人工智能技术在翻车机接卸系统中的研究及应用
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完成单位:华电潍坊发电有限公司、北京汇力智能科技有限公司
登记编号:ZSXC-2023-DL-2-299
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
薛晓勇、黄海东、梁 朋、杨新杭、王尊德、蒋建旭、姚 欣、刘永春
目前国内大部分火电厂使用翻车机接卸火车来煤,翻车过程中需人工摘钩、复钩,且在翻车机自动化运行未被中断的情况下择机实施,人员作业区域在列车线路正中,具有较大的安全隐患,稍有不慎就会造成不安全事件发生。
为彻底消除人机交叉作业存在的安全隐患,华电潍坊发电有限公司与北京汇力智能科技有限公司联合研发了翻车机智能接卸系统,包含摘钩机器人、复钩机器人等,与翻车机系统联锁,模仿人工手腕作业,实现了文字识别、形状特征识别及外形数据降噪,精确识别车厢、手柄和车钩等,成功率高,解决了混编列车难题,作业成功率达到98%,作业时间满足现场要求。
主要创新点如下:
1、摘钩和复钩机器人列车编号识别。火车不同车辆的摘钩方式是机器人摘钩手柄设计的关键点和难点,另一个是火车摘钩机器人应该有识别不同样式的手柄的能力。这两个问题都可以先通过列车编号类型不同而分类处理。相同类型的车厢火车手柄类型和摘钩方式是一致的。根据识别车号确定车厢类型,初步确定摘钩方式和手柄样式,是本课题的创新点。
2、摘钩和复钩机器人位置检测与测量。位置检测技术和图像识别已经越来越成熟,但是现场实际工况复杂影响判别精度。提钩手柄与周围零部件较相似,并不容易识别和检测。同时光照和表面质量(如锈蚀)等因素,也增加了检测难度。
3、摘钩和复钩机器人的本体设计。机器人专门针对卸料作业区间的复杂环境设计。设备在粉尘环境下工作,昼夜雨雪都需要摘钩,对设备可靠性和准确性要求很高。为满足各方向行程要求,确定机器人的外形尺寸和运动最大轮廓。该装置带悬停保持功能,可自平衡、自复位,类人工手腕,可以代替人工摘钩,适应不同位置和不同形式的摘钩手柄,满足不同系列敞车类型的摘钩、复钩方式。
翻车机智能接卸系统的投入,实现了翻车机原有人工作业用机器人替代,大幅度减少作业安全隐患,提高翻车机自动化水平,在国内真正实现翻车机卸煤系统现场无人值守,在国内处于领先水平。