CN114291738A - 一种远控场桥智能防撞装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种远控场桥智能防撞装置，包括：陀螺转角仪，其检测场桥大车的支腿的偏转数据；PLC控制器，其接收场桥大车纠偏系统关于所述场桥大车的纠偏数据；控制单元，其与所述陀螺转角仪和PLC控制器相连，接收所述偏转数据和纠偏数据，并根据所述偏转数据和纠偏数据输出调整控制信号至防撞扫描仪，使所述防撞扫描仪保持一致的检测方向和检测角度。本发明可根据场桥大车姿态变化自动调整防撞扫描仪，过滤掉大车姿态变化对防撞扫描仪的影响，使防撞扫描仪保持一致的检测方向和检测角度，降低大车传动部件的故障率。
Description
技术领域
本发明涉及场桥，更确切地说是一种远控场桥智能防撞装置。
背景技术
RTG(轮胎式龙门起重机、场桥)的自动化改造过程中，由于港区内的复杂交通运行状况 与港口固定安装设施的制约与影响，如何实现堆场内的场桥与相邻设备、拖车、周边基础设 施之间的可靠安全的碰撞保护是实现自动化的关键一环。特别是对于堆场面积较为紧张、场 桥跑道和拖车行走车道存在交错规划的港区来说，如何构建一套检测安全可靠的防撞装置成 为保证自动化运行的重中之重。
目前国内RTG的大车防撞系统改造基本上都采用在大车支腿上安装防撞扫描仪的方式来 实现防撞，比如安装2D激光扫描仪或者雷达扫描仪。由于机械结构设计的不一样，相对于轨 道式龙门吊大车行走在相对平稳、封闭的轨道区域，轮胎式龙门起重机的大车行走过程受整 机偏移、大车台车的倾斜等因素的影响较大，如果是刚性安装在轮胎式龙门起重机的大车支 腿的上的防撞扫描仪，就会因为大车姿态的变化引起扫描区域的改变，出现频繁误触发的防 撞报警，造成自动化运行的场桥频繁减速、急刹等情况。由此带来大车传动机构的部件损坏， 例如：减速箱、链条、联轴器、轮胎等。据妈湾港区36台远控场桥自动化改造后的统计数据 分析，以上部件的损坏更换率比改造前增加100％以上。
因此，急需开发一种能适应和匹配场桥大车姿态变化而自动调整的防撞装置。
发明内容
本发明为了解决现有技术场桥因为大车姿态的变化引起扫描区域的改变，出现频繁误触 发的防撞报警，造成自动化运行的场桥频繁减速、急刹等情况，由此带来大车传动机构的部 件损坏的技术问题，提供了一种远控场桥智能防撞装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为设计一种远控场桥智能防撞装置，包括：
陀螺转角仪，其检测场桥大车的支腿的偏转数据；
PLC控制器，其接收场桥大车纠偏系统关于所述场桥大车的纠偏数据；
控制单元，其与所述陀螺转角仪和PLC控制器相连，接收所述偏转数据和纠偏数据，并 根据所述偏转数据和纠偏数据输出调整控制信号至防撞扫描仪，使所述防撞扫描仪保持一致 的检测方向和检测角度。
所述陀螺转角仪包括水平方向陀螺仪和垂直方向陀螺仪；所述偏转数据包括水平方向和 垂直方向动态的偏转方向和偏转角度；所述纠偏数据包括水平方向和垂直方向的纠偏方向和 纠偏角度。
所述远控场桥智能防撞装置还包括：
支架，所述防撞扫描仪设于所述支架上；所述支架包括可沿水平方向调整的水平轴支架 和可沿垂直方向调整的垂直轴支架；
水平调整伺服驱动器，其与所述控制单元连接，根据所述调整控制信号驱动所述水平轴 支架水平方向转动；
垂直调整伺服驱动器，其与所述控制单元连接，根据所述调整控制信号驱动所述垂直轴 支架在垂直方向转动。
所述远控场桥智能防撞装置还包括：
水平方向行程开关，其设于所述水平轴支架的两侧，用于限制所述水平轴支架旋转的角 度；
垂直方向行程开关，其设于所述垂直轴支架的两侧，用于限制所述垂直轴支架旋转的角 度。
所述水平方向行程开关和垂直方向行程开关均与所述PLC控制器相连。
所述远控场桥智能防撞装置还包括：
水平旋转编码器，其设于所述水平调整伺服驱动器上，用于检测水平转动角度，并将所 述水平转动角度传送至所述控制单元；
垂直旋转编码器，其设于所述垂直调整伺服驱动器上，用于检测垂直转动角度，并将所 述垂直转动角度传送至所述控制单元。
所述根据所述偏转数据和纠偏数据输出调整控制信号至防撞扫描仪包括：
当所述偏转数据的偏转方向和所述纠偏数据的纠偏方向一致时，如果所述纠偏角度大于 所述偏转角度，则所述控制单元以所述纠偏角度为基础生成所述调整控制信号；如果所述纠 偏角度小于所述偏转角度，则所述控制单元以所述偏转角度为基础生成所述调整控制信号；
当所述偏转数据的偏转方向和所述纠偏数据的纠偏方向不一致时，所述控制单元以所述 纠偏角度为基础生成所述调整控制信号。
当所述偏转数据的偏转方向和所述纠偏数据的纠偏方向不一致时，所述控制单元生成预 警信号预警。
本发明通过设置陀螺转角仪、PLC控制器和控制单元，利用陀螺转角仪检测场桥大车的 支腿的偏转数据；利用PLC控制器接收场桥大车纠偏系统关于所述场桥大车的纠偏数据；利 用控制单元接收所述偏转数据和纠偏数据，并根据所述偏转数据和纠偏数据输出调整控制信 号至防撞扫描仪，使所述防撞扫描仪保持一致的检测方向和检测角度。从而可根据场桥大车 姿态变化自动调整防撞扫描仪，过滤掉大车姿态变化对防撞扫描仪的影响，使防撞扫描仪保 持一致的检测方向和检测角度，减少因检测方向和角度变化所带来的误检测情况，降低大车 传动部件的故障率，改善由于大车防撞系统误触发所引发的设备问题。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明远控场桥智能防撞装置的原理框图；
图2是本发明远控场桥智能防撞装置的原理结构图。
具体实施方式
下面结合附图进一步阐述本发明的具体实施方式：
请一并参见图1、图2。本发明远控场桥智能防撞装置包括陀螺转角仪1、PLC控制器2、 控制单元3和防撞扫描仪4。其中：
陀螺转角仪1用于检测场桥大车的支腿的偏转数据。在本具体实施例中，所述陀螺转角 仪包括水平方向陀螺仪和垂直方向陀螺仪。所述偏转数据包括水平方向和垂直方向动态的偏 转方向和偏转角度。
PLC控制器2用于接收场桥大车纠偏系统关于所述场桥大车的纠偏数据。在本具体实施 例中，所述纠偏数据包括水平方向和垂直方向的纠偏方向和纠偏角度。场桥大车纠偏系统采 用现有的场桥大车纠偏系统即可。
控制单元3与所述陀螺转角仪和PLC控制器相连，接收所述偏转数据和纠偏数据，并根 据所述偏转数据和纠偏数据输出调整控制信号至防撞扫描仪，使所述防撞扫描仪保持一致的 检测方向和检测角度。
在本具体实施例中，所述根据所述偏转数据和纠偏数据输出调整控制信号至防撞扫描仪 包括：
当所述偏转数据的偏转方向和所述纠偏数据的纠偏方向一致时，如果所述纠偏角度大于 所述偏转角度，则所述控制单元以所述纠偏角度为基础生成所述调整控制信号；如果所述纠 偏角度小于所述偏转角度，则所述控制单元以所述偏转角度为基础生成所述调整控制信号；
当所述偏转数据的偏转方向和所述纠偏数据的纠偏方向不一致时，所述控制单元以所述 纠偏角度为基础生成所述调整控制信号。
例如，当陀螺转角仪检测到的偏转方向与PLC控制器的纠偏方向一致时，如果纠偏角度 为水平方向向左5度，偏转方向为水平方向向左4度，则控制单元以5度为基础生成调整控 制信号控制防撞扫描仪水平方向向右转动5度。如果纠偏角度为水平方向向左4度，偏转方 向为水平方向向左5度，则控制单元还是以5度为基础生成调整控制信号控制防撞扫描仪水 平方向向右转动5度。
为了在陀螺转角仪的偏转方向和PLC控制器的纠偏方向不一致及时作出预警，当所述偏 转数据的偏转方向和所述纠偏数据的纠偏方向不一致时，所述控制单元生成预警信号预警。
为了实现对防撞扫描仪的调整，所述远控场桥智能防撞装置还包括支架、水平调整伺服 驱动器91、垂直调整伺服驱动器92。其中：
所述防撞扫描仪设于所述支架上。所述支架包括可沿水平方向调整的水平轴支架81和可 沿垂直方向调整的垂直轴支架82。从而可从水平方向和垂直方向对防撞扫描仪进行调整。
水平调整伺服驱动器，其与所述控制单元连接，根据所述调整控制信号驱动所述水平轴 支架水平方向转动。
垂直调整伺服驱动器，其与所述控制单元连接，根据所述调整控制信号驱动所述垂直轴 支架在垂直方向转动。水平调整伺服驱动器和垂直调整伺服驱动器即为驱动电机，用于分别 驱动水平轴支架水平方向转动和驱动垂直轴支架垂直方向转动。
为了便于检测水平轴支架和垂直轴支架的转动角度，所述远控场桥智能防撞装置还包括 水平旋转编码器71和垂直旋转编码器72。其中：
水平旋转编码器71设于所述水平调整伺服驱动器上，用于检测水平转动角度，并将所述 水平转动角度传送至所述控制单元。
垂直旋转编码器72设于所述垂直调整伺服驱动器上，用于检测垂直转动角度，并将所述 垂直转动角度传送至所述控制单元。
通过对支架转动角度的获取，可获知防撞扫描仪的转动角度，从而实现闭环控制。
在本具体实施例中，水平旋转编码器71和垂直旋转编码器72均设置于驱动电机的尾部。
为了限制防撞扫描仪的最大旋转范围，保证不会超过极限扫描区间，所述远控场桥智能 防撞装置还包括水平方向行程开关61和垂直方向行程开关62。其中：
水平方向行程开关61设于所述水平轴支架的两侧，用于限制所述水平轴支架旋转的角度。
垂直方向行程开关62设于所述垂直轴支架的两侧，用于限制所述垂直轴支架旋转的角度。
在本具体实施例中，所述水平方向行程开关和垂直方向行程开关均与所述PLC控制器相 连。
通过设置水平方向行程开关和垂直方向行程开关，可以使防撞扫描仪始终保持在合理的 调整范围内，进一步避免出现误扫误报警的情况出现。本发明通过设置陀螺转角仪、PLC控 制器和控制单元，利用陀螺转角仪检测场桥大车的支腿的偏转数据；利用PLC控制器接收场 桥大车纠偏系统关于所述场桥大车的纠偏数据；利用控制单元接收所述偏转数据和纠偏数据， 并根据所述偏转数据和纠偏数据输出调整控制信号至防撞扫描仪，使所述防撞扫描仪保持一 致的检测方向和检测角度。从而可根据场桥大车姿态变化自动调整防撞扫描仪，过滤掉大车 姿态变化对防撞扫描仪的影响，使防撞扫描仪保持一致的检测方向和检测角度，减少因检测 方向和角度变化所带来的误检测情况，降低大车传动部件的故障率，改善由于大车防撞系统 误触发所引发的设备问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原 则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种远控场桥智能防撞装置，其特征在于包括：
陀螺转角仪，其检测场桥大车的支腿的偏转数据；
PLC控制器，其接收场桥大车纠偏系统关于所述场桥大车的纠偏数据；
控制单元，其与所述陀螺转角仪和PLC控制器相连，接收所述偏转数据和纠偏数据，并根据所述偏转数据和纠偏数据输出调整控制信号至防撞扫描仪，使所述防撞扫描仪保持一致的检测方向和检测角度。
2.根据权利要求1所述的远控场桥智能防撞装置，其特征在于：所述陀螺转角仪包括水平方向陀螺仪和垂直方向陀螺仪；所述偏转数据包括水平方向和垂直方向动态的偏转方向和偏转角度；所述纠偏数据包括水平方向和垂直方向的纠偏方向和纠偏角度。
3.根据权利要求2所述的远控场桥智能防撞装置，其特征在于：所述远控场桥智能防撞装置还包括：
支架，所述防撞扫描仪设于所述支架上；所述支架包括可沿水平方向调整的水平轴支架和可沿垂直方向调整的垂直轴支架；
水平调整伺服驱动器，其与所述控制单元连接，根据所述调整控制信号驱动所述水平轴支架水平方向转动；
垂直调整伺服驱动器，其与所述控制单元连接，根据所述调整控制信号驱动所述垂直轴支架在垂直方向转动。
4.根据权利要求3所述的远控场桥智能防撞装置，其特征在于：所述远控场桥智能防撞装置还包括：
水平方向行程开关，其设于所述水平轴支架的两侧，用于限制所述水平轴支架旋转的角度；
垂直方向行程开关，其设于所述垂直轴支架的两侧，用于限制所述垂直轴支架旋转的角度。
5.根据权利要求4所述的远控场桥智能防撞装置，其特征在于：所述水平方向行程开关和垂直方向行程开关均与所述PLC控制器相连。
6.根据权利要求5所述的远控场桥智能防撞装置，其特征在于：所述远控场桥智能防撞装置还包括：
水平旋转编码器，其设于所述水平调整伺服驱动器上，用于检测水平转动角度，并将所述水平转动角度传送至所述控制单元；
垂直旋转编码器，其设于所述垂直调整伺服驱动器上，用于检测垂直转动角度，并将所述垂直转动角度传送至所述控制单元。
7.根据权利要求6所述的远控场桥智能防撞装置，其特征在于：所述根据所述偏转数据和纠偏数据输出调整控制信号至防撞扫描仪包括：
当所述偏转数据的偏转方向和所述纠偏数据的纠偏方向一致时，如果所述纠偏角度大于所述偏转角度，则所述控制单元以所述纠偏角度为基础生成所述调整控制信号；如果所述纠偏角度小于所述偏转角度，则所述控制单元以所述偏转角度为基础生成所述调整控制信号；
当所述偏转数据的偏转方向和所述纠偏数据的纠偏方向不一致时，所述控制单元以所述纠偏角度为基础生成所述调整控制信号。
8.根据权利要求7所述的远控场桥智能防撞装置，其特征在于：当所述偏转数据的偏转方向和所述纠偏数据的纠偏方向不一致时，所述控制单元生成预警信号预警。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210064518.6A CN114291738A (zh) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 一种远控场桥智能防撞装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117492030A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-02 | 中公智联（北京）科技有限公司 | 一种桥梁碰撞信号识别装置及方法 |
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2022
- 2022-01-20 CN CN202210064518.6A patent/CN114291738A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117492030A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-02 | 中公智联（北京）科技有限公司 | 一种桥梁碰撞信号识别装置及方法 |
| CN117492030B (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-15 | 中公智联（北京）科技有限公司 | 一种桥梁碰撞信号识别装置及方法 |
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