起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，屬于起重機自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】。本實用新型的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器(1)、告警模塊(2)、電源模塊(3)、超聲波測距模塊(4)、紅外傳感模塊(5)、顯示模塊(6)、斷路控制模塊(7)；所述控制器(1)分別與所述告警模塊(2)、所述超聲波測距模塊(4)、所述紅外傳感模塊(5)、所述顯示模塊(6)、斷路控制模塊(7)電性相連。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有可以實現(xiàn)工作作業(yè)現(xiàn)場中起重機之間智能控制、從根本上杜絕碰撞事故發(fā)生等特點。
【專利說明】起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于起重機自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的說，屬于一種起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中橋式起重機和門式起重機通常使用在貨場和廠房等環(huán)境中，其現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境中通常有若干臺橋式起重機或者門式起重機同時在一個軌道上工作，同一軌道上的臺橋式起重機或者門式起重機彼此之間通常應該保持合理的安全工作距離。每個橋式起重機或者門式起重機上的操作司機、其通常高度注意被吊裝物體的操作工作，而一般容易忽視相鄰起重機之間的安全工作距離，這樣就造成了同一軌道上的臺橋式起重機或者門式起重機彼此之間時有發(fā)生碰撞的事故?，F(xiàn)有技術(shù)中為了解決起重機之間的碰撞事故、或者起重機與軌道端頭之間的碰撞事故，臺橋式起重機或者門式起重機通常都要安裝防碰撞系統(tǒng)，這些防碰撞系統(tǒng)通常都是機械式結(jié)構(gòu)形式，只能緩解起重機之間碰撞時的沖擊力，不能從根本上解決碰撞問題。如何避免起重機之間的碰撞問題,一直是制約本【技術(shù)領(lǐng)域】的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了有效地解決以上技術(shù)問題，給出了一種起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的一種起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、告警模塊、電源模塊、超聲波測距模塊、紅外傳感模塊、顯示模塊、斷路控制模塊；其中:
[0005]所述控制器分別與所述告警模塊、所述超聲波測距模塊、所述紅外傳感模塊、所述顯示模塊、所述斷路控制模塊電性相連；
[0006]所述超聲波測距模塊包括超聲波發(fā)射部分、超聲波接收部分，所述超聲波發(fā)射部分和所述超聲波接收部分平行地設置在起重機本體上、并與起重機運動方向保持一致；
[0007]所述紅外傳感模塊包括第一紅外線探頭、第二紅外線探頭，所述第一紅外線探頭和所述第二紅外線探頭對稱地設置；其中:所述第一紅外線探頭的紅外線探測幅度角A與所述第二紅外線探頭的紅外線探測幅度角B相同；所述第一紅外線探頭的紅外線探測區(qū)域S3與所述第二紅外線探頭的紅外線探測區(qū)域S4形成一紅外線盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，所述紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C，所述第一紅外線探頭與所述第二紅外線探頭之間的距離為H1，所述紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線，所述紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機運動方向方向保持一致。
[0008]根據(jù)以上所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，優(yōu)選，所述告警模塊為聲光報警電路。
[0009]根據(jù)以上所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，優(yōu)選，所述顯示模塊為液晶顯示屏幕。
[0010]根據(jù)以上所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，優(yōu)選，所述控制器可以是DSP控制器。[0011 ] 根據(jù)以上所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，優(yōu)選，所述控制器可以是ARM控制器。
[0012]根據(jù)以上所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，優(yōu)選，所述超聲波發(fā)射部分、所述超聲波接收部分設置在所述第一紅外線探頭和所述第二紅外線探頭之間。
[0013]根據(jù)以上所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，優(yōu)選，所述紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C范圍為10。-30。。
[0014]根據(jù)以上所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，優(yōu)選，所述第一紅外線探頭與所述第二紅外線探頭之間的距離H1為6-lOcm。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有可以實現(xiàn)工作作業(yè)現(xiàn)場中起重機之間智能控制、從根本上杜絕碰撞事故發(fā)生等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖1是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖2是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)紅外線檢測的示意圖；
[0018]附圖3是本發(fā)明超聲波發(fā)射部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]附圖4是本發(fā)明超聲波接收部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]附圖5是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的現(xiàn)場使用示意圖。
【具體實施方式】
[0021]優(yōu)選實施方式I
[0022]圖1是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)包括控制器1、告警模塊2、電源模塊3、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7 ;其中:控制器I分別與告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7電性相連，電源模塊3分別與控制器1、告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7電性相連，電源模塊3可以直接為控制器1、告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7提供電源；電源模塊3也可以通過控制器I為告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7提供電源。告警模塊2為聲光報警電路，顯示模塊6為液晶顯示屏幕。告警模塊2和顯示模塊6均設置在操作司機的司機室內(nèi)，方便司機及時看到和聽到起重機之間距離的信息。如果控制器I通過超聲波測距模塊4和紅外傳感模塊5判斷出前方有起重機必須停車的話，則向告警模塊2和顯示模塊6發(fā)送相應的信號，并在起重機即將接近前方起重機時候、控制斷路控制模塊7切斷起重機走行電機的電源以防止發(fā)生碰撞事故發(fā)生?？刂破鱅可以是DSP控制器。
[0023]超聲波測距模塊4包括超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402，超聲波發(fā)射部分401和超聲波接收部分402平行地設置在起重機本體上、并與起重機運動方向保持一致；紅外傳感模塊5包括第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置；其中:第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4形成一紅外線盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C，第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離為H1，紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線，紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機運動方向方向保持一致。紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C范圍為10° -30°。第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離H1為6-lOcm。超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402設置在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間。控制器I通過對超聲波測距模塊4和紅外傳感模塊5檢測到的信號進行有效分析，可以判斷前方是否有起重機，已決定是否進行報警并停車以防止碰撞事故的發(fā)生。
[0024]圖2是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)中紅外線檢測的示意圖；由圖中可以看出第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置在一起時可以獲得非常好的預防監(jiān)測效果。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角為A，第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角為B，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間的距離為HnH1的范圍可以為6-10cm ;第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離H1優(yōu)選8cm。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一盲區(qū)區(qū)域S1，第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一重疊的紅外線疊加區(qū)域S2，其中盲區(qū)區(qū)域S1的軸線有效距離為H2，紅外線疊加區(qū)域S2的軸線有效距離為H3，盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線、即H2和H3同軸線，盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機行走車體的正前方保持一致、即H2和H3與起重機行走車體的正前方保持一致。
[0025]第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502均可以采用熱釋電紅外傳感器來檢測處前面起重機中操作人員的人體所輻射出來輻射的紅外信號、或者機器運動中所輻射的紅外信號，在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502形成的探測器前端形成一個盲區(qū)區(qū)域S1和一個紅外線疊加區(qū)域S2，S2的夾角C范圍為10-30度，S2的夾角C優(yōu)選20度。當裝有第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502的探頭前面有人或者移動的物體時候、從熱釋電紅外傳感器的透鏡前走過時，人體或者移動機器物體發(fā)出的紅外線就不斷地交替變化的進入紅外線疊加區(qū)域S2，這樣便得到了紅外信號以忽強忽弱的脈沖。人體輻射的紅外線中心波長為9?10um，在傳感器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7?lOum，正好適合于人體或移動機器物體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收。
[0026]紅外傳感模塊5分別與第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502電性相連,第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置在起重機本體的瞄準裝置本體上；第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4形成一盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，盲區(qū)區(qū)域S1距離起重機本體有一定的距離，但是該盲區(qū)區(qū)域S1通常不會超過幾米、進而不會對瞄準檢測效果產(chǎn)生影響。超聲波測距模塊4分別與超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402電性相連，超聲波發(fā)射部分401和超聲波接收部分402設置在安裝在起重機的探頭本體上、并與起重機運動前進方向保持一致。
[0027]紅外傳感模塊5的第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502與超聲波測距模塊4的超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402盡量設置在比較近的距離范圍內(nèi)，紅外傳感模塊5的第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502與超聲波測距模塊4的超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402都安裝在探頭本體的前端。
[0028]圖3是本發(fā)明超聲波發(fā)射部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；超聲波發(fā)射傳感器LSl和與門U8之間有反相器U3、反相器U4、反相器U5、反相器U6、反相器U7,反相器U4和反相器U5并聯(lián)、反相器U6和反相器U7并聯(lián)，與門U8的兩個輸入端分別與兩個自激震蕩電路相連，兩個自激震蕩電路中分別兩個施密特觸發(fā)器Ul和U2。
[0029]圖4是本發(fā)明超聲波接收部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；5V直流電經(jīng)過耐流為500mA的保險絲Fl和二極管Dl、并經(jīng)過兩級電容濾波Cl和C2形成5V數(shù)字電壓源VDD，數(shù)字電壓源VDD為2個NE5532P功率放大器提供電源。超聲波接收傳感器LSl并聯(lián)IOK電阻R3將接收到的超聲波信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎胄盘枺斎胄盘柦?jīng)過第一級放大器NE5532P放大、第二級放大器NE5532P放大之后輸入到超聲波測距模塊4、輸入信號經(jīng)過兩級放大后一共放大了 400倍。
[0030]圖5是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的現(xiàn)場使用示意圖，圖中的兩個橋式起重機上都分別設置兩個防碰撞系統(tǒng)，根據(jù)具體使用情況也可以在每個起重機上只設置一個防碰撞系統(tǒng)。如圖中所示每個起重機上的防碰撞系統(tǒng)，與之相對應的起重機被檢測位置處則沒有防碰撞系統(tǒng)，這樣可以獲得非常可靠的檢測效果。
[0031]優(yōu)選實施方式2
[0032]圖1是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)包括控制器1、告警模塊2、電源模塊3、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7 ;其中:控制器I分別與告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7電性相連，電源模塊3分別與控制器1、告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7電性相連，電源模塊3可以直接為控制器1、告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7提供電源；電源模塊3也可以通過控制器I為告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7提供電源。告警模塊2為聲光報警電路，顯示模塊6為液晶顯示屏幕。告警模塊2和顯示模塊6均設置在操作司機的司機室內(nèi)，方便司機及時看到相關(guān)的信息。如果控制器I通過超聲波測距模塊4和紅外傳感模塊5判斷出前方有起重機必須停車的話，則向告警模塊2和顯示模塊6發(fā)送相應的信號，并在起重機即將接近前方起重機時候、控制斷路控制模塊7切斷起重機走行電機的電源以防止發(fā)生碰撞事故發(fā)生?？刂破鱅可以是ARM控制器。
[0033]超聲波測距模塊4包括超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402，超聲波發(fā)射部分401和超聲波接收部分402平行地設置在起重機本體上、并與起重機運動方向保持一致；紅外傳感模塊5包括第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置；其中:第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4形成一紅外線盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C，第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離為H1，紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線，紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機運動方向方向保持一致。紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C范圍為10° -30°。第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離H1為6-lOcm。超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402設置在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間?？刂破鱅通過對超聲波測距模塊4和紅外傳感模塊5檢測到的信號進行有效分析，可以判斷前方是否有起重機，已決定是否進行報警并停車以防止碰撞事故的發(fā)生。[0034]圖2是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)中紅外線檢測的示意圖；由圖中可以看出第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置在一起時可以獲得非常好的預防監(jiān)測效果。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角為A，第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角為B，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間的距離為HnH1的范圍可以為6-10cm ;第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離H1優(yōu)選8cm。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一盲區(qū)區(qū)域S1，第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一重疊的紅外線疊加區(qū)域S2，其中盲區(qū)區(qū)域S1的軸線有效距離為H2，紅外線疊加區(qū)域S2的軸線有效距離為H3，盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線、即H2和H3同軸線，盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機行走車體的正前方保持一致、即H2和H3與起重機行走車體的正前方保持一致。
[0035]第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502均可以采用熱釋電紅外傳感器來檢測處前面起重機中操作人員的人體所輻射出來輻射的紅外信號、或者機器運動中所輻射的紅外信號，在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502形成的探測器前端形成一個盲區(qū)區(qū)域S1和一個紅外線疊加區(qū)域S2，S2的夾角C范圍為10-30度，S2的夾角C優(yōu)選20度。當裝有第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502的探頭前面有人或者移動的物體時候、從熱釋電紅外傳感器的透鏡前走過時，人體或者移動機器物體發(fā)出的紅外線就不斷地交替變化的進入紅外線疊加區(qū)域S2，這樣便得到了紅外信號以忽強忽弱的脈沖。人體輻射的紅外線中心波長為9?10um，在傳感器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7?lOum，正好適合于人體或移動機器物體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收。
[0036]紅外傳感模塊5分別與第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502電性相連,第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置在起重機本體的瞄準裝置本體上；第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4形成一盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，盲區(qū)區(qū)域S1距離起重機本體有一定的距離，但是該盲區(qū)區(qū)域S1通常不會超過幾米、進而不會對瞄準檢測效果產(chǎn)生影響。超聲波測距模塊4分別與超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402電性相連，超聲波發(fā)射部分401和超聲波接收部分402設置在安裝在起重機的探頭本體上、并與起重機運動前進方向保持一致。
[0037]紅外傳感模塊5的第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502與超聲波測距模塊4的超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402盡量設置在比較近的距離范圍內(nèi)，紅外傳感模塊5的第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502與超聲波測距模塊4的超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402都安裝在探頭本體的前端。
[0038]圖3是本發(fā)明超聲波發(fā)射部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；超聲波發(fā)射傳感器LSl和與門U8之間有反相器U3、反相器U4、反相器U5、反相器U6、反相器U7,反相器U4和反相器U5并聯(lián)、反相器U6和反相器U7并聯(lián)，與門U8的兩個輸入端分別與兩個自激震蕩電路相連，兩個自激震蕩電路中分別兩個施密特觸發(fā)器Ul和U2。
[0039]圖4是本發(fā)明超聲波接收部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；5V直流電經(jīng)過耐流為500mA的保險絲Fl和二極管Dl、并經(jīng)過兩級電容濾波Cl和C2形成5V數(shù)字電壓源VDD，數(shù)字電壓源VDD為2個NE5532P功率放大器提供電源。超聲波接收傳感器LSl并聯(lián)IOK電阻R3將接收到的超聲波信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎胄盘?，輸入信號?jīng)過第一級放大器NE5532P放大、第二級放大器NE5532P放大之后輸入到超聲波測距模塊4、輸入信號經(jīng)過兩級放大后一共放大了 400倍。
[0040]圖5是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的現(xiàn)場使用示意圖，圖中的兩個橋式起重機上都分別設置兩個防碰撞系統(tǒng)，根據(jù)具體使用情況也可以在每個起重機上只設置一個防碰撞系統(tǒng)。如圖中所示每個起重機上的防碰撞系統(tǒng)，與之相對應的起重機被檢測位置處則沒有防碰撞系統(tǒng)，這樣可以獲得非常可靠的檢測效果。
[0041]優(yōu)選實施方式3
[0042]圖1是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)包括控制器1、告警模塊2、電源模塊3、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7 ;其中:控制器I分別與告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7電性相連，電源模塊3分別與控制器1、告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7電性相連，電源模塊3可以直接為控制器1、告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7提供電源；電源模塊3也可以通過控制器I為告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7提供電源。告警模塊2為聲光報警電路，顯示模塊6為液晶顯示屏幕。告警模塊2和顯示模塊6均設置在操作司機的司機室內(nèi)，方便司機及時看到相關(guān)的信息。如果控制器I通過超聲波測距模塊4和紅外傳感模塊5判斷出前方有起重機必須停車的話，則向告警模塊2和顯示模塊6發(fā)送相應的信號，并在起重機即將接近前方起重機時候、控制斷路控制模塊7切斷起重機走行電機的電源以防止發(fā)生碰撞事故發(fā)生?？刂破鱅可以是AVR控制器。
[0043]超聲波測距模塊4包括超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402，超聲波發(fā)射部分401和超聲波接收部分402平行地設置在起重機本體上、并與起重機運動方向保持一致；紅外傳感模塊5包括第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置；其中:第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4形成一紅外線盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C，第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離為H1，紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線，紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機運動方向方向保持一致。紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C范圍為10° -30°。第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離H1為6-lOcm。超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402設置在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間?？刂破鱅通過對超聲波測距模塊4和紅外傳感模塊5檢測到的信號進行有效分析，可以判斷前方是否有起重機，已決定是否進行報警并停車以防止碰撞事故的發(fā)生。
[0044]圖2是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)中紅外線檢測的示意圖；由圖中可以看出第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置在一起時可以獲得非常好的預防監(jiān)測效果。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角為A，第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角為B，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間的距離為HnH1的范圍可以為6-10cm ;第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離H1優(yōu)選8cm。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一盲區(qū)區(qū)域S1，第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一重疊的紅外線疊加區(qū)域S2，其中盲區(qū)區(qū)域S1的軸線有效距離為H2，紅外線疊加區(qū)域S2的軸線有效距離為H3，盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線、即H2和H3同軸線，盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機行走車體的正前方保持一致、即H2和H3與起重機行走車體的正前方保持一致。
[0045]第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502均可以采用熱釋電紅外傳感器來檢測處前面起重機中操作人員的人體所輻射出來輻射的紅外信號、或者機器運動中所輻射的紅外信號，在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502形成的探測器前端形成一個盲區(qū)區(qū)域S1和一個紅外線疊加區(qū)域S2，S2的夾角C范圍為10-30度，S2的夾角C優(yōu)選20度。當裝有第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502的探頭前面有人或者移動的物體時候、從熱釋電紅外傳感器的透鏡前走過時，人體或者移動機器物體發(fā)出的紅外線就不斷地交替變化的進入紅外線疊加區(qū)域S2，這樣便得到了紅外信號以忽強忽弱的脈沖。人體輻射的紅外線中心波長為9?10um，在傳感器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7?lOum，正好適合于人體或移動機器物體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收。
[0046]紅外傳感模塊5分別與第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502電性相連,第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置在起重機本體的瞄準裝置本體上；第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4形成一盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，盲區(qū)區(qū)域S1距離起重機本體有一定的距離，但是該盲區(qū)區(qū)域S1通常不會超過幾米、進而不會對瞄準檢測效果產(chǎn)生影響。超聲波測距模塊4分別與超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402電性相連，超聲波發(fā)射部分401和超聲波接收部分402設置在安裝在起重機的探頭本體上、并與起重機運動前進方向保持一致。
[0047]紅外傳感模塊5的第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502與超聲波測距模塊4的超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402盡量設置在比較近的距離范圍內(nèi)，紅外傳感模塊5的第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502與超聲波測距模塊4的超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402都安裝在探頭本體的前端。
[0048]圖3是本發(fā)明超聲波發(fā)射部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；超聲波發(fā)射傳感器LSl和與門U8之間有反相器U3、反相器U4、反相器U5、反相器U6、反相器U7,反相器U4和反相器U5并聯(lián)、反相器U6和反相器U7并聯(lián)，與門U8的兩個輸入端分別與兩個自激震蕩電路相連，兩個自激震蕩電路中分別兩個施密特觸發(fā)器Ul和U2。
[0049]圖4是本發(fā)明超聲波接收部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；5V直流電經(jīng)過耐流為500mA的保險絲Fl和二極管Dl、并經(jīng)過兩級電容濾波Cl和C2形成5V數(shù)字電壓源VDD，數(shù)字電壓源VDD為2個NE5532P功率放大器提供電源。超聲波接收傳感器LSl并聯(lián)IOK電阻R3將接收到的超聲波信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎胄盘枺斎胄盘柦?jīng)過第一級放大器NE5532P放大、第二級放大器NE5532P放大之后輸入到超聲波測距模塊4、輸入信號經(jīng)過兩級放大后一共放大了 400倍。[0050]圖5是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的現(xiàn)場使用示意圖，圖中的兩個橋式起重機上都分別設置兩個防碰撞系統(tǒng)，根據(jù)具體使用情況也可以在每個起重機上只設置一個防碰撞系統(tǒng)。如圖中所示每個起重機上的防碰撞系統(tǒng)，與之相對應的起重機被檢測位置處則沒有防碰撞系統(tǒng)，這樣可以獲得非?？煽康臋z測效果。
[0051]優(yōu)選實施方式4
[0052]圖1是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)包括控制器1、告警模塊2、電源模塊3、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊
6、斷路控制模塊7 ;其中:控制器I分別與告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7電性相連，電源模塊3分別與控制器1、告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7電性相連，電源模塊3可以直接為控制器1、告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7提供電源；電源模塊3也可以通過控制器I為告警模塊2、超聲波測距模塊4、紅外傳感模塊5、顯示模塊6、斷路控制模塊7提供電源。告警模塊2為聲光報警電路，顯示模塊6為液晶顯示屏幕。告警模塊2和顯示模塊6均設置在操作司機的司機室內(nèi)，方便司機及時看到相關(guān)的信息。如果控制器I通過超聲波測距模塊4和紅外傳感模塊5判斷出前方有起重機必須停車的話，則向告警模塊2和顯示模塊6發(fā)送相應的信號，并在起重機即將接近前方起重機時候、控制斷路控制模塊7切斷起重機走行電機的電源以防止發(fā)生碰撞事故發(fā)生?？刂破鱅可以是51單片機控制器。
[0053]超聲波測距模塊4包括超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402，超聲波發(fā)射部分401和超聲波接收部分402平行地設置在起重機本體上、并與起重機運動方向保持一致；紅外傳感模塊5包括第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置；其中:第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4形成一紅外線盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C，第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離為H1，紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線，紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機運動方向方向保持一致。紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C范圍為10° -30°。第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離H1為6-lOcm。超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402設置在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間。控制器I通過對超聲波測距模塊4和紅外傳感模塊5檢測到的信號進行有效分析，可以判斷前方是否有起重機，已決定是否進行報警并停車以防止碰撞事故的發(fā)生。
[0054]圖2是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)中紅外線檢測的示意圖；由圖中可以看出第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置在一起時可以獲得非常好的預防監(jiān)測效果。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角為A，第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角為B，第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502之間的距離為HnH1的范圍可以為6-10cm ;第一紅外線探頭501與第二紅外線探頭502之間的距離H1優(yōu)選8cm。第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一盲區(qū)區(qū)域S1，第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度S4有一重疊的紅外線疊加區(qū)域S2，其中盲區(qū)區(qū)域S1的軸線有效距離為H2，紅外線疊加區(qū)域S2的軸線有效距離為H3，盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線、即H2和H3同軸線，盲區(qū)區(qū)域S1和與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機行走車體的正前方保持一致、即H2和H3與起重機行走車體的正前方保持一致。
[0055]第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502均可以采用熱釋電紅外傳感器來檢測處前面起重機中操作人員的人體所輻射出來輻射的紅外信號、或者機器運動中所輻射的紅外信號，在第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502形成的探測器前端形成一個盲區(qū)區(qū)域S1和一個紅外線疊加區(qū)域S2，S2的夾角C范圍為10-30度，S2的夾角C優(yōu)選20度。當裝有第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502的探頭前面有人或者移動的物體時候、從熱釋電紅外傳感器的透鏡前走過時，人體或者移動機器物體發(fā)出的紅外線就不斷地交替變化的進入紅外線疊加區(qū)域S2，這樣便得到了紅外信號以忽強忽弱的脈沖。人體輻射的紅外線中心波長為9?10um，在傳感器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7?lOum，正好適合于人體或移動機器物體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收。
[0056]紅外傳感模塊5分別與第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502電性相連,第一紅外線探頭501和第二紅外線探頭502對稱地設置在起重機本體的瞄準裝置本體上；第一紅外線探頭501的紅外線探測幅度角A與第二紅外線探頭502的紅外線探測幅度角B相同；第一紅外線探頭501的紅外線探測區(qū)域S3與第二紅外線探頭502的紅外線探測區(qū)域S4形成一盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，盲區(qū)區(qū)域S1距離起重機本體有一定的距離，但是該盲區(qū)區(qū)域S1通常不會超過幾米、進而不會對瞄準檢測效果產(chǎn)生影響。超聲波測距模塊4分別與超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402電性相連，超聲波發(fā)射部分401和超聲波接收部分402設置在安裝在起重機的探頭本體上、并與起重機運動前進方向保持一致。
[0057]紅外傳感模塊5的第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502與超聲波測距模塊4的超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402盡量設置在比較近的距離范圍內(nèi)，紅外傳感模塊5的第一紅外線探頭501、第二紅外線探頭502與超聲波測距模塊4的超聲波發(fā)射部分401、超聲波接收部分402都安裝在探頭本體的前端。
[0058]圖3是本發(fā)明超聲波發(fā)射部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；超聲波發(fā)射傳感器LSl和與門U8之間有反相器U3、反相器U4、反相器U5、反相器U6、反相器U7,反相器U4和反相器U5并聯(lián)、反相器U6和反相器U7并聯(lián)，與門U8的兩個輸入端分別與兩個自激震蕩電路相連，兩個自激震蕩電路中分別兩個施密特觸發(fā)器Ul和U2。
[0059]圖4是本發(fā)明超聲波接收部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；5V直流電經(jīng)過耐流為500mA的保險絲Fl和二極管Dl、并經(jīng)過兩級電容濾波Cl和C2形成5V數(shù)字電壓源VDD，數(shù)字電壓源VDD為2個NE5532P功率放大器提供電源。超聲波接收傳感器LSl并聯(lián)IOK電阻R3將接收到的超聲波信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎胄盘?，輸入信號?jīng)過第一級放大器NE5532P放大、第二級放大器NE5532P放大之后輸入到超聲波測距模塊4、輸入信號經(jīng)過兩級放大后一共放大了 400倍。
[0060]圖5是本發(fā)明起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)的現(xiàn)場使用示意圖，圖中的兩個橋式起重機上都分別設置兩個防碰撞系統(tǒng)，根據(jù)具體使用情況也可以在每個起重機上只設置一個防碰撞系統(tǒng)。如圖中所示每個起重機上的防碰撞系統(tǒng)，與之相對應的起重機被檢測位置處則沒有防碰撞系統(tǒng)，這樣可以獲得非?？煽康臋z測效果。
【權(quán)利要求】
1.一種起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器(I)、告警模塊(2)、電源模塊(3)、超聲波測距模塊(4)、紅外傳感模塊(5)、顯示模塊(6)、斷路控制模塊(7);其中: 所述控制器(I)分別與所述告警模塊(2)、所述超聲波測距模塊(4)、所述紅外傳感模塊(5)、所述顯示模塊(6)、所述斷路控制模塊(7)電性相連； 所述超聲波測距模塊(4)包括超聲波發(fā)射部分(401)、超聲波接收部分(402)，所述超聲波發(fā)射部分(401)和所述超聲波接收部分(402)平行地設置在起重機本體上、并與起重機運動方向保持一致； 所述紅外傳感模塊(5)包括第一紅外線探頭(501)、第二紅外線探頭(502)，所述第一紅外線探頭(501)和所述第二紅外線探頭(502)對稱地設置；其中:所述第一紅外線探頭(501)的紅外線探測幅度角A與所述第二紅外線探頭(502)的紅外線探測幅度角B相同；所述第一紅外線探頭(501)的紅外線探測區(qū)域S3與所述第二紅外線探頭(502)的紅外線探測區(qū)域S4形成一紅外線盲區(qū)區(qū)域S1以及一紅外線疊加區(qū)域S2，所述紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C，所述第一紅外線探頭(501)與所述第二紅外線探頭(502)之間的距離為H1，所述紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2同軸線，所述紅外線盲區(qū)區(qū)域S1與紅外線疊加區(qū)域S2的軸線與起重機運動方向方向保持一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述告警模塊(2)為聲光報警電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示模塊(6)為液晶顯示屏幕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(I)可以是DSP控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(I)可以是ARM控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)射部分(401)、所述超聲波接收部分(402)設置在所述第一紅外線探頭(501)和所述第二紅外線探頭(502)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外線疊加區(qū)域S2的夾角C范圍為10° -30°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機作業(yè)防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述第一紅外線探頭(501)與所述第二紅外線探頭(502)之間的距離H1為6-lOcm。
【文檔編號】B66C15/06GK203806996SQ201420213330
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】王海文, 卜繁嶺, 李穎, 梁玉文, 王景芝, 陳寶生, 黃鶴 申請人:李穎