专利名称：一种适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量领域，尤其涉及一种用于钢厂板坯吊车作业时对板坯位置进行测量的装置。
背景技术：
钢铁厂中的板坯库在进行板坯的搬/移作业时，通常采用吊车进行吊运，所用吊车的吊具一般为夹钳，如图1所示(图中2为板坯，3为夹钳，4为夹钳上的钳爪，9为吊车， 10为地面)。由图可知，夹钳上两个相向设置的钳爪4之间具有一定的宽度，此宽度一般比板坯2的宽度要宽。在夹钳夹取板坯时，通常需要使吊具下降至一定的高度，使钳爪4闭合时可夹紧板坯2的两个侧面，具体见图2所示。辊道是钢厂板坯库中的一种常见设备，主要用于板坯的运送。板坯在辊道上运送时经常会发生板坯“偏斜”的情况，如图3所示(图中1为辊道， 2为辊道上的板坯，3为夹钳，4为夹钳上的四个夹钳)。在图3中，若板坯的偏斜角度较小，由于吊车夹钳的左右钳爪之间具有一定的空隙，因此在吊运板坯时，可保证板坯落入夹钳的夹取范围内，在夹取时，利用钳爪的推力，将板坯的位置夹正/夹紧后提升。若板坯的偏斜角度较大，吊车吊具按照板坯位置正常情况下放时，就会发生夹钳与板坯发生碰撞的情形(如图3中所示)，若板坯偏斜的角度变大，将有可能发生板坯与图中所示的右上角钳爪和左下角钳爪与板坯发生碰撞的情形，致使板坯无法正常被夹取。在进行人工吊运时，虽然可以靠吊车操作工肉眼进行判断，借助其操作经验，利用夹钳的摆动，尝试实现板坯的夹取。但是往往在一些临界情况下，由于肉眼难以判断，通常都是在吊具下降过程中，发生了钳爪与板坯的碰撞情况时，才会进行人工干预或处理。而在工业控制高度自动化的今天，板坯库吊车已有采用无人化操作和管理的趋势，故其作业过程的安全性与可靠性是整个控制系统首先需要考虑的问题。当采用无人控制吊车进行辊道板坯的自动吊运作业时，如果发生辊道板坯偏斜的情况，就会造成吊车无法夹取板坯、吊运作业被迫中断的情况；严重时，还会造成夹钳损坏等重大事故。所以，在实际生产过程中，迫切需要一套自动检测系统，以保证板坯库吊车在吊运辊道板坯前，可以检测到板坯的偏斜程度，判断是否能够安全、可靠地夹取辊道板坯。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其根据所检测的结果，判断板坯库吊车的夹钳是否可安全下降至起吊高度，夹取板坯，可提高板坯库吊车的安全性与可靠性，尤其是在板坯库吊车采用自动控制模式时可大幅减少夹钳与板坯碰撞的情况。[0013]本实用新型的技术方案，提供了一种适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，包括激光测距传感器，其特征是在吊车夹钳的工作平面/工作位置，同向设置第一和第二激光测距传感器；所述第一和第二激光测距传感器的激光射线测距端，朝向被热轧辊道承载/传送的板坯设置；所述第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端，与控制器的信号输入端分别对应连接；所述控制器的信号输出端，与吊车夹钳升降控制系统、吊车夹钳工作状态报警系统或吊车报警系统连接。其中，所述的第一和第二激光测距传感器，水平地设置在吊车夹钳钳爪的工作平
面/工作位置。具体的，所述的第一和第二激光测距传感器，设置在与吊车夹钳钳爪工作平面/ 工作位置相对应的吊车车体上、热轧辊道机架上或与钳爪工作平面/工作位置相对应的固定构件上。进一步的，所述第一和第二激光测距传感器所发出的激光射线，与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上相交。进一步的，所述第一和第二激光测距传感器所发出的激光射线，与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上相交的夹角相同。更进一步的，所述激光射线与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上相交的夹角成90度。另外，所述第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端与控制器的信号输入端之间采用有线或无线信号传输方式连接。具体的，所述第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端与控制器的信号输入端之间采用RS232、RS422或以太网的信号传输方式连接。其所述的控制器为单片机、PLC、嵌入式工控机或PC机。所述控制器的I/O端口，分别与第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端对应连接；所述控制器的I/O端口，与吊车夹钳升降控制系统中的下降联锁电路、吊车夹钳工作状态报警系统中的报警信号启动电路或吊车报警系统故障显示/指示电路连接。与现有技术比较，本实用新型的优点是1.采用2个激光测距传感器与1个控制器。利用三角法则，可检测出辊道板坯由于偏斜所造成的一种等效放大的程度；2.根据所检测的结果，判断板坯库吊车的夹钳是否可安全下降至起吊高度夹取板坯，可大大改善热轧板坯库吊车的安全性与可靠性，尤其是在板坯库吊车采用自动控制模式时可大幅减少夹钳与板坯碰撞的情况。3.当夹钳下放将发生夹钳碰撞板坯的现象时，控制器给出一个警报信息，可通过各种形式发送给吊车控制系统或者以指示灯的形式告知吊车操作工，整个检测装置无活动部件，整体工作性能稳定，测量结果可靠，现场适应性好；4.在板坯库吊车采用自动控制模式时，可大幅减少夹钳与板坯碰撞情况的发生， 有利于提高生产工效和吊车自动作业的安全性。
图1是板坯库吊车进行板坯吊运的示意图；图2是吊车钳爪拟闭合夹紧板坯的示意图；图3为在辊道上储传送、运行的板坯发生偏斜的情况；图4为本实用新型构成示意图；图5为本实用新型的检测原理示意图。图中，1为辊道，2为辊道上的板坯，3为夹钳，4为夹钳上的钳爪，5-1、5_2为第一、 第二激光测距传感器，6为控制器，7-1、7-2为第一、第二激光测距传感器与控制器之间的信号连接通道，8-1、8-2为第一、第二激光测距传感器发出的激光测距射线，9为吊车，10为地面。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。图4中，本技术方案在吊车夹钳的工作平面/工作位置，同向设置有第一和第二激光测距传感器5-1和5-2，第一和第二激光测距传感器的激光射线测距端，朝向被热轧辊道 1承载/传送的板坯2，第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端，经过第一、第二激光测距传感器与控制器之间的信号连接通道7-1、7-2，与控制器6的信号输入端分别对应连接。所述控制器的信号输出端，与吊车夹钳升降控制系统、吊车夹钳工作状态报警系统或吊车报警系统连接(图中未示出)。其中，第一和第二激光测距传感器，水平地设置在吊车夹钳钳爪的工作平面/工作位置。具体的，第一和第二激光测距传感器，设置在与吊车夹钳钳爪工作平面/工作位置相对应的吊车车体上、热轧辊道机架上或与钳爪工作平面/工作位置相对应的固定构件上(图中未示出)。进一步的，第一和第二激光测距传感器所发出的激光射线8-1、8_2，与热轧辊道的中轴线(按本图所示对应关系，应为垂直于页面底边的轴线，图中未示出，下同)或板坯的传送/运行方向(热轧辊道的中轴线相同，下同)与在水平方向上相交。进一步的，第一和第二激光测距传感器所发出的激光射线8-1、8_2，与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上相交的夹角相同。更进一步的，激光射线与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上相交的夹角成90度，以本图所示对应关系而言，即激光射线与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上垂直相交。另外，第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端与控制器的信号输入端之间，采用有线或无线的信号传输方式，经由信号连接通道7-1、7_2分别对应连接。具体的，第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端与控制器的信号输入端之间可以采用RS232、RS422或以太网的信号传输方式连接。其控制器为单片机、PLC、嵌入式工控机或PC机。[0049]控制器的I/O端口，分别与第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端对应连接；所述控制器的I/O端口，与吊车夹钳升降控制系统中的下降联锁电路、吊车夹钳工作状态报警系统中的报警信号启动电路或吊车报警系统故障显示/指示电路连接。由于激光测距传感器、单片机、PLC、嵌入式工控机或PC机以及RS232、RS422或以太网的信号传输方式、吊车夹钳升降控制系统中的下降联锁电路均为现有技术，故其工作原理和具体接线方式在此不再重复。本装置的检测原理如图5所示。图中2表示辊道上的板坯，共设置有2个激光测距传感器，5-1、5-2表示第一、第二激光测距传感器。2个激光测距传感器所发出的激光射线与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上相交的夹角成90度。Ll为第一激光测距传感器检测到的与板坯之间的距离，L2为第二激光测距传感器检测到的与板坯之间的距离，L12为两个激光测距传感器之间的距离。第一激光测距传感器与第二激光测距传感器检测到的与辊道板坯的距离Ll与 L2，通过通讯链路发送给控制器6。通讯链路可以是RS232、RS422、以太网等，控制器可以为PLC或者单片机等系统。控制器在取得第一激光测距传感器5-1与第二激光测距传感器5-2的检测数据Ll 与L2后，根据三角法则，可得
权利要求1.一种适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，包括激光测距传感器，其特征是在吊车夹钳的工作平面/工作位置，同向设置第一和第二激光测距传感器；所述第一和第二激光测距传感器的激光射线测距端，朝向被热轧辊道承载/传送的板坯设置；所述第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端，与控制器的信号输入端分别对应连接；所述控制器的信号输出端，与吊车夹钳升降控制系统、吊车夹钳工作状态报警系统或吊车报警系统连接。
2.按照权利要求1所述的适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其特征是所述的第一和第二激光测距传感器，水平地设置在吊车夹钳钳爪的工作平面/工作位置。
3.按照权利要求2所述的适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其特征是所述的第一和第二激光测距传感器，设置在与吊车夹钳钳爪工作平面/工作位置相对应的吊车车体上、热轧辊道机架上或与钳爪工作平面/工作位置相对应的固定构件上。
4.按照权利要求1所述的适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其特征是所述第一和第二激光测距传感器所发出的激光射线，与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上相交。
5.按照权利要求4所述的适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其特征是所述第一和第二激光测距传感器所发出的激光射线，与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上相交的夹角相同。
6.按照权利要求5所述的适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其特征是所述激光射线与热轧辊道的中轴线或板坯的传送/运行方向在水平方向上相交的夹角成90 度。
7.按照权利要求1所述的适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其特征是所述第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端与控制器的信号输入端之间采用有线或无线信号传输方式连接。
8.按照权利要求7所述的适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其特征是所述第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端与控制器的信号输入端之间采用RS232、 RS422或以太网的信号传输方式连接。
9.按照权利要求1所述的适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其特征是所述的控制器为单片机、PLC、嵌入式工控机或PC机。
10.按照权利要求1所述的适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，其特征是所述控制器的I/O端口，分别与第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端对应连接； 所述控制器的I/O端口，与吊车夹钳升降控制系统中的下降联锁电路、吊车夹钳工作状态报警系统中的报警信号启动电路或吊车报警系统故障显示/指示电路连接。
专利摘要一种适用于板坯吊车的热轧辊道板坯偏斜检测装置，属测量领域。包括激光测距传感器，其特征是在吊车夹钳的工作平面/工作位置，同向设置第一和第二激光测距传感器；所述第一和第二激光测距传感器的激光射线测距端，朝向被热轧辊道承载/传送的板坯设置；所述第一和第二激光测距传感器的测距信号输出端，与控制器的信号输入端分别对应连接；所述控制器的信号输出端，与吊车夹钳升降控制系统、吊车夹钳工作状态报警系统或吊车报警系统连接。其根据所检测的结果，判断板坯库吊车的夹钳是否可安全下降至起吊高度，夹取板坯，在板坯库吊车采用自动控制模式时可大幅减少夹钳与板坯碰撞的情况，可提高板坯库吊车的安全性与可靠性。
文档编号G01S5/16GK202049231SQ20112002710
公开日2011年11月23日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者刘方毅, 唐世欣, 唐秀明, 嵇小波, 曹彧华, 荣鸿伟, 裴留锋, 陈欣, 陈闻, 高志玲 申请人:上海宝信软件股份有限公司, 宝山钢铁股份有限公司