值數(shù)據(jù)，也可以是料倉內(nèi)某個局部個體的載重最大值和最小值數(shù)據(jù)，也可以是料倉拉力的最大值和最小值。本實(shí)施例，求解方便，計算精確。

可選的，所述閾值為預(yù)設(shè)值或經(jīng)驗(yàn)值。

在一具體實(shí)施例中，所述載重采集裝置為拉力傳感器；所述拉力傳感器設(shè)置與所述料倉與所述卷揚(yáng)機(jī)之間。

可選的，所述拉力傳感器設(shè)置于所述吊繩與所述吊鉤之間；

可選的，所述拉力傳感器設(shè)置于所述吊鉤與所述料倉之間；

可選的，所述拉力傳感器設(shè)置于所述卷揚(yáng)機(jī)與所述吊繩之間；

可選的，所述拉力傳感器設(shè)置于所述吊繩上。

在一具體實(shí)施例中，所述載重采集裝置為稱重傳感器；所述稱重傳感器用于測量所述料倉或料倉內(nèi)物體的載重值。

所述料倉內(nèi)物體包括但不限于料倉內(nèi)物料、料倉內(nèi)測試物?？蛇x的，所述所述料倉內(nèi)測試物為標(biāo)準(zhǔn)稱量件。值得一提的是，在本發(fā)明中，由于搖擺角與載重極大均值和載重極小均值的比例有關(guān)，故而不限定載重稱量的對象，實(shí)際上，稱量物料倉整體的載重極大均值與載重極小均值的比值和稱量局部部件的載重極大均值與載重極小均值的比值是相等的。故而，在該實(shí)施例中，稱重傳感器可根據(jù)實(shí)際需求選定稱重物。

可選的，選取重量較小的稱重物進(jìn)行測量，使用較小量程的稱重傳感器，降低成本?？蛇x的，選取重量較大的稱重物進(jìn)行測量，提高消晃精度。

在一具體實(shí)施例中，所述料倉的載重參數(shù)包括：天車料倉稱重數(shù)據(jù)或天車?yán)?shù)據(jù)。

在一具體實(shí)施例中，所述載重極值獲取模塊，還用于：

從所述載重值序列fi選取出一個最大值，作為所述載重極大均值fmax；

從所述載重值序列fi選取出一個最小值，作為所述載重極小均值fmin。

在本實(shí)施例中，直接選取載重值序列中的最大值和最小值作為載重極值，求解速度快。

在一具體實(shí)施例中，所述載重極值獲取模塊，還用于：

對所述載重值序列fi按大小進(jìn)行排序，獲得第一載重序列{fn}；所述n滿足1≤n≤i，所述i為所述載重值序列fi的序列長度；

從所述第一載重序列{fn}中選取前k個搖擺角較大值{fk}；所述k滿足1≤k＜i；獲取所述載重極大均值fmax，所述fmax＝avg{fk}；

從所述第一載重序列{fn}中選取后m個搖擺角較小值{fm}；所述m滿足1＜m≤i；獲取所述載重極小均值fmin，所述fmin＝avg{fm}。

通過該方案，可獲得較為精確的載重極值，以便搖擺角求解精確。

在一具體實(shí)施例中，所述搖擺角求解模塊，還用于：

獲取所述載重極小均值fmin與所述載重極大均值fmax的比值α；所述α＝fmin/fmax；

獲取所述天車的搖擺角θ；所述滿足：

通過該技術(shù)方案，只需獲得載重極小均值和載重極大均值的比例關(guān)系，而無需考慮載重極小均值和載重極大均值的獲取形式，提高系統(tǒng)兼容性。

在一具體實(shí)施例中，所述消晃驅(qū)動模塊，還用于實(shí)時采集即時搖擺角θi，在所述即時搖擺角θi處于增大趨勢且所述θi≥αθ時，根據(jù)所述搖擺水平位移l，控制所述天車移動；所述0＜α≤1。

可選的α＝0.9；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(yùn)動速度而言，水平搖擺位移并不大，天車運(yùn)動速度可滿足要求。假定搖擺角θ＝5°，在即時搖擺角到達(dá)4.5°時，進(jìn)行天車移動實(shí)現(xiàn)消晃。

通過該技術(shù)方案，移動天車有效實(shí)現(xiàn)消晃。

在一具體實(shí)施例中，所述步驟s6還包括：判斷即時搖擺角θi是否處于增大趨勢；所述判斷即時搖擺角θi是否處于增大趨勢是通過判斷前后至少2個即時搖擺角θi的大小關(guān)系；若在后采集到的即時搖擺角較大，則判定即時搖擺角θi處于增大趨勢。

通過該技術(shù)方案，在通過判定即時搖擺角θi是否處于增大趨勢，并進(jìn)行小車移動實(shí)現(xiàn)消晃，提高消晃精確度。

在一具體實(shí)施例中，所述載重值序列fi至少包括一個擺動周期。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過搖擺角來評估稱重的穩(wěn)定性；由于搖擺角本身其物理性質(zhì)能夠很好的反映物理含義，能夠精確表征搖晃程度；并且根據(jù)搖擺角進(jìn)一步求解消晃所需的搖擺水平位移l，使得天車能夠精確移動并控制消晃。本發(fā)明只需要獲取載重數(shù)據(jù)的最大值和最小值，即可進(jìn)一步求解搖擺角；該載重數(shù)據(jù)可以為料倉稱重最大值和最小值數(shù)據(jù)，也可以是料倉內(nèi)某個局部個體的載重最大值和最小值數(shù)據(jù)，也可以是料倉拉力的最大值和最小值，求解方便，計算精確。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一具體實(shí)施方式的一種測力式智能天車系統(tǒng)的電子控制結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一具體實(shí)施方式中的天車料倉的搖擺模型；

圖3是本發(fā)明一具體實(shí)施方式中的天車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

如圖1-3所示，在本發(fā)明第一實(shí)施例中，提供一種測力式智能天車系統(tǒng)，所述方法包括：

搭載在天車軌道102上的運(yùn)輸天車101，所述運(yùn)輸天車101用于運(yùn)輸物料；所述運(yùn)輸天車101包括天車本體、卷揚(yáng)機(jī)103、吊繩104以及吊鉤105；所述卷揚(yáng)機(jī)103安裝于所述天車本體上，所述吊鉤105通過所述吊繩104與所述卷揚(yáng)機(jī)103連接；所述吊鉤105還用于勾吊料倉106；所述運(yùn)輸天車101還設(shè)置有天車行進(jìn)驅(qū)動模塊301，用于控制所述運(yùn)輸天車101在所述天車軌道102上行進(jìn)；

載重采集裝置107，用于采集所述料倉106的載重參數(shù)；

物料投放驅(qū)動模塊302，用于控制所述料倉106投放物料；

以及電子控制模塊200；

所述電子控制模塊200的第一輸出端與所述天車行進(jìn)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的第三輸入端與所述載重采集裝置107的輸出端連接；

所述電子控制模塊200，包括：

載重值序列構(gòu)建模塊201，用于連續(xù)采集天車系統(tǒng)的載重參數(shù)，構(gòu)建載重值序列fi；

載重極值獲取模塊202，用于根據(jù)所述載重值序列fi，獲得載重極大均值fmax和載重極小均值fmin；所述載重極大均值fmax為所述載重值序列fi中若干個較大值的均值，所述載重極小均值fmin為所述載重值序列fi中若干個較小值的均值；

搖擺角求解模塊203，用于求解所述料倉106的搖晃行為的搖擺角θ；所述滿足：

搖擺水平位移求解模塊204，用于判斷所述搖擺角θ是否超出閾值，若所述搖擺角θ超出閾值，則根據(jù)所述搖擺角θ，求解消晃所需的搖擺水平位移l,所述l＝rsinθ；所述r為搖擺半徑；若所述搖擺角θ未超出閾值，則進(jìn)行物料投放操作；；

消晃驅(qū)動模塊205，用于根據(jù)所述搖擺水平位移l，控制所述天車移動。即通過天車行進(jìn)驅(qū)動模塊301控制天車移動。

可選的，所述閾值為預(yù)設(shè)值或經(jīng)驗(yàn)值。

如圖2為天車料倉106的搖擺模型，在料倉106搖擺過程中，將搖擺角定義為單個搖擺周期內(nèi)最大的搖晃角為搖擺角θ。根據(jù)能量守恒可知：

其中，m為料倉106等效質(zhì)量，g為重力加速度，h為搖晃最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差；v為料倉106中心位于最低點(diǎn)時，料倉106的水平速度。

根據(jù)幾何關(guān)系可知：

h＝(1-cosθ)r(2)；

其中，r為搖擺半111徑111。

此外，根據(jù)小球位于最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的受力情況，拉力分別滿足：

fmin＝cosθmg(4)；

聯(lián)立等式(1)-(5)可得：

在本實(shí)施例中，通過搖擺角來評估稱重的穩(wěn)定性；由于搖擺角本身其物理性質(zhì)能夠很好的反映物理含義，能夠精確表征搖晃程度；并且根據(jù)搖擺角進(jìn)一步求解消晃所需的搖擺水平位移l，使得天車能夠精確移動并控制消晃。在本實(shí)施例中，只需要獲取載重數(shù)據(jù)的最大值和最小值，即可進(jìn)一步求解搖擺角；該載重數(shù)據(jù)可以為料倉106稱重最大值和最小值數(shù)據(jù)，也可以是料倉106內(nèi)某個局部個體的載重最大值和最小值數(shù)據(jù)，也可以是料倉106拉力的最大值和最小值。本實(shí)施例，求解方便，計算精確。

值得一提的是，由于搖擺角θ與fmax、fmin之間具體數(shù)值大小無關(guān)，只需fmax、fmin之間比例一定時，求解獲得搖擺角θ也一致。故而，可選的，通過采集料倉106的稱重數(shù)值，獲得載重值序列fi；可選的，通過采集天車鋼絲拉力，獲得載重值序列fi；可選的，對料倉106內(nèi)某一物體進(jìn)行稱重，并以該物體的稱重值，構(gòu)建載重值序列fi；

在本實(shí)施例中，所述載重采集裝置107為拉力傳感器；所述拉力傳感器設(shè)置與所述料倉106與所述卷揚(yáng)機(jī)103之間。

可選的，所述拉力傳感器設(shè)置于所述吊繩104與所述吊鉤105之間；

可選的，所述拉力傳感器設(shè)置于所述吊鉤105與所述料倉106之間；

可選的，所述拉力傳感器設(shè)置于所述卷揚(yáng)機(jī)103與所述吊繩104之間；

可選的，所述拉力傳感器設(shè)置于所述吊繩104上。

在本實(shí)施例中，所述載重采集裝置107為稱重傳感器；所述稱重傳感器用于測量所述料倉106或料倉106內(nèi)物體的載重值。

所述料倉106內(nèi)物體包括但不限于料倉106內(nèi)物料、料倉106內(nèi)測試物?？蛇x的，所述所述料倉106內(nèi)測試物為標(biāo)準(zhǔn)稱量件。值得一提的是，在本發(fā)明中，由于搖擺角與載重極大均值和載重極小均值的比例有關(guān)，故而不限定載重稱量的對象，實(shí)際上，稱量物料倉106整體的載重極大均值與載重極小均值的比值和稱量局部部件的載重極大均值與載重極小均值的比值是相等的。故而，在該實(shí)施例中，稱重傳感器可根據(jù)實(shí)際需求選定稱重物。

可選的，選取重量較小的稱重物進(jìn)行測量，使用較小量程的稱重傳感器，降低成本。可選的，選取重量較大的稱重物進(jìn)行測量，提高消晃精度。

在本實(shí)施例中，所述料倉106的載重參數(shù)包括：天車料倉106稱重數(shù)據(jù)或天車?yán)?shù)據(jù)。

可選的，所述載重極值獲取模塊202，還用于：

從所述載重值序列fi選取出一個最大值，作為所述載重極大均值fmax；

從所述載重值序列fi選取出一個最小值，作為所述載重極小均值fmin。

可選的，所述載重極值獲取模塊202，還用于：

對所述載重值序列fi按大小進(jìn)行排序，獲得第一載重序列{fn}；所述n滿足1≤n≤i，所述i為所述載重值序列fi的序列長度；

從所述第一載重序列{fn}中選取前k個搖擺角較大值{fk}；所述k滿足1≤k＜i；獲取所述載重極大均值fmax，所述fmax＝avg{fk}；

從所述第一載重序列{fn}中選取后m個搖擺角較小值{fm}；所述m滿足1＜m≤i；獲取所述載重極小均值fmin，所述fmin＝avg{fm}。

在本實(shí)施例中，其特征在于，所述搖擺角求解模塊203，還用于：

獲取所述載重極小均值fmin與所述載重極大均值fmax的比值α；所述α＝fmin/fmax；

獲取所述天車的搖擺角θ；所述滿足：

在本實(shí)施例中，所述消晃驅(qū)動模塊205，還用于實(shí)時采集即時搖擺角θi，在所述即時搖擺角θi處于增大趨勢且所述θi≥αθ時，根據(jù)所述搖擺水平位移l，控制所述天車移動；所述0＜α≤1。

可選的α＝0.9；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(yùn)動速度而言，水平搖擺位移并不大，天車運(yùn)動速度可滿足要求。假定搖擺角θ＝5°，在即時搖擺角到達(dá)4.5°時，進(jìn)行天車移動實(shí)現(xiàn)消晃。

通過該技術(shù)方案，移動天車有效實(shí)現(xiàn)消晃。

在本實(shí)施例中，所述步驟s6還包括：判斷即時搖擺角θi是否處于增大趨勢；所述判斷即時搖擺角θi是否處于增大趨勢是通過判斷前后至少2個即時搖擺角θi的大小關(guān)系；若在后采集到的即時搖擺角較大，則判定即時搖擺角θi處于增大趨勢。

通過該技術(shù)方案，在通過判定即時搖擺角θi是否處于增大趨勢，并進(jìn)行小車移動實(shí)現(xiàn)消晃，提高消晃精確度。

在本實(shí)施例中，所述載重值序列fi至少包括一個擺動周期，便于搖擺角采集的數(shù)據(jù)精確。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)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(shí)驗(yàn)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(hù)范圍內(nèi)。