一种无人天车全方位障碍物扫描装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了无人天车全方位障碍物扫描装置包括内圈供电梁、外圈轨道、扫描小车驱动侧和从动侧、底部支架、减速电机、绝对值编码器、零线绝缘子、零线滑触线、火线绝缘子、火线滑触线、火线碳刷、零线碳刷、电源及接线箱、火线集电器、零线集电器、被动轮轴、驱动轮轴、激光测距传感器、减速电机轴、联轴器、扫描小车支撑钢珠、扫描小车驱动轮、扫描小车被动轮。装置行走依靠减速电机带动，沿外圈轨道做匀速圆周运动，激光测距传感器，用于实时测定装置与障碍物间的距离，通过激光测距传感器RS422接口，将距离信息发送至PLC控制系统。它能够及时准确地反馈天车行进过程中可能遭遇的障碍物位置，为无人天车安全和高效运行提供设备支持。
【专利说明】
一种无人天车全方位障碍物扫描装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种障碍物扫描装置，尤其是一种无人天车全方位障碍物扫描装置，属于无人天车设备技术领域。
技术背景
[0002]无人天车技术是一种先进的天车自动控制手段，无人天车技术对天车相关技术设备及其工作状态要求很高，其中，作为无人天车平稳运行和影响天车工作效率的重要因素--障碍物自动避让越发突显其重要地位。
[0003]无人天车技术运行时最显著的特性之一，就是天车工作中能够自动避让障碍物和其它天车，特别是表现在同一库区多部天车协同工作时。这为天车高效安全地行走提供了坚实基础，有效保障了无人天车高安全性高可靠性。天车障碍物避让一般采用软件计算的方式，将障碍物坐标固定在程序的某一个表中，从而在天车运行过程中通过避让该坐标点而达到避让障碍物的效果。这种方法的优势在于提前规划天车行走路径，易于提高无人天车工作效率，劣势在于对现场障碍物情况不能实时监控并反馈到控制系统中，可能造成由于障碍物信息录入不正确或不及时造成安全隐患。因此，如何将现场障碍物的实际情况反映到无人天车控制系统中，消除这种安全隐患，达到无人天车及时避让障碍物之目的，成为了影响无人天车技术实现的重要课题。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的是提供一种无人天车全方位障碍物扫描装置。
[0005]为解决上述技术问题的，本实用新型采用的技术方案是:
[0006]—种无人天车全方位障碍物扫描装置，包括内圈供电梁、外圈轨道、扫描小车驱动侦叭扫描小车从动侧、底部支架、减速电机、绝对值编码器、被动轮轴、驱动轮轴、激光测距传感器、减速电机轴、联轴器、扫描小车驱动轮、扫描小车被动轮和PLC控制系统；
[0007]所述底部支架焊接在主钩旋转平台上;扫描小车驱动侧和扫描小车从动侧通过螺栓紧固在一起;所述内圈供电梁和外圈轨道均为环状钢梁，以同心圆的形式垂直焊接到所述底部支架上；下部内侧开设一圈与第二扫描小车被动轮相适配的第二凹槽；用于导引第二扫描小车被动轮行走；
[0008]所述扫描小车驱动侧的内侧和扫描小车从动侧固定连接，其外侧安装激光测距传感器，激光测距传感器通过RS422接口连接PLC控制系统；
[0009]所述驱动轮轴安装在扫描小车驱动侧的内部，其一端接扫描小车驱动侧的内壁，其另一端依次通过联轴器、减速电机轴接减速电机;第一扫描小车驱动轮和第二扫描小车驱动轮与驱动轮轴一体成型，直径相同；减速电机轴接绝对值编码器；
[0010]扫描小车从动侧内部装有被动轮轴，上下安装的第一扫描小车被动轮和第二扫描小车被动轮与被动轮轴一体成型，第一扫描小车被动轮安装在上方，其直径小于第二扫描小车被动轮的直径，第二扫描小车被动轮与外圈轨道内侧的第二凹槽相契合。被动轮轴与驱动轮轴在同一水平面内，并相互平行。
[0011]进一步，外圈轨道顶部设有半圆形第一凹槽，扫描小车驱动侧横截面为L型，在L型横臂底部设弧形第三凹槽，其半圆型横剖面与外圈轨道顶部第一凹槽相适配，在第一凹槽和第三凹槽形成的圆形凹槽中内放置2颗以上扫描小车支撑钢珠。
[0012]进一步，内圈供电梁上部安装上下两组相互平行的零线绝缘子和火线绝缘子；零线绝缘子和火线绝缘子上分别安装220V交流电滑触线和零线滑触线;火线滑触线设置于零线滑触线上方;扫描小车被动侧外侧上部平行安装有火线碳刷和零线碳刷、火线集线器和零线集线器，高度位置正好分别对应火线滑触线和零线滑触线;火线集线器和零线集线器将220V交流电引入到电源及接线箱中，再由电源及接线箱分别供应给减速电机、绝对值编码器和激光测距传感器。
[0013]进一步，所述扫描小车驱动侧的内侧和扫描小车从动侧的对应位置均开有Φ5mm的安装螺栓孔，以六角螺丝贯通两个螺栓孔，进行紧固。
[0014]采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0015]1、本实用新型能够及时准确地反馈天车行进过程中可能遭遇的障碍物位置，可以解决在无人天车工作时避让障碍物的安全隐患，为无人天车安全和高效运行提供设备支持，对于使用方提供更为可靠的天车运行保障。
[0016]2、本实用新型不受电磁干扰和环境影响，具有全天候运行能力，具有广泛的推广使用的价值。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例的安装示意图；
[0018]图2是本实用新型实施例的俯视图；
[0019]图3是本实用新型实施例的结构剖视图；
[0020]其中:1_无人天车全方位障碍物扫描装置、2-主钩旋转平台、3-内圈供电梁、4-外圈轨道、5-扫描小车驱动侧、6-扫描小车从动侧、7-底部支架、8-减速电机、9-绝对值编码器、10-零线绝缘子、11-零线滑触线、12-火线绝缘子、13-火线滑触线、14-火线碳刷、15-零线碳刷、16-电源及接线箱、17-紧固六角螺丝、18-火线集电器、19-零线集电器、20-被动轮轴、21-驱动轮轴、22-激光测距传感器、23-减速电机轴、24-联轴器、25-扫描小车支撑钢珠、26-第一扫描小车驱动轮、27-第二扫描小车驱动轮、28-第一扫描小车被动轮、29-第二扫描小车被动轮。
【具体实施方式】
[0021]实施例1:
[0022]如图1所示，无人天车全方位障碍物扫描装置I包括内圈供电梁3、外圈轨道4、扫描小车驱动侧5、扫描小车从动侧6、底部支架7、减速电机8、绝对值编码器9、零线绝缘子10、零线滑触线11、火线绝缘子12、火线滑触线13、火线碳刷14、零线碳刷15、电源及接线箱16、紧固六角螺丝17、火线集电器18、零线集电器19、被动轮轴20、驱动轮轴21、激光测距传感器22、减速电机轴23、联轴器24、扫描小车支撑钢珠25、扫描小车驱动轮26、扫描小车被动轮27;
[0023]所述底部支架7焊接在主钩旋转平台2上;所述内圈供电梁3和外圈轨道4以同心圆的形式垂直焊接到所述底部支架7上;外圈轨道4为环状钢梁，其顶部设有半圆形第一凹槽，下部内侧开设一圈与第二扫描小车被动轮29相适配的第二凹槽，用于导引第二扫描小车被动轮29行走，防止扫描小车在运动过程中发生偏移；
[0024]所述扫描小车驱动侧5的内侧和扫描小车从动侧6固定连接，其外侧安装激光测距传感器22，用于实时测定装置与障碍物间的距离，通过激光测距传感器22自带RS422接口，将距离信息发送至所述装置的PLC控制系统。
[0025]所述驱动轮轴21安装在扫描小车驱动侧6的内部，其一端接扫描小车驱动侧6的内壁，其另一端依次通过联轴器24、减速电机轴23接减速电机8;第一扫描小车驱动轮26和第二扫描小车驱动轮27与驱动轮轴21—体成型;第一扫描小车驱动轮26和第二扫描小车驱动轮27的直径均为12mm。扫描小车驱动轮26和27由减速电机8驱动，转速与减速电机8转速保持一致。减速电机8轴接绝对值编码器9，用于定位扫描小车当前位置。减速电机8转动，由其通过驱动轮轴21带动第一扫描小车驱动轮26和第二扫描小车驱动轮27转动。
[0026]扫描小车驱动侧6横截面为L型，在L型横臂底部开长68mm的弧形第三凹槽，第三凹槽横剖面为半圆型，与外圈轨道4顶部第一凹槽相对应，从横剖面上看为一个完整的圆，本实施例中，半圆形第三凹槽的半径为8mm，在第一凹槽和第三凹槽形成的圆形凹槽中内放入8颗直径为8mm的扫描小车支撑钢珠25，用于减小扫描小车行走中的摩擦力。
[0027]扫描小车从动侧5内部装有被动轮轴20，与被动轮轴20—体成型的还有上下安装的第一扫描小车被动轮28和第二扫描小车被动轮29，第一扫描小车被动轮28安装在上方，直径12mm，第二扫描小车被动轮29的直径18mm，第二扫描小车被动轮29与外圈轨道4内侧的第二凹槽相契合。被动轮轴20与驱动轮轴21在同一水平面内，并相互平行。
[0028]内圈供电梁3为环状钢梁，其内部直径小于外圈轨道4的内部内径，其上部安装两组上下相互平行的零线绝缘子10和火线绝缘子12;零线绝缘子10和火线绝缘子12上分别安装220V交流电滑触线13和零线滑触线11;为装置提供动力，火线滑触线13设置于零线滑触线11上方，为本装置提供动力。
[0029]扫描小车被动侧5外侧上部平行安装有火线碳刷14和零线碳刷15、火线集线器18和零线集线器19，高度位置分别对应火线滑触线13和零线滑触线11，用于为装置提供动力。火线集线器18和零线集线器19将220V交流电引入到电源及接线箱16中，再由电源及接线箱16分别供应给减速电机8、绝对值编码器9和激光测距传感器22。
[0030]装置行走依靠减速电机22带动，由第一扫描小车驱动轮26和第二扫描小车驱动轮27发力，第一扫描小车被动轮28和第二扫描小车被动轮29辅助导向，沿外圈轨道4做匀速圆周运动，装置运行一周时间为2秒，即装置扫描周期为2秒。
[0031 ]扫描小车从动侧5开有Φ 5mm的安装螺栓孔，扫描小车从动侧6对应位置也开有Φ5mm的安装螺栓孔，安装时以六角螺丝17贯通两个螺栓孔，进行紧固。
[0032]本实施例中，外圈轨道4为环状钢梁，内圆周长1885mm、高84mm、截面厚度15mm，顶部半圆形槽的半径为8mm，下部内侧开有一圈宽度为15mm、深度为3.5mm的凹槽，内圈供电梁3的外围周长1257mm、高100mm、截面厚度4mm;绝对值编码器9的型号为卓航科技MGH60S10-1-R1-1213-KA-1M，零线绝缘子10型号为丰新电力ZS-20/400，激光测距传感器22的型号为SICK ZYT-O100。
[0033]本实用新型通过减速电机的恒速转动，驱动扫描小车沿外圈轨道做周期圆周运动，依靠绝对值编码器实时定位本装置的位置信息，依靠激光测距传感器周期获取本装置与障碍物间的距离信息，以周期扫描的方式获取无人天车行进过程中可能出现的障碍物位置，配合软件避让，做到前馈和反馈并举，提前规避，大大提高无人天车的安全性。
【主权项】
1.一种无人天车全方位障碍物扫描装置，其特征在于:包括内圈供电梁(3)、外圈轨道(4 )、扫描小车驱动侧(5 )、扫描小车从动侧(6 )、底部支架(7 )、减速电机(8 )、绝对值编码器(9)、被动轮轴(20)、驱动轮轴(21)、激光测距传感器(22)、减速电机轴(23)、联轴器(24)、扫描小车驱动轮(26)、扫描小车被动轮(27)和PLC控制系统； 所述底部支架(7)焊接在主钩旋转平台(2)上；扫描小车驱动侧(5)和扫描小车从动侧(6)通过螺栓紧固在一起;所述内圈供电梁(3)和外圈轨道(4)均为环状钢梁，以同心圆的形式垂直焊接到所述底部支架(7)上；下部内侧开设一圈与第二扫描小车被动轮(27)相适配的第二凹槽;用于导引第二扫描小车被动轮(29)行走； 所述扫描小车驱动侧(5)的内侧和扫描小车从动侧(6)固定连接，其外侧安装激光测距传感器(22)，激光测距传感器(22)通过RS422接口连接PLC控制系统； 所述驱动轮轴(21)安装在扫描小车驱动侧(6)的内部，其一端接扫描小车驱动侧(6)的内壁，其另一端依次通过联轴器(24)、减速电机轴(23)接减速电机(8);第一扫描小车驱动轮(26)和第二扫描小车驱动轮(27)与驱动轮轴(21)—体成型;减速电机(8)轴接绝对值编码器(9); 扫描小车从动侧(5)内部装有被动轮轴(20)，上下安装的第一扫描小车被动轮(28)和第二扫描小车被动轮(29)与被动轮轴(20)—体成型，第一扫描小车被动轮(28)安装在上方，其直径大于第二扫描小车被动轮(29)的直径，第二扫描小车被动轮(29)与外圈轨道(4)内侧的第二凹槽相契合。2.根据权利要求1所述的无人天车全方位障碍物扫描装置，其特征在于:外圈轨道(4)顶部设有半圆形第一凹槽，扫描小车驱动侧(6)横截面为L型，在L型横臂底部设弧形第三凹槽，其半圆型横剖面与外圈轨道(4)顶部第一凹槽相适配，在第一凹槽和第三凹槽形成的圆形凹槽中内放置I颗以上扫描小车支撑钢珠(25)。3.根据权利要求1所述的无人天车全方位障碍物扫描装置，其特征在于:所述内圈供电梁(3)上部安装上下两组相互平行的零线绝缘子(10)和火线绝缘子(12);零线绝缘子(10)和火线绝缘子(12)上分别安装220V交流电滑触线(13)和零线滑触线(11);火线滑触线(13)设置于零线滑触线(11)上方;扫描小车被动侧(5)外侧上部平行安装有火线碳刷(14)和零线碳刷(15)、火线集线器(18)和零线集线器(19)，高度位置正好分别对应火线滑触线(13)和零线滑触线(11);火线集线器(18)和零线集线器(19)将220V交流电引入到电源及接线箱(16)中，再由电源及接线箱(16)分别供应给减速电机(8)、绝对值编码器(9)和激光测距传感器(22)。4.根据权利要求1所述的无人天车全方位障碍物扫描装置，其特征在于:所述扫描小车驱动侧(5)的内侧和扫描小车从动侧(6)的对应位置均开有Φ 5mm的安装螺栓孔，以六角螺丝(17 )贯通两个螺栓孔，进行紧固。
【文档编号】B66C13/16GK205616460SQ201620429898
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】周志栋, 李志亮, 杨继红, 李晓刚, 单静波, 田超
【申请人】唐山钢铁集团微尔自动化有限公司