本發(fā)明涉及封閉空間壞境下堆體體積質(zhì)量測(cè)算，具體涉及一種針對(duì)封閉空間的一體式防摔激光盤煤儀及測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

1、煤場(chǎng)是燃煤電廠燃料儲(chǔ)存、供應(yīng)的重要設(shè)施。目前，國(guó)內(nèi)燃煤機(jī)組容量仍較大，越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保要求導(dǎo)致對(duì)煤場(chǎng)的設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。減小煤場(chǎng)占地面積、提高場(chǎng)地利用率、提高煤場(chǎng)自動(dòng)化作業(yè)水平以及盡可能地減小環(huán)境污染等問(wèn)題，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，所以現(xiàn)在燃煤電廠均采用封閉式煤場(chǎng)。全封閉式煤場(chǎng)與傳統(tǒng)開(kāi)放式煤場(chǎng)相比，具有占地面積小、場(chǎng)地利用率高、自動(dòng)化水平高、對(duì)環(huán)境影響小等多方面的優(yōu)點(diǎn)。全封閉煤場(chǎng)采用區(qū)域劃分，多組煤堆存放模式，由于全封閉煤場(chǎng)相對(duì)于傳統(tǒng)未封閉或半封閉式煤場(chǎng)來(lái)說(shuō)，環(huán)境更為復(fù)雜，煤堆高度更高，盤煤期間難度、精度、等均受到更多限制。在電廠的各項(xiàng)運(yùn)營(yíng)成本中，燃煤成本也高居首位，因此，及時(shí)準(zhǔn)確的掌握燃煤存儲(chǔ)量顯得極為重要。

2、目前煤場(chǎng)盤煤方法有人工盤煤、激光雷達(dá)盤煤、超聲波測(cè)量、無(wú)人機(jī)攜帶盤煤儀等。針對(duì)全封閉式煤場(chǎng)來(lái)說(shuō)，以上盤煤方法均有較多弊端。其中依靠人工方法解決儲(chǔ)煤場(chǎng)盤煤?jiǎn)栴}時(shí)容易產(chǎn)生比較大的誤差，而且人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境差，人員不能長(zhǎng)時(shí)間停留，導(dǎo)致耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。于超聲波測(cè)量方法，即通過(guò)超聲波遇障礙返回的時(shí)間差，乘以超聲波的傳播速度得出距離的方法。由于超聲波在測(cè)量過(guò)程中，時(shí)間的精確度不能很好地控制，會(huì)引起測(cè)量誤差，尤其需要對(duì)大面積的點(diǎn)進(jìn)行精確測(cè)量時(shí)，超聲波測(cè)量無(wú)法達(dá)到應(yīng)用要求。因此，傳統(tǒng)的普通盤煤儀盤煤取數(shù)據(jù)的措施具有一定的局限性，飛行器攜帶盤煤儀測(cè)量方法，由于全封閉煤棚棚頂為全金屬結(jié)構(gòu)，存在屏蔽信號(hào)隱患，無(wú)人機(jī)在操作過(guò)程中信號(hào)中斷幾率較大，掉落風(fēng)險(xiǎn)較大，且飛行器攜帶盤煤儀自身重量較重，控制方面相對(duì)精度較差，也存在一定弊端。

3、現(xiàn)有技術(shù)文件1(cn117550108a)公開(kāi)了一種用于飛行器攜帶防摔式盤煤儀，包括飛行器，所述飛行器的底端中間部位設(shè)置有測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)的底端設(shè)置有云臺(tái)，所述云臺(tái)的底端設(shè)置有盤煤儀，所述飛行器的底端設(shè)置有支撐機(jī)構(gòu)，但該現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于：1.分體式設(shè)計(jì)需要有兩套控制系統(tǒng)，分別控制無(wú)人機(jī)和盤煤儀，操作不方便；2.該設(shè)備主要針對(duì)開(kāi)闊空間進(jìn)行測(cè)量，密閉空間內(nèi)信號(hào)傳輸容易受阻；3.該發(fā)明防摔防護(hù)裝置對(duì)主設(shè)備保護(hù)較強(qiáng)，但對(duì)于機(jī)翼等設(shè)備保護(hù)較弱。

4、現(xiàn)有技術(shù)文件2(cn217805276u)公開(kāi)了一種用于煤廠盤煤帶有高速激光掃描儀的無(wú)人機(jī)飛行器，屬于無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，所述無(wú)人機(jī)主體的下端面固定有機(jī)箱，所述機(jī)箱內(nèi)中部開(kāi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)腔，所述機(jī)箱內(nèi)兩端關(guān)于所述驅(qū)動(dòng)腔對(duì)稱開(kāi)設(shè)有掃描腔與供能腔，所述掃描腔內(nèi)安裝有激光掃描儀主體，所述激光掃描儀主體的探頭伸出所述機(jī)箱的外側(cè)，而所述驅(qū)動(dòng)腔內(nèi)安裝有清潔組件，但該現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于：1.該設(shè)備僅有起落架，無(wú)防護(hù)裝置，在發(fā)生特殊情況跌落時(shí)無(wú)法保護(hù)設(shè)備；2.該設(shè)備主要針對(duì)開(kāi)闊空間進(jìn)行測(cè)量，密閉空間內(nèi)信號(hào)傳輸容易受阻：3.該設(shè)備無(wú)頂部電磁吸裝置，在測(cè)量封閉煤場(chǎng)時(shí)，因信號(hào)傳輸受阻跌落風(fēng)險(xiǎn)增大：4.激光掃描探頭不能進(jìn)行多角度調(diào)節(jié)，測(cè)量不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種針對(duì)封閉式空間的一體式防摔盤煤儀及測(cè)量方法，利用三維激光掃描儀對(duì)煤堆進(jìn)行大范圍空間掃描測(cè)量，尤其針對(duì)密閉空間內(nèi)煤場(chǎng)煤量的測(cè)量，可以大大提高存量煤體積測(cè)量的效率，同時(shí)自身重量較輕，具有信號(hào)加強(qiáng)裝置，電磁磁吸裝置等輔助設(shè)備，且?guī)в蟹雷o(hù)裝置，可有效避免因信號(hào)中斷造成盤煤裝置跌落摔損問(wèn)題發(fā)生，其測(cè)量效率與精度較傳統(tǒng)人工測(cè)量具有顯著優(yōu)勢(shì)。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

3、本發(fā)明的第一方面公開(kāi)了一種針對(duì)封閉空間的一體式防摔激光盤煤儀，包括：飛行器盤煤儀，所述飛行器盤煤儀的頂部設(shè)置有磁吸裝置，所述磁吸裝置通過(guò)連接裝置與飛行器盤煤儀相連，吸附于封閉式煤場(chǎng)煤棚頂部位置，用于保持盤煤儀裝置處于水平位置；

4、所述飛行器盤煤儀的一側(cè)設(shè)置有飛行器攝像頭和盤煤儀掃描探頭，用于對(duì)煤堆進(jìn)行封閉空間掃描測(cè)量；

5、所述飛行器盤煤儀的下方設(shè)置有緩沖架，緩沖架包括：防摔緩沖架、盤煤儀底部緩沖架和正六邊形防摔緩沖架，所述正六邊形防摔緩沖架與防摔緩沖架連接，盤煤儀底部緩沖架與正六邊形緩沖架垂直連接，構(gòu)成緩沖架整體，用于保護(hù)飛行器盤煤儀。

6、優(yōu)選地，所述飛行器盤煤儀包括：飛行器機(jī)翼、飛行軸、飛行器攝像頭和盤煤儀掃描探頭；

7、其中，飛行器機(jī)翼和飛行軸的數(shù)量為4，設(shè)置于飛行器盤煤儀的端頭，所述飛行器攝像頭和盤煤儀掃描探頭設(shè)置于飛行器盤煤儀的同一側(cè)。

8、優(yōu)選地，所述飛行器攝像頭和盤煤儀掃描探頭的上下可進(jìn)行0-270°角度調(diào)節(jié)，左右可進(jìn)行0-180°角度調(diào)節(jié)，且上下左右可同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

9、優(yōu)選地，所述飛行器機(jī)翼包括3個(gè)飛行機(jī)翼葉片，所述飛行軸、飛行機(jī)翼葉片和盤煤探頭均可進(jìn)行拆卸。

10、優(yōu)選地，所述防摔緩沖架的端部設(shè)置有橫置支架，橫置支架兩端設(shè)置有可爆式氣囊，其外部垂直距離大于飛行器機(jī)翼；所述盤煤儀底部緩沖架的端部也設(shè)置有可爆式氣囊。

11、優(yōu)選地，所述可爆式氣囊包括：內(nèi)層氣囊和外層氣囊，所述外層氣囊設(shè)置有兩個(gè)雙層氣囊外層氣囊爆口，所述內(nèi)層氣囊設(shè)置有雙層氣囊內(nèi)層氣囊爆口。

12、優(yōu)選地，所述連接裝置包括：轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、伸縮桿和伸縮桿電機(jī)；

13、其中，磁吸裝置通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與伸縮桿頂部進(jìn)行連接，伸縮桿頂部與伸縮桿相連接，所述伸縮桿電機(jī)設(shè)置于伸縮桿的內(nèi)部。

14、優(yōu)選地，所述伸縮桿的伸縮調(diào)節(jié)范圍為7-20cm，伸縮桿可進(jìn)行前后左右45°可調(diào)。

15、本發(fā)明的第二方面公開(kāi)了一種針對(duì)封閉空間的一體式防摔激光盤煤儀的測(cè)量方法，執(zhí)行所述的一種針對(duì)封閉空間的一體式防摔激光盤煤儀，包括以下步驟：

16、步驟1，對(duì)封閉式煤場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察勘測(cè)；

17、步驟2，根據(jù)步驟1的勘測(cè)結(jié)果進(jìn)行位置確定路線確定；

18、步驟3，現(xiàn)場(chǎng)組裝可飛行式一體式盤煤儀設(shè)備；

19、步驟4，設(shè)備進(jìn)行試飛；

20、步驟5，使用盤煤儀測(cè)出整個(gè)煤場(chǎng)的三維全貌；

21、步驟6，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理、審核、計(jì)算，獲得測(cè)量及數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

22、優(yōu)選地，所述步驟5具體包括：

23、當(dāng)盤煤儀開(kāi)始工作時(shí)，磁吸裝置可吸附于封閉式煤場(chǎng)煤棚頂部位置，對(duì)煤場(chǎng)的各個(gè)部位進(jìn)行全方位掃描；

24、當(dāng)盤煤儀結(jié)束工作時(shí)，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)消除磁吸裝置磁性，緩沖架作為盤煤儀的起落架；

25、當(dāng)盤煤儀發(fā)生意外跌落時(shí)，盤煤儀緩沖架的下部氣囊先著地，保證設(shè)備墜落時(shí)的安全。

26、本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，

27、(1)本發(fā)明提供一種針對(duì)封閉空間的一體式防摔激光盤煤儀，特別針對(duì)在封閉或半封閉的空間中進(jìn)行煤炭體積和質(zhì)量測(cè)量的場(chǎng)景，由于這些環(huán)境可能具有復(fù)雜的信號(hào)傳播特性，因此設(shè)備被設(shè)計(jì)為在這些條件下工作，設(shè)置有三維激光掃描儀，可以對(duì)煤堆進(jìn)行大范圍空間掃描測(cè)量，保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，提供更為詳細(xì)和準(zhǔn)確的煤堆數(shù)據(jù)，自動(dòng)化測(cè)量大大縮短了時(shí)間消耗，提高了工作效率；

28、(2)本發(fā)明提供一種針對(duì)封閉式煤場(chǎng)的一體式防摔激光盤煤儀，尤其針對(duì)密閉空間內(nèi)煤場(chǎng)煤量的測(cè)量，可以大大提高存量煤體積測(cè)量的效率，同時(shí)自身重量較輕，具有信號(hào)加強(qiáng)裝置，電磁磁吸裝置等輔助設(shè)備，即使在信號(hào)不佳的環(huán)境中，電磁磁吸輔助設(shè)備也能夠確保盤煤儀的穩(wěn)定運(yùn)行，及設(shè)備本身的安全性；

29、(3)本發(fā)明提供一種針對(duì)封閉式煤場(chǎng)可飛行式一體式盤煤儀，設(shè)置有防護(hù)裝置，可有效避免因信號(hào)中斷造成盤煤裝置跌落摔損問(wèn)題發(fā)生，其測(cè)量效率與精度較傳統(tǒng)人工測(cè)量具有顯著優(yōu)勢(shì)，且內(nèi)置更多的安全措施，例如應(yīng)急降落系統(tǒng)、失控保護(hù)等，保障了設(shè)備及操作人員的安全；

30、(4)本發(fā)明提供一種針對(duì)封閉式煤場(chǎng)可飛行式一體式盤煤儀，能夠適應(yīng)不同大小煤堆的測(cè)量工作，這得益于無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)性，它可以輕易到達(dá)各種復(fù)雜或者難以接近的煤堆位置進(jìn)行測(cè)量，一體式無(wú)人機(jī)盤煤儀采用封閉的一體化碳纖維機(jī)身結(jié)構(gòu)，具有防塵防水的功能，適合在惡劣環(huán)境下工作，機(jī)身重量輕，這使得無(wú)人機(jī)攜帶方便，操作起來(lái)也更加簡(jiǎn)單快捷；

31、本發(fā)明所述可飛行一體式盤煤儀通常擁有更為集成化的設(shè)計(jì)，這意味著飛行器、測(cè)量機(jī)構(gòu)、盤煤儀等部件進(jìn)行了優(yōu)化組合，從而在實(shí)際使用中提供了更高的操作便捷性和可靠性，本發(fā)明尤其適用于需要精確測(cè)量存煤量的場(chǎng)合，其獨(dú)特的設(shè)計(jì)使其在封閉空間內(nèi)的應(yīng)用尤為突出，可以有效提升這些環(huán)境下的工作效率和安全水平。