CN109335714A - 一种防碰撞取料机及其防碰撞系统 - Google Patents

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闫洪涛
贺强
武昊
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Abstract

本发明提供一种防碰撞取料机及其防碰撞系统，包括行走模块，行走模块顶部转动连有承重平台，承重平台设有驱动装置一，承重平台顶部转动连有悬臂支撑板，悬臂支撑板设有驱动装置二，悬臂支撑板顶部固设有出料悬臂，出料悬臂上设有出料皮带机，出料悬臂的侧壁上设有若干激光扫描仪，承重平台固设有支撑臂，支撑臂顶部铰接有取料臂，取料臂底部设有液压缸，取料臂的取料端设有斗轮，行走模块的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二均与控制器电连接。本发明采用激光扫描仪测量障碍物与设备之间的距离，并通过正常运转、减速、停机动作配合报警装置，及时提示技术人员故障所在位置，避免了设备间的剐蹭、碰撞事故，降低了安全隐患。

Description

一种防碰撞取料机及其防碰撞系统
技术领域
本发明涉及港口装卸货设备技术领域，尤其涉及一种防碰撞取料机及其防碰撞系统。
背景技术
随着港口散货码头生产管理水平要求的不断提高，高效化、自动化、无人化、智能化已经成为港口散货码头生产控制系统发展趋势。散货码头生产过程中，自动控制设备已经起到了重要的作用，但现有的港口装卸货设备作业时，未设有防碰撞保护手段，易造成设备间的剐蹭、碰撞，存在严重的安全隐患。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种防碰撞取料机及其防碰撞系统。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种防碰撞取料机，包括行走模块，行走模块顶部转动连有承重平台，承重平台设有用于驱动其转动的驱动装置一，承重平台的一端设有配重块且另一端设有控制室，控制室内设有控制器，承重平台顶部转动连有悬臂支撑板，悬臂支撑板设有用于驱动其转动的驱动装置二，悬臂支撑板顶部固设有出料悬臂，出料悬臂上设有出料皮带机，出料悬臂的侧壁上设有若干激光扫描仪，若干激光扫描仪均与控制器电连接，承重平台固设有支撑臂，支撑臂顶部铰接有取料臂，取料臂底部设有用于控制取料臂上下摆动的液压缸，液压缸的两端分别与取料臂底部、承重平台上设有控制室的一端铰接，取料臂的取料端设有斗轮，斗轮的输出端与取料臂的取料皮带机的输入端相连，取料皮带机的输出端下方设有料斗，料斗固定连接在支撑臂上，料斗的出料端位于出料皮带机入料端的上方，行走模块的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二均与控制器电连接。
优选的，承重平台的转轴与悬臂支撑板的转轴同轴设置。
优选的，激光扫描仪的数量为四个且分别位于出料悬臂两侧侧壁的出料端和中部。
优选的，承重平台设有配重块一端的侧壁上也设有激光扫描仪。
优选的，激光扫描仪为二维激光扫描仪或三维激光扫描仪。
一种防碰撞系统，包括人机交互模块，人机交互模块与控制器的电连接，控制器的输出端通过输出控制模块连有输出模块，输出控制模块包括中间继电器、接触器，输出模块包括行走模块的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二，控制器的输入端连有数据采集模块，数据采集模块包括激光扫描仪。
优选的，人机交互模块包括触控面板、报警装置。
优选的，具体工作流程如下：控制器将技术人员通过人机交互模块设置的若干个阀值与根据数据采集模块采集信息计算出的距离进行对比，控制器根据对比结果通过输出控制模块控制输出模块进行正常运转或减速或停机动作，同时通过人机交互模块提示技术人员反馈结果。
优选的，反馈结果包括分区域报警。
本发明的有益效果是：本发明采用激光扫描仪测量障碍物与设备之间的距离，并通过正常运转、减速、停机动作配合报警装置，及时提示技术人员故障所在位置，避免了设备间的剐蹭、碰撞事故，降低了安全隐患。
附图说明
图1为防碰撞取料机的结构示意图；
图2为出料悬臂处的局部俯视图；
图3为防碰撞系统的连接关系图；
图中：1-行走模块；2-承重平台；3-配重块；4-控制室；5-悬臂支撑板；6-出料悬臂；7-出料皮带机；8-支撑臂；9-取料臂；10-液压缸；11-斗轮；12-料斗；13-激光扫描仪；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
一种防碰撞取料机，包括行走模块1，行走模块1顶部转动连有承重平台2，承重平台2设有用于驱动其转动的驱动装置一，承重平台2的一端设有配重块3且另一端设有控制室4，控制室4内设有控制器，承重平台2顶部转动连有悬臂支撑板5，悬臂支撑板5设有用于驱动其转动的驱动装置二，悬臂支撑板5顶部固设有出料悬臂6，出料悬臂6上设有出料皮带机7，出料悬臂6的侧壁上设有若干激光扫描仪13，若干激光扫描仪13均与控制器电连接，承重平台2固设有支撑臂8，支撑臂8顶部铰接有取料臂9，取料臂9底部设有用于控制取料臂9上下摆动的液压缸10，液压缸10的两端分别与取料臂9底部、承重平台2上设有控制室4的一端铰接，取料臂9的取料端设有斗轮11，斗轮11的输出端与取料臂9的取料皮带机的输入端相连，取料皮带机的输出端下方设有料斗12，料斗12固定连接在支撑臂8上，料斗12的出料端位于出料皮带机7入料端的上方，行走模块1的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二均与控制器电连接。
优选的，承重平台2的转轴与悬臂支撑板5的转轴同轴设置。
优选的，激光扫描仪13的数量为四个且分别位于出料悬臂6两侧侧壁的出料端和中部。
优选的，承重平台2设有配重块3一端的侧壁上也设有激光扫描仪13。
优选的，激光扫描仪13为二维激光扫描仪或三维激光扫描仪。
一种防碰撞系统，包括人机交互模块，人机交互模块与控制器的电连接，控制器的输出端通过输出控制模块连有输出模块，输出控制模块包括中间继电器、接触器，输出模块包括行走模块1的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二，控制器的输入端连有数据采集模块，数据采集模块包括激光扫描仪13。
优选的，人机交互模块包括触控面板、报警装置。
优选的，具体工作流程如下：控制器将技术人员通过人机交互模块设置的若干个阀值与根据数据采集模块采集信息计算出的距离进行对比，控制器根据对比结果通过输出控制模块控制输出模块进行正常运转或减速或停机动作，同时通过人机交互模块提示技术人员反馈结果。
优选的，反馈结果包括分区域报警。
控制器采用罗克韦尔1756系列PLC。
实施例一
一种防碰撞取料机，包括行走模块1，行走模块1顶部转动连有承重平台2，承重平台2设有用于驱动其转动的驱动装置一，承重平台2的一端设有配重块3且另一端设有控制室4，控制室4内设有控制器，承重平台2顶部转动连有悬臂支撑板5，悬臂支撑板5设有用于驱动其转动的驱动装置二，悬臂支撑板5顶部固设有出料悬臂6，出料悬臂6上设有出料皮带机7，出料悬臂6的侧壁上设有若干激光扫描仪13，若干激光扫描仪13均与控制器电连接，承重平台2固设有支撑臂8，支撑臂8顶部铰接有取料臂9，取料臂9底部设有用于控制取料臂9上下摆动的液压缸10，液压缸10的两端分别与取料臂9底部、承重平台2上设有控制室4的一端铰接，取料臂9的取料端设有斗轮11，斗轮11的输出端与取料臂9的取料皮带机的输入端相连，取料皮带机的输出端下方设有料斗12，料斗12固定连接在支撑臂8上，料斗12的出料端位于出料皮带机7入料端的上方，行走模块1的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二均与控制器电连接。
优选的，承重平台2的转轴与悬臂支撑板5的转轴同轴设置。
优选的，激光扫描仪13的数量为四个且分别位于出料悬臂6两侧侧壁的出料端和中部。
优选的，承重平台2设有配重块3一端的侧壁上也设有激光扫描仪13。
优选的，激光扫描仪13为二维激光扫描仪或三维激光扫描仪。
一种防碰撞系统，包括人机交互模块，人机交互模块与控制器的电连接，控制器的输出端通过输出控制模块连有输出模块，输出控制模块包括中间继电器、接触器，输出模块包括行走模块1的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二，控制器的输入端连有数据采集模块，数据采集模块包括激光扫描仪13。
优选的，人机交互模块包括触控面板、报警装置。
具体工作流程如下：技术人员在人机交互模块中设定减速阀值15米、报警阀值10米、急停阀值5米。如图2中所示出料悬臂6做逆时针旋转时，与其运动方向上的障碍物逐渐靠近，障碍物进入出料悬臂6端部一侧的激光扫描仪13的实时检测范围，激光扫描仪13将采集到的数据传输至控制器，控制器通过“空间立体几何算法”计算出出料悬臂6与障碍物的绝对距离。
当绝对距离处于10-15米之间时，控制器控制输出减速指令，强制将驱动装置二减速至20％速度；
当继续向当前方向运动，绝对距离处于5-10米之间时，继续保持驱动装置二减速运动控制指令，同时触发报警装置，在控制室4内人机交互模块进行声光报警提示；
当发生报警后继续当前方向运动，绝对距离小于急停阀值5米时，控制器控制系统通过逻辑判断输出急停信号，驱动装置二紧急停机，人机交互界面显示防碰撞系统急停单机故障。
实施例二
一种防碰撞取料机，包括行走模块1，行走模块1顶部转动连有承重平台2，承重平台2设有用于驱动其转动的驱动装置一，承重平台2的一端设有配重块3且另一端设有控制室4，控制室4内设有控制器，承重平台2顶部转动连有悬臂支撑板5，悬臂支撑板5设有用于驱动其转动的驱动装置二，悬臂支撑板5顶部固设有出料悬臂6，出料悬臂6上设有出料皮带机7，出料悬臂6的侧壁上设有若干激光扫描仪13，若干激光扫描仪13均与控制器电连接，承重平台2固设有支撑臂8，支撑臂8顶部铰接有取料臂9，取料臂9底部设有用于控制取料臂9上下摆动的液压缸10，液压缸10的两端分别与取料臂9底部、承重平台2上设有控制室4的一端铰接，取料臂9的取料端设有斗轮11，斗轮11的输出端与取料臂9的取料皮带机的输入端相连，取料皮带机的输出端下方设有料斗12，料斗12固定连接在支撑臂8上，料斗12的出料端位于出料皮带机7入料端的上方，行走模块1的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二均与控制器电连接。
优选的，承重平台2的转轴与悬臂支撑板5的转轴同轴设置。
优选的，激光扫描仪13的数量为四个且分别位于出料悬臂6两侧侧壁的出料端和中部。
优选的，承重平台2设有配重块3一端的侧壁上也设有激光扫描仪13。
优选的，激光扫描仪13为二维激光扫描仪或三维激光扫描仪。
一种防碰撞系统，包括人机交互模块，人机交互模块与控制器的电连接，控制器的输出端通过输出控制模块连有输出模块，输出控制模块包括中间继电器、接触器，输出模块包括行走模块1的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二，控制器的输入端连有数据采集模块，数据采集模块包括激光扫描仪13。
优选的，人机交互模块包括触控面板、报警装置。
具体工作流程如下：技术人员在人机交互模块中设定减速阀值18米、报警阀值12米、急停阀值6米。技术人员要调整取料方向，转动承重平台2，承重平台2运动方向存在障碍物，障碍物进入承重平台2运动方向前侧的激光扫描仪13的实时检测范围，激光扫描仪13将采集到的数据传输至控制器，控制器通过“空间立体几何算法”计算出出料悬臂6与障碍物的绝对距离。
当绝对距离处于12-18米之间时，控制器控制输出减速指令，强制将驱动装置二减速至30％速度；
当继续向当前方向运动，绝对距离处于6-12米之间时，继续保持驱动装置二减速运动控制指令，同时触发报警装置，在控制室4内人机交互模块进行声光报警提示；
当发生报警后继续当前方向运动，绝对距离小于急停阀值6米时，控制器控制系统通过逻辑判断输出急停信号，驱动装置一紧急停机，人机交互界面显示防碰撞系统急停单机故障。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防碰撞取料机，包括行走模块(1)，其特征在于，行走模块(1)顶部转动连有承重平台(2)，承重平台(2)设有用于驱动其转动的驱动装置一，承重平台(2)的一端设有配重块(3)且另一端设有控制室(4)，控制室(4)内设有控制器，承重平台(2)顶部转动连有悬臂支撑板(5)，悬臂支撑板(5)设有用于驱动其转动的驱动装置二，悬臂支撑板(5)顶部固设有出料悬臂(6)，出料悬臂(6)上设有出料皮带机(7)，出料悬臂(6)的侧壁上设有若干激光扫描仪(13)，若干激光扫描仪(13)均与控制器电连接，承重平台(2)固设有支撑臂(8)，支撑臂(8)顶部铰接有取料臂(9)，取料臂(9)底部设有用于控制取料臂(9)上下摆动的液压缸(10)，液压缸(10)的两端分别与取料臂(9)底部、承重平台(2)上设有控制室(4)的一端铰接，取料臂(9)的取料端设有斗轮(11)，斗轮(11)的输出端与取料臂(9)的取料皮带机的输入端相连，取料皮带机的输出端下方设有料斗(12)，料斗(12)固定连接在支撑臂(8)上，料斗(12)的出料端位于出料皮带机(7)入料端的上方，行走模块(1)的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二均与控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的防碰撞取料机，其特征在于，承重平台(2)的转轴与悬臂支撑板(5)的转轴同轴设置。
3.根据权利要求2所述的防碰撞取料机，其特征在于，激光扫描仪(13)的数量为四个且分别位于出料悬臂(6)两侧侧壁的出料端和中部。
4.根据权利要求3所述的防碰撞取料机，其特征在于，承重平台(2)设有配重块(3)一端的侧壁上也设有激光扫描仪(13)。
5.根据权利要求4所述的防碰撞取料机，其特征在于，激光扫描仪(13)为二维激光扫描仪或三维激光扫描仪。
6.一种权利要求5所述的防碰撞取料机的防碰撞系统，包括人机交互模块，其特征在于，人机交互模块与控制器的电连接，控制器的输出端通过输出控制模块连有输出模块，输出控制模块包括中间继电器、接触器，输出模块包括行走模块(1)的驱动装置、驱动装置一、驱动装置二，控制器的输入端连有数据采集模块，数据采集模块包括激光扫描仪(13)。
7.一种根据权利要求6所述的防碰撞取料机的防碰撞系统，其特征在于，人机交互模块包括触控面板、报警装置。
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