CN107497676B - 一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护装置及方法，其包括人机交互单元、筛网打开检测装置单元、控制单元及输出信号单元。本装置以接近开关传感器的输出信号为依据，对接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的垂直距离进行判断，从而实现对筛网打开/闭合状态进行判断，结合人机交互单元的操控指令，输出相应的筛网安全保护控制信号，同时将该信号的状态在显示屏中进行显示，在确保设备满足各种工况运行的情况下，为人身安全提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护装置及方法，具体涉及一种检测筛网闭合/打开状态的有效装置，根据当前筛网闭合/打开状态，结合人机交互单元的操控指令，输出相应的筛网安全保护控制信号，在保障设备满足各种工况运行的情况下，为人身安全提供保障。
背景技术
移动式混凝土喷射机械手在进行喷射作业时，料斗内的搅拌装置、混凝土输送装置均在运动，若混凝土料斗的筛网处于打开状态，将存在很大的安全隐患。
现有技术一般是在筛网上加装一附属机构，配套使用限位开关，当筛网打开时，该附属机构将触动限位开关，限位开关发出信号，从而获取筛网的状态，对混凝土泵送等动作做出限制。
在实际使用工况中，由于该附属机构与限位开关之间存在裸露部分，往往会被混凝土等杂质覆盖或破坏，造成失效。
在实际使用工况中，在进行料斗部位的维护时，往往需要在料斗打开的情况下，允许进行其它作业，如混凝土泵送动作等，而现有技术一般未对此做出区分。
为此需要开发设计一种控制装置及方法，可有效的检测筛网闭合/打开状态，在保障设备满足各种工况运行的情况下，根据当前筛网闭合/打开状态，结合人机交互单元的操控指令，输出相应的筛网安全保护控制信号，为人身安全提供保障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术中筛网打开判断装置的可靠性不足，以及对各种工况的适应性不足等，提供一种可有效解决该问题的移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护装置，其包括人机交互单元、筛网打开检测装置单元、控制单元及输出信号单元；其中：
人机交互单元，与控制单元连接，用于接收操作者的操控指令并发送至控制单元；该人机交互单元还用于显示控制单元反馈的筛网安全保护控制信号的状态信息；
筛网打开检测装置单元，固定于筛网上，设有接近开关传感器和始终处于垂直状态并能用于触发接近开关传感器的感应信号的接近开关感应板，该接近开关传感器的电信号线与该控制单元连接，以将接近开关传感器采集到的传感信号(能反映接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的垂直距离)发送至控制单元；
控制单元，用于接收人机交互单元发送的操控指令，同时接收接近开关传感器发送的传感信号，进行信号处理和逻辑运算后实时输出筛网安全保护控制信号，并将该信号反馈至人机交互单元进行显示；
输出信号单元，与该控制单元连接，用于接收控制单元输出的筛网安全保护控制信号，以输出各种工况下的筛网安全保护控制信号至混凝土泵送系统进行安全保护。
所述操控指令包括喷射作业指令和维护保养指令，以用于识别及区分混凝土泵送系统的不同工况情况，即用于识别和区分该混凝土泵送系统是处于喷射作业状态还是处于维护保养状态。
所述筛网打开检测装置单元还包括安装容器，该安装容器固定于筛网上，该安装容器为封闭结构，其顶板内侧固定有接近开关固定板，该接近开关固定板上设有接近开关安装孔以用于安装该接近开关传感器，该安装容器顶板内侧于接近开关固定板的一侧装设有活动铰链，该活动铰链的活动方向与筛网打开关闭的活动方向保持一致，该活动铰链的一端固定于该安装容器，另一端固定有该接近开关感应板。
本发明同时提供一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护方法，该方法步骤如下：
a.制作装设有接近开关感应板的安装容器，于安装容器内装设接近开关传感器，该接近开关感应板始终处于垂直状态并能用于触发接近开关传感器的感应信号；将安装容器固定装设于筛网上，并使该接近开关传感器的电信号线穿出该安装容器后与该控制单元连接，以将接近开关传感器采集到的传感信号(能反映接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的垂直距离)发送至控制单元；
b.人机交互单元接收操作者的操控指令即喷射作业指令或维护保养指令，并发送至控制单元；
c.控制单元接收操作者的操控指令，并接收接近开关传感器采集到的传感信号，经过信号处理与逻辑运算后输出筛网安全保护控制信号，由输出信号单元发送至混凝土泵送系统进行相应控制；同时，该控制单元将筛网安全保护控制信号反馈至人机交互单元进行显示；
其中，上述提及的信号处理和逻辑运算过程如下：
a.设定混凝土泵送系统在作业时，接近开关传感器安装后的最大有效感应距离为L1，筛网打开的安全保护角度为α1，即筛网打开的角度为α1时，接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的距离等于L1；
则当筛网打开角度＞α1时，接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的距离＞L1，接近开关传感器无有效感应信号输出，判断为筛网打开；
当筛网打开角度≤α1时，接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的距离≤L1，接近开关传感器有有效感应信号输出，判断为筛网闭合；
b.若操控指令为喷射作业指令，即混凝土泵送系统处于喷射作业状态，当筛网打开时，筛网安全保护控制信号显示为筛网打开报警信号，混凝土泵送系统停止自动喷射动作；当筛网闭合时，筛网安全保护控制信号显示为筛网闭合报警信号，混凝土泵送系统进行喷射作业；
若操控指令为维护保养指令，即混凝土泵送系统处于维护保养状态，当筛网打开时，筛网安全保护控制信号显示为筛网打开报警信号，停止对混凝土泵送系统进行维护保养；当筛网闭合时，筛网安全保护控制信号显示为筛网闭合报警信号，对混凝土泵送系统进行维护保养。
所述安装容器为封闭结构，其顶板内侧固定有接近开关固定板，该接近开关固定板上设有接近开关安装孔以用于安装该接近开关传感器，该安装容器顶板内侧于接近开关固定板的一侧装设有活动铰链，该活动铰链的活动方向与筛网打开关闭的活动方向保持一致，该活动铰链的一端固定于该安装容器，另一端固定有该接近开关感应板。
本发明的筛网打开检测装置单元为独立装置，其唯一的开口部分为接近开关传感器的电信号线引出口，可采用硬质管道进行保护，以使安装容器对其内部部件形成封闭式的完全保护；筛网打开/闭合状态的识别应用了接近开关传感器的有效感应距离的特征，利用接近开关感应板的位置可跟随筛网位置进行变化的特点，巧妙地实现了接近开关传感器的识别信号变化；本装置针对设备不同的工况状态，可对筛网打开触发的报警信号进行区分对待，可靠性高、工况适应性好。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：提供了一种有效的、可靠性高的筛网安全检测装置及方法，并对设备的工况状况进行区分对待，以输出不同的筛网安全保护控制信号，并交于人机交互系统显示，满足了设备的施工要求，为身安全提供保障。
附图说明
图1是本发明装置的组成框图。
图2是本发明的安装容器侧视图，未安装接近开关传感器。
图3是接近开关固定板正面示意图。
图4是接近开关感应板及活动铰链正面示意图。
图5是筛网闭合状态检测示意图。
图6是设备在实际作业时,筛网打开角度α后的检测装置示意图。
具体实施方式
本发明为一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护装置及方法，具体涉及一种检测混凝土料斗的筛网闭合/打开状态的有效装置，根据当前筛网闭合/打开状态，结合人机交互单元的操控指令，在设备(混凝土泵送系统)不同的工况运行情况下，输出相应的筛网安全保护控制信号，并在人机交互单元中进行提醒显示。参见图1，本装置包括人机交互单元、筛网打开检测装置单元、控制单元及输出信号单元；其中：
人机交互单元，与控制单元连接，用于接收操作者的操控指令并发送至控制单元。该操控指令包括喷射作业指令和维护保养指令，以用于识别及区分设备的不同工况情况，即用于识别和区分该设备是处于喷射作业状态还是维护保养状态。该人机交互单元还用于显示筛网安全保护控制信号的各种状态信息；
筛网打开检测装置单元，用于检测筛网的状态即筛网是处于关闭状态还是处于打开状态。参见图2-图4，该筛网打开检测装置单元包括安装容器1和接近开关传感器2，该安装容器1固定于筛网3上，该安装容器1为封闭结构以对内部结构进行很好的保护，其顶板内侧固定有接近开关固定板4，该接近开关固定板4上设有接近开关安装孔41以用于安装接近开关传感器2(结合参见图5或图6)，该安装容器1顶板内侧于接近开关固定板4的一侧装设有活动铰链5，该活动铰链5的活动方向与筛网3打开关闭的活动方向保持一致，该活动铰链5的一端固定于该安装容器1，另一端固定有接近开关感应板6以用于触发接近开关传感器2的感应信号，该接近开关感应板6始终处于垂直状态。该接近开关传感器2的电信号线21穿出该安装容器1后与该控制单元连接，以将接近开关传感器2采集到的传感信号(可反映接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的垂直距离)发送至控制单元；
控制单元，用于接收人机交互单元发送的操控指令，同时接收筛网打开检测装置单元中接近开关传感器发送的传感信号，进行信号处理和逻辑运算后实时输出筛网安全保护控制信号(图1中以控制信号表示)，并将该信号反馈至人机交互单元进行提醒显示；
输出信号单元，与该控制单元连接，用于接收控制单元输出的筛网安全保护控制信号，以输出各种工况下的筛网安全保护控制信号，以满足设备的施工要求，同时提供安全保护。
本发明的移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护方法，其步骤如下：
a.安装固定安装容器和接近开关传感器：于安装容器的接近开关安装孔中装设接近开关传感器，将安装容器固定装设于筛网上，并使该接近开关传感器的电信号线穿出该安装容器后与该控制单元连接以将接近开关传感器采集到的传感信号(能反映接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的垂直距离)发送至控制单元；
b.人机交互单元接收操作者的操控指令(喷射作业指令或维护保养指令)并发送至控制单元；
c.控制单元接收操作者的操控指令(喷射作业指令或维护保养指令)，并接收接近开关传感器采集到的传感信号，经过信号处理与逻辑运算后输出筛网安全保护控制信号，由输出信号单元发送至混凝土泵送系统进行相应控制；同时，该控制单元将筛网安全保护控制信号反馈至人机交互单元进行显示；
其中，上述提及的信号处理和逻辑运算过程如下：
a.设定设备在作业时，接近开关传感器安装后的最大有效感应距离为L1，筛网打开的安全保护角度为α1，即筛网打开的角度为α1时，接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的距离等于L1；
则当筛网打开角度＞α1时，接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的距离＞L1，接近开关传感器无有效感应信号输出，判断为筛网打开(结合参见图6，图中筛网打开与料斗的角度α＞α1)；
当筛网打开角度≤α1时，接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的距离≤L1，接近开关传感器有有效感应信号输出，判断为筛网闭合(结合参见图5)。
b.若操控指令为喷射作业指令，即设备(混凝土泵送系统)处于喷射作业状态，当筛网打开时，筛网安全保护控制信号显示为筛网打开报警信号，混凝土泵送系统停止自动喷射动作；当筛网闭合时，筛网安全保护控制信号显示为筛网闭合报警信号，混凝土泵送系统进行喷射作业；
若操控指令为维护保养指令，即设备(混凝土泵送系统)处于维护保养状态，当筛网打开时，筛网安全保护控制信号显示为筛网打开报警信号，停止对混凝土泵送系统进行维护保养；当筛网闭合时，筛网安全保护控制信号显示为筛网闭合报警信号，对混凝土泵送系统进行维护保养。
关于上述提及的由人机交互单元输入的操作者的操控指令，可以为操作开关执行，也可通过显示屏等外部设备录入，从而可辨于区分设备所处的工况情况。
Claims (5)
1.一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护装置，其特征在于，其包括人机交互单元、筛网打开检测装置单元、控制单元及输出信号单元；其中：
人机交互单元，与控制单元连接，用于接收操作者的操控指令并发送至控制单元；该人机交互单元还用于显示控制单元反馈的筛网安全保护控制信号的状态信息；
筛网打开检测装置单元，固定于筛网上，设有接近开关传感器(2)和始终处于垂直状态并能用于触发接近开关传感器(2)的感应信号的接近开关感应板(6)，该接近开关传感器(2)的电信号线(21)与该控制单元连接，以将接近开关传感器(2)采集到的接近开关传感器的输出信号发送至控制单元；
控制单元，用于接收人机交互单元发送的操控指令，同时接收接近开关传感器发送的传感信号，进行信号处理和逻辑运算后实时输出筛网安全保护控制信号，并将该筛网安全保护控制信号反馈至人机交互单元进行显示；
输出信号单元，与该控制单元连接，用于接收控制单元输出的筛网安全保护控制信号，以输出各种工况下的筛网安全保护控制信号至混凝土泵送系统进行安全保护。
2.如权利要求1所述的一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护装置，其特征在于，所述操控指令包括喷射作业指令和维护保养指令，以用于识别及区分混凝土泵送系统的不同工况情况，即用于识别和区分该混凝土泵送系统是处于喷射作业状态或是处于维护保养状态。
3.如权利要求1或2所述的一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护装置，其特征在于，所述筛网打开检测装置单元还包括安装容器(1)，该安装容器(1)固定于筛网(3)上，该安装容器(1)为封闭结构，其顶板内侧固定有接近开关固定板(4)，该接近开关固定板(4)上设有接近开关安装孔(41)以用于安装该接近开关传感器(2)，该安装容器(1)顶板内侧于接近开关固定板(4)的一侧装设有活动铰链(5)，该活动铰链(5)的活动方向与筛网(3)打开关闭的活动方向保持一致，该活动铰链(5)的一端固定于该安装容器(1)，另一端固定有该接近开关感应板(6)。
4.一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护方法，其特征在于，该方法步骤如下：
a.制作设有接近开关感应板(6)的安装容器(1)，于安装容器(1)内装设接近开关传感器(2)，该接近开关感应板(6)始终处于垂直状态并能用于触发接近开关传感器(2)的感应信号；将安装容器(1)固定装设于筛网(3)上，并使该接近开关传感器的电信号线穿出该安装容器后与一控制单元连接，以将接近开关传感器采集到的传感信号发送至控制单元；
b.人机交互单元接收操作者的操控指令即喷射作业指令或维护保养指令，并发送至控制单元；
c.控制单元接收操作者的操控指令，并接收接近开关传感器采集到的传感信号，经过信号处理与逻辑运算后输出筛网安全保护控制信号，由输出信号单元发送至混凝土泵送系统进行相应控制；同时，该控制单元将筛网安全保护控制信号反馈至人机交互单元进行显示；
其中，上述提及的信号处理和逻辑运算过程如下：
a.设定混凝土泵送系统在作业时，接近开关传感器安装后的最大有效感应距离为L1，筛网打开的安全保护角度为α1，即筛网打开的角度为α1时，接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的距离等于L1；
则当筛网打开角度＞α1时，接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的距离＞L1，接近开关传感器无有效感应信号输出，判断为筛网打开；
当筛网打开角度≤α1时，接近开关传感器的信号面与接近开关感应板之间的距离≤L1，接近开关传感器有有效感应信号输出，判断为筛网闭合；
b.若操控指令为喷射作业指令，即混凝土泵送系统处于喷射作业状态，当筛网打开时，筛网安全保护控制信号显示为筛网打开报警信号，混凝土泵送系统停止自动喷射动作；当筛网闭合时，筛网安全保护控制信号显示为筛网闭合报警信号，混凝土泵送系统进行喷射作业；
若操控指令为维护保养指令，即混凝土泵送系统处于维护保养状态，当筛网打开时，筛网安全保护控制信号显示为筛网打开报警信号，停止对混凝土泵送系统进行维护保养；当筛网闭合时，筛网安全保护控制信号显示为筛网闭合报警信号，对混凝土泵送系统进行维护保养。
5.如权利要求4所述的一种移动式混凝土喷射机械手筛网安全保护方法，其特征在于，所述安装容器(1)为封闭结构，其顶板内侧固定有接近开关固定板(4)，该接近开关固定板(4)上设有接近开关安装孔(41)以用于安装该接近开关传感器(2)，该安装容器(1)顶板内侧于接近开关固定板(4)的一侧装设有活动铰链(5)，该活动铰链(5)的活动方向与筛网(3)打开关闭的活动方向保持一致，该活动铰链(5)的一端固定于该安装容器(1)，另一端固定有该接近开关感应板(6)。
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