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智慧电厂滑线导轨式 3D 动态激光盘煤机器人的应用分析
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深化应用 - 449 - 200 m、宽 115 m,存煤量为 15~18 万吨。 传统的人工手持式盘煤仪测量耗时长,测量标 准度差、重复精度差。无人机盘煤技术适用于开放 式煤场,但受信号光线和天气影响较大,此外也受 到封闭建筑物内 GPS 信号定位不准的影响,不适合 封闭式煤场和全天候作业。斗轮机载激光探头进行 盘煤的技术存在很大的测量盲区,测量精度差。 基于封闭式煤场和固定激光扫描仪的盘煤技术 存在的问题包括: 1、成本高昂。根据条形煤场长度和扫描仪覆盖 半径确定布点数量。图 1 示出 1 号煤场长 150 m、宽 90 m,一台激光盘煤仪的有效覆盖半径一般为 60 m, 需要布置 4 台固定式激光盘煤仪,对整个封闭煤场 进行覆盖式扫描。激光扫描仪一般为进口采购,价 格高达 30 多万元,一个煤场的盘煤需求,仅激光探 头的硬件设施采购就需要 120 多万元,再加上电源、 数据传输通讯线路、后台操控软件、施工费用等, 成本至少为 160 万元。同理,2 号煤场尺寸大于 1 号 煤场,也需要 4 台固定式激光盘煤仪,才能实现封 闭煤场的覆盖式扫描。 2、存在扫描盲区,部分情况下产生较大的测量 误差。如果只布置 2 台固定式激光盘煤仪,也能够 完成全场煤体积量的盘点,但是煤垛 0~25 米和 125~150 米体型端部可能会产生扫描死角。尤其是 当存煤量比较大的时候,端部堆型复杂,激光无法 拐弯。若端部有不规则凹陷,激光是无法扫描到的, 软件模拟只能根据煤炭的自然堆积特性和角度进行 模拟纠正,无法模拟出现凹陷的部分。因此,软件 模拟补偿后,端部会理想处理为完整的梯形,存煤 量会比实际偏高,产生较大的误差。 数字化煤场和燃料智能管理要求煤场实时盘煤 数据高度准确,因此布置两个激光扫描仪测点是无 法满足实际需求的。采用四台固定式激光盘煤仪基 本满足各种复杂情况的实时盘煤需求,但在相邻两 台激光盘煤仪的扫描重叠中央区域,受到斗轮机作 业干扰时,仍会有少量测量盲区和误差。 柔性导轨式 3D 激光盘煤机器人的组成包括柔性 导轨系统、三维动态激光扫描仪、定位模块、通信 模块、防尘供电模块、驱动电机、后台监控分析软 件,采用的技术包括: 1、柔性导轨式运动技术。图 2 示出在煤场条形 煤剁上方中间位置安置一条平行轨道及柔性缆绳, 将三维动态激光扫描设备挂载在机器人上。机器人 本体没有电机驱动,通过煤场两侧上方的电机拖动 柔性缆绳往复运动,从而驱动机器人在煤场上方行 走。设备测量作业中运行速度 0.5~1 m/s,巡检速 度 1~3 m/s。 图 1 封闭煤场的全自动激光盘煤仪布置图

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