本實用新型涉及一種預(yù)防料堆塌方的裝置，屬于散料堆取設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于散料堆放時具有一個能夠保持自然穩(wěn)定狀態(tài)的最大單邊對地面角度，即安息角。在這個角度形成后，再往上堆加這種散料，就會自然溜下；而在取料過程中，如取料作業(yè)的位置不當(dāng)，使得料堆的部分角度小于安息角時，料堆易發(fā)生塌方事故。取料作業(yè)時，取料作業(yè)面位置的料堆角度過小不但會引起料堆塌方，還可能導(dǎo)致斗輪、斗輪取料機、附近設(shè)備和人員的安全事故。懸臂式斗輪取料機的取料位置由懸臂的移動決定，取料位置靈活不固定，因此這種取料位置或角度不當(dāng)?shù)膯栴}很容易發(fā)生。因此開發(fā)設(shè)計一種避免懸臂式斗輪取料機取料時發(fā)生塌方的保護裝置十分有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型的目的是提供一種可以防止由于不當(dāng)取料造成料面塌方的預(yù)防料堆塌方的裝置。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

本實用新型的目的在于提供一種預(yù)防料堆塌方方法，所述方法用于懸臂式斗輪堆取料機或懸臂式斗輪取料機，通過檢測并計算取料面與相鄰支撐面之間的角度，與安息角比較以確定是否繼續(xù)取料作業(yè)；所述方法測量取料面與相鄰的支撐面之間水平距離L，并根據(jù)物料的安息角設(shè)置三個報警距離值A(chǔ)₁、A₂和A₃，且A₁>A₂>A₃；其中：

當(dāng)L>A₁時，當(dāng)前取料面處于安全位置；

當(dāng)A₁<L<A₂時，當(dāng)前取料面位置已在最佳位置附近；

當(dāng)A₂<L<A₃時，當(dāng)前取料面位置已接近塌方危險區(qū)域；

當(dāng)L<A₃時，當(dāng)前取料面位置已非常接近塌方危險區(qū)域。

優(yōu)選的，L為料堆的支撐面與取料面的切線在水平方向上二者之間的最短距離。

優(yōu)選的，水平距離L可能存在多個檢測結(jié)果時，取大于0的最小值為測量結(jié)果。

優(yōu)選的，分別檢測取料面和支撐面的水平方向距離，計算獲得水平距離L。

優(yōu)選的，報警距離值A(chǔ)小于水平距離L，即其中d為相鄰兩作業(yè)面的兩切點之間的垂直距離。

優(yōu)選的，相鄰取料面的垂直距離為d，0＜d＜0.6D，D為斗輪直徑。

優(yōu)選的，報警值A(chǔ)₁、A₂和A₃的設(shè)置范圍為：

本實用新型的另一發(fā)明目的是提供一種使用所述的預(yù)防料堆塌方方法的裝置，懸臂式斗輪堆取料機或懸臂式斗輪取料機通過檢測并計算取料面與相鄰支撐面之間的角度，與安息角比較以確定是否繼續(xù)取料作業(yè)，具體包括：測距傳感器、傳感器智能支架及控制器，測距傳感器通過傳感其智能支架固定于懸臂式斗輪取料機或懸臂式斗輪堆取料機上，測距傳感器及傳感器智能支架均關(guān)于斗輪呈兩側(cè)對稱設(shè)置，測距傳感器與控制器電連接，將測距傳感器將檢測到的距離信號傳遞至控制器，控制器用于對該實時距離進行分析得出是否停止作業(yè)的結(jié)論。

優(yōu)選的，測距傳感器設(shè)于斗輪水平中軸線0.1D以上、距斗輪0.1～2m的臂架上，兩組傳感器關(guān)于斗輪呈對稱分布。

優(yōu)選的，每組傳感器至少為一個獨立的測距傳感器。

更優(yōu)選的，激光測距傳感器、二維激光掃描儀、三維激光掃描儀、超聲波距離傳感器、雷達波距離傳感器或聲納傳感器。

優(yōu)選的，根據(jù)物料不同的安息角，控制器設(shè)有多檔位開關(guān)，調(diào)節(jié)不同的物料報警距離值。

作為一種優(yōu)選的實施方式，根據(jù)物料的安息角設(shè)置3個報警距離值A(chǔ)1、A2、A3，控制器設(shè)有對應(yīng)的報警裝置，其中，

當(dāng)L>A1時，報警裝置提醒本層取料作業(yè)可繼續(xù)前進；

當(dāng)A1<L<A2時，報警裝置提醒本層取料作業(yè)可停止；

當(dāng)A2<L<A3時，報警裝置提醒本層取料作業(yè)應(yīng)立即停止；

當(dāng)L<A3時，報警裝置發(fā)出報警提醒。

更優(yōu)選的，控制器自動停止斗輪取料機臂架回轉(zhuǎn)和俯仰運動，停止斗輪取料機前進走形運動。

更優(yōu)選的，控制器設(shè)有屏蔽按鈕，用于屏蔽自動控制停機保護動作，僅保留報警及提示燈提示功能。

優(yōu)選的，智能支架將測距傳感器固定在懸臂式斗輪取料機或懸臂式斗輪堆取料機的臂架上。

更優(yōu)選的，智能支架的實現(xiàn)方式包括：機械結(jié)構(gòu)、液壓伺服系統(tǒng)、電氣伺服系統(tǒng)或氣壓伺服系統(tǒng)。

本實用新型提供的保護方法用于防止懸臂式斗輪堆取料機或懸臂式斗輪堵料機在取料過程中由于不當(dāng)取料發(fā)生料堆塌方事故。準確測量料面層之間的水平方向距離及切面夾角，可及時為操作人員提供數(shù)據(jù)參考，報警裝置可選擇的自動或手動停止取料作業(yè)，并逐級報警，便于操作人員掌握物料取料面情況，及時做出調(diào)整，消除了堆料塌方事故的安全隱患。保證了人員的生命安全和設(shè)備的財產(chǎn)安全，適合在大型料場內(nèi)廣泛推廣使用。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的預(yù)防料堆塌方的保護裝置示意圖。

圖2是本實用新型提供的預(yù)防料堆塌方的保護裝置左視圖。

附圖標記

101斗輪，102L左側(cè)距離傳感器，102R右側(cè)距離傳感器，103控制器，104L左距離傳感器智能支架，104R右距離傳感器智能支架，105臂架。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及對比例對本實用新型作進一步詳細、完整地說明。

本實施例中所述的預(yù)防料堆塌方方法用于取料機的預(yù)防料堆塌方裝置，用于防止斗輪取料機在取料作業(yè)時發(fā)生料堆塌方事故，斗輪取料機包括懸臂式斗輪取料機或懸臂式斗輪堆取料機。

如圖1～2所示，斗輪取料機取料作業(yè)時，由圖示的幾何關(guān)系可知：L＝m-n；其中n在安裝該測距傳感器103時以確定并已知，m為該測距傳感器103測量傳感器基準點至取料面前端(即圖中切點)的距離。

又由圖示的幾何關(guān)系可知：

d＝h (II)

因此有：

圖中：

L為料堆的下層支撐面與取料面的切線在水平方向上二者之間的最短距離；

m為距離傳感器測量到料堆取料面的切點的距離；

n為距離傳感器測量到料堆下層支撐面的切點的距離；

d為兩切點之間的垂直距離；

h為取料作業(yè)的開層高度，通常d≤0.6；

D為斗輪直徑；

θ為料堆的下層支撐面與取料面的切面與水平面之間的夾角。

由公式(III)可知，若L過小，則θ小于被作業(yè)物料的安息角，此時料堆易發(fā)生塌方事故。L的準確控制是保證不發(fā)生安全事故的保障。本實用新型的保護的設(shè)備可以準確的自動測量L。控制器103通過公式計算得到L，從而根據(jù)L的值判定當(dāng)前取料面的位置是否合適，進而保證當(dāng)前層取料面位置不會過于靠前而產(chǎn)生塌方危險。保護方法具體計算過程如下：

1)在斗輪水平中軸線0.1D以上、距斗輪0.5m的兩側(cè)各設(shè)置一組測距傳感器，每組傳感器數(shù)量至少為一個，多個傳感器可同時對物料層進行監(jiān)測；

2)當(dāng)兩組傳感器中的任何一組測距結(jié)果L小于0時，表示該傳感器損壞；若兩個傳感器的測量結(jié)果都大于0時，以兩個傳感器測量結(jié)果的較小值為該測量結(jié)果；

3)根據(jù)物料的安息角設(shè)置3個報警距離值A(chǔ)₁、A₂、A₃，且A₁>A₂>A₃；并根據(jù)3個報警值設(shè)置相應(yīng)的報警裝置，優(yōu)選的為指示燈，其中，

當(dāng)L>A₁時，當(dāng)前取料面處于安全位置，指示燈提醒本層取料作業(yè)可繼續(xù)前進；

當(dāng)A₁<L<A₂時，當(dāng)前取料面位置已在最佳位置附近，指示燈提醒本層取料作業(yè)可停止；

當(dāng)A₂<L<A₃時，當(dāng)前取料面位置已接近塌方危險區(qū)域，指示燈提醒本層取料作業(yè)應(yīng)立即停止；

當(dāng)L<A₃時，當(dāng)前取料面位置已非常接近塌方危險區(qū)域，指示燈發(fā)出報警提醒；

4)控制器自動停止斗輪取料機臂架回轉(zhuǎn)和俯仰運動，停止斗輪取料機前進走形運動

5)本保護方法還設(shè)有屏蔽功能，當(dāng)屏蔽功能開啟時，本方法無法自動停止斗輪取料機臂架回轉(zhuǎn)、俯仰運動，以及停止斗輪取料機前進走行功能，僅具有提示及報警功能。

采用本實用新型的預(yù)防料堆塌方方法的保護裝置，包括設(shè)置在斗輪101水平中軸線0.1D以上、距斗輪1m的兩側(cè)各設(shè)置一組測距傳感器，每組距離傳感器至少為一個，水平排列設(shè)置，也就是說，從臂架105皮帶平移運動方向上看去，斗輪101左右兩側(cè)各安裝一組測距傳感器。測距傳感器包括但不限于以下任一種：激光測距傳感器、二維激光掃描儀、三維激光掃描儀、超聲波距離傳感器、雷達波距離傳感器或聲納傳感器。作為本實施例的優(yōu)選實施方式，從斗輪左側(cè)看去，斗輪101的兩側(cè)設(shè)有左側(cè)距離傳感器102L和右側(cè)距離傳感器102R。

測距傳感器獲得的距離信息遠程反饋至控制器103內(nèi)。103內(nèi)根據(jù)不同物料的安息角存儲多組報警值A(chǔ)₁、A₂、A₃，其中A₃＜L、A₁＞L且A₁>A₂>A₃。相對應(yīng)報警值A(chǔ)₁、A₂、A₃，在司機操作臺上設(shè)有多檔位開關(guān)，根據(jù)物料選擇不同的報警值，用于對比測距傳感器的檢測值L?？刂破鞲鶕?jù)當(dāng)前測得的L與報警設(shè)定值進行比較，從而判定當(dāng)前應(yīng)進行作業(yè)或提示，并通過指示燈提示司機進行對應(yīng)的操作或自動控制進行停機保護。

本實施例中，司機操作臺上還設(shè)有屏蔽按鈕，可屏蔽自動控制停機保護動作，但不會停止指示燈提示和報警，便于司機操作臺上的操作人員自由控制懸臂式斗輪取料機。

測距傳感器通過智能支架安裝在斗輪取料機的臂架上。具體地，左側(cè)距離傳感器102L下端設(shè)有左距離傳感器智能支架104L連接臂架105，右側(cè)距離傳感器102R下端設(shè)有右距離傳感器智能支架104R連接臂架105。當(dāng)斗輪取料機的臂架進行俯仰運動時，智能支架可保證測距傳感器在豎直方向上與斗輪旋轉(zhuǎn)軸線保持不變，且測距傳感器的測量方向保持不變。智能支架可由(包括但不限于)機械結(jié)構(gòu)、液壓伺服系統(tǒng)、電氣伺服系統(tǒng)或氣壓伺服系統(tǒng)中的任一方法實現(xiàn)。

測距傳感器的種類和數(shù)量并不能作為對本實用新型的限制，能夠起到測量料層距離的測距方法及設(shè)備均應(yīng)認為納入本申請的保護范圍，不應(yīng)以測距傳感器的種類及數(shù)量作為對本申請的限制。

智能支架的種類和數(shù)量并不能作為對本實用新型的限制，能夠起到支撐測距傳感器用的設(shè)備均應(yīng)認為納入本申請的保護范圍，不應(yīng)以智能支架的種類及數(shù)量作為對本申請的限制。

最后有必要在此說明的是：以上實施例只用于對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細地說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均屬于本實用新型的保護范圍。