船塢起重設備自動防撞系統的製作方法

2023-09-17 00:37:45

專利名稱：船塢起重設備自動防撞系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及自動控制系統，具體涉及船塢起重設備自動防撞系統。
背景技術：
在修造船廠的正常生產作業過程中，圍繞船塢布置的門座機和龍門吊是主要的生產設各。由於這些設備的大型化，司機在操作時視線受阻而出現盲區，無法得知周邊臨近設各的具體位置，僅靠經驗來操作，而且由於門座機的迴轉半徑較大，很容易就會造成位於同一軌道上的龍門吊之間、門座機與龍門吊之間發生相互碰撞，造成事故。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供船塢起重設備自動防撞系統，既能夠主動防止碰撞的事故，又能夠在司機視線受堵的情況下，進行預報警提醒司機，防止碰撞事件的發生，解決船塢起重設備各作業過程中可能發生的碰撞問題，具有高安全性和高可靠性的特點。為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:船瑪起重設備自動防撞系統，包括:中央控制系統，數據通訊模塊，以及安裝於各個起重設備上的數據採集模塊，旋轉機構保護裝置，電控系統以及上位機，所述數據採集模塊將檢測到的起重設備的信息通過數據通訊模塊傳遞給中央控制系統，經中央控制系統處理得到起重設備的具體位置和狀態再通過數據通訊模塊傳送給上位機，所述上位機根據該信息，針對電控系統作出對應的處理，所述旋轉機構保護裝置包括設定起重設備的危險警示區域的位置檢測裝置和雷達測距裝置，數據採集模塊採集兩者的信息傳輸給中央控制系統。優選的，所述上位機還包括有防撞報警模塊和顯示模塊，防撞報警模塊用於對司機進行報警，通知司機注意有障礙物在附近，顯示模塊用於顯示起重設備周圍的環境信息，並提示司機進行避讓操作。優選的，防撞系統還包括有設置起重設備上的若干個球型攝像頭，並將採集的信息傳輸給顯示模塊，設置駕駛室的顯示模塊內能實時觀測到周圍的環境信息。優選的，位置檢測裝置安裝於起重設備的迴轉主軸或旋轉大齒輪內側，一旦超出設定的起重設備的危險警示區域後，防撞報警模塊報警，同時上位機給電控PLC發出動作指令，起重設備的電機停車。通過上述技術方案，本實用新型的有益效果是:本實用新型既能夠主動防止碰撞的事故，又能夠在司機視線受堵的情況下，進行預報警提醒司機，防止碰撞事件的發生，解決船塢起重設備各作業過程中可能發生的碰撞問題，具有高安全性和高可靠性的特點。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型的工作原理圖。圖2為本實用新型的門座式起重機的結構示意圖。圖3為本實用新型的門座式起重機的局部放大圖。圖4為本實用新型的檢測裝置的工作原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。參照圖1，防撞系統獨立成系統，不受主機斷電的影響，採用獨立控制系統。參照圖1，船塢起重設備自動防撞系統，包括:中央控制系統，數據通訊模塊，以及安裝於各個起重設備上的數據採集模塊，旋轉機構保護裝置，電控系統以及上位機，旋轉機構保護裝置包括:設定起重設備的危險警示區域的位置檢測裝置和雷達測距裝置；在易發生碰撞門機的相關位置安放雷達測距裝置，此雷達測距裝置(含數據採集模塊)可輸出模擬量或相應的開關量給中央控制系統做統一處理，結合檢測裝置判斷出當前門座機的姿態信息做統一的控制判斷。同時向機上的PLC發出相應的預警信息，便於門座機的集中控制。雷達測距裝置也可安裝在攝像頭附近便於實施檢測周圍龍門吊的狀態。有效檢測距離不低於6m，靈敏度可調；可設定門機減速，停止點，當障礙物小於
3.0Om時報警且大車機構減速至10%，當障礙物小於1.50m時，大車機構正常停止。在旋轉機構上還有一套位置檢測裝置，可以設立危險警示區域，進入區域後系統通過處理，自動報警和停車，起到雙重保護。位置檢測裝置為一接近開關，安裝於門座機的迴轉主軸或旋轉大齒輪內側，接近開關系統會根據檢測到的狀態識別門座機的旋轉位置，並對危險區域進行識別，從軟體和硬體上進行雙重的保護，此信號作為依據進入中央控制系統統一處理，並聯鎖整個電控系統進行預警或者產生相應的停車過程。中央控制系統:中央控制系統為專業數據處理單元，通過採集檢測裝置和雷達測距裝置及電機正機正、反轉等綜合信息加以計算，通過建立詳細的數據模型，計算、分析，並最終生成控制指令，送入上位機，以鎖定機上電控系統並發出相應的報警及停車動作。上位機:上位機與原門機電控系統無縫連接。將防撞危險區域及及相關預警信息處理在上位機上。同時，將增加此門座機的全面故障診斷信息，便於門座機電控系統日後的保養及維護，有效降低使用成本。防撞報警模塊:報警信號被觸發後，該裝置向司機進行聲光報警和畫面提示。在系統的半自動操作模式下，專用數據通訊模塊的控制輸出信號驅動聲光報警裝置，並通過上位機系統提示司機進行一些相關的避讓和停車操作。控制信號發生時，該裝置向司機進行聲光報警和LED指示。在系統的半自動操作模式下，專用數據通訊模塊的控制輸出信號驅動聲光報警裝置，並通過LED提示司機進行反向行駛、減速、迴轉等相關避讓操作。數據通訊模塊:數據採集通過模塊的DI通道、高速計數通道及Rs4gs串口實現，用來採集接近開關、編碼器及電機正、反轉等信號。DI和高速計數通道埠可以根據系統需要自由配置。還包括有攝像系統，攝像系統包括若干個攝像頭，可以讓操作人員很方便、清楚的看到後方的圖像，實時監控後方的情況。攝像系統可以自動記錄監視畫面，可以記錄超過一個月的畫面數據。為了防止門座機機房後部分與龍門吊發生碰撞，在門座機的相關部分安裝球型攝像頭。同時在司機室內正前方安裝一個便於司機觀察的顯示裝置。此套攝像系統同時包含便於放大和縮小的控制鍵盤，便於實施對畫面的監視。以上幾部分系統即能夠主動防止碰撞的事故，又能夠在司機視線受堵的情況下被動防止碰撞事件的發生。參照圖2，起重設備包括門座式起重機和龍門吊，門座式起重機的中部旋轉部位安裝有旋轉機構保護裝置1，參照圖3，旋轉機構保護裝置I包括安裝支架2，在安裝支架2的兩側安裝有位置檢測裝置3，在安裝支架2的下部還設置有雷達測距裝置4，安裝雷達測距裝置4的固定杆5平行於龍門吊軌道。位置檢測裝置3為一磁感應接近開關6，磁感應接近開關6的對應處設置有永磁鐵7，永磁鐵7固定於門座式起重機的主塔架8上，位置檢測裝置3實時為防撞系統提供旋轉角度信號以及停車動作信號。參照圖4，防撞系統的迴轉檢測主要針對門座機，當檢測裝置檢測到安裝在迴轉主軸或齒輪箱上的旋轉角度信號時，系統會根據初始化後的初始角度計算出門座機的迴轉角度，從而判斷在迴轉半徑內是否可能發生碰撞。這種檢測方法不需要採集電機的編碼器信號。當防撞系統初始化完成後，系統將初始化時的旋轉角度作為默認初始角度，在設備作業過程中，系統會根據電機的正、反轉信號及檢測到的旋轉角度信號來計算迴轉的即時角度。電機旋轉時，裝置檢測到的信號就是迴轉的角度(電機正轉時為旋轉角度加法計算，反之為旋轉角度減法計算)，通過數據處理單元，從而實現旋轉機構的後備保護。本實用新型的工作原理:在每臺設備各上安裝接近開關等檢測元件和雷達測距等數據採集模塊，檢測到的位置、迴轉區域等信息傳輸輸入到安裝有數據處理軟體的後臺數據處理單元，通過數據處理軟體的計算分析得到設備的具體位置和狀態，並生成控制信號，然後傳輸到起重設備上的數據處理單元模塊，它可以向起重機上的PLC發出兩個方向的連鎖信號實現自動減速及停止，同時用聲光通知司機注意有障礙物在附近，避免設備之間的相互碰撞。防撞系統選用了安全可靠的檢測元件和簡單實用的檢測方法，能夠快速準確地檢測出起重設各的實際相對位置。數據採集模塊針對性及適用性強，具有響應速度快、抗幹擾能力強、可靠性高等特點。防撞系統佔用設備上原控制系統的資源少，接口簡單。在半自動操作模式下，數據採集及數據處理都是相對獨立於原控制系統PLC，與原控制系統的接口通過串行通信或硬接線連接，數據通訊量很少，不會對原PLC系統產生任何影響。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.船塢起重設備自動防撞系統，其特徵在於，包括: 中央控制系統，數據通訊模塊，以及安裝於各個起重設備上的數據採集模塊，旋轉機構保護裝置，電控系統以及上位機， 所述數據採集模塊將檢測到的起重設備的信息通過數據通訊模塊傳遞給中央控制系統，經中央控制系統處理得到起重設備的具體位置和狀態再通過數據通訊模塊傳送給上位機，所述上位機根據該信息，針對電控系統作出對應的處理， 所述旋轉機構保護裝置包括設定起重設備的危險警示區域的位置檢測裝置和雷達測距裝置，數據採集模塊採集兩者的信息傳輸給中央控制系統。
2.根據權利要求1所述的船塢起重設備自動防撞系統，其特徵在於:所述上位機還包括有防撞報警模塊和顯示模塊，防撞報警模塊用於對司機進行報警，通知司機注意有障礙物在附近，顯示模塊用於顯示起重設備周圍的環境信息，並提示司機進行避讓操作。
3.根據權利要求1所述的船塢起重設備自動防撞系統，其特徵在於:防撞系統還包括有設置起重設備上的若干個球型攝像頭，並將採集的信息傳輸給顯示模塊，設置駕駛室的顯示模塊內能實時觀測到周圍的環境信息。
4.根據權利要求1所述的船塢起重設備自動防撞系統，其特徵在於:位置檢測裝置安裝於起重設備的迴轉主軸或旋轉大齒輪內側，一旦超出設定的起重設備的危險警示區域後，防撞報警模塊報警，同時上位 機給電控PLC發出動作指令，起重設備的電機停車。
專利摘要本實用新型公開了船塢起重設備自動防撞系統，包括中央控制系統，數據通訊模塊，以及安裝於各個起重設備上的數據採集模塊，旋轉機構保護裝置，電控系統以及上位機，所述數據採集模塊將檢測到的起重設備的信息通過數據通訊模塊傳遞給中央控制系統，經中央控制系統處理得到起重設備的具體位置和狀態再通過數據通訊模塊傳送給上位機，所述上位機根據該信息，針對電控系統作出對應的處理，所述旋轉機構保護裝置包括設定起重設備的危險警示區域的位置檢測裝置和雷達測距裝置，數據採集模塊採集兩者的信息傳輸給中央控制系統。解決船塢起重設備各作業過程中可能發生的碰撞問題，具有高安全性和高可靠性的特點。
文檔編號B66C23/88GK203079601SQ20122074211
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者張金凱 申請人:上海紅箭自動化設備有限公司