[發(fā)明專利]一種岸橋吊具自適應(yīng)緊急制動控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110345888.2
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112897341B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉敏毅;楊少華;林志中;李鵬;蘆小軍;劉凱;張清理;李勇;王朝棟;伍榮聰;王軍
• 申請（專利權(quán)）人: 赤灣集裝箱碼頭有限公司
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C15/00;B66C15/06;B66C13/22;B66C13/30
• 代理公司: 深圳市博太聯(lián)眾專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 44354
• 代理人: 任轉(zhuǎn)英

1.一種岸橋吊具自適應(yīng)緊急制動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括位置獲取模塊、控制器、環(huán)境采集模塊、速度獲取模塊、數(shù)據(jù)庫、制動模塊、雷達模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、聲光報警器、監(jiān)測模塊以及人員調(diào)度模塊；

所述位置獲取模塊用于獲取吊具當前位置和目標集裝箱位置，以確定吊具的運行軌跡；位置包括水平方向位置和垂直方向位置，運行軌跡為直線；位置獲取模塊用于將吊具的運行軌跡傳輸至控制器；

所述環(huán)境采集模塊用于實時采集吊具外部的實時環(huán)境信息，并將實時環(huán)境信息傳輸至速度獲取模塊；所述速度獲取模塊用于根據(jù)實時環(huán)境信息確定吊具對應(yīng)的運行速度，具體工作步驟為：

步驟一：獲取吊具外部的實時環(huán)境信息，將對應(yīng)的溫度信息標記為H1，將對應(yīng)的濕度信息標記為H2，將對應(yīng)的風(fēng)速信息標記為H3，將對應(yīng)的灰塵信息標記為H4，將對應(yīng)的氣壓信息標記為H5，將對應(yīng)的能見度信息標記為H6；

步驟二：將風(fēng)速信息H3與風(fēng)速閾值相比較；若H3≥風(fēng)速閾值，則生成預(yù)警信號；若H3＜風(fēng)速閾值，則將能見度信息H6與能見度閾值相比較；若H6≤能見度閾值，則生成預(yù)警信號；若H6＞能見度閾值，則處于待分析狀態(tài)；

步驟三：當處于待分析狀態(tài)，利用公式HJ＝(H1×a1+H2×a2+H3×a3+H4×a4+H5×a5)/H6計算得到環(huán)境系數(shù)HJ，其中a1、a2、a3、a4、a5均為系數(shù)因子；將環(huán)境系數(shù)HJ與環(huán)境系數(shù)閾值相比較；若環(huán)境系數(shù)HJ≥環(huán)境系數(shù)閾值，則生成預(yù)警信號；若環(huán)境系數(shù)HJ＜環(huán)境系數(shù)閾值，則根據(jù)環(huán)境系數(shù)HJ確定吊具對應(yīng)的運行速度；具體包括：

獲取環(huán)境系數(shù)HJ，數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲有環(huán)境系數(shù)范圍與運行速度的對照表；根據(jù)對照表，確定與環(huán)境系數(shù)HJ對應(yīng)的環(huán)境系數(shù)范圍；再根據(jù)對應(yīng)的環(huán)境系數(shù)范圍確定對應(yīng)的運行速度；并將對應(yīng)的運行速度標記為V1；

所述速度獲取模塊用于將吊具對應(yīng)的運行速度傳輸至控制器；控制器用于根據(jù)速度獲取模塊確定的運行速度和位置獲取模塊確定的運行軌跡將吊具運行到目標集裝箱位置；

所述速度獲取模塊還用于將預(yù)警信號傳輸至控制器；控制器接收到預(yù)警信號后驅(qū)動控制制動模塊開始工作，制動模塊用于對吊具對應(yīng)的發(fā)動機進行制動，以使吊具停止運行；

所述雷達模塊由激光雷達和超聲波雷達組成，用于實時監(jiān)測吊具四周障礙物的距離信息并將距離信息傳輸至數(shù)據(jù)分析模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊用于接收距離信息并對距離信息進行分析，判斷運行軌跡上是否存在障礙物；具體分析步驟為：

S1：獲取障礙物的實時距離信息，并將實時距離信息標記為L1；建立實時距離信息隨時間變化的曲線圖，并標記為障礙物距離曲線圖；根據(jù)實時距離的變化情況將障礙物距離曲線圖分割為上升階段、靜止階段和下降階段；

S2：當實時距離處于下降階段，當L1≤第一距離閾值時，則表示運行軌跡上存在障礙物，生成提醒信號；

所述數(shù)據(jù)分析模塊用于將提醒信號傳輸至控制器，控制器接收到提醒信號后控制聲光報警器發(fā)出警報，提醒操作員運行軌跡上有障礙物，需要小心操作并采取必要的規(guī)避措施；同時控制器自動對吊具對應(yīng)的發(fā)動機限速，使吊具移動速度自動下降，降低碰撞風(fēng)險；

S3：當聲光報警器發(fā)出警報后，繼續(xù)觀察障礙物距離曲線圖，若實時距離仍處于下降階段，則表示操作員沒有采取必要的規(guī)避措施或規(guī)避措施效果不佳，這時存在潛在碰撞危險；當L1≤第二距離閾值時，則生成制動信號，其中第二距離閾值＜第一距離閾值；

所述數(shù)據(jù)分析模塊用于將制動信號傳輸至控制器，控制器接收到制動信號后驅(qū)動控制制動模塊對吊具對應(yīng)的發(fā)動機進行制動，以使吊具停止運行，并將吊具停止運行的時刻標記為制動時刻；當運行軌跡上的障礙物離開后達到安全距離，吊具又自動恢復(fù)到原來的運行模式；

當?shù)蹙咄Ｖ惯\行后，若障礙物的實時距離處于靜止階段且障礙物的實時距離處于靜止階段的時長超過預(yù)設(shè)時長閾值時，則通過位置獲取模塊獲取吊具當前位置、障礙物當前位置和目標集裝箱位置，以重新確定吊具的運行軌跡；恢復(fù)吊具運行在重新確定的運行軌跡上；同時吊具的軌跡規(guī)劃次數(shù)增加一；

在岸橋的一個工作循環(huán)中，監(jiān)測模塊與控制器通信連接，用于對制動信號進行監(jiān)測，具體步驟為：

V1：在岸橋的一個工作循環(huán)中，當監(jiān)測模塊監(jiān)測到控制器接收到制動信號時，記錄此時的制動時刻；

V2：在監(jiān)測到產(chǎn)生制動信號時自動倒計時，倒計時時長為T2時間，T2為預(yù)設(shè)值；在倒計時階段繼續(xù)對制動信號進行監(jiān)測，若產(chǎn)生新的制動信號，則倒計時自動歸為原值，重新按照T2進行倒計時；否則倒計時歸零，停止計時；

V3：統(tǒng)計倒計時階段制動信號出現(xiàn)的次數(shù)并標記為制動頻次C1；

將所有的制動時刻依據(jù)時間先后順序進行排序，將排序后的相鄰兩個制動時刻進行時間差計算得到單次制動間隔時長；將所有的單次制動間隔時長進行求和并取均值得到平均制動間隔時長，并標記為T2；

V4：統(tǒng)計倒計時階段吊具的軌跡規(guī)劃次數(shù)并標記為C2；

利用公式CF＝(C1×b1+C2×b2)/(T2×b3)計算得到操作員的操繁系數(shù)CF，其中b1、b2、b3均為系數(shù)因子；

V5：將操繁系數(shù)CF與操繁系數(shù)閾值相比較；若操繁系數(shù)CF≥操繁系數(shù)閾值，則表明操作員操作狀態(tài)不佳，此時生成調(diào)度信號；

所述監(jiān)測模塊用于將調(diào)度信號經(jīng)控制器傳輸至人員調(diào)度模塊；所述人員調(diào)度模塊用于接收調(diào)度信號后合理安排對應(yīng)的調(diào)度人員與操作員進行輪換；控制器還用于接收調(diào)度信號后驅(qū)動控制制動模塊對吊具對應(yīng)的發(fā)動機進行制動，以使吊具停止運行。