專利名稱：龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及龍門吊裝卸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及龍門吊吊裝過程中運(yùn)行控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體 是指一種龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)中，龍門吊起重機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，對(duì)于大型設(shè)備的生產(chǎn)、安裝有著 極其重要的作用，特別是在造船廠，龍門吊往往發(fā)展到高度近百米，跨度一百多米甚至兩 百多米的，另外，為了滿足工作效率，龍門吊的運(yùn)行速度也有一定的要求，這樣對(duì)司機(jī)駕 駛和操作來講要求也越來越高。龍門吊在小車行走過程中容易發(fā)生碰撞，主要原因是
1. 龍門吊吊裝的物體形狀、長(zhǎng)短、大小各異，從而司機(jī)不能準(zhǔn)確地知道工件在運(yùn)行當(dāng) 中與吊車支撐腿之間的距離。
2. 龍門吊吊裝運(yùn)動(dòng)過程中，司機(jī)往往不能看見或看不清被吊物體的整體形狀，也就不 能準(zhǔn)確地判斷被吊物體和吊車支撐腿的距離。
3. 龍門吊吊裝運(yùn)動(dòng)過程中，由于運(yùn)動(dòng)、風(fēng)或其它外力，會(huì)引起物體搖擺，從而也影響 判斷物體運(yùn)行軌跡和位置距離。(可視問題)
4. 龍門吊吊裝運(yùn)動(dòng)過程中，由于被吊工件往往重量大且吊裝繩索較長(zhǎng)，容易導(dǎo)致被吊 裝工件由于慣性搖擺撞擊到龍門吊的支撐腿上，導(dǎo)致嚴(yán)重事故。(制動(dòng)需要安全可 靠的方法)。
5. 龍門吊駕駛時(shí)司機(jī)在約100米左右高度操作，駕駛精度要求高，強(qiáng)度大，容易疲勞， 注意力分散，(需要有效的顯示和/或報(bào)警提示)
6. 司機(jī)室往往固定在剛性腿這邊，而對(duì)被吊物體觀測(cè)往往不是在一個(gè)垂直線上，因此 物體水平移動(dòng)的精確位置觀測(cè)和控制比較困難，特別是在遠(yuǎn)離剛性腿或靠近柔性腿
這邊吊裝的時(shí)候
由于龍門吊吊裝的物體往往都非常大，重達(dá)幾十噸甚至幾百噸， 一旦發(fā)生碰撞往往引起 重大責(zé)任事故，甚至于機(jī)毀人完的嚴(yán)重后果。為了安全，起重機(jī)在吊裝過程中慢速運(yùn)行，或 者走"門字形"運(yùn)動(dòng)軌跡，可以減小物體搖擺，但這樣又大大影響了生產(chǎn)效率，增加了設(shè)備能
耗和機(jī)械磨損。
對(duì)于不同的吊裝工件，如何能夠知道被吊裝的工件到龍門吊支撐腿的距離，并且是連續(xù) 不斷地在運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)知道這一距離，是有效防止小車運(yùn)動(dòng)中發(fā)生碰撞的關(guān)鍵。 一旦獲得
這一距離的信息，就可以通過"自動(dòng)"或"人工"的方式形成閉環(huán)控制，確保i;皮吊工件運(yùn)動(dòng) 中與龍門吊支撐腿的距離，另外，由于被吊物體在吊裝過程中由于繩索很長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)較大的搖 擺，還可以利用單擺模型把搖擺因素考慮進(jìn)去，實(shí)時(shí)計(jì)算出被吊工件與支撐腿的動(dòng)態(tài)距離， 也可以利用防搖控制技術(shù)對(duì)被吊工件進(jìn)行止擺控制，使得被吊物體的運(yùn)動(dòng)和停止的搖擺都可 以在可控制的狀態(tài)下運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠有效地防止吊裝小車運(yùn)動(dòng) 過程中吊裝的工件與吊車支撐腿發(fā)生碰撞、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、適 用范圍較為廣泛的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法如下 該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，所述的龍門吊包括中央龍門吊小車行走橫梁和垂直 設(shè)置于該龍門吊小車行走橫梁兩側(cè)的龍門吊支撐腿，其中龍門吊中還設(shè)置有吊車小車防撞控 制裝置、吊裝工件位置檢測(cè)模塊和吊裝運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述的吊裝工件位置檢測(cè)模塊包括小 車位置編碼器、起升位置編碼器和激光線掃描位置傳感器，所述的小車位置編碼器、起升位 置編碼器和激光線掃描位置傳感器均與所述的吊車小車防撞控制裝置相連接，所述的吊車小 車防撞控制裝置與所述的吊裝運(yùn)動(dòng)控制模塊相連接，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括以下步 驟
(1 )龍門吊系統(tǒng)進(jìn)行初始化；
(2 )龍門吊系統(tǒng)讀取激光線掃描位置傳感器所產(chǎn)生的激光線掃描安全門簾和小車行走方 向信息；
(3 )龍門吊系統(tǒng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示吊裝工件與龍門吊支撐腿的距 離的計(jì)算處理；
(4 )龍門吊系統(tǒng)在小車運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行防止吊裝工件與龍門吊支撐腿發(fā)生碰撞的處理操作。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中的在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示吊裝工件與龍門吊支 撐腿的距離的計(jì)算處理，包括以下步驟
(31) 龍門吊系統(tǒng)根據(jù)吊裝工件進(jìn)入激光線掃描安全門簾的時(shí)刻，記錄小車的位置；
(32) 龍門吊系統(tǒng)才艮據(jù)吊裝工件運(yùn)行的狀態(tài)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地計(jì)算出吊裝工件的與龍門吊支撐 腿的距離。
所述的吊裝工件位置檢測(cè)模塊中還包括吊裝工件搖擺角度傳感器，所述的吊裝工件搖擺 角度傳感器與所述的吊車小車防撞控制裝置相連接，該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中的 在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示吊裝工件與龍門吊支撐腿的距離的計(jì)算處理的步驟(32)前還可 以包括以下步驟
(311 )龍門吊系統(tǒng)根據(jù)吊裝工件進(jìn)入激光線掃描安全門簾的時(shí)刻，記錄起升的位置以及 吊裝工件搖擺角度。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中的防止吊裝的工件與吊車支撐腿發(fā)生碰撞的處理操 作，包括以下步驟
(41) 龍門吊系統(tǒng)對(duì)吊裝工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、相位、減速和停車狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和信息采 集，并計(jì)算出搖擺的距離和時(shí)間、止擺的距離和時(shí)間，從而確保被吊裝工件平穩(wěn)?？坎话l(fā)生 搖擺；
(42) 龍門吊系統(tǒng)對(duì)吊裝工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、相位、減速和停車狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和信息采 集，并計(jì)算出減速距離和時(shí)間、停車距離和時(shí)間，從而確保吊裝工件與龍門吊支撐腿不發(fā)生碰撞。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中的小車位置編碼器可以是小車位置相對(duì)編碼器，也 可以是小車位置絕對(duì)編碼器。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中的起升位置編碼器可以是起升位置相對(duì)編碼器，也 可以是起升位置絕對(duì)編碼器。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中的激光線掃描位置傳感器設(shè)置于龍門吊小車行走橫 梁上，且與龍門吊支撐腿之間相距預(yù)設(shè)的安全距離，該激光線掃描位置傳感器進(jìn)行線掃描對(duì) 吊裝工件形成隱性的安全門簾，并與龍門吊小車行走橫梁方向相垂直，與龍門吊支撐腿內(nèi)側(cè) 相平行，所述的安全距離確保被吊工件及時(shí)減速和停車用而不發(fā)生碰撞。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中的吊裝工件搖擺角度傳感器設(shè)置于小車上，監(jiān)測(cè)在 吊裝過程中的吊裝工件由于運(yùn)動(dòng)、風(fēng)或其它外力引起的搖擺，所述的吊裝工件搖擺角度傳感 器通過起升編碼器所得到的吊裝工件的繩長(zhǎng)計(jì)算出工件由于搖擺可能引起的位置偏移。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中的龍門吊系統(tǒng)獲得吊裝工件與吊車支撐腿的距離信 息，并利用所迷的小車控制單元、起升控制單元、大車控制單元和吊裝工件位置顯示單元，
進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的閉環(huán)控制。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中的吊車小車防撞控制裝置和/或小車控制單元和/或 起升控制單元和/或大車控制單元為PLC可編程邏輯控制器、專用控制器或工業(yè)電腦。
采用了本發(fā)明的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，由于其中利用小車位置編碼器、起升 位置編碼器、激光線掃描位置傳感器和吊裝工件搖擺角度傳感器，從而對(duì)不同形狀大小的吊 裝工件，能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示被吊工件與吊車支撐腿的距離，從而有效 地為"自動(dòng)"或"手動(dòng)"提供閉環(huán)控制，并結(jié)合吊裝控制技術(shù)、防搖技術(shù)、防撞技術(shù)，有效 防止了小車運(yùn)動(dòng)過程中吊裝工件與吊車支撐腿發(fā)生碰撞的安全隱患，同時(shí)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可 靠，成本較低，適用范圍較為廣泛，有效地解決了龍門吊吊裝過程中小車運(yùn)行碰撞引起的安 全問題。


圖1為本發(fā)明的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法的工作流程示意圖。 圖3為本發(fā)明的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。
請(qǐng)參閱圖i所示，本發(fā)明的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法所基于的硬件系統(tǒng)，包括吊 車小車防撞控制裝置5、還包括吊裝工件位置檢測(cè)模塊和吊裝運(yùn)動(dòng)控制模，它們分別與吊車 小車防撞控制裝置5相連接。其中，所迷系統(tǒng)的吊裝運(yùn)動(dòng)控制模塊包括小車控制單元6、起 升控制單元7、大車控制單元8和吊裝工件位置顯示單元9;所迷系統(tǒng)的吊裝工件位置檢測(cè)模 塊包括小車位置編碼器l、起升位置編碼器2、激光線掃描位置傳感器3，還可以進(jìn)一步包括 有吊裝工件搖擺角度傳感器4，所述的吊車控制裝置5、小車控制單元6、起升控制單元7、 大車控制單元8可以為PLC可編程邏輯控制器、專用控制器或工業(yè)電腦，當(dāng)然也可以采用其 它具有相應(yīng)功能的控制設(shè)備。
其中，所述的小車位置編碼器1可以是小車位置相對(duì)編碼器，也可以是小車位置絕對(duì)編 碼器。所述的起升位置編碼器2可以是起升位置相對(duì)編碼器，也可以是起升位置絕對(duì)編碼器。
再請(qǐng)參閱圖2所示，該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，所述的龍門吊包括中央龍門吊 小車行走橫梁和垂直設(shè)置于該龍門吊小車行走橫梁兩側(cè)的龍門吊支撐腿，其中龍門吊中還設(shè) 置有吊車小車防撞控制裝置、吊裝工件位置檢測(cè)模塊和吊裝運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述的吊裝工件
位置檢測(cè)模塊包括小車位置編碼器、起升位置編碼器、激光線掃描位置傳感器和吊裝工件搖 擺角度傳感器，所述的小車位置編碼器、起升位置編碼器、激光線掃描位置傳感器和吊裝工 件搖擺角度傳感器均與所述的吊車小車防撞控制裝置相連接，所述的吊車小車防撞控制裝置 與所迷的吊裝運(yùn)動(dòng)控制模塊相連接，其中，所述的方法包括以下步驟 (1 )龍門吊系統(tǒng)進(jìn)行初始化；
(2 )龍門吊系統(tǒng)讀取激光線掃描位置傳感器所產(chǎn)生的激光線掃描安全門簾和小車行走方 向信息；
(3 )龍門吊系統(tǒng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示吊裝工件與龍門吊支撐腿的距 離的計(jì)算處理，包括以下步驟
(a)龍門吊系統(tǒng)根據(jù)吊裝工件進(jìn)入激光線掃描安全門簾的時(shí)刻，記錄小車的位置； 還可以包括以下步驟
(i)龍門吊系統(tǒng)根據(jù)吊裝工件進(jìn)入激光線掃描安全門簾的時(shí)刻，記錄起升的位置 以及吊裝工件搖擺角度； (b )龍門吊系統(tǒng)根據(jù)吊裝工件運(yùn)行的狀態(tài)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地計(jì)算出吊裝工件的與龍門吊支 撐腿的距離；
(4 )龍門吊系統(tǒng)在小車運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行防止吊裝工件與龍門吊支撐腿發(fā)生碰撞的處理操 作，包括以下步驟
(a)龍門吊系統(tǒng)對(duì)吊裝工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、相位、減速和停車狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和信息 采集，并計(jì)算出搖擺的距離和時(shí)間、止擺的距離和時(shí)間，從而確保被吊裝工件平穩(wěn)停 靠不發(fā)生搖擺；
(b )龍門吊系統(tǒng)對(duì)吊裝工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、相位、減速和停車狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和信息 采集，并計(jì)算出減速距離和時(shí)間、停車距離和時(shí)間，從而確保吊裝工件與龍門吊支撐 腿不發(fā)生碰撞。
其中，所迷的小車位置編碼器可以是小車位置相對(duì)編碼器，也可以是小車位置絕對(duì)編碼 器；所述的起升位置編碼器可以是起升位置相對(duì)編碼器，也可以是起升位置絕對(duì)編碼器。
同時(shí)，該激光線掃描位置傳感器設(shè)置于龍門吊小車行走橫梁上，且與龍門吊支撐腿之間 相距預(yù)設(shè)的安全距離，該激光線掃描位置傳感器進(jìn)行線掃描對(duì)吊裝工件形成隱性的安全門簾， 并與龍門吊小車行走橫梁方向相垂直，與龍門吊支撐腿內(nèi)側(cè)相平行，所述的安全距離確保被 吊工件及時(shí)減速和停車用而不發(fā)生碰撞。
而且，所述的吊裝工件搖擺角度傳感器設(shè)置于小車上，監(jiān)測(cè)在吊裝過程中的吊裝工件由
于運(yùn)動(dòng)、風(fēng)或其它外力引起的搖擺，所述的吊裝工件搖擺角度傳感器通過起升編碼器所得到 的吊裝工件的繩長(zhǎng)計(jì)算出工件由于搖擺可能引起的位置偏移；所述的龍門吊系統(tǒng)獲得吊裝工 件與吊車支撐腿的距離信息，并利用所述的小車控制單元、起升控制單元、大車控制單元和 吊裝工件位置顯示單元，進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的閉環(huán)控制。
所述的吊車小車防撞控制裝置和/或小車控制單元和/或起升控制單元和/或大車控制單元 為PLC可編程邏輯控制器、專用控制器或工業(yè)電腦。
在實(shí)際使用當(dāng)中，請(qǐng)參閱圖3所示，該發(fā)明的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，起重機(jī) 11可以通過大車14整車移動(dòng)到一個(gè)水平位置，小車12可以左右移動(dòng)，吊具和/或工件13可 以上下移動(dòng)，裝卸時(shí)，司機(jī)坐在司機(jī)室15。
所述的激光線掃描位置傳感器16安裝在龍門吊小車行走的橫梁上，距離龍門吊支撐腿有 一定的安全距離，線掃描對(duì)吊裝的工件形成一道隱性的安全門簾，與橫梁方向形成垂直，支 持腿內(nèi)側(cè)形成平行，該安全門簾與支撐腿形成的安全距離可以確保被吊工件及時(shí)減速和停車 用而不發(fā)生i並撞。
所述的吊裝工件搖擺角度傳感器17安裝在小車12上，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)在吊裝過程中，被吊裝 的工件由于運(yùn)動(dòng)、風(fēng)或其它外力引起的搖擺，通過起升編碼器計(jì)算吊裝工件的繩長(zhǎng)與搖擺角 度傳感器可以共同計(jì)算出工件由于搖擺可能引起的位置偏移。
請(qǐng)參閱圖3所示，該發(fā)明的龍門吊吊裝小車防撞控制系統(tǒng)中，軟件流程是通過吊車小車 防撞控制器(它可以是獨(dú)立的，也可以是吊車已有的設(shè)備，通常由PLC可編程邏輯控制器或 專用控制器或工業(yè)電腦來實(shí)現(xiàn))來實(shí)現(xiàn)的，首先，讀取激光線掃描形成的安全門簾，發(fā)現(xiàn)在 小車運(yùn)動(dòng)的方向和范圍內(nèi)是否出現(xiàn)工件進(jìn)入該安全門簾， 一旦進(jìn)入，立即記錄下小車和起升 編碼器信息，計(jì)算出吊具的位置。由于吊裝工件重大且繩索較長(zhǎng)，被吊裝的工件由于運(yùn)動(dòng)、 風(fēng)或其它外力引起的搖擺，搖擺引起的工件與重心點(diǎn)的偏離可達(dá)好幾米，因此，這部分距離 也必須在防撞控制裝置中進(jìn)行認(rèn)真地計(jì)算和考慮，通過起升編碼器計(jì)算吊裝工件的繩長(zhǎng)與搖 擺角度傳感器可以共同計(jì)算出工件由于搖擺可能引起的位置偏移。這樣系統(tǒng)可以準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)實(shí) 時(shí)地提供被吊裝工件在吊裝過程中與龍門吊支撐腿之間的距離，從而為"自動(dòng)"或"手動(dòng)" 提供閉環(huán)控制的可能，結(jié)合控制技術(shù)、防搖技術(shù)和防撞技術(shù)，該系統(tǒng)可以根據(jù)吊裝小車的運(yùn) 行狀態(tài)，如速度、加速度、搖擺狀態(tài)和相位，決定減速和停車距離和時(shí)間，從而就可以有效 地防止小車運(yùn)動(dòng)過程中，吊裝的工件與吊車支撐腿發(fā)生碰撞。
綜合圖1至3所述該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，所述的系統(tǒng)中包括系統(tǒng)利用小車 位置編碼器、起升位置編碼器、激光線掃描位置傳感器和吊裝工件搖擺角度傳感器提供的信
息，其特征在于，所述的方法對(duì)不同形狀大小的吊裝工件，可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi) 測(cè)量和顯示被吊工件與吊車支撐腿的距離。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中，所述的激光線掃描位置傳感器安裝在龍門吊小車 行走的橫梁上，距離龍門吊支撐腿有一定的安全距離，線掃描對(duì)吊裝的工件形成一道隱性的 安全門簾，與橫梁方向形成垂直，支持腿內(nèi)側(cè)形成平行，該安全門簾與支撐腿形成的安全距 離可以確保被吊工件及時(shí)減速和停車用而不發(fā)生碰撞。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中，所述的吊裝工件搖擺角度傳感器安裝在小車上， 負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)在吊裝過程中，被吊裝的工件由于運(yùn)動(dòng)、風(fēng)或其它外力引起的搖擺，通過起升編碼 器計(jì)算吊裝工件的繩長(zhǎng)與搖擺角度傳感器可以共同計(jì)算出工件由于搖擺可能引起的位置偏 移。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中，所述的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示被 吊工件與吊車支撐腿的距離的計(jì)算，包括以下步驟
(II )系統(tǒng)根據(jù)吊裝工件進(jìn)入激光線掃描形成的安全門簾時(shí)刻，記錄小車和起升的位置， 以及吊裝工件搖擺角度；
(12)系統(tǒng)根據(jù)工件運(yùn)行的狀態(tài)，如小車位置變化量和搖擺角度變化量，可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí) 地計(jì)算出吊裝工件的與龍門吊支撐腿的距離；
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中，所述的方法根據(jù)獲得的示被吊工件與吊車支撐腿 的距離，系統(tǒng)利用小車控制單元、起升控制單元、大車控制單元和吊裝工件位置顯示單元， 可以有效地為"自動(dòng)"或"手動(dòng)"提供閉環(huán)控制的可能。
該龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法中，所述的方法結(jié)合吊裝控制技術(shù)、防搖技術(shù)、防撞 技術(shù)，在小車運(yùn)動(dòng)過程中，可以有效防止吊裝的工件與吊車支撐腿發(fā)生碰撞，包括以下步驟
(21) 系統(tǒng)應(yīng)用控制技術(shù)、防搖技術(shù)和防撞技術(shù)，可以對(duì)被吊裝工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、相位、 減速和停車狀況，搖擺的距離和時(shí)間，止擺的距離和時(shí)間，確保被吊裝工件平穩(wěn)停靠不發(fā)生 搖擺。
(22) 系統(tǒng)應(yīng)用控制技術(shù)、防搖技術(shù)和防撞技術(shù)，可以對(duì)被吊裝工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、相位、 減速和停車狀況，計(jì)算出減速距離和時(shí)間，停車距離和時(shí)間，確保不發(fā)生被吊裝工件與龍門 吊支撐腿的碰撞。
采用了上述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，由于其中利用小車位置編碼器、起升位 置編碼器、激光線掃描位置傳感器和吊裝工件搖擺角度傳感器，從而對(duì)不同形狀大小的吊裝 工件，能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示被吊工件與吊車支撐腿的距離，從而有效地
為"自動(dòng)"或"手動(dòng)"提供閉環(huán)控制，并結(jié)合吊裝控制技術(shù)、防搖技術(shù)、防撞技術(shù)，有效防 止了小車運(yùn)動(dòng)過程中吊裝工件與吊車支撐腿發(fā)生碰撞的安全隱患，同時(shí)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠， 成本較低，適用范圍較為廣泛，有效地解決了龍門吊吊裝過程中小車運(yùn)行碰撞引起的安全問題。
在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種 修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限 制性的。
權(quán)利要求
1、一種龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，所述的龍門吊包括中央龍門吊小車行走橫梁和垂直設(shè)置于該龍門吊小車行走橫梁兩側(cè)的龍門吊支撐腿，其中龍門吊中還設(shè)置有吊車小車防撞控制裝置、吊裝工件位置檢測(cè)模塊和吊裝運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述的吊裝工件位置檢測(cè)模塊包括小車位置編碼器、起升位置編碼器和激光線掃描位置傳感器，所述的小車位置編碼器、起升位置編碼器和激光線掃描位置傳感器均與所述的吊車小車防撞控制裝置相連接，所述的吊車小車防撞控制裝置與所述的吊裝運(yùn)動(dòng)控制模塊相連接，其特征在于，所述的方法包括以下步驟:(1)龍門吊系統(tǒng)進(jìn)行初始化；(2)龍門吊系統(tǒng)讀取激光線掃描位置傳感器所產(chǎn)生的激光線掃描安全門簾和小車行走方向信息；(3)龍門吊系統(tǒng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示吊裝工件與龍門吊支撐腿的距離的計(jì)算處理；(4)龍門吊系統(tǒng)在小車運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行防止吊裝工件與龍門吊支撐腿發(fā)生碰撞的處理操作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，其特征在于，所述的在防撞 保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示吊裝工件與龍門吊支撐腿的距離的計(jì)算處理，包括以下步驟(31 )龍門吊系統(tǒng)根據(jù)吊裝工件進(jìn)入激光線掃描安全門簾的時(shí)刻，記錄小車的位置； (32 )龍門吊系統(tǒng)根據(jù)吊裝工件運(yùn)行的狀態(tài)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地計(jì)算出吊裝工件的與龍門吊支撐 腿的距離。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，其特征在于，所述的吊裝工 件位置檢測(cè)模塊中還包括吊裝工件搖擺角度傳感器，所述的吊裝工件搖擺角度傳感器與所述 的吊車小車防撞控制裝置相連接，所述的在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示吊裝工件與龍門吊支撐腿的距離的計(jì)算處理的步驟(32)前還包括以下步驟(311 )龍門吊系統(tǒng)根據(jù)吊裝工件進(jìn)入激光線掃描安全門簾的時(shí)刻，記錄起升的位置以及 吊裝工件搖擺角度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，其特征在于，所述的吊裝工 件位置檢測(cè)模塊中還包括吊裝工件搖擺角度傳感器，所述的吊裝工件搖擺角度傳感器與所述 的吊車小車防撞控制裝置相連接，所述的防止吊裝的工件與吊車支撐腿發(fā)生碰撞的處理操作，包括以下步驟(41)龍門吊系統(tǒng)對(duì)吊裝工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、相位、減速和停車狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和信息采 集，并計(jì)算出搖擺的距離和時(shí)間、止擺的距離和時(shí)間，從而確保被吊裝工件平穩(wěn)?？坎话l(fā)生 搖擺；(42 )龍門吊系統(tǒng)對(duì)吊裝工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、相位、減速和停車狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和信息采 集，并計(jì)算出減速距離和時(shí)間、停車距離和時(shí)間，從而確保吊裝工件與龍門吊支撐腿不發(fā)生碰撞。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，其特征在于，所述的小車位 置編碼器為小車位置相對(duì)編碼器或者小車位置絕對(duì)編碼器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，其特征在于，所述的起升位 置編碼器為起升位置相對(duì)編碼器或者起升位置絕對(duì)編碼器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，其特征在于，所述的激光線 掃描位置傳感器設(shè)置于龍門吊小車行走橫梁上，且與龍門吊支撐腿之間相距預(yù)設(shè)的安全距離， 該激光線掃描位置傳感器進(jìn)行線掃描對(duì)吊裝工件形成隱性的安全門簾，并與龍門吊小車行走 橫梁方向相垂直，與龍門吊支撐腿內(nèi)側(cè)相平行，所述的安全距離確保被吊工件及時(shí)減速和停 車用而不發(fā)生石並撞。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，其特征在于，所述的吊裝工 件搖擺角度傳感器設(shè)置于小車上，監(jiān)測(cè)在吊裝過程中的吊裝工件由于運(yùn)動(dòng)、風(fēng)或其它外力引 起的搖擺，所述的吊裝工件搖擺角度傳感器通過起升編碼器所得到的吊裝工件的繩長(zhǎng)計(jì)算出 工件由于搖擺可能51起的位置偏移。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，其特征在于， 所述的龍門吊系統(tǒng)獲得吊裝工件與吊車支撐腿的距離信息，并利用所述的小車控制單元、起 升控制單元、大車控制單元和吊裝工件位置顯示單元，進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的閉環(huán)控制。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，其特征在于， 所述的吊車小車防撞控制裝置和/或小車控制單元和/或起升控制單元和/或大車控制單元為 PLC可編程邏輯控制器.、專用控制器或工業(yè)電腦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，包括讀取激光線掃描位置傳感器產(chǎn)生的激光線掃描安全門簾和小車行走方向信息、工件搖擺和吊裝繩長(zhǎng)信息，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示吊裝工件與龍門吊支撐腿的距離的計(jì)算處理，并在小車運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行防止吊裝工件與龍門吊支撐腿發(fā)生碰撞的處理操作。采用該種龍門吊吊裝小車防碰撞控制方法，可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地在防撞保護(hù)區(qū)內(nèi)測(cè)量和顯示被吊工件與吊車支撐腿的距離，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)或手動(dòng)的閉環(huán)控制，結(jié)合吊裝控制技術(shù)、防搖技術(shù)、防撞技術(shù)，有效防止小車運(yùn)動(dòng)過程中吊裝的工件與吊車支撐腿發(fā)生碰撞，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本很低，適用范圍廣，解決了吊裝過程中小車運(yùn)行碰撞安全問題。
文檔編號(hào)B66C13/00GK101386397SQ20081020185
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者旭 高 申請(qǐng)人:旭 高