CN1680184A

CN1680184A - 吊车运行安全控制装置

Info

Publication number: CN1680184A
Application number: CN 200410017594
Authority: CN
Inventors: 陈国华
Original assignee: SHANGHAI CONTAINER WHARF CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI CONTAINER WHARF CO Ltd
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2024-04-09
Also published as: CN100358796C

Abstract

本发明提供一种吊车运行安全控制装置，它包括一设置在小车上用来测量小车行走通道上堆场表面的货物表面的高度Hq的第一高度检测装置、一设置在吊具的上方用来测量空吊时吊具的底部的高度Hd或吊起的货物底部的高度Hj的第二高度检测装置和一与上述第一高度检测装置和第二高度检测装置相连用来控制小车运行的中央控制单元，当Hd或Hj不大于Hq时，中央控制单元发出安全控制信号使小车按减速安全方式行驶。本发明提供的吊车运行安全控制装置保证吊具或吊起的货物不会撞翻运行前方的货物，从而使吊车运行时能走“抛物线”，节约了运行的时间，大大提高了劳动生产效率，而又不会发生撞翻事故。

Description

吊车运行安全控制装置

技术领域

本发明涉及一种安全控制装置，特别涉及一种吊车运行安全控制装置。

背景技术

随着港口货物运输特别是集装箱运输的发展，港口、堆场等货物例如集装箱集散地的不断壮大，堆场作业量不断增加，货物的吊车作业的安全问题日益突出，如何保证货物堆场作业的安全是运输部门必需解决的问题。现有的货物的吊运采用轮胎吊(又称场桥)使用吊具对集装箱进行装卸作业，吊具将货物吊起，在垂直方向作起升或下降运行，在水平方向随同小车作向前或向后运行，整机又可随大车左右运行。这样，可将货物从汽车上吊到指定的堆场任何位置，或从堆场吊到汽车上。

在吊具吊运货物如集装箱时，如果走捷径，即走“抛物线”(参见图1)会省时，并减少动力损耗(省油)。然而，轮胎吊的驾驶室是在小车的下方，面朝小车向前运行方向而坐的驾驶员在作小车运行操作过程中，吊具吊起的集装箱始终在驾驶室的前方，庞大的货物象集装箱很容易遮挡司机前方的视线，也不容易看清前方已堆放的集装箱。驾驶员要了解后方行走通道上的集装箱高度时，只能通过座位下面的玻璃窗才能看到，既不方便，又不易看清楚。特别是，在较高位置时，驾驶员只能凭估计来判断是否会撞翻前方的集装箱。这样，如果起吊高度不足，吊起的集装箱的底部高度没有超过堆放在运行方向通道上的集装箱的高度时，吊起的集装箱在小车作高速运行时将会撞翻行走通到上的集装箱，发生俗称“打保龄球”的事故。

为了防止上述撞翻事故，可以采用一种“门框式”路径操作方法，即始终将运行通道上的货物看作是堆满的。只有把吊具升到最高，确保吊具吊起的货物的底部高度高于通道上堆放的货物的可能的最高高度时，小车才允许高速运行，否则，只能低速运行，防止撞翻货物。这种“门框式”路径操作方法(如图2所示)，能有效地防止撞翻货物，被普遍采用。然而，这种方法使得吊车运行时间增加，降低了劳动工作效率，增加了吊车的油耗，同时也增加了机械磨损，使维修成本大大增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能使吊车在行走“抛物线”时可防止吊起的货物撞翻行走通道上的货物的吊车运行安全控制装置。

为了实现上述目的，本发明提供的吊车运行安全控制装置包括：

一设置在小车上用来测量小车行走通道上堆场表面的货物表面的高度Hq的第一高度检测装置；

一设置在吊具的上方用来测量空吊时吊具的底部的高度Hd或吊起的货物底部的高度Hj的第二高度检测装置；

一与上述第一高度检测装置和第二高度检测装置相连用来控制小车运行的中央控制单元，该中央控制单元按下列方式工作：

当Hd或Hj不大于Hq时，中央控制单元发出安全控制信号使小车按减速安全方式行驶。

本发明提供的安全控制装置还可包括设置在小车上的水平位置检测装置，用来测量行走通道上货物的水平位置和空吊的吊具或所吊货物的水平位置，当空吊时的吊具或所吊货物的前表面与行走通道前方的货物的正对面之间的距离不大于第一安全距离时，中央控制单元会发出限速控制信号使小车减速安全行驶；而当空吊时的吊具或所吊货物的前表面与行走通道前方的货物的正对面之间的距离不大于设定的第二安全距离时，中央控制单元会发出零速前进的控制信号，使小车停止前行。

本发明提供的吊车运行安全控制装置由于空吊时吊具的底部的高度Hd或吊起的货物底部的高度Hj小于堆场表面的货物高度Hq时，中央控制单元会发出安全控制信号使小车以安全方式行驶，保证吊具或吊起的货物不会撞翻运行前方的货物，从而使吊车运行时能走“抛物线”，节约了运行的时间，大大提高了劳动生产效率，而又不会发生撞翻事故。

附图说明

图1是吊具吊运货物例如集装箱时走“抛物线”的示意图。

图2是吊具吊运货物例如集装箱时走“门框线”的示意图。

图3是本发明的吊车运行安全控制装置的结构示意图。

图4是本发明的吊车运行安全控制装置的电气结构图。

图5是本发明的吊车运行安全控制装置测得的堆场集装箱的表面轮廓的包络线和安全减速减速区的示意图。

图6是本发明的吊车运行安全控制装置的中央控制单元的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。

参见图3，本实施例所指的货物是集装箱。吊车包括小车3和整车11，小车3可在整车11的横梁上前后(左右)运行，整车11可左右方向(图中由里向外或由外向里)行走。在小车下方设有吊具1，用来起吊集装箱2。该吊具1由小车的动力装置如卷扬筒(未示出)驱动可使吊具1包括吊起的集装箱2上下升降。在堆场上堆有集装箱，其中，集装箱5是堆场上面的位于小车3行走通道前方(向左)的集装箱，集装箱6是堆场上面的位于小车3行走通道后方(向右)的集装箱。

本发明提供的吊车运行安全控制装置包含有第一高度检测装置8、第二高度检测装置7、中央控制单元10和水平位置检测装置9。第一高度检测装置8设置在小车3上的吊具1的前方，例如约0.9倍集装箱的宽度的距离处，使得小车在向前行走时(如图向左方)，第一高度检测装置8能够预先不断测得前方通道上的堆场表面的集装箱表面的高度，其中，包括集装箱5的顶面高度Hq、集装箱6的顶面高度Hh。该检测装置8采用市场上常用的激光测距器或超声波测距器。第一高度检测装置8可将测到的顶面高度Hq和集装箱6的顶面高度Hh位置信号输入到中央控制单元10。

在小车3上的吊具1的上方设置有一第二高度检测装置7，用来连续不间断地测量空吊时吊具1的底部的高度Hd或吊起的集装箱底部的高度Hj，该装置采用位置编码器例如旋转式绝对位置编码器，该编码器的分辨率可为例如1CM，能够满足吊具1升降高度的变化。该编码器通过一减速机构例如变速箱与小车上的起升吊具1的驱动机构的卷扬筒相联结。当卷扬筒的转动时，吊具1的高度位置发生变化时，于是卷扬筒的转动通过上述减速机构的齿轮带动编码器工作，从而可对空吊时吊具1的底部的高度Hd或吊起的集装箱底部的高度Hj不断进行测量，并将测量到的高度位置信号输入到中央控制单元10。水平位置检测装置9也采用位置编码器例如旋转式绝对位置编码器，该编码器的分辨率可为例如1CM，能够满足小车3水平位置移动的变化，它通过一减速机构与驱动小车行走的驱动机构的齿轮相联结，这样，当小车行走时，驱动小车行走的齿轮的转动带动减速机构的齿轮转动，从而可使该位置编码器工作，于是，小车的水平装置被连续不间断地测量，同时，由于第一高度检测装置8与水平位置检测装置9之间的距离是已知的，这样，第一高度检测装置8的水平位置也可测得，被它检测到的堆场的集装箱的表面的点的水平位置Ln也可得到。另外，由于集装箱的宽度通常是已知的，这样，空吊时吊具1或吊起集装箱的前表面的水平位置Lq或后表面的水平位置Lh也就得到。上述检测到的水平位置信号Ln、Lq和Lh都输入到中央控制单元10。中央控制单元10包含有存储器和控制器，它具有计算和存储功能。

图4是本发明的吊车运行安全控制装置的电气结构图。如图所示，第一高度检测器8与中央控制单元10通过信号传输线例如RS422信号线串行联结，第二高度检测装置7通过变速器和联轴器机构与小车3的起升卷扬筒相联结；水平位置检测装置9通过变速器和联轴器机构与驱动小车行走的驱动齿轮相联。另外，一LED数码显示器13与中央控制单元10相连，该显示器可以显示第一高度检测器8、第二高度检测器7和水平位置检测器9检测到的当前高度或水平位置值。一蜂鸣器12与安全运行控制器10相连，用来在进入减速安全行驶状态(下面将描述)提醒小车的驾驶员。中央控制单元10通过插口式联结件CD与轮胎吊的控制系统相连，可以控制小车3的运行，同时，在吊具1上设有一吊具开闭锁装置，以检测吊具1是否吊有集装箱，其信号直接输入到中央控制单元10。小车3的手柄控制系统通过插口式联结件AB与中央控制单元10相连。这样，小车3的手柄操纵控制信号也可输入到中央控制单元10。当然，如果插口式联结件AB的插头A直接连接到插口式联结件D，这样，小车3的手柄操纵控制信号会直接输入到轮胎吊的运行系统，本发明的吊车运行安全控制装置可不工作。

图5是本发明的吊车运行安全控制装置对图3中的堆场集装箱的外表面轮廓的包络线和安全减速行驶区的示意图。如图所示，正如上面所描述的，当吊具1吊有集装箱2从右往左行走过程中，位于小车3前方的第一高度检测装置8总能先连续实时检测到小车3行走方向(图中由右向左方向)的通道的相邻吊具1的堆场集装箱表面的(顶面)每一点距地面的高度Hq，同时，每一点的水平位置Ln也可由水平位置检测装置7检测到。上述高度Hq和水平位置Ln不断输入到中央控制单元后，中央控制单元10就得到了整个堆场集装箱的外表面轮廓的包络线，如图5所示的B1线(实线)。同时，空吊时吊具1或吊起集装箱的前表面的水平位置Lq或后表面的水平位置Lh输入到中央控制单元10。如果空吊时吊具或吊起集装箱的前表面的或后表面与其行走方向的集装箱的正对面的第一安全距离L1设定为例如2.3M，即在该第一安全距离内，小车需减速行驶，防止撞翻前方的集装箱，以保证安全。于是，在如图5所示的B1与B2之间就形成了一安全减速行驶区，该安全减速行驶区的外包络线为B2(如图所示)。

图6中央控制单元10的工作流程图。下面结合图4、图5、图6对本发明的吊车运行安全控制装置的工作过程作进一步说明。

当小车3空吊或吊有集装箱2行走时时，正如上面所描述的，中央控制单元10通过第一高度检测装置8和水平位置检测装置9检测到堆场集装箱的表面轮廓的包络线B1，如果第二高度检测装置7检测到空吊时吊具1的底部的高度Hd或吊起的集装箱底部的高度Hj大于运行前方的集装箱5顶距地面的高度Hq，此时，集装箱5处于安全位置，则小车可全速前进；如果小车3向后行驶，如果空吊时吊具1的底部的高度Hd或吊起的集装箱底部的高度Hj大于运行前方的集装箱6顶距地面的高度Hh，集装箱6处于安全位置，则小车可全速前进。反之，当Hj(或Hq)小于或等于行走方向的集装箱(集装箱5或6)的表面高度(Hq或Hh)，中央控制单元10此时会对空吊时的吊具或所吊集装箱的前表面的水平位置(如果向左行走是Lq；向右行走则是Lh)，与运行方向的集装箱的正对面(如果向左行走则是集装箱5的右侧面；向右行走则是集装箱6的左侧面)的水平位置Ln进行比较，如果Ln-Lq或Lh-Ln的值不大于第一安全距离L1，即2.3M时，表明吊具或所吊集装箱的前表面与运行方向的集装箱的正对面的距离小于等于上述设定的安全距离，中央控制单元10指令轮胎吊控制系统使小车3减速(例如全速的10％的速度)前进；在减速行走过程中，如果Ln-Lq或Lh-Ln不大于第二安全距离L2，例如0.3M时，中央控制单元10则发送强制为零速(既手柄停车指令)信号，此时，小车3的吊具1可以升高，直到空吊时的吊具或所吊集装箱底部的高度(Hd或Hj)大于运行方向的集装箱顶距地面的高度(Hq或Hh)，小车又可自由行走。

通过上面的描述，可以发现，本发明的一个特征是，在小车向前或向后行走时，第一高度检测装置8和水平位置检测装置9检测到堆场集装箱的表面的任一点的高度位置和水平位置，并储存在中央控制单元10中，形成包络线B1。由于该包络线B1的形成，使得小车3在向后行走时，行走方向的集装箱的表面的任一点的位置信息不必再测量。同时，第一高度检测装置8和水平位置检测装置9测得空吊时的吊具或所吊的集装箱2的前(后)表面的水平位置(Lq或Lh)、前方的集装箱顶距地面的高度(Hq或Hh)。由于第一安全距离L1是设定的，这样，实际上也就得到了一安全减速行驶区，在包络线B2与B1之间，中央控制单元10中总是不断将Lq或Lh与包络线B1上的水平位置距离即Ln比较，如果空吊时吊具1的底部的高度Hd或吊起的集装箱底部的高度Hj不大于运行方向的集装箱(5或6)顶面距地面的高度(Hq或Hh)，且Ln-Lq或Lh-Ln的值不大于第一安全距离L1，则表明小车3进入上述安全减速区，小车须减速行走，此时，蜂鸣器12会鸣响以提醒小车3的驾驶员。另外，由于第二安全距离L2也是设定的，因此，实际上，类似的零速安全行驶区域的包络线也可形成。一旦进入该零速安全行驶区域，小车3的操作控制系统被强迫为零速行驶(停止前进)。由此可见，无论小车3向左或向右行走，无论驾驶员如何操作，在小车3进入安全减速区或零速安全行驶区，无论驾驶员如何操作，小车3总会以安全方式减速或停止前进的安全方式行驶以确保安全。

另外，同样对于其它形状规则或不规则的物品，本发明提供的吊车运行安全控制装置同样能够工作。只不过，对不规则的物体，水平位置Lq或Lh为物体前后表面的轮廓线的最左或最右点的水平位置。Hj为所吊物体的下面最低点的高度位置，Hq或Hh为行走通道上的物体表面的最高点距地面的高度。

很显然，上述第一安全距离L1和第二安全距离L2可根据小车3的减速性能设定，第二安全距离L2也可任意设置。本吊车运行安全控制装置也可以在小车3的吊具的后方再设置一与第一高度检测装置8相同的检测装置，用来在小车3向后行驶(向右)时直接检测向后行走时行走通道上的集装箱表面的高度。

当然，对本领域的普通技术人员来说，上述实施例可作许多变化，仍能实现本发明的目的，例如：

1、测量高度和水平位置的编码器可采用其他常用的位置(距离)测量仪；

2、第二高度检测装置7也可采用类似第一高度检测装置8的激光测距器。

因此，上面的实施例的描述不应是对本发明的保护范围的限制，其保护范围应由权利要求书限定。

Claims

1、一种吊车运行安全控制装置，其特征在于，它包括：

2、如权利要求1所述的吊车运行安全控制装置，其特征在于，它还包括设置在小车上的水平位置检测装置，用来测量行走通道上货物的水平位置和空吊的吊具或所吊货物的水平位置，当空吊时的吊具或所吊货物的前表面与运行方向的货物的正对面之间的距离不大于第一安全距离时，中央控制单元会发出限速控制信号使小车减速安全行驶。

3、如权利要求2所述的吊车运行安全控制装置，其特征在于，当空吊时的吊具或所吊货物的前表面与运行前方的货物的正对面之间的距离不大于第二安全距离时，中央控制单元会发出零速前进的控制信号，使小车停止前行。

4、如权利要求1所述的吊车运行安全控制装置，其特征在于，所述第一高度检测装置采用激光测距器。

5、如权利要求1所述的吊车运行安全控制装置，其特征在于，所述第二高度检测装置采用旋转式绝对位置编码器。

6、如权利要求1所述的吊车运行安全控制装置，其特征在于，所述水平位置检测装采用旋转式绝对位置编码器。

7、如权利要求1所述的吊车运行安全控制装置，其特征在于所述第一高度检测装置设置在吊具的前方。

8、如权利要求5所述的吊车运行安全控制装置，其特征在于，所述旋转式绝对位置编码器通过一减速机构例如变速箱与小车内的起升吊具的驱动机构的卷扬筒相联结。

9、如权利要求6所述的吊车运行安全控制装置，其特征在于，所述旋转式绝对位置编码器通过一减速机构与驱动小车行走的驱动机构的齿轮相联结。