[發(fā)明專利]用于機(jī)械吊臂觸線緊急制動(dòng)的閉環(huán)控制裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310552109.5
• 申請(qǐng)日: 2023-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116553391A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁宸胤;王文;陳鈺星;劉欣怡;潘馨哲;季青;季瑞;包高杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B66C15/06
• 分類號(hào): B66C15/06;B66C13/16;B66C13/48;B66C23/88
• 代理公司: 北京達(dá)友眾邦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11904
• 代理人: 雷森

本發(fā)明公開(kāi)了用于機(jī)械吊臂觸線緊急制動(dòng)的閉環(huán)控制裝置及方法，涉及機(jī)械吊臂防觸線控制技術(shù)領(lǐng)域，包括防機(jī)械碰線預(yù)警模塊和機(jī)械吊臂緊急制動(dòng)閉環(huán)控制模塊，所述防機(jī)械碰線預(yù)警模塊包括激光網(wǎng)預(yù)警單元、第一GPS定位模塊和預(yù)警信號(hào)廣播單元。本發(fā)明將激光網(wǎng)設(shè)置在輸電線所處平面最低處的下方的設(shè)定位置，再通過(guò)預(yù)警信號(hào)廣播單元發(fā)送這個(gè)預(yù)警信號(hào)和輸電線的平面輪廓位置數(shù)據(jù)，每個(gè)機(jī)械吊臂匹配接收預(yù)警信號(hào)和平面輪廓位置數(shù)據(jù)，并采用比較機(jī)械吊臂端部的平面位置位于輸電線的平面輪廓位置的方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位到具體由觸碰風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)械吊臂，并自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行緊急制動(dòng)和針對(duì)報(bào)警，避免了機(jī)械吊臂觸碰到了輸電線，保障了電網(wǎng)運(yùn)行以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械吊臂防觸線控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及用于機(jī)械吊臂觸線緊急制動(dòng)的閉環(huán)控制裝置及方法。

背景技術(shù)

輸電線路是確保電力正常輸送的通道，也是電網(wǎng)公司最重要的資產(chǎn)之一。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市輸電線路的密度越來(lái)越高，在輸電線路下方的施工作業(yè)也變得不可避免，施工過(guò)程中吊車等大型機(jī)械或特種作業(yè)車引起的輸電線路短路事故時(shí)有發(fā)生。對(duì)輸電線路、電網(wǎng)運(yùn)行以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題，一是缺乏吊臂機(jī)械結(jié)構(gòu)與輸電線路電氣安全距離的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段，施工過(guò)程中靠看護(hù)人員肉眼難以準(zhǔn)確識(shí)別安全距離。

二是吊車作業(yè)靠人工操作，吊臂與輸電線路之間存在碰線風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，不能自動(dòng)緊急制動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述施工過(guò)程中吊車等大型機(jī)械或特種作業(yè)車引起的輸電線路短路事故的緊急避險(xiǎn)制動(dòng)問(wèn)題，本發(fā)明提供用于機(jī)械吊臂觸線緊急制動(dòng)的閉環(huán)控制裝置及方法。采用如下的技術(shù)方案：

用于機(jī)械吊臂觸線緊急制動(dòng)的閉環(huán)控制裝置，包括防機(jī)械碰線預(yù)警模塊和機(jī)械吊臂緊急制動(dòng)閉環(huán)控制模塊，所述防機(jī)械碰線預(yù)警模塊包括激光網(wǎng)預(yù)警單元、第一GPS定位模塊和預(yù)警信號(hào)廣播單元，所述激光網(wǎng)預(yù)警單元設(shè)置在輸電線的兩根電線桿之間，并位于輸電線所處平面最低處的下方0.5-2米的平面位置，用于監(jiān)測(cè)是否有物體接近輸電線，第一GPS定位模塊分別設(shè)置在兩根電線桿上，用于定位兩根電線桿之間的區(qū)域位置，所述預(yù)警信號(hào)廣播單元分別與激光網(wǎng)預(yù)警單元和第一GPS定位模塊通信連接，所述機(jī)械吊臂緊急制動(dòng)閉環(huán)控制模塊包括預(yù)警信號(hào)接收單元、第二GPS定位模塊和閉環(huán)自動(dòng)控制器，所述預(yù)警信號(hào)接收單元與預(yù)警信號(hào)廣播單元通信連接，所述第二GPS定位模塊設(shè)置在機(jī)械吊臂的端部，所述閉環(huán)自動(dòng)控制器分別與預(yù)警信號(hào)接收單元和第二GPS定位模塊通信連接，并根據(jù)激光網(wǎng)預(yù)警單元1、第一GPS定位模塊和第二GPS定位模塊的位置比較結(jié)果控制機(jī)械吊臂的執(zhí)行動(dòng)作。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，機(jī)械觸碰輸電線的情況一般發(fā)生在由下至上的機(jī)械設(shè)備觸碰到輸電線，因此在輸電線的下方構(gòu)建防止觸碰的激光網(wǎng)就可以監(jiān)測(cè)到機(jī)械觸碰，如果把激光網(wǎng)設(shè)置在輸電線所處平面最低處的下方0.5-2米的平面位置，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械觸碰的預(yù)警，通過(guò)預(yù)警信號(hào)廣播單元發(fā)送這個(gè)預(yù)警信號(hào)，并同時(shí)廣播第一GPS定位模塊定位的兩根電線桿之間的區(qū)域位置，這個(gè)區(qū)域位置就是輸電線所占用的區(qū)域，如果閉環(huán)自動(dòng)控制器將機(jī)械吊臂的位置信息與電線桿之間的區(qū)域位置進(jìn)行比計(jì)較，若機(jī)械吊臂位于這個(gè)區(qū)域之內(nèi)，則可以認(rèn)定該機(jī)械吊臂極有可能就是接近輸電線的物體，則閉環(huán)自動(dòng)控制器就可以控制機(jī)械吊臂進(jìn)行緊急制動(dòng)，避免觸碰輸電線，從而避免對(duì)輸電線、電網(wǎng)運(yùn)行以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全威脅。

可選的，所述防機(jī)械碰線預(yù)警模塊還包括用于觸碰預(yù)警判斷的AI芯片，所述激光網(wǎng)預(yù)警單元、第一GPS定位模塊和預(yù)警信號(hào)廣播單元分別與AI芯片通信連接。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，采用AI芯片可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化高效的數(shù)據(jù)比對(duì)，整個(gè)比較和響應(yīng)時(shí)間可以控制在1秒以內(nèi)，能有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷，自動(dòng)緊急制動(dòng)。