CN106064745A - 一种悬臂防碰撞装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种悬臂防碰撞装置及系统，属于斗轮堆取料机技术领域，包括设备悬臂，至少一个固定在悬臂上的标记卡和检测装置，所述标记卡和检测装置间隔的沿悬臂的远端向悬臂与设备主体连接的中心延伸分布，所述标记卡和检测装置沿其固定位置在悬臂的周围形成闭环的感应球面，通过标记卡和检测装置形成的闭环信号保护面范围内信号的改变，可主动识别悬臂之间的距离变化，以此用来标记悬臂之间报警或者故障的最小安全距离，无需复杂的数据处理，实现报警距离与停机距离的检测，避免检测死区，能够有效的避免多个悬臂在作业过程中容易碰撞的难题。

Description

一种悬臂防碰撞装置及系统
技术领域
本发明涉及斗轮堆取料机技术领域，更具体地说，尤其涉及多台斗轮堆取料机相互之间的防撞装置。
背景技术
目前在大型散状物料场主要采用斗轮堆取料机进行堆料和取料作业。在大型钢铁企业和大型矿石码头存在的巨型堆料场，需多台设备同时进行堆取料的作业，堆取料作业过程中悬臂经常需要回转，而斗轮堆取料的悬臂较长，多台设备同时进行作业存在极大的碰撞风险。一旦发生碰撞会导致经济损失和人员伤亡事故，因此对料场堆、取料机的防撞装置进行研究具有重要意义。
悬臂式斗轮堆取料机设备其防碰撞具有一定的特殊性。其防碰的实质实际上主要是各相邻斗轮堆取料机悬臂之间的防碰，而其悬臂不仅仅是在一个线与面上的运行，它是在一个三维结构上的运动。采用传统的直线型防碰方式，如激光防碰、红外防碰以及超声波防碰等都不能简单直接的实现有效的防碰保护，必须通过一系列的补充措施。现有的防碰技术方式采用的是建立在对悬臂式设备位置检测以及对这些检测数据进行计算处理的基础上的，即其首先是通过对各台设备的一系列位置检测得出检测参数，包括：各设备大车位置定位、各设备悬臂俯仰角度检测、各设备悬臂回转角度检测，然后再在这些检测数据参数基础上进行一系列的数据模型运算处理后才能够实现有效的防碰撞。但其是一种被动的防碰，是一种对设备本体以及撞碍物位置的多方面检测，这种防碰方式不但要检测自己的状态信息还要实时的接收防碰对象检测的位置信息，并且还需要在一个数学模型上进行综合计算。
中国专利号CN102033237A，名称为预测碰撞可能性的方法和系统、防碰撞控制方法和系统中，借助于多个流动站与基准站的数据采集，再通过数据处理单元进行数据比较与数学运算，最后由报警单元进行报警。整个过程需要借助设备上的流动站与地面位置基站的实时数据比较，受到非本设备上的基准站与其他设备上的流动站的状态限制，必须由数据处理单元的采集的数据进行比较复杂的数据处理，如果处理单元存在故障问题，防碰将无法正常实现。
中国专利号CN103964155A，名称为一种斗轮堆取料机防撞控制方法中，不但要求对自身的走行与回转位置进行检测，而且还需要对相邻斗轮堆取料机的走行与回转位置进行检测，并且需将相邻位置信号进行运算比较；通过计算值最后得出输出报警信息。受到本机上位置检测装置与其他设备上位置检测装置的限制，一旦位置检测装置出现故障或者误差防碰将无法实现，数据处理的准确性也决定防碰的最终效果
这也构成了需要进一步改进悬臂防碰撞的设备和系统设计，以图解决所存在的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种悬臂防碰撞装置及系统，无需复杂的数据处理，不依赖后续的软件计算或者优化，能够有效的形成防碰距离感应球面，通过标记出多级的报警距离检测和强制性停机距离检测的立体感应球面，通过不同距离的感应球面就能够实现检测距离的分区，检测装置检测多级的立体感应球面，实现报警距离与停机距离的监控，可有效的避免检测盲区。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种悬臂防碰撞装置，包括：设备悬臂，至少一个固定在悬臂上的标记卡和检测装置，所述标记卡和检测装置间隔的沿悬臂的远端向悬臂与设备主体连接的中心延伸分布，所述标记卡和检测装置沿其固定位置在悬臂的周围形成闭环的感应球面，通过标记卡和检测装置形成的闭环信号保护面范围内信号的改变，可主动识别悬臂之间的距离变化，以此用来标记悬臂之间报警或者故障的最小安全距离，无需复杂的数据处理，不依赖后续的软件计算或者优化，能够有效的形成防碰距离感应球面，通过不同距离的感应球面就能够实现检测距离的分区，实现报警距离与停机距离的检测，通过标记出多级的报警距离检测和强制性停机距离检测的立体感应球面，检测多级的立体感应球面，避免检测死区，能够有效的避免多个悬臂在作业过程中容易碰撞的难题。
优选地，为了快速便捷的检测出报警安全距离与故障距离，所述感应球面包括标记感应球面和检测感应球面，所述标记感应球面和检测感应球面为围设在悬臂周侧面的立体感应面。
优选地，为了悬臂周侧面标记距离的均布分布，沿悬臂的横向侧面，所述标记卡为两个，分设在悬臂的两侧，沿悬臂的横向几何中心对称分布。
优选地，为了能够精准的标识出悬臂之间的距离所述标记感应球面包括故障标记感应球面，和报警标记感应球面，所述报警标记感应球面的半径大于故障标记感应球面，将故障标记感应球面包含在内部的布置，通过设置不同感应距离的标记卡就能够实现检测距离的分区，标示出报警距离与停机距离，组成一个多级的安全距离和强制性停机距离的标示立体网。
优选地，所述标记卡从悬臂的最远端，沿其长度方向延伸分布，从而在悬臂的长度方向形成多个球面叠加闭合的标记感应球面，用来标记悬臂在长度延伸方向上与其相邻的其它悬臂之间的安全距离。
优选地，为了确保在悬臂的长度方向形成均匀的感应球面，所述标记卡沿悬臂的宽度方向几何对称的分布在悬臂的上下两个端侧面上。
优选地，为了悬臂周侧面检测距离的均布分布，沿悬臂的横向侧面，所述检测装置为两个，分设在悬臂的两侧，沿悬臂的横向几何中心对称分布。
优选地，为了能够精准的识别和判断悬臂之间的距离，所述检测装置沿悬臂的宽度方向几何对称的分布在悬臂的上下两个端侧面上。
优选地，所述检测装置为包括读卡器和天线的RFID非接触式自动识别装置，以此，检测装置不需进行其他的数据处理就可有效实现防碰，无需后续的软件处理，提高检测的灵敏度。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种悬臂防碰撞系统，包括：至少一个悬臂和行走轨迹，悬臂沿行走轨迹来回运动的作业，所述悬臂装设有上述的防碰撞装置，在其周侧面形成立体的防碰撞感应球面。
在本发明的实施例中，通过标记卡和检测装置形成的闭环信号感应球面范围内信号的改变，可主动识别悬臂之间的距离变化，以此用来标记悬臂之间报警或者故障的最小安全距离，无需复杂的数据处理，不依赖后续的软件计算或者优化，能够有效的形成防碰距离感应球面，通过不同距离的感应球面就能够实现检测距离的分区，实现报警距离与停机距离的检测，通过标记出多级的报警距离检测和强制性停机距离检测的立体感应球面，检测多级的立体感应球面，避免检测死区，能够有效的避免多个悬臂在作业过程中容易碰撞的难题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞装置标记卡安装位置的侧视示意图；
图2示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞装置标记卡安装位置的俯视示意图；
图3示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞装置天线安装位置的侧视示意图；
图4示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞装置天线安装位置的俯视示意图；
图5示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞系统组成的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
请参考图1至图5，图1示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞装置标记卡安装位置的侧视示意图；图2示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞装置标记卡安装位置的俯视示意图；图3示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞装置天线安装位置的侧视示意图；图4示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞装置天线安装位置的俯视示意图；图5示出了一种根据本发明实施例所实现的一种悬臂防碰撞系统组成的示意图。
如图1所示，本发明提供了一种悬臂防碰撞装置，包括设备悬臂10，驱动悬臂10运动的控制箱，和至少一个固定在悬臂10上的标记卡20和检测装置30，标记卡20和检测装置30间隔的沿悬臂10的远端向悬臂10与设备主体连接的中心延伸分布，标记卡20和检测装置30沿其固定位置在悬臂10的周围形成闭环的感应球面，通过标记卡20来标记悬臂10之间报警或者故障的最小安全距离，通过检测装置30检测闭环保护球面内信号的改变，可主动识别悬臂10之间的距离变化，无需复杂的数据处理，不依赖后续的软件计算或者优化，能够有效的形成防碰距离感应球面，通过不同距离的感应球面就能够实现检测距离的分区，实现报警距离与停机距离的检测，通过标记出多级的报警距离检测和强制性停机距离检测的立体感应球面，检测多级的立体感应球面，避免检测死区，能够有效的避免多个悬臂在作业过程中容易碰撞的难题。
在本发明的实施例中，为了快速便捷的检测出报警安全距离与故障距离，感应球面包括标记感应球面100和检测感应球面200，标记感应球面100和检测感应球面200均为围设在悬臂10周侧面的立体感应面。
如图1所示，为了悬臂10周侧面标记距离的均布分布，沿悬臂10的横向侧面，标记卡20为两个，分设在悬臂10的两侧，沿悬臂10的横向几何中心对称分布，可以形成闭合的标记感应球面100。进一步地，为了能够精准的标识出悬臂10之间的距离，标记感应球面100包括故障标记感应球面100a，和报警标记感应球面100b，报警标记感应球面100b的半径大于故障标记感应球面100a，将故障标记感应球面100a包含在内部的布置。通过设置不同感应距离的标记卡就能够实现检测距离的分区，标示出报警距离与停机距离，组成一个多级的安全距离和强制性停机距离的标示立体感应球面网。
如图2所示，标记卡20从悬臂10的最远端，沿其长度方向延伸分布，从而在悬臂10的长度方向形成多个球面叠加闭合的标记感应球面100，用来标记悬臂10在长度延伸方向上与其相邻的其它悬臂10之间的安全距离，进一步地，为了确保在悬臂10的长度方向形成均匀的感应球面，标记卡20沿悬臂10的宽度方向几何对称的分布在悬臂10的上下两个端侧面上。
在本发明的实施例中，如图3所示，为了悬臂10周侧面检测距离的均布分布，沿悬臂10的横向侧面，检测装置30为两个，分设在悬臂10的两侧，沿悬臂10的横向几何中心对称分布，可以形成闭合的标记检测感应球面200。进一步地，为了能够精准的识别和判断悬臂10之间的距离，检测感应球面200包括故障感检测应球面200a，和报警检测感应球面200b，报警检测感应球面200b的半径大于故障检测感应球面200a，将故障检测感应球面200a包含在内部的布置，以实现检测距离的分区，实现报警距离与停机距离检测，组成多级的报警距离检测和强制性停机距离检测的立体防护网。
如图4所示，检测装置30从悬臂10的最远端，沿其长度方向延伸分布，从而在悬臂10的长度方向形成多个球面叠加闭合的检测感应球面200，用来识别悬臂10在长度延伸方向上与其相邻的其它悬臂10之间的距离变化，进一步地，为了确保在悬臂10的长度方向形成均匀的感应球面，检测装置30沿悬臂10的宽度方向几何对称的分布在悬臂10的上下两个端侧面上，较佳地，为了减少检测的误差，提高检测装置检测悬臂10之间距离变化的灵敏度和准确性，检测装置30贴合标记卡20，与之一一对应的设置。
较佳地，检测装置30为包括读卡器和天线的RFID非接触式自动识别装置，以此，检测装置不需进行其他的数据处理就可有效实现防碰，无需后续的软件处理，提高检测的灵敏度。
关于顶检测装置30具体结构，可根据具体情况适当的调整，例如，磁性位移传感器、滑差电阻位移传感器、激光位移传感器、超声波测距传感器、视觉位移传感器其中的一种或几种，只需要满足能够灵敏的检测相邻悬臂10之间的距离变化即可，这对本领域技术人员而言是易于构想到的，故在此不再一一赘述。
在本发明的实施例中，如图4所示，本实施例提供了一种悬臂防碰撞系统，该防碰撞系统包括至少一个悬臂10和行走轨迹40，悬臂10沿行走轨迹40来回运动的作业，悬臂10装设有防碰撞装置，在其周侧面形成立体的防碰撞感应球面300，通过在悬臂10的周侧面上形成的防碰撞感应球面，可以将悬臂10的周边防护范围全覆盖，通过防碰撞装置内设的读卡器天线与标签卡就能够有效的形成防碰距离感应球面，避免检测死区，无须复杂的数据处理，便可实现悬臂之间灵敏、高效的防碰撞。
本发明专利虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明专利，任何本领域技术人员在不脱离本发明专利的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明专利技术方案的内容，依据本发明专利的技术实质对以上实施例所作的任何简单的修改、等同变化及修饰，均属于本发明专利技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种悬臂防碰撞装置，包括设备悬臂(10)，其特征在于，还包括至少一个固定在悬臂(10)上的标记卡(20)和检测装置(30)，所述标记卡(20)和检测装置(30)间隔的沿悬臂(10)的远端向悬臂(10)与设备主体连接的中心延伸分布，所述标记卡(20)和检测装置(30)沿其固定位置在悬臂(10)的周围形成闭环的感应球面。
2.根据权利要求1所述的防碰撞装置，其特征在于，所述感应球面包括标记感应球面(100)和检测感应球面(200)，所述标记感应球面(100)和检测感应球面(200)为围设在悬臂(10)周侧面的立体感应面。
3.根据权利要求1或2所述的防碰撞装置，其特征在于，沿悬臂(10)的横向侧面，所述标记卡(20)为两个，分设在悬臂(10)的两侧，沿悬臂(10)的横向几何中心对称分布。
4.根据权利要求2所述的防碰撞装置，其特征在于，所述标记感应球面(100)包括故障标记感应球面(100a)，和报警标记感应球面(100b)，所述报警标记感应球面(100b)的半径大于故障标记感应球面(100a)，将故障标记感应球面(100a)包含在内部的布置。
5.根据权利要求3所述的防碰撞装置，其特征在于，所述标记卡(20)从悬臂(10)的最远端，沿其长度方向延伸分布。
6.根据权利要求5所述的防碰撞装置，其特征在于，所述标记卡(20)沿悬臂(10)的宽度方向几何对称的分布在悬臂(10)的上下两个端侧面上。
7.根据权利要求3所述的防碰撞装置，其特征在于，沿悬臂(10)的横向侧面，所述检测装置(30)为两个，分设在悬臂(10)的两侧，沿悬臂(10)的横向几何中心对称分布。
8.根据权利要求7所述的防碰撞装置，其特征在于，所述检测装置(30)沿悬臂(10)的宽度方向几何对称的分布在悬臂(10)的上下两个端侧面上。
9.根据权利要求1所述的防碰撞装置，其特征在于，所述检测装置(30)为包括读卡器和天线的RFID非接触式自动识别装置。
10.一种悬臂防碰撞系统，包括至少一个悬臂(10)和行走轨迹(40)，悬臂(10)沿行走轨迹(40)来回运动的作业，其特征在于，所述悬臂(10)装设有如权利要求1-9中任一所述的防碰撞装置，在其周侧面形成立体的防碰撞感应球面(300)。
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