CN207030886U - 一种叉车安全预警及制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种叉车安全预警及制动装置，包括叉车基站、降压模块、报警控制开关、报警器、制动控制开关以及若干测距标签。本实用新型中叉车基站安装在叉车上，测距标签佩戴在工作人员身上，叉车基站根据其与测距标签的距离大小，控制报警控制开关或制动控制开关动作，报警控制开关闭合时报警器报警提示工作人员离开，制动控制开关闭合时叉车控制器控制叉车刹车盘或叉车加速器动作，叉车立即制动或关闭加速器，同时声光报警器持续报警，从而完全避免由于叉车在作业过程中存在死角、在装满货物的过程中驾驶员的视野受到严重遮挡等原因，导致叉车伤人的事故的发生，保证了叉车的安全作业。本实用新型结构简单，成本低，适宜推广应用。

Description

一种叉车安全预警及制动装置

技术领域

本实用新型涉及叉车领域，尤其涉及一种叉车安全预警及制动装置。

背景技术

叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。叉车在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色，是物料搬运设备中的主力军，广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等，在船舱、车厢和集装箱内进行托盘货物的装卸、搬运作业，是托盘运输、集装箱运输中必不可少的设备。但是，由于叉车在作业过程中存在死角，尤其是在装满货物的过程中驾驶员的视野受到严重遮挡，导致叉车伤人的事故经常发生，为了减少和杜绝类似事件发生，保证人员的不受伤害和安全生产，叉车的行驶安全问题亟待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于通过一种叉车安全预警及制动装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种叉车安全预警及制动装置，其包括叉车基站、降压模块、报警控制开关、报警器、制动控制开关以及若干测距标签；所述叉车基站安装在叉车上，其与所述若干测距标签无线通讯连接；所述降压模块的输入端与叉车蓄电池电性连接，所述降压模块的输出端电性连接叉车基站、报警控制开关；所述报警器通过报警控制开关与叉车基站电性连接；所述制动控制开关的一端电性连接叉车基站，另一端电性连接叉车控制器；所述叉车控制器与叉车刹车盘、叉车加速器控制连接。

特别地，所述叉车基站包括主控芯片、射频收发模块、通讯天线、第一继电器、第二继电器及电源模块；所述主控芯片的一端电性连接射频收发模块的一端，所述主控芯片的另一端与第一继电器、第二继电器电性连接，所述射频收发模块的另一端电性连接通讯天线，所述电源模块与主控芯片、射频收发模块电性连接。

特别地，所述报警器采用但不限于声光报警器。

特别地，所述射频收发模块采用但不限于超宽带射频收发模块。

本实用新型提出的叉车安全预警及制动装置中叉车基站安装在叉车上，测距标签佩戴在工作人员身上，叉车基站根据其与测距标签的距离大小，控制报警控制开关或制动控制开关动作，报警控制开关闭合时报警器报警提示工作人员离开，制动控制开关闭合时叉车控制器控制叉车刹车盘或叉车加速器动作，叉车立即制动或关闭加速器，同时声光报警器持续报警，从而完全避免由于叉车在作业过程中存在死角、在装满货物的过程中驾驶员的视野受到严重遮挡等原因，导致叉车伤人的事故的发生，保证了叉车的安全作业。本实用新型结构简单，成本低，适宜推广应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的叉车安全预警及制动装置结构图；

图2为本实用新型实施例提供的叉车基站结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的叉车安全预警及制动装置结构图。本实施例中叉车安全预警及制动装置100具体包括叉车基站101、降压模块102、报警控制开关KA1、报警器103、制动控制开关KA2以及若干测距标签104。所述叉车基站101安装在叉车上，其与所述若干测距标签104无线通讯连接；所述降压模块102的输入端与叉车蓄电池105电性连接，所述降压模块102的输出端电性连接叉车基站101、报警控制开关KA1；所述报警器103通过报警控制开关KA1与叉车基站101电性连接；所述制动控制开关KA2的一端电性连接叉车基站101，另一端电性连接叉车控制器106；所述叉车控制器106与叉车刹车盘107、叉车加速器108控制连接。在本实施例中所述报警器103采用但不限于声光报警器103。

如图2所示，在本实施例中所述叉车基站101包括主控芯片1011、射频收发模块1012、通讯天线1013、第一继电器1014、第二继电器1015及电源模块1016；所述主控芯片1011的一端电性连接射频收发模块1012的一端，所述主控芯片1011的另一端与第一继电器1014、第二继电器1015电性连接，所述射频收发模块1012的另一端电性连接通讯天线1013，所述电源模块1016与主控芯片1011、射频收发模块1012电性连接。在本实施例中所述射频收发模块1012采用但不限于超宽带(Ultra Wideband，UWB)射频收发模块1012。之所以采用超宽带技术测距是因为其有以下优点：一、测距精度高。有很高位置测量的精度，超宽带技术能提供厘米级的精度；二、抗干扰性能强。超宽带采用跳时扩频信号，具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与IEEE802.11a、IEEE802.11b和蓝牙相比，在同等码速条件下，超宽带具有更强的抗干扰性。传输速率高。超宽带的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，高于蓝牙100倍，也可以高于IEEE802.11a和IEEE802.11b。三、消耗电能小。通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而超宽带不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。

超宽带射频收发模块是测距的核心部件，叉车基站101与测距标签104使用相同的电路，叉车基站101与测距标签104间通过射频通信以及双向TDOA算法来了解点之间的距离。超宽带射频收发模块的无线定位芯片DW1000是DecaWave公司发布的一款基于UWB技术的兼容IEEE802.15.4-2011标准的射频芯片。主控芯片1011采用STM32芯片，STM32芯片的主控部分通过Spi总线对DW1000模块进行配置管理以及数据通信。基于UWB的对称双面双向测距(Symmetrical Double-Sided Two Way Ranging，SDS-TWR)算法，是双向测距(TWR)算法的改进版本。SDS-TWR算法是基于TOA进行测距的。测距原理如下：由于超宽带信号采用超短脉冲，因此具有持续时间短、带宽大，所有在多径环境下，通常采用TOA的测距方案，其原理是通过测量收发节点之间的信号的飞行时间TOF(Time of Fight),然后用TOF乘以电磁波的传播速度来计算收发节点间的距离。因此，精确的无线信号的飞行时间的测量是测距精度的关键。单程测距，双层测距，非对称双边双向测距、对称双边双向测距都是最常用的TOA估计的测距协议。

本实用新型测距过程如下：测距标签104发送一条poll给目标叉车基站101，并标记发送时间T1，然后进入开始侦听叉车基站101的response消息的状态，如果一段时间没有消息，则测距标签104会超时，并再次发出poll消息。叉车基站101侦听地址为自己的poll消息，如得到消息，则标记接收时间T2，并发出response消息给测距标签104，同时标记发送时间T3。测距标签104收到respond消息，标记接收时间T4，然后将T1，T4，T5打包进入一帧final消息发送给叉车基站101，其中T5/T6为该消息的发送/接收时间。叉车基站101接收到final后，计算佩戴该测距标签104的人员与叉车基站101之间的距离为：

Distance＝((T4-T1)-(T1-T2)+(T6-T3)-(T5-T4))/4*c，其中，c为电磁波速度3*108m/s。

工作时，首先设定叉车基站101的报警距离和制动距离，报警距离触发报警控制开关KA1工作，以启动报警器103；制动距离为触发制动控制开关KA2工作，以触发叉车控制器106的启动叉车刹车盘107或关闭叉车加速器108的信号。其次，报警距离和制动距离设置成功后，当佩戴测距标签104的人员靠近并达到叉车的报警距离内(以叉车为圆心，报警距离为半径的范围内)，叉车基站101将启动报警器103提醒人员；当人员继续靠近到叉车并达到制动距离内(以叉车为圆心，制动距离为半径的范围内)，叉车将立即自动紧急制动或关闭加速器，此时报警器103持续工作。即使叉车驾驶员正常行驶中也会优先制动或关闭加速器。第三，考虑到安全性，只有当佩戴测距标签104的人员离开制动距离时，叉车才能恢复工作，需要叉车驾驶员确认当佩戴测距标签104的人员后，按复位按钮后叉车才能正常使用；佩戴测距标签104的人员必须离开报警距离后，报警器103才会停止工作。需要说明的是，在本实施例中测距标签104与叉车基站101的距离即指测距标签104与叉车的距离。

本实用新型的技术方案在安装于叉车上的叉车基站101与戴在工作人员身上的测距标签104之间的距离达到报警距离时，叉车基站101控制报警控制开关KA1接通，报警器103发出声光报警，提醒工作人员远离叉车，若工作人员继续靠近达到叉车制动距离时，叉车基站101控制制动控制开关KA2接通，叉车控制器106控制叉车刹车盘107或叉车加速器108动作，叉车立即制动或关闭加速器，同时声光报警器103持续报警，在工作人员与叉车距离大于叉车制动距离时，叉车恢复工作，在工作人员与叉车距离大于报警距离时，声光报警器103停止工作。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (4)

1.一种叉车安全预警及制动装置，其特征在于，包括叉车基站、降压模块、报警控制开关、报警器、制动控制开关以及若干测距标签；所述叉车基站安装在叉车上，其与所述若干测距标签无线通讯连接；所述降压模块的输入端与叉车蓄电池电性连接，所述降压模块的输出端电性连接叉车基站、报警控制开关；所述报警器通过报警控制开关与叉车基站电性连接；所述制动控制开关的一端电性连接叉车基站，另一端电性连接叉车控制器；所述叉车控制器与叉车刹车盘、叉车加速器控制连接。

2.根据权利要求1所述的叉车安全预警及制动装置，其特征在于，所述叉车基站包括主控芯片、射频收发模块、通讯天线、第一继电器、第二继电器及电源模块；所述主控芯片的一端电性连接射频收发模块的一端，所述主控芯片的另一端与第一继电器、第二继电器电性连接，所述射频收发模块的另一端电性连接通讯天线，所述电源模块与主控芯片、射频收发模块电性连接。

3.根据权利要求1所述的叉车安全预警及制动装置，其特征在于，所述报警器采用但不限于声光报警器。

4.根据权利要求2所述的叉车安全预警及制动装置，其特征在于，所述射频收发模块采用超宽带射频收发模块。