權(quán)利要求

1.基于雙定位模塊的露天礦電鏟裝車自動計數(shù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)利用兩個定位模塊進行卡車位置校正與電鏟位置校正；

(2)鏟斗位置估計：鏟斗位于兩模塊尾-首延長線一側(cè)一定距離內(nèi)，該距離可以在安裝定位模塊時得到；此外鏟斗位置最遠(yuǎn)不會超過電鏟最大裝車距離，最近不會超過裝車最小安全距離；這樣就可以得到鏟斗位置的范圍；

(3)旋轉(zhuǎn)方向識別：利用電鏟上兩的定位模塊獲得的位置可以獲得一條直線lt，在下一時刻得到直線；顯然得到下一時刻電鏟的旋轉(zhuǎn)角度就是這條直線的旋轉(zhuǎn)角度；當(dāng)直線逆時針旋轉(zhuǎn)時記為+1，當(dāng)直線順時針旋轉(zhuǎn)時記為-1，當(dāng)直線不變時記為0；

(4)滿足裝載條件：當(dāng)電鏟在一段時間內(nèi)連續(xù)向一個方向旋轉(zhuǎn)，就判斷電鏟滿足裝載條件，處于工作狀態(tài)；

(5)滿足裝車條件：當(dāng)電鏟正在給卡車裝車時，卡車應(yīng)位于電鏟附近，且鏟斗位置應(yīng)大致位于卡車車廂內(nèi)，且停留一定時間，否則視為不滿足裝車條件；

(6)當(dāng)卡車與電鏟滿足裝車條件與裝載條件后，識別電鏟的裝載行為；一個完整的裝載行為應(yīng)包括鏟裝、回轉(zhuǎn)、裝載、回轉(zhuǎn)，最后回到鏟裝，電鏟完成上述流程需要首先順時針旋轉(zhuǎn)，停止一段時間后，馬上逆時針旋轉(zhuǎn)；在旋轉(zhuǎn)方向識別的基礎(chǔ)上，判斷電鏟是否完成一個裝載循環(huán)；當(dāng)電鏟完成一個循環(huán)時，輸出1；

(7)在以上的基礎(chǔ)上，對裝載循環(huán)計數(shù)，直到卡車離開裝車區(qū)域，不再滿足裝載車條件時，停止計數(shù)；這樣就獲得了電鏟為某一輛卡車裝載的鏟數(shù)。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦山自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及基于雙定位模塊的露天礦電鏟裝車自動計數(shù)方法。

背景技術(shù)

對于采用車-鏟開采工藝的露天礦而言，采裝作業(yè)通常由電鏟完成。由于缺少有效的計量裝置，超裝或欠裝不可避免。這既造成了設(shè)備利用上的浪費，也會由于頻繁過載降低卡車的使用壽命。尤其對于金屬礦，當(dāng)選礦廠對于礦石品位有一定要求時，露天礦的一個重要工作就是配礦，而礦山往往采用礦石品位與礦量的加權(quán)平均進行配礦。在這種情況下，如何有效計算礦量就顯得尤為重要。

目前對車-鏟工藝進行礦量監(jiān)控的方法可以分為以下兩種：第一種是監(jiān)控卡車運輸?shù)牡V量，這種方法使用各類傳感器，綜合解算卡車運輸?shù)V石的重量；第二種是監(jiān)控電鏟鏟裝的礦量，這種方法利用力學(xué)理論分析電鏟性質(zhì)，結(jié)合傳感器獲得的實時數(shù)據(jù)估計電鏟鏟裝的礦量。

這類方法獲得的礦量數(shù)據(jù)往往具有很高的精度。然而露天礦生產(chǎn)環(huán)境惡劣，揚塵、雨雪、低溫及磁場等因素往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜的傳感器故障頻發(fā)，礦山維護工作繁重。同時，由于礦石地質(zhì)品位參差不齊，同一作業(yè)面上的礦石品位也各有不同，實際上往往由富于經(jīng)驗的工人估計礦石品位，這導(dǎo)致高精度的礦量數(shù)據(jù)在配礦過程中并無太大意義。此外，上述兩種監(jiān)控方法只是孤立的考慮卡車或電鏟，實際生產(chǎn)中缺少一種將電鏟鏟裝與卡車運輸流程銜接起來的監(jiān)控方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于雙定位模塊的露天礦電鏟裝車自動計數(shù)方法，通過在電鏟上安裝兩個定位模塊，識別電鏟的裝車行為，從而計算電鏟對某一輛卡車所裝的鏟數(shù)。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明的基于雙定位模塊的露天礦電鏟裝車自動計數(shù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）利用兩個定位模塊進行卡車位置校正與電鏟位置校正；

（2）鏟斗位置估計：鏟斗位于兩模塊尾-首延長線一側(cè)一定距離內(nèi)，該距離可以在安裝定位模塊時得到；此外鏟斗位置最遠(yuǎn)不會超過電鏟最大裝車距離，最近不會超過裝車最小安全距離；這樣就可以得到鏟斗位置的范圍；

（3）旋轉(zhuǎn)方向識別：利用電鏟上兩的定位模塊獲得的位置可以獲得一條直線lt，在下一時刻得到直線；顯然得到下一時刻電鏟的旋轉(zhuǎn)角度就是這條直線的旋轉(zhuǎn)角度；當(dāng)直線逆時針旋轉(zhuǎn)時記為+1，當(dāng)直線順時針旋轉(zhuǎn)時記為-1，當(dāng)直線不變時記為0；

（4）滿足裝載條件：當(dāng)電鏟在一段時間內(nèi)連續(xù)向一個方向旋轉(zhuǎn)，就判斷電鏟滿足裝載條件，處于工作狀態(tài)；

（5）滿足裝車條件：當(dāng)電鏟正在給卡車裝車時，卡車應(yīng)位于電鏟附近，且鏟斗位置應(yīng)大致位于卡車車廂內(nèi)，且停留一定時間（該時間通過統(tǒng)計獲得），否則視為不滿足裝車條件；

（6）當(dāng)卡車與電鏟滿足裝車條件與裝載條件后，識別電鏟的裝載行為；一個完整的裝載行為應(yīng)包括鏟裝、回轉(zhuǎn)、裝載、回轉(zhuǎn)，最后回到鏟裝，電鏟完成上述流程需要首先順時針（逆時針）旋轉(zhuǎn)，停止一段時間后，馬上逆時針（順時針）旋轉(zhuǎn)；在旋轉(zhuǎn)方向識別的基礎(chǔ)上，判斷電鏟是否完成一個裝載循環(huán)；當(dāng)電鏟完成一個循環(huán)時，輸出1；

（7）在以上的基礎(chǔ)上，對裝載循環(huán)計數(shù)，直到卡車離開裝車區(qū)域，不再滿足裝載車條件時，停止計數(shù)；這樣就獲得了電鏟為某一輛卡車裝載的鏟數(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)點：

（1）本發(fā)明的基于雙定位模塊的露天礦電鏟裝車自動計數(shù)方法，在滿足礦山對于礦量監(jiān)控的前提下，不僅降低維護工作難度與維護費用，還能實現(xiàn)一種銜接鏟裝與運輸流程的監(jiān)控方法；

（2）本發(fā)明的基于雙定位模塊的露天礦電鏟裝車自動計數(shù)方法，利用廉價的定位模塊完成電鏟裝車計數(shù)的方法，便于維護。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電鏟鏟裝計數(shù)流程圖。

圖2為本發(fā)明的鏟斗與模塊的位置關(guān)系圖。

圖3為本發(fā)明的不滿足裝車條件示意圖。

圖4為本發(fā)明的滿足裝車條件。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1-圖4所示，本發(fā)明的目的在于以礦山對于礦量精度要求不高的實際為前提，采用來源廣泛而成本較低的硬件作為數(shù)據(jù)來源，在滿足礦山對于礦量監(jiān)控的前提下，降低維護工作難度與維護費用，并實現(xiàn)一種銜接鏟裝與運輸流程的監(jiān)控方法。

在卡車車體兩側(cè)各安裝一個定位模塊，在電鏟行走部分前后各安裝一個定位模塊。分別利用通信模塊將上述定位信息匯集到服務(wù)端。對于獲得的定位信息作如圖1所示的處理：

在圖中T1，T2，S1，與S2分別代表卡車車體兩側(cè)的位置信息與電鏟前后的位置信息。利用卡車定位模塊安裝距離為常數(shù)的事實，可以校正卡車位置信息T1，T2。利用電鏟上兩個定位模塊位置信息在回轉(zhuǎn)時距離基本不變的事實，可以對電鏟的位置信息S1，S2進行校正。利用校正后的電鏟信息可以估計電鏟鏟斗的位置，結(jié)合卡車位置信息就能判斷電鏟與卡車是否滿足裝車條件。利用電鏟首尾的位置信息，可以判斷電鏟的旋轉(zhuǎn)方向，當(dāng)電鏟在一個時間段內(nèi)連續(xù)向一個方向轉(zhuǎn)動時，就可以認(rèn)為電鏟的回轉(zhuǎn)滿足裝載條件。結(jié)合電鏟與卡車是否滿足裝車條件的判斷，判斷電鏟的裝載行為是否是有效的。當(dāng)裝載行為有效時，即認(rèn)為電鏟已經(jīng)給卡車裝完一勺斗物料。

本發(fā)明的包括以下步驟：

（1）利用兩個定位模塊進行卡車位置校正與電鏟位置校正；

（2）鏟斗位置估計：鏟斗位置與電鏟上兩模塊的位置關(guān)系可以表示為圖2；鏟斗位于兩模塊尾-首延長線一側(cè)一定距離內(nèi)，該距離可以在安裝定位模塊時得到；此外鏟斗位置最遠(yuǎn)不會超過電鏟最大裝車距離，最近不會超過裝車最小安全距離；這樣就可以得到鏟斗位置的范圍；

（3）旋轉(zhuǎn)方向識別：利用電鏟上兩的定位模塊獲得的位置可以獲得一條直線lt，在下一時刻得到直線；顯然得到下一時刻電鏟的旋轉(zhuǎn)角度就是這條直線的旋轉(zhuǎn)角度；當(dāng)直線逆時針旋轉(zhuǎn)時記為+1，當(dāng)直線順時針旋轉(zhuǎn)時記為-1，當(dāng)直線不變時記為0；

（4）滿足裝載條件：當(dāng)電鏟在一段時間內(nèi)連續(xù)向一個方向旋轉(zhuǎn)，就判斷電鏟滿足裝載條件，處于工作狀態(tài)；

（5）滿足裝車條件：電鏟正在給卡車裝車時，卡車應(yīng)位于電鏟附近，且鏟斗位置應(yīng)大致位于卡車車廂內(nèi)，且停留一定時間（該時間通過統(tǒng)計獲得）；如圖4所示，否則視為不滿足裝車條件，如圖3所示；

（6）當(dāng)卡卡車與電鏟滿足裝車條件與裝載條件后，對識別電鏟的裝載行為；一個完整的裝載行為應(yīng)包括鏟裝、回轉(zhuǎn)、裝載、回轉(zhuǎn)，最后回到裝載，電鏟完成上述流程需要首先順時針（逆時針）旋轉(zhuǎn)，停止一段時間后（該時間通過統(tǒng)計獲得），馬上逆時針（順時針）旋轉(zhuǎn)；在旋轉(zhuǎn)方向識別的基礎(chǔ)上，判斷電鏟是否完成一個裝載循環(huán)；當(dāng)電鏟完成一個循環(huán)時，輸出1。

（7）在以上的基礎(chǔ)上，對裝載循環(huán)計數(shù)，直到卡車離開裝車區(qū)域，不再滿足裝載車條件時，停止計數(shù)；這樣就獲得了電鏟為某一輛卡車裝載的鏟數(shù)。

本發(fā)明的基于雙定位模塊的露天礦電鏟裝車自動計數(shù)方法，在滿足礦山對于礦量監(jiān)控的前提下，不僅降低維護工作難度與維護費用，還能實現(xiàn)一種銜接鏟裝與運輸流程的監(jiān)控方法；利用廉價的定位模塊完成電鏟裝車計數(shù)的方法，便于維護。