控制器1可以是51单片机控制器。
[0054]超声波测距模块4包括超声波发射部分401、超声波接收部分402，超声波发射部分401和超声波接收部分402平行地设置在起重机本体上、并与起重机运动方向保持一致；红外传感模块5包括第一红外线探头501、第二红外线探头502，第一红外线探头501和第二红外线探头502对称地设置；其中:第一红外线探头501的红外线探测幅度角A与第二红外线探头502的红外线探测幅度角B相同；第一红外线探头501的红外线探测区域S3与第二红外线探头502的红外线探测区域S4B成一红外线盲区区域S 及一红外线叠加区域S2，红外线叠加区域S2的夹角C，第一红外线探头501与第二红外线探头502之间的距离为氏，红外线盲区区域Si与红外线叠加区域S 2同轴线，红外线盲区区域S i与红外线叠加区域S2的轴线与起重机运动方向方向保持一致。红外线叠加区域S2的夹角C范围为10° -30°。第一红外线探头501与第二红外线探头502之间的距离氏为6-lOcm。超声波发射部分401、超声波接收部分402设置在第一红外线探头501和第二红外线探头502之间。控制器1通过对超声波测距模块4和红外传感模块5检测到的信号进行有效分析，可以判断前方是否有起重机，已决定是否进行报警并停车以防止碰撞事故的发生。
[0055]图2是本发明起重机作业防碰撞系统中红外线检测的示意图；由图中可以看出第一红外线探头501和第二红外线探头502对称地设置在一起时可以获得非常好的预防监测效果。第一红外线探头501的红外线探测幅度角为A，第二红外线探头502的红外线探测幅度角为B，第一红外线探头501和第二红外线探头502之间的距离为氏，氏的范围可以为6-10cm ;第一红外线探头501与第二红外线探头502之间的距离氏优选8cm。第一红外线探头501的红外线探测幅度S3与第二红外线探头502的红外线探测幅度S 4有一盲区区域Si，第一红外线探头501的红外线探测幅度S3与第二红外线探头502的红外线探测幅度S4有一重叠的红外线叠加区域S2，其中盲区区域S:的轴线有效距离为Η 2，红外线叠加区域S2的轴线有效距离为H3，盲区区域Si和与红外线叠加区域S2同轴线、即H jPH3同轴线，盲区区域S:和与红外线叠加区域S 2的轴线与起重机行走车体的正前方保持一致、即Η 2和Η 3与起重机行走车体的正前方保持一致。
[0056]第一红外线探头501和第二红外线探头502均可以采用热释电红外传感器来检测处前面起重机中操作人员的人体所辐射出来辐射的红外信号、或者机器运动中所辐射的红外信号，在第一红外线探头501和第二红外线探头502形成的探测器前端形成一个盲区区域SjP—个红外线叠加区域S 2，S2的夹角C范围为10-30度，S 2的夹角C优选20度。当装有第一红外线探头501和第二红外线探头502的探头前面有人或者移动的物体时候、从热释电红外传感器的透镜前走过时，人体或者移动机器物体发出的红外线就不断地交替变化的进入红外线叠加区域S2，这样便得到了红外信号以忽强忽弱的脉冲。人体辐射的红外线中心波长为9?10um，在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7?lOum，正好适合于人体或移动机器物体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收。
[0057]红外传感模块5分别与第一红外线探头501、第二红外线探头502电性相连，第一红外线探头501和第二红外线探头502对称地设置在起重机本体的瞄准装置本体上；第一红外线探头501的红外线探测幅度角A与第二红外线探头502的红外线探测幅度角B相同；第一红外线探头501的红外线探测区域S3与第二红外线探头502的红外线探测区域S 4形成一盲区区域Si以及一红外线叠加区域32，盲区区域离起重机本体有一定的距离，但是该盲区区域Si通常不会超过几米、进而不会对瞄准检测效果产生影响。超声波测距模块4分别与超声波发射部分401、超声波接收部分402电性相连，超声波发射部分401和超声波接收部分402设置在安装在起重机的探头本体上、并与起重机运动前进方向保持一致。
[0058]红外传感模块5的第一红外线探头501、第二红外线探头502与超声波测距模块4的超声波发射部分401、超声波接收部分402尽量设置在比较近的距离范围内，红外传感模块5的第一红外线探头501、第二红外线探头502与超声波测距模块4的超声波发射部分401、超声波接收部分402都安装在探头本体的前端。
[0059]图3是本发明超声波发射部分的电路结构示意图；超声波发射传感器LSI和与门U8之间有反相器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并联、反相器U6和反相器U7并联，与门U8的两个输入端分别与两个自激震荡电路相连，两个自激震荡电路中分别两个施密特触发器U1和U2。
[0060]图4是本发明超声波接收部分的电路结构示意图；5V直流电经过耐流为500mA的保险丝F1和二极管D1、并经过两级电容滤波C1和C2形成5V数字电压源VDD，数字电压源VDD为2个NE5532P功率放大器提供电源。超声波接收传感器LSI并联10K电阻R3将接收到的超声波信号转变为输入信号，输入信号经过第一级放大器NE5532P放大、第二级放大器NE5532P放大之后输入到超声波测距模块4、输入信号经过两级放大后一共放大了 400倍。
[0061]图5是本发明起重机作业防碰撞系统的现场使用示意图，图中的两个桥式起重机上都分别设置两个防碰撞系统，根据具体使用情况也可以在每个起重机上只设置一个防碰撞系统。如图中所示每个起重机上的防碰撞系统，与之相对应的起重机被检测位置处则没有防碰撞系统，这样可以获得非常可靠的检测效果。
【主权项】
1.一种起重机作业防碰撞系统，其特征在于，包括控制器(1)、告警模块(2)、电源模块(3)、超声波测距模块(4)、红外传感模块(5)、显示模块(6)、断路控制模块(7);其中: 所述控制器(1)分别与所述告警模块(2)、所述超声波测距模块(4)、所述红外传感模块(5)、所述显示模块￠)、所述断路控制模块(7)电性相连； 所述超声波测距模块(4)包括超声波发射部分(401)、超声波接收部分(402)，所述超声波发射部分(401)和所述超声波接收部分(402)平行地设置在起重机本体上、并与起重机运动方向保持一致； 所述红外传感模块(5)包括第一红外线探头(501)、第二红外线探头(502)，所述第一红外线探头(501)和所述第二红外线探头(502)对称地设置；其中:所述第一红外线探头(501)的红外线探测幅度角A与所述第二红外线探头(502)的红外线探测幅度角B相同；所述第一红外线探头(501)的红外线探测区域&与所述第二红外线探头(502)的红外线探测区域&形成一红外线盲区区域S 及一红外线叠加区域S 2，所述红外线叠加区域$的夹角C，所述第一红外线探头(501)与所述第二红外线探头(502)之间的距离为氏，所述红夕卜线盲区区域Si与红外线叠加区域S 2同轴线，所述红外线盲区区域S i与红外线叠加区域S2的轴线与起重机运动方向方向保持一致； 所述告警模块(2)为声光报警电路； 所述显示模块(6)为液晶显示屏幕； 所述控制器(1)是DSP控制器，或者ARM控制器； 所述超声波发射部分(401)、所述超声波接收部分(402)设置在所述第一红外线探头(501)和所述第二红外线探头(502)之间；所述红外线叠加区域S2的夹角C范围为10。-30。； 所述第一红外线探头(501)与所述第二红外线探头(502)之间的距离氏为6-10(^。
【专利摘要】本发明公开了一种起重机作业防碰撞系统，属于起重机自动控制技术领域。本发明的起重机作业防碰撞系统，其特征在于，包括控制器(1)、告警模块(2)、电源模块(3)、超声波测距模块(4)、红外传感模块(5)、显示模块(6)、断路控制模块(7)；所述控制器(1)分别与所述告警模块(2)、所述超声波测距模块(4)、所述红外传感模块(5)、所述显示模块(6)、断路控制模块(7)电性相连。本发明与现有技术相比具有可以实现工作作业现场中起重机之间智能控制、从根本上杜绝碰撞事故发生等特点。
【IPC分类】B66C13/16, B66C15/04, B66C15/06
【公开号】CN105347197
【申请号】CN201510731299
【发明人】王海文, 张俊杰, 张臣, 张明
【申请人】张臣
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年4月28日
【公告号】CN103922228A, CN103922228B