[發明專利]一種吊車吊鉤防碰撞裝置

無效

• 申請號: 201210019806.6
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN102583160A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 徐志強;諶志新;江濤;王云杰;羊衍貴;宋麗靜
• 申請（專利權）人: 中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所
• 主分類號: B66C15/04
• 分類號: B66C15/04;G01S15/93
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術領域

本發明屬于機械起吊設備技術領域，特別涉及一種吊車吊鉤防碰撞裝置。

背景技術

隨著新世紀全球工業格局的新變化和中國工業技術水平的快速發展，吊車市場近年來也異常的活躍起來，這無疑給吊車的設計帶來了更高層次的發展要求。目前，在大型工業吊車中，吊車司機的操作位置往往離地面或甲板很高，距離一般為20～50米，司機很難準確地判斷吊鉤位置，只能在地面或甲板上的指揮人員的幫助下，根據經驗來完成吊鉤的起降操作，而且容易發生碰撞事故。

因此，對于吊鉤距離地面或者甲板的距離數據的檢測在吊車工作過程中是一個重要的參考數據。在現有的多種測距方式中，除了測量的準確度不能滿意外，由于采用有線傳輸方式，布線復雜，給使用維護也帶來了困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種吊車吊鉤防碰撞裝置。

本發明的技術方案是，一種吊車吊鉤防碰撞裝置，包括一臺工控主機，還包括一超聲波測距裝置，該超聲波測距裝置通過基于Zigbee的無線通信模塊與位于所述工控主機的基于Zigbee的無線通信中心節點實現數據的無線傳輸，該超聲測距裝置固定于吊車吊鉤上，用于測量吊鉤與地面的距離，防碰撞方法是：

司機操作控制手柄，中心節點發出測量要求指令，子節點收到指令后運行單片機內超聲波測量子程序，使測距裝置發射超聲波脈沖，并且開始計時，進入回波等待，收到回波脈沖后，計時結束，用變量存儲時間差，并按超聲波測距原理計算出所測距離，

將所得數據通過已建無線網絡傳輸至中心節點，若傳輸失敗則再次傳輸，若成功返回中心節點命令區，在手柄操作過程中，超聲測距裝置不斷測量，實現實時監測功能，

當司機將手柄調至復原位置，則子節點接收休眠指令，進入休眠模式，

工控機讀取中心節點數據，根據數據處理結果，判斷吊鉤是否超速下落或者與被吊物的距離是否超過警戒閥值，不同的危險信號將對應不同的報警形式，吊車司機根據聲音報警或者顯示界面及時獲取吊鉤狀態信息。

所述的吊車吊鉤防碰撞裝置集成一溫度傳感器，根據現場作業情況，修正溫度對超聲波傳輸速度的影響，保證測量精度。

超聲測距裝置的體積大小為5cm×5cm×3cm，通過螺釘安裝在吊鉤上，或者當吊鉤材料為鐵質時，用強力磁鐵吸附在吊鉤上。

本發明運用超聲波測距原理將數據發送給工控主機，當吊鉤與被吊物距離小于警戒閥值時，可發出報警信號，以保證作業安全。使吊車操作工人即使在高空操作也能隨時了解吊鉤距離地面物體高度，提高吊車操作安全性與效率。由于以采用低功耗的無線傳輸數據的方式，能使整個測距監控裝置結構簡單，體積小巧，便于安裝。

附圖說明

圖1是本發明裝置中的無線超聲測距裝置電路結構圖。

圖2是本發明的吊車吊鉤防碰撞裝置工業現場使用布局圖

具體實施方式

本發明的組成可以分為實時監控裝置和無線超聲測距裝置，實時監控裝置包括工控機與Zigbee中心節點，中心節點采用德州儀器公司(Texas?Instruments，TI)的CC2531芯片。中心節點設計采用CC2531拓展USB接口后的硬件電路設計圖。其中，部分電路為，

(1)32MHz系統時鐘。C231，C221為27pF的電容，連接至CC2531的22、23引腳，用于中心節點的正常工作。

(2)天線部分。電路中電容C252、C253、C262和電感L261、L252形成非平衡變壓器，并連接至外部非平衡天線，使整個結構滿足RF輸入輸出匹配50Ω的要求，18pF的電容C251和C261起濾波作用。

(3)USB接口電路。D+、D-與USB線相連，構成了SPI串行總線，USB_P、USB_N和DVDD_USB分別與CC2531對應的接口連接。電容C21、C31都為47pF，C41為10pF，它們都是抗干擾作用，保證數據傳輸的準確性。

中心節點采用USB接口，可以方便與工控機的聯接，工控機在安裝驅動后可直接與Zigbee通訊，實現發送與接收數據的功能。

安裝在吊鉤上的無線超聲測距裝置結構如圖1所示，本硬件系統以Zigbee新一代SOC芯片CC2530為控制核心，配有標準外圍電路、超聲波的發射與接收模塊以及電源供電電路。集成溫度傳感器，根據現場作業情況，修正溫度對超聲波傳輸速度的影響，保證測量精度。無線超聲測距裝置完成后體積大小在5cm*5cm*3cm，可以通過螺釘安裝在吊鉤上或者用強力磁鐵吸附在吊鉤上(吊鉤材料為鐵質)，對原吊鉤基本不會產生影響。