一种应对作业车辆碰撞的集装箱门式起重机报警系统的制作方法

1.本实用新型涉及港口起重设备技术领域，具体涉及一种应对作业车辆碰撞的集装箱门式起重机报警系统。


背景技术：

2.现有技术中，如图3所示，其中一种传统的起重机包括箱形梁桥架1、大车运行机构2和小车总成3，所述箱形梁桥架1两端设有固定支架4，所述大车运行机构2设于所述固定支架4上，所述箱形梁桥架1上端设有小车运行轨道5，所述小车总成3设于所述小车运行轨道5上，所述小车总成3上设有多个起吊装置6，所述起吊装置6下端均连接有吊钩7。
3.传统起重机设计存在相应缺陷，包括起重机作业周边缺乏一个动态警报装置的环境，集卡司机未能清晰的了解作业的工况，导致整个装卸作业未完成就进行车辆移动，钢丝绳会相应拉拽，受到磨损变形，增大安全事故的风险。在工作中由于起重机作业时间长、拖车司机漫长的等待起重机作业，忽略了当时起重机作业状态，有可能忽视吊具开闭锁的工况，发生吊具未开锁的状况下集卡司机进行了车辆移动，一旦出现异常情况将会导致严重的吊装事故，存在重大安全隐患。至此，起重机设备只能单一通过人员喊话引导现场人员及司机集卡定位，并未能更好的实时反馈出现场作业情况，起重机进行装卸作业的过程需要防止高空坠物和机械碰撞对作业人员的伤害。例如吊具在车道下降，对下方车辆和作业人员存在撞击危险时，需要人工语音警示下方车辆和作业人员注意安全。起重机经过交叉道口时，需要人工语音警示周边车辆和作业人员避让。
4.申请号为202020436062.8的中国实用新型专利公开了一种基于激光的集装箱卡车车道上的自动着箱系统，包括控制器和分别与控制器相连的3d激光扫描仪、工控机和led显示屏，所述工控机和3d激光扫描仪连接，所述控制器与大车plc控制系统连接；所述大车plc控制系统将作业车道信息发送给控制器，所述控制器发送指令驱动电机带动3d激光扫描仪旋转到相应的作业车道，使激光扫描仪始终保持平行于作业车道的扫描方向且能对作业车道中心进行扫描；当集卡车进入作业车道后，所述3d激光扫描仪将扫描的集卡车中心截面轮廓数据对发送给控制器，所述控制器计算出集卡车对位信息并发送给led显示屏；当集卡车对位完成后，所述控制器发送指令驱动电机带动3d激光扫描仪对集卡车的轮廓进行完整扫描，所述3d激光扫描仪将扫描的3d点云数据持续发送给工控机，所述工控机计算出集卡车三维定位信息并发送给控制器；所述控制器向大车plc控制系统发送指令，使吊具和小车运动到集装箱卡车上方，调整吊具姿态，完成对集装箱卡车的抓放箱操作。在现有技术中，所述3d激光扫描仪获取集装箱卡车轮廓数据，与预存的轮廓数据进行比较，计算三维定位，计算出集卡引导数据，所述3d激光扫描仪满足确认条件后则立即输出一个控制电信号。但该技术方案并没有与起重机形成一体化作业协调系统，主要还是需要依赖人工来预防作业车辆碰撞事件的发生。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要针对上述的问题，提出一种应对作业车辆碰撞的集装箱门式起重机报警系统，以解决上述背景技术中的起重机针对作业车辆碰撞事件如何进行协调报警的技术问题，从而降低作业车辆碰撞事件的发生概率，降低人工监控及预警的投入。
6.为实现上述目的，本实用新型采取以下的技术方案：
7.本实用新型提出一种应对作业车辆碰撞的集装箱门式起重机报警系统，应用于包括大车运行机构、驱动大车运行机构的大车电机、小车总成、驱动小车总成的小车电机、起吊装置和驱动起吊装置的起吊电机的起重机上，该报警系统包括逻辑电路控制模块和与逻辑电路控制模块进行电性连接的3d激光扫描仪，该报警系统还包括声音报警器和三个编码器，三个编码器分别与小车电机、大车电机、起吊电机进行同步机械连接，所述逻辑电路控制模块分别与声音报警器、三个编码器进行电性连接；
8.所述编码器用于检测与其连接的对应电机的动作状态从而产生相应脉动信号；
9.所述声音报警器用于产生报警声音；
10.所述3d激光扫描仪用于基于现有的参数设置方式检测作业车辆轮廓，从而产生一个开关量信号；
11.所述逻辑电路控制模块用于基于现有的逻辑控制电路获得四个开关量信号从而使声音报警器得电。
12.本实用新型的有益效果为：
13.本实用新型降低了起重机在作业过程中集装箱车辆碰撞事件的发生概率，降低人工监控及预警的投入，提高起重机装卸作业环境的安全性以及起重机生产效率，保持起重机的整机良好运行状态。起重机通过编码器定位，实时检测起重机各机构位置，从而实现安全控制。起重机运通过即时事故报警，可避免因装卸作业过程中不规范出现吊装安全事故，造成人员伤害和设备损失，降低起重机经过交叉道口时与车辆撞击行车伤亡事故发生的风险。本实用新型基于整机机械结构与电气布置结合方式，便于安装调试维护，降低成本，避免出现不必要设备和人力投入。本实用新型在起重机经过十字路口时和吊具在车道下降，对下方车辆和作业人员存在撞击危险时，通过声音报警器、3d激光扫描仪和编码器准确地报警提醒下方车辆和作业人员注意安全。
附图说明
14.图1为本实用新型的一种应对作业车辆碰撞的集装箱门式起重机报警系统的结构原理图；
15.图2为本实用新型于实施例2中的逻辑电路控制模块的结构原理图；
16.图3为说明书背景技术中的一种传统的起重机的结构示意图；
17.附图标记说明：
18.接触器km；常开中间继电器k1、k2、k3、k4。
具体实施方式
19.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例
仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0021]“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0022]
实施例1
[0023]
如图1所示，一种应对作业车辆碰撞的集装箱门式起重机报警系统，应用于起重机上，起重机包括大车运行机构(大车运行机构的机械结构如图3的序号2所示)、驱动大车运行机构的大车电机、小车总成(小车总成的机械结构如图3的序号3所示)、驱动小车总成的小车电机、起吊装置(起吊装置的机械结构如图3的序号6所示)、驱动起吊装置的起吊电机，该报警系统包括逻辑电路控制模块和与逻辑电路控制模块进行电性连接的3d激光扫描仪，该报警系统还包括声音报警器和三个编码器，三个编码器分别与小车电机、大车电机、起吊电机进行同步机械连接，所述逻辑电路控制模块分别与声音报警器、三个编码器进行电性连接；
[0024]
所述逻辑电路控制模块为plc控制器。
[0025]
具体地，声音报警器为语音播放器，用于播放起重机动态作业情况和集卡车辆对位信息，提示起重机作业周边人员和集卡司机注意现场情况。
[0026]
具体地，所述3d激光扫描仪采用供应链市场现有的基于激光成像原理的激光扫描仪，其参数设置均为现有技术，详见产品说明书及使用手册。所述激光成像原理是使用激光发射部件向一定视场角内发射光线，同时使用接收部件接收范围内反射回的光线，利用已知和获取的发射光线与反射光线的相关信息，直接计算或推导出反射点的信息(速度、距离、高度、反射强度等)。起重机在车道侧安装一个3d激光扫描仪，3d激光扫描仪沿集装箱卡车运动运行方向进行扫描，3d激光扫描仪的产品系统收集激光扫描仪扫到的集装箱卡车轮廓数据，与预存的轮廓数据进行比较，实时输入开关量信号。
[0027]
实施例2
[0028]
如图1-图2所示，一种应对作业车辆碰撞的集装箱门式起重机报警系统，应用于起重机上，起重机包括大车运行机构(大车运行机构的机械结构如图3的序号2所示)、驱动大车运行机构的大车电机、小车总成(小车总成的机械结构如图3的序号3所示)、驱动小车总成的小车电机、起吊装置(起吊装置的机械结构如图3的序号6所示)、驱动起吊装置的起吊电机，该报警系统包括逻辑电路控制模块和与逻辑电路控制模块进行电性连接的3d激光扫描仪，该报警系统还包括声音报警器和三个编码器，三个编码器分别与小车电机、大车电机、起吊电机进行同步机械连接，所述逻辑电路控制模块分别与声音报警器、三个编码器进行电性连接；
[0029]
所述逻辑电路控制模块包括中间继电器控制电路模块和多通道编码器卡；多通道
编码器卡的三个开关量输出端口分别与中间继电器控制电路模块进行电性连接；多通道编码器卡的三个脉冲信号输入端口分别与三个编码器进行连接；
[0030]
所述中间继电器控制电路模块包括接触器km和四个串联连接的常开中间继电器k1、k2、k3、k4；四个常开中间继电器k1、k2、k3、k4得电后，控制接触器km得电并吸合；吸合后的接触器km控制声音报警器得电；四个常开中间继电器k1、k2、k3、k4的输入端分别与3d激光扫描仪的开关量输出端口、多通道编码器卡的三个开关量输出端口进行电性连接。
[0031]
具体地，多通道编码器卡采用型号为pci-8124-c的带高速触发功能的高级4通道编码器卡。其中编码器卡的参数设置方法为现有技术，在此省略描述，可参考申请号为cn201711421417.5发明专利申请文件《绝对编码器参数计算的方法、装置及终端设备》、申请号为cn201811646009.4发明专利申请文件《一种stm32微控制器接收绝对编码器数据的方法》、申请号为cn201610619971.3发明专利申请文件《编码器控制器及配置方法》的说明书以及上述高级4通道编码器卡的产品说明书。
[0032]
本实用新型的工作原理：
[0033]
在逻辑电路控制模块识别多个编码器的脉冲信号从而判断机器动作状态的现有技术基础上，通过将三个编码器分别与小车电机、大车电机、起吊电机进行同步机械连接，将逻辑电路控制模块分别与3d激光扫描仪、声音报警器进行电性连接，通过物理连接而产生的电性开关信号，实现对作用车辆碰撞事件的快速准确的声音报警。
[0034]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。