CN108821123A - 一种桥式起重机智能防撞系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桥式起重机智能防撞系统，包括安装在每个大车两端的激光测距传感器和超声波测距传感器，激光测距传感器用于采集同层相邻两大车之间、大车与墙壁之间的距离信息，超声波测距传感器用于采集大车与障碍物之间的距离信息；控制器用于接收激光测距传感器和超声波测距传感器采集到的距离信息，其内预设有大车安全距离和障碍物安全距离；控制器在同层或异层相邻两大车之间或大车与墙壁之间的距离、大车与障碍物之间的距离小于对应的安全距离时，控制大车电机减速至停止。本发明能有效防止桥式起重机同层大车之间的碰撞、大车与轨道上的工作人员或其他障碍物之间的碰撞以及上层行车的吊钩和钢丝线与下层行车之间的碰撞。

Description

一种桥式起重机智能防撞系统
技术领域
本发明属于起重机安全技术领域，尤其涉及一种桥式起重机智能防撞系统。
背景技术
近年来，随着我国基础设施建设水平的不断提高，起重机械也有了十分迅速的发展，在建筑工地、港口码头、造船厂等领域起重机都发挥着尤为重要的作用。由于驾驶人员在繁重的作业过程中，注意力高度集中在重物的定位以及提升高度上，容易忽视相邻协作作业的起重机之间的安全距离以及在大车轨道上的工作人员或者其他障碍物，从而导致碰撞事件的发生。另外由于作业高效率的要求，往往同一厂房内会安装多层多台起重机，在上下层行车交叉作业时，由于操作疏忽导致上层行车吊钩与下层行车发生碰撞事故。这些碰撞造成的后果往往是不可预料的，轻则造成设备损坏，严重的则会造成人员伤亡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种桥式起重机智能防撞系统，它能有效防止桥式起重机同层大车之间的碰撞、大车与轨道上的工作人员或其他障碍物之间的碰撞以及上层行车的吊钩和钢丝线与下层行车之间的碰撞，大大提高了起重机工作的安全性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种桥式起重机智能防撞系统，包括数据采集模块、控制器和执行机构；
所述数据采集模块包括安装在每个大车两端的激光测距传感器和超声波测距传感器，所述激光测距传感器用于采集同层相邻两大车之间、大车与墙壁之间的距离信息，所述超声波测距传感器用于采集大车与位于其导轨上的障碍物之间的距离信息；
所述控制器用于接收激光测距传感器和超声波测距传感器采集到的距离信息，所述控制器内预设有大车安全距离和障碍物安全距离；
所述执行机构包括驱动大车运行的大车电机；
所述控制器在同层相邻两大车之间、异层相邻两大车之间或大车与墙壁之间的距离小于大车安全距离时控制一个或两个大车电机减速至停止，在大车与位于其导轨上的障碍物之间的距离小于障碍物安全距离时控制大车电机减速至停止。
按上述技术方案，所述控制器包括PLC、模拟量模块和变频器，所述模拟量模块用于接收激光测距传感器和超声波测距传感器采集到的距离信息，并将该距离信息进行模/数转换预处理得到距离数据发送给PLC，所述PLC将距离数据与其内预设的安全距离进行比较，并根据计算结果输出频率控制指令给变频器，所述变频器与大车电机连接。
按上述技术方案，所述执行机构还包括与控制器连接的报警器，所述声光报警器在激光测距传感器或超声波测距传感器采集到的距离信息小于对应的安全距离时进行报警。
按上述技术方案，所述报警器包括声光报警器。
按上述技术方案，所述执行机构还包括与控制器连接的人机界面显示器，所述人机界面显示器用于实时显示激光测距传感器或超声波测距传感器采集到的距离信息。
本发明产生的有益效果是：本发明基于激光测距传感器测量范围广和超声波测距传感器测量角度大的特性，配合控制器和大车电机，可以有效防止桥式起重机同层大车之间的碰撞、大车与轨道上的工作人员或其他障碍物之间的碰撞以及上层行车的吊钩和钢丝线与下层行车之间的碰撞，大大提高了起重机工作的安全性能。本发明结合利用了不同测距传感器的优点，更好的实现了桥式起重机防撞智能化，并且容易实现，成本低。
本发明的原理如下：第一，利用同层大车两端的激光测距传感器可以得到同层两大车之间距离和大车与墙壁之间的距离，当所测得的距离小于预设的安全距离时，控制器就会向大车电机发送减速信号，实现大车的减速停车；
第二，利用上层大车两端的激光测距传感器和下层大车两端的激光测距传感器可以得到各个大车与墙壁之间的距离，通过控制器对上、下层大车与墙壁之间的距离的分析计算，得到上下两大车之间的距离，当这个距离小于所设定的安全距离时，控制器就会向大车电机发送减速信号，实现大车的减速停车；
第三，利用大车两端的超声波测距传感器可以有效地检测大车轨道上的工作人员或其他障碍物，进而控制器会向大车电机发送减速信号。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的框架示意图；
图2是本发明实施例应用于同层起重机的示意图
图3是本发明实施例应用于不同层起重机的示意图；
图4是本发明实施例中超声波测距传感器的原理图。
图中：1-激光测距传感器，2-超声波测距传感器，3-大车。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图3所示，一种桥式起重机智能防撞系统，包括数据采集模块、控制器和执行机构；
数据采集模块包括安装在每个大车3两端的激光测距传感器1和超声波测距传感器2，激光测距传感器用于采集同层相邻两大车之间、大车与墙壁之间的距离信息，超声波测距传感器用于采集大车与位于其导轨上的障碍物之间的距离信息；
控制器用于接收激光测距传感器和超声波测距传感器采集到的距离信息，控制器内预设有大车安全距离和障碍物安全距离；
执行机构包括驱动大车运行的大车电机；
控制器在同层相邻两大车之间、异层相邻两大车之间或大车与墙壁之间的距离小于大车安全距离时控制一个或两个大车电机减速至停止，在大车与位于其导轨上的障碍物之间的距离小于障碍物安全距离时控制大车电机减速至停止。
在本发明的优选实施例中，如图1所示，控制器包括PLC、模拟量模块和变频器，模拟量模块用于接收激光测距传感器和超声波测距传感器采集到的距离信息，并将该距离信息进行模/数转换预处理得到距离数据发送给PLC，PLC将距离数据与其内预设的安全距离进行比较，并根据计算结果输出频率控制指令给变频器，变频器与大车电机连接，通过变频器来控制大车电机的运转，当检测到的距离小于安全距离时，变频器会降低频率直至刹车从而保证不发生碰撞。
为了让起重机驾驶人员能够更好地做出判断和决策，在本发明的优选实施例中，如图1所示，执行机构还包括与控制器连接的报警器，声光报警器在激光测距传感器或超声波测距传感器采集到的距离信息小于对应的安全距离时进行报警，可以及时地提醒驾驶人员碰撞的危险信号，其中，报警器包括声光报警器。
为了让起重机驾驶人员能够更好地做出判断和决策，在本发明的优选实施例中，如图1所示，在本发明的优选实施例中，如图1所示，执行机构还包括与控制器连接的人机界面显示器，人机界面显示器用于实时显示激光测距传感器或超声波测距传感器采集到的距离信息，还可以显示大车运行速度、预警情况等信息。
如图2所示，同层起重机智能防撞过程如下：大车端部靠近墙壁的激光测距传感器可以测量大车与墙壁之间的距离，大车端部靠近相邻大车的激光测距传感器可以测量同层两大车的距离，当所测得距离小于预设的安全距离时，控制器就会向大车电机发送减速信号，控制大车减速停车，从而避免同层大车之间发生碰撞。其中两大车的安全距离包括两种情况，第一种是其中一个大车静止时的安全距离，第二种是两大车相对运动时的安全距离，显然第二种的安全距离是第一种的两倍。
超声波测距传感器的原理如图4所示：超声波发射器向外某一方向以一定的角度发射超声波信号，在发射时刻的同时开始进行计时，超声波通过空气进行传播，传播途中遇到障碍物就会立刻反射传播回来，超声波接收器在收到反射波的时刻就会立刻停止计时，通过声速和超声波传播的时间就能得到从出发点到障碍物的距离，当超声波测距传感器在安全范围内检测到大车轨道上有工作人员或障碍物时，控制器会向大车电机发送减速信号，控制大车减速停车，从而避免大车与轨道上的工作人员或其他障碍物发送碰撞。因为超声波测距传感器有一定的角度测量范围，可以很好地用来检测大车轨道上的工作人员或其他的障碍物。
不同层上运行的起重机防撞过程如下：当上层起重机与下层起重机交会时，上下大车可能会发生碰撞，为了避免这种情况的发生，如图3所示，上下层两大车上的激光测距传感器，可以分别测量出各大车与墙壁之间的距离，控制器通过计算处理可以得到这两距离的差值，从而就知道了上下两大车之间的距离，当测得的距离小于安全距离时，控制器会向大车电机发送信号，从而控制大车减速直至停车，避免上层行车吊钩与下层行车的碰撞事件的发生，与此同时，控制器通过计算分析比较大车到墙壁之间的距离和预设的安全距离，可以有效的防止大车与墙壁之间发生碰撞。其中，不同轨道大车的安全距离包括两种情况，一种是其中一个大车静止时的安全距离，另一种是两大车相对运动时的安全距离。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种桥式起重机智能防撞系统，其特征在于，包括数据采集模块、控制器和执行机构；
所述数据采集模块包括安装在每个大车两端的激光测距传感器和超声波测距传感器，所述激光测距传感器用于采集同层相邻两大车之间、大车与墙壁之间的距离信息，所述超声波测距传感器用于采集大车与位于其导轨上的障碍物之间的距离信息；
所述控制器用于接收激光测距传感器和超声波测距传感器采集到的距离信息，所述控制器内预设有大车安全距离和障碍物安全距离；
所述执行机构包括驱动大车运行的大车电机；
所述控制器在同层相邻两大车之间、异层相邻两大车之间或大车与墙壁之间的距离小于大车安全距离时控制一个或两个大车电机减速至停止，在大车与位于其导轨上的障碍物之间的距离小于障碍物安全距离时控制大车电机减速至停止。
2.根据权利要求1所述的桥式起重机智能防撞系统，其特征在于，所述控制器包括PLC、模拟量模块和变频器，所述模拟量模块用于接收激光测距传感器和超声波测距传感器采集到的距离信息，并将该距离信息进行模/数转换预处理得到距离数据发送给PLC，所述PLC将距离数据与其内预设的安全距离进行比较，并根据计算结果输出频率控制指令给变频器，所述变频器与大车电机连接。
3.根据权利要求1所述的桥式起重机智能防撞系统，其特征在于，所述执行机构还包括与控制器连接的报警器，所述声光报警器在激光测距传感器或超声波测距传感器采集到的距离信息小于对应的安全距离时进行报警。
4.根据权利要求3所述的桥式起重机智能防撞系统，其特征在于，所述报警器包括声光报警器。
5.根据权利要求1所述的桥式起重机智能防撞系统，其特征在于，所述执行机构还包括与控制器连接的人机界面显示器，所述人机界面显示器用于实时显示激光测距传感器或超声波测距传感器采集到的距离信息。
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