1.本实用新型涉及车辆设备领域，特别涉及一种用于空箱堆高机、正面吊倒车防碰撞预警和逐级制动智能保护装置。
背景技术：2.随着经济的发展，码头作业量与日俱增，以蛇口港为例，日平均进出港口码头拖车约2000台次，峰值时可达到10000台次。码头内路况复杂，岔路、转角、转弯、驾驶盲区等地形较多。场内流动机械作业环境日趋严峻，港区内空箱推高机、正面吊主要从事集装箱装卸吊装工作，且作业环境是以倒车为主，平均每天需要倒车作业200余次。其作业区域环境包括港区道路交汇点、箱区边角地带、空箱堆场或集装箱围绕空缺区域、港区海关查验人车混杂区域等，存在着空箱推高机、正面吊倒车时与后方的车辆、人、集装箱及其他障碍物碰撞等风险。港区内在用的某型空箱堆高机、正面吊设备倒车时，车后方有4-5米的视野盲区，对于车辆后方及两侧的路况，空箱堆高机、正面吊操作者仅依赖于为于前轮轮边的两个后视镜和个人操作经验来规避障碍物和人。空箱堆高机、正面吊属于前后重量偏差较大，现场作业时尽量避免紧急制动、车辆刹车抱死停车操作，否则可能造成空箱堆高机、正面吊横向翻车，纵向翻车，吊具旋锁拉断集装箱甩出，变速箱及前桥、吊具门架功能性损坏等事故。现有空箱堆高机、正面吊设备缺乏一种有效的倒车安全防护装置，存在着较为严重的安全隐患。
技术实现要素：3.本实用新型的主要目的在于克服上述技术缺陷，提供一种用于空箱堆高机、正面吊倒车防碰撞预警和逐级制动智能保护装置，能有效规避和降低空箱堆高机、正面吊倒车的安全事故的发生。
4.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.用于空箱堆高机、正面吊倒车防碰撞预警和逐级制动智能保护装置，其特征在于，包括：传感器信号采集部分，控制部分的控制器和发动机、变速箱控制模组，执行部分的液压自动控制阀组；
6.所述传感器信号采集部分与所述控制器信号连接，用于倒车时监测车辆后部与障碍物和人的间距，并将间距信息转换成控制局域网络通讯信号反馈给所述控制器；
7.所述控制器分别与所述发动机、变速箱控制模组和所述液压自动控制阀组信号连接，当接收到所述控制局域网络通讯信号会发出相应的控制局域网络通讯数据控制所述发动机、变速箱控制模组调节发动机转速和变速箱挡位，同时发出相应的模拟量信号控制所述液压自动控制阀组驱动刹车执行单元缓慢逐步收紧刹车。
8.进一步地：
9.所述传感器信号采集部分包括倒车雷达模组的预警器、2d激光雷达；
10.所述2d激光雷达与所述控制器信号连接，当监测到车辆后部与障碍物和人的间距在预设的数值范围内时，将间距信息转换成控制局域网络通讯信号反馈给所述控制器；
11.所述控制器与所述预警器信号连接，根据接收到的所述控制局域网络通讯信号发出相应的电信号控制所述预警器发出声音预警；
12.进一步地：
13.所述液压自动控制阀组包括控制阀组、自动切换阀组。
14.所述控制阀组与所述自动切换阀组信号连接，根据接收到的所述模拟量信号发出相应的油压信号并控制所述自动切换阀组切换到智能自动控制，驱动刹车执行单元缓慢逐步收紧刹车。
15.进一步地：
16.所述传感器信号采集部分还包括显示车辆后部与障碍物和人的间距图像的距离报警显示屏。
17.进一步地：
18.所述控制器和发动机、变速箱控制模组安装在驾驶室电气箱内。
19.进一步地：
20.所述倒车雷达模组包括4个所述2d激光雷达，分别安装在转向轮胎上方、车辆配重块两翼轮廓处；
21.所述预警器安装在驾驶室下方处；
22.进一步地：
23.所述距离报警显示屏安装在驾驶室左侧、挡风玻璃后方。
24.进一步地：
25.所述液压自动控制阀组安装在发动机机窗、车辆刹车油路控制系统中。
26.本实用新型具有如下有益效果：
27.本实用新型提供一种用于空箱堆高机、正面吊倒车防碰撞预警和逐级制动智能保护装置，适用于港口、堆场等场合所使用的空箱堆高机、正面吊，能有效规避和降低安全事故风险，实现空箱堆高机、正面吊倒车时防碰撞预警和逐级制动智能刹车，既消除事故隐患，又筑牢安全防线。
28.通过实时监测数据进行逐级逐步刹车，逐步将发动机转速降至怠速、变速箱挡位降至空挡，避免了采用紧急制动车辆立定停车操作导致车辆翻车、货物甩出、车辆侧翻、变速箱及前桥功能性损坏等事故的发生。
附图说明
29.图1本实用新型一种实施例的用于空箱堆高机倒车防碰撞预警机逐级制动智能装置的控制原理示意图；
30.图2本实用新型一种实施例的用于空箱堆高机倒车防碰撞预警机逐级制动智能装置的电器原理示意图；
31.图3本实用新型一种实施例的用于空箱堆高机倒车防碰撞预警机逐级制动智能装置的液压原理示意图；
32.图4本实用新型一种实施例的用于空箱堆高机倒车防碰撞预警机逐级制动智能装置的元器件安装位置示意图。
具体实施方式
33.以下对本实用新型的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。
34.需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“左”、“右”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”“左”、“右”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。
35.本实用新型的构思在于，通过雷达来采集设备后部存在的周边障碍物的空间数据，这些数据经控制器1内设置的控制逻辑来对外输出控制信号，输出的信号一方面可以警示操作者，另一方面自动控制发动机转速、变速箱挡位，协同动作使得空箱堆高机或正面吊安全停车。
36.在一种实施例中，如图1所示，本实用新型提供一种空箱堆高机、正面吊倒车防碰撞预警和逐级制动智能保护装置，从控制原理可分为传感器信号采集部分101、控制部分102和执行部分103。其中传感器信号采集部分101在空箱堆高机、正面吊倒车时启动，可实时监测空箱堆高机、正面吊与障碍物和人之间的距离并将距离信息通过控制局域网络(canopen)通讯信号传递给控制部份102。控制部份102可收集控制局域网络(canopen)通讯信号并通过数据运算将其转化成控制局域网络(canopen)通讯数据、电信号和模拟量信号，进而通过向传感器信号采集部分101输出电信号使其发出相应的声音预警；通过输出控制局域网络(canopen)通讯数据调节发动机转速和变速箱挡位；通过向执行部分103输出模拟量信号使其控制刹车系统油路油压，从而驱动刹车执行单元16缓慢逐步收紧刹车，实现模拟操作者主动刹车制动直至车辆停止运行。
37.在一种具体的实施例中，如图2-3所示，传感器信号采集部分101包括倒车雷达模组2的预警器22、2d激光雷达21、距离报警显示屏23；控制部份102包括控制器1和发动机、变速箱控制模组3，执行部分103包括液压自动控制阀组4中的机械部件控制阀组14、自动切换阀组15。距离报警显示屏23可显示空箱堆高机、正面吊后部与障碍物和人的间距图像。2d激光雷达21在倒车时会实时监测空箱堆高机、正面吊后部与障碍物和人的间距并反馈给倒车雷达模组2，倒车雷达模组2会向控制器1发出相应的控制局域网络(canopen)通讯信号。控制器1可收集倒车雷达模组2发出的控制局域网络(canopen)通讯信号并通过数据运算将其转化成控制局域网络(canopen)通讯数据和电信号，其中电信号输出到倒车雷达模组2的预警器22使其发出相应的声音预警；控制局域网络(canopen)通讯数据输出到发动机、变速箱控制模组3使其调节发动机转速和变速箱挡位。发动机、变速箱控制模组3调节发动机转速和变速箱挡位的同时会将发动机转速和变速箱挡位状态通过控制局域网络(canopen)通讯信号实时反馈给控制器1。控制1收集到发动机、变速箱控制模组3发出的控制局域网络(canopen)通讯信号会通过数据运算将其转化成模拟量信号并输出到液压自动控制阀组4。液压自动控制阀组4会将模拟量信号转化为油压信号，从而驱动液压泵12从液压油箱11抽取液压油并传递给控制阀组14，同时控制阀组14控制自动切换阀组15切换到智能自动控制，然后自动切换阀组15驱动刹车执行单元16缓慢逐步收紧刹车，实现模拟操作者主动踩踏脚刹阀13来控制自动切换阀组15驱动刹车执行单元16进行刹车制动直至车辆停止运行。
38.本实用新型的工作原理如下：
39.当空箱堆高机、正面吊倒车作业时，倒车雷达模组2的2d激光雷达21会对空箱堆高
机、正面吊后部与障碍物和人的距离进行实时监测，当距离落入在4-5米范围内时，2d激光雷达21会将距离信息反馈给倒车雷达模组2，然后倒车雷达模组2会向控制器1发出相应的控制局域网络(canopen)通讯信号。控制器1通过数据运算将倒车雷达模组2发出的控制局域网络(canopen)通讯信号转化成控制局域网络(canopen)通讯数据和电信号，其中电信号输出到倒车雷达模组2的预警器22使其发出声音预警，控制局域网络(canopen)通讯数据输出到发动机、变速箱控制模组3使其准备调节车辆发动机转速和变速箱挡位；
40.当倒车雷达模组2的2d激光雷达21实时监测到空箱堆高机、正面吊后部与其他障碍物和人之间的距离为3-4米且操作者未主动采取刹车功能踩踏脚刹阀13时，2d激光雷达21会将距离信息反馈给倒车雷达模组2，然后倒车雷达模组2会向控制器1发出相应的控制局域网络(canopen)通讯信号。控制器1通过数据运算将倒车雷达模组2发出的控制局域网络(canopen)通讯信号转化成控制局域网络(canopen)通讯数据和电信号，其中电信号输出到倒车雷达模组2的预警器22使其发出紧急声音预警；控制局域网络(canopen)通讯数据输出到发动机、变速箱控制模组3使其调节车辆发动机转速逐级下降、变速箱挡位逐步降挡。发动机、变速箱控制模组3调节发动机转速和变速箱挡位的同时会将发动机转速和变速箱挡位状态通过控制局域网络(canopen)通讯信号实时反馈给控制器1。控制1收集到发动机、变速箱控制模组3发出的控制局域网络(canopen)通讯信号会通过数据运算将其转化成模拟量信号并输出到液压自动控制阀组4。液压自动控制阀组4控制刹车油路油压缓慢收紧使车辆减速20％-30％。
41.当倒车雷达模组2的2d激光雷达21实时监测到空箱堆高机、正面吊后部与其他障碍物和人之间的距离为2-3米且操作者未主动采取刹车功能踩踏脚刹阀13时，2d激光雷达21会将距离信息反馈给倒车雷达模组2，然后倒车雷达模组2会向控制器1发出相应的控制局域网络(canopen)通讯信号。控制器1通过数据运算将倒车雷达模组2发出的控制局域网络(canopen)通讯信号转化成控制局域网络(canopen)通讯数据和电信号，其中电信号输出到倒车雷达模组2的预警器22使其发出紧急声音预警；控制局域网络(canopen)通讯数据输出到发动机、变速箱控制模组3使其调节车辆发动机转速降至怠速、变速箱挡位降至空挡。发动机、变速箱控制模组3调节发动机转速和变速箱挡位的同时会将发动机转速和变速箱挡位状态通过控制局域网络(canopen)通讯信号实时反馈给控制器1。控制1收集到发动机、变速箱控制模组3发出的控制局域网络(canopen)通讯信号会通过数据运算将其转化成模拟量信号并输出到液压自动控制阀组4。液压自动控制阀组4控制刹车油路油压缓慢收紧使车辆减速50％-60％。
42.当倒车雷达模组2的2d激光雷达21实时监测到空箱堆高机、正面吊后部与其他障碍物和人之间的距离为1-2米时且操作者未主动采取刹车功能踩踏脚刹阀13时，2d激光雷达21会将距离信息反馈给倒车雷达模组2，然后倒车雷达模组2会向控制器1发出相应的控制局域网络(canopen)通讯信号。控制器1通过数据运算将倒车雷达模组2发出的控制局域网络(canopen)通讯信号转化成控制局域网络(canopen)通讯数据和电信号，其中电信号输出到倒车雷达模组2的预警器22使其发出紧急声音预警；控制局域网络(canopen)通讯数据输出到发动机、变速箱控制模组3使其调节车辆发动机转速继续保持在怠速状态、变速箱挡位继续保持在空挡状态。发动机、变速箱控制模组3将发动机转速怠速状态、变速箱挡位空挡状态通过控制局域网络(canopen)通讯信号实时反馈给控制器1。控制1收集到发动机、变
速箱控制模组3发出的控制局域网络(canopen)通讯信号会通过数据运算将其转化成模拟量信号并输出到液压自动控制阀组4。液压自动控制阀组4控制刹车油路油压缓慢收紧使车辆减速85％-100％。从而实现空箱堆高机、正面吊倒车时防碰撞预警和逐级制动智能刹车。
43.考虑到实际情况中刹车距离有限，避免车辆紧急制动造成其他不良安全事故，当收紧车辆刹车至50％-60％和85％-100％时，空箱堆高机、正面吊发动机均处于怠速状态，变速箱均处于空挡状态，有效保护空箱堆高机、正面吊发动机变速箱和其他结构件损伤。
44.本实用新型装置的各元器件安装位置说明参考图4。控制器1、发动机、变速箱控制模组3安装在驾驶室电气箱内；倒车雷达模组2由4个2d激光雷达21组成，分别安装在转向轮胎上方、车辆配重块两翼轮廓处；倒车雷达模组2的预警器22安装在驾驶室下方处，倒车雷达模组2的距离报警显示屏23安装在驾驶室左侧、挡风玻璃后方；液压自动控制阀组4安装在发动机机窗、车辆刹车油路控制系统中。
45.本实用新型的背景部分可以包含关于本实用新型的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
46.以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术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，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本实用新型的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。