CN219384549U - 一种基于融合传感技术的天车防撞系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于融合传感技术的天车防撞系统，包括天车本体，分为上层天车和下层天车，还包括激光传感器、激光防撞主机、无线编码模块、旋转编码器和声光报警器；所述上层天车的激光传感器安装天车下方位置，所述下层天车的激光传感器安装在天车下方位置；所述天车本体上还安装有反光板，所述反光板安装在所述天车本体的移动方向两侧。融合多种工业传感器对天车运行的环境进行安全监测，防止碰撞事故的发生，激光传感器可以检测上层或下层天车运动轨迹上的障碍物，如其他天车、设备、货物等，并通过反光板反射激光传感器发出的激光信号，以提高检测的精度和准确性，大大提高作业安全。

Description

一种基于融合传感技术的天车防撞系统

技术领域

本实用新型涉及天车防撞技术领域，尤其涉及一种基于融合传感技术的天车防撞系统。

背景技术

在冶金、矿山、化工、机械等行业中，天车使用频繁，多台天车同时使用极易发生碰撞，造成事故。其次，天车一般设置为上下两层，当上下两层天车相互作业时容易发生碰撞，原因如下：

空间狭小：上下两层天车相对作业时，它们所在的空间通常是比较狭小的，因此在操作时容易发生交错或相撞；

作业高度：上下两层天车相对作业时，两个天车通常会在不同的高度上工作，这会增加天车操作员的难度，操作不当容易导致碰撞；

绳索交错：上下两层天车相对作业时，它们所使用的绳索会相互交错，如果操作不当或天车运动不稳定，容易导致绳索缠绕，甚至断绳，引起严重的碰撞事故。

因此缺少一种能够在天车发生碰撞等危险事故前做出预警防撞系统。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的技术问题，本实用新型提供一种能够当上下两层天车相互作业行驶到达危险距离时，通过激光传感器等设备检测发出报警提示，以提前离开危险距离的基于融合传感技术的天车防撞系统。具体技术方案如下：

一种基于融合传感技术的天车防撞系统，包括天车本体，分为上层天车和下层天车，还包括激光传感器、激光防撞主机、无线编码模块、旋转编码器和声光报警器；所述上层天车的激光传感器安装天车下方位置，所述下层天车的激光传感器安装在天车下方位置；所述天车本体上还安装有反光板，所述反光板安装在所述天车本体的移动方向两侧；所述激光防撞主机分别与所述声光报警器和所述无线编码模块连接；所述旋转编码器安装在上层天车的卷筒轴头上，所述编码器与所述无线编码模块连接。

进一步地，所述上层天车的激光传感器至少两个，分别安装在所述上层天车下方，且朝向所述下层天车行驶方向。

进一步地，所述下层天车的激光传感器至少两个，分别安装在所述下层天车上方，且朝向所述上层天车行驶方向。

进一步地，所述激光传感器的激光照射方向与天车行驶方向的夹角范围包括-75°~75。

进一步地，所述激光防撞主机为PLC。

进一步地，所述反光板分为上下多层安装在天车本体的两侧上。

进一步地，所述激光传感器与所述无线编码模块连接。

进一步地，所述无线编码模块包括HD-KG远程编程控制器。

进一步地，还包括视觉传感器和显示模块，所述视觉传感器与所述显示模块连接。

本实用新型的有益效果是：融合多种工业传感器对天车运行的环境进行安全监测，通过采用激光技术分别对对应层天车进行检测，在上层天车下方安装激光传感器，朝向下层天车行驶方向，下层天车上方安装激光传感器，朝向上层天车行驶方向，并利用反光板和结合旋转编码器记录卷筒旋转数脉冲获取吊钩当前位置，进行上下天车碰撞检测；安装激光传感器和反光板可以提高双层天车的安全性和可靠性，有助于提高矿山企业的生产效率和减少成本。通过视觉传感器观察天车的运行情况，以配合激光传感器或旋转编码器发生故障时起视频监控作用，及时制停天车，防止危险发生。具体包括：

1、防止碰撞事故：激光传感器可以检测上层或下层天车运动轨迹上的障碍物，如其他天车、设备、货物等，并通过反光板反射激光传感器发出的激光信号，以提高检测的精度和准确性。

2、提高安全性：在双层天车的操作过程中，当天车向右行驶或另一层天车向左行驶到达危险距离时，传感器收到距离信号，系统发出报警提示离开危险距离，提供及时的安全警报，有助于提高天车的安全性和可靠性。

3、减少维护成本：通过安装激光传感器和反光板，可以减少天车的损坏和故障，避免维修和更换成本的增加。

附图说明

图1为本实用新型一种基于融合传感技术的天车防撞系统的第一原理框图。

图2为本实用新型一种基于融合传感技术的天车防撞系统的第二原理框图。

图3为本实用新型一种基于融合传感技术的天车防撞系统的第一原理图。

图4为本实用新型一种基于融合传感技术的天车防撞系统的第二原理图。

图5为本实用新型一种基于融合传感技术的天车防撞系统的第三原理图。

图6为本实用新型一种基于融合传感技术的天车防撞系统的结构图。

标注说明：10、激光防撞主机；20、声光报警器；30无线编码模块；40激光传感器；50旋转编码器；60反光板；61支撑杆；70视觉传感器；80显示模块。

具体实施方式

为了使本实用新型所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本实用新型，下面结合附图，通过具体实施例对本实用新型技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本实用新型中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

参见图1和图5，本实用新型提供一种基于融合传感技术的天车防撞系统，包括天车本体，分为上层天车和下层天车，还包括激光传感器40、激光防撞主机10、无线编码模块30、旋转编码器50和声光报警器20；所述上层天车的激光传感器40安装天车下方位置，所述下层天车的激光传感器40安装在天车下方位置；所述天车本体上还安装有反光板60，所述反光板60安装在所述天车本体的移动方向两侧；所述激光防撞主机10分别与所述声光报警器20和所述无线编码模块30连接；所述旋转编码器50安装在上层天车的卷筒轴头上，所述编码器与所述无线编码模块30连接。

在本实施例中，参见图3至图4，系统整体通过激光传感器40对上下天车位置识别，通过无线编码模块30联动天车PLC进行报警及停机启动控制；具体的，采用激光技术分别对对应层天车进行检测，在上层天车下方安装激光传感器40，朝向下层天车行驶方向。下层天车上方安装激光传感器40，朝向上层天车行驶方向，利用反光板60，进行上下天车检测。目前，在大型矿工厂中，天车一般设置为双层，某些特殊情况下会设置三层，在同一运行垂面上的天车，由于同时需要天车运输不同的物料至同一存放点处，此时水平两个方向的天车开始相对运动，当两者往同一存放点行走，一直到达危险距离时，上层天车吊钩上的物料可能会与下层的天车发生碰撞事故，此时可通过在天车上安装激光传感器40和反光板60，激光传感器40的光线发射至反光板60，激光通过反光板60反射回激光传感器40处，此时激光传感器40接收到光并触发信号，并且回传至激光防撞主机10处，联动声光报警器20进行提示进入碰撞告警区域；需要说明的是，激光传感器40预设触发报警的距离阈值，当接收器接收到反射回来的激光信号后，通过计算激光束发射和反射的时间差，从而得到物体与激光传感器40之间的距离，距离小于阈值时，激光传感器40即发出报警信号。激光传感器40具备两组继电器开关量输出，可预设两个距离值。测量距离达到预测值，对应的输出端断开。HD-KG远程编码控制器具备输入端口与输出端口，激光传感器40继电器接入HD-KG远程编码控制器输入端口，两台HD-KG远程编码控制器实时无线传输激光传感器40数据，激光传感器40触发信号时，HD-KG远程编码控制器对应输出端口输出开关量报警信号。

系统整体通过激光传感器40对上下天车进行位置识别，旋转传感器安装于卷筒轴头中心处，卷筒轴头为天车吊钩的组成部件。通过安装高精度的旋转编码器50记录卷筒旋转数脉冲获取吊钩当前位置（吊钩下降高度），并对上层天车吊钩位置识别，通过无线编码模块30联动PLC进行预警报警及停机启动控制。旋转编码器50通过设定吊钩下降高度h，预警高度H1、停机高度H2，当上层天车与下层天车进入碰撞告警区域时，激光传感器40触发信号，并且联动声光报警器20进行预警提示，同时上层天车通过旋转编码器50记录上层天车吊钩下降高度h，通过无线控制编码器判断下降高度h与预警高度H1、停机高度H2的关系；当h<H1时，上下层天车的无线控制编码器相互输出信号联动PLC闭锁天车吊钩下降控制开关，保证上层天车与下层天车可以正常通过，减少司机误触碰吊钩下降开关隐患。在上层天车吊钩下降高度h>H2时触发激光传感器40信号，上层与下层天车通过无线控制编码器相互输出信号联动PLC对各自联动的天车进行闭锁停机与报警，上层天车可通过上升吊钩直至h<H1时，停机信号解除闭锁，上下车天车正常通过。

所述上层天车的反光板60倾斜向下，反射下层天车发出的激光，所述下层天车的反光板60倾斜向上，反射上层天车发出的激光。

优选的，所述上层天车的激光传感器40至少两个，分别安装在所述上层天车下方，且朝向所述下层天车行驶方向。

优选的，所述下层天车的激光传感器40至少两个，分别安装在所述下层天车上方，且朝向所述上层天车行驶方向。

在本实施例中，需要说明的是，若该天车系统为三层时，第二层的天车的激光传感器40安装与天车的上方和下方，且反光板60也应设置为倾斜向上和倾斜向下的，分别反射来自上层和下层发射的激光。

优选的，所述激光传感器40的激光照射方向与天车行驶方向的夹角范围包括-75°~75。

在本实施例中，激光传感器40底座可调节倾斜角度，调节角度可以是-75°~75°，根据上下层天车实际高度进行角度调节。

优选的，所述激光防撞主机10为PLC。

优选的，所述反光板60分为上下多层安装在天车本体的两侧上，反射下层激光的反光板60可设置倾斜向下，反射上层的反光板60可设置倾斜向上，具体可以结合上下层天车高度及激光传感器40角度进行安装反光板60。

在本实施例中，反光板60安装在天车运行方向的两侧上，用于反射下层激光的反光板60板面可设置倾斜向下，其中反光板60可通过支撑杆61焊接固定，并安装于天车一侧上。具体如图6所示。

优选的，所述激光传感器40与所述无线编码模块30连接。

优选的，所述无线编码模块30包括HD-KG远程编程控制器。

在本实施例中，HD-KG远程编程控制器用于上下两层天车的通讯。

优选的，还包括视觉传感器70和显示模块80，所述视觉传感器70与所述显示模块80连接。

在本实施例中，参见图2，视觉传感器70安装在天车运行轨道附近，具体安装位置按现场实际情况决定，画面采集要求是能将上下两层天车的运行轨迹和吊钩下方的全部物体采集到整个画面监控中；需要说明的是，视觉传感器70为工业摄像机，显示模块80可以为各种材质的显示器，主要用于将天车的运行画面进行监控。具体原理为：若激光传感器40和旋转编码器等发生故障，监控人员可以通过摄像机对天车运行进行监控，若有碰撞隐患发生即可人工制停天车。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种基于融合传感技术的天车防撞系统，包括天车本体，分为上层天车和下层天车，其特征在于，还包括激光传感器、激光防撞主机、无线编码模块、旋转编码器和声光报警器；所述上层天车的激光传感器安装天车下方位置，所述下层天车的激光传感器安装在天车下方位置；所述天车本体上还安装有反光板，所述反光板安装在所述天车本体的移动方向两侧；所述激光防撞主机分别与所述声光报警器和所述无线编码模块连接；所述旋转编码器安装在上层天车的卷筒轴头上，所述编码器与所述无线编码模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于融合传感技术的天车防撞系统，其特征在于，所述上层天车的激光传感器至少两个，分别安装在所述上层天车下方，且朝向所述下层天车行驶方向。

3.根据权利要求1所述的基于融合传感技术的天车防撞系统，其特征在于，所述下层天车的激光传感器至少两个，分别安装在所述下层天车上方，且朝向所述上层天车行驶方向。

4.根据权利要求2或3所述的基于融合传感技术的天车防撞系统，其特征在于，所述激光传感器的激光照射方向与天车行驶方向的夹角范围包括-75°~75°。

5.根据权利要求1所述的基于融合传感技术的天车防撞系统，其特征在于，所述激光防撞主机为PLC。

6.根据权利要求1所述的基于融合传感技术的天车防撞系统，其特征在于，所述反光板分为上下多层安装在天车本体的两侧上。

7.根据权利要求1所述的基于融合传感技术的天车防撞系统，其特征在于，所述激光传感器与所述无线编码模块连接。

8.根据权利要求1所述的基于融合传感技术的天车防撞系统，其特征在于，所述无线编码模块包括HD-KG远程编程控制器。

9.根据权利要求1所述的基于融合传感技术的天车防撞系统，其特征在于，还包括视觉传感器和显示模块，所述视觉传感器与所述显示模块连接。