一种港口货轮卸船机的自动防撞系统及方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种港口货轮卸船机的自动防撞系统及方法，包括：超声波单元，包括超声波发射器和接收器；存储单元，存储所述卸船机系统的地理位置数据；控制单元，根据所述超声波单元发射和接收超声波的时间，计算所述清舱机与卸船机驾驶室的空间距离，并确定其空间位置，按照预定设置的安全规则适时地向清舱机和卸船机的抓斗发出控制信号。超声波具有在空气中传输不受光线、雨、雪、雾等气候影响以及矿粉飞扬的特性，所以本发明专利技术能快速有效的确定清舱机在船舱的位置，并以图形化的方式显示出来供司机参考。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及港口的散货卸船技术，更具体地说，涉及一种港口货轮卸船机的自动防撞系统及方法。
技术介绍
目前的港口中，靠港的矿料散货轮经常都在十几万吨级以上，大吨位货轮的每一 个舱底都非常大，深度也在50米以上，相当于一个巨大的铁箱。在散矿料卸船作业的过程 中，作业难度最大的是船舱底清舱。舱底4周由于矿料的压实，粘附形成坚实的料壁，另外 舱底4周也是"死角"，卸船机的抓斗并不能很顺利地对矿料进行抓取，所以每次货轮清舱 必须要将清舱机(推扒机)吊入船舱的底部进行局部清理推扒，将散矿料归堆居中后让卸 船机的大抓斗来抓取。 但是目前出现的问题是，船舱内作业时经常尘埃满天，影响清舱机司机的视线，另 外港口处又呈海洋性气候，迷雾天较多，会影响卸船机司机的操作视线和第三方的指挥人 员的视线，他们更无法与舱底清舱机司机进行沟通交流，这一切都严重影响着生产安全的 立体指挥。 针对以上的安全隐患，就需要 一 种报警防撞的安全装置，专利号为 200420082441. 2的散货清舱安全预警装置，阐述了一种卸船机上装的一种安全报警系统， 其作用仅仅限于报警功能，其原理是通过检测钢丝绳的长度来间接判断卸船机的抓斗同清 舱机械的距离是否构成对清舱机械的威胁，并利用声音报警来进行安全警告，其存在一下 缺陷 1、该装置在抓斗接近舱底时仅能提供报警作用，不能连锁阻止卸船机的抓斗与清 舱机械碰撞； 2、该装置不能判断舱内是否有清舱机械在可能碰撞的范围内进行作业，只要舱内 有清舱机械，无论其是否作业或在安全区域内作业，该装置都会报警，造成50%以上报警信 号无效； 3、抓斗在高速下降，报警声音从开始到抓斗碰撞清舱机械时间极短，操作司机五 官感知后并人工制动，时间极其有限，无法确保避免所有碰撞隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供，该系统和方 法能有效的获取清舱机在船舱的位置，并能按照预定的设置进行报警和对清舱机以及卸船 机进行安全控制。 —方面，本专利技术提供一种港口货轮卸船机的自动防撞方法，包括 清舱机上安装一超声波发射器，用以发射超声波，卸船机驾驶室的预定位置分别安装有第一超声波接收器和第二超声波接收器，用以接收超声波； 根据发射和接收超声波的时间，分别计算超声波发射器与所述第一超声波接收器和第二超声波接收器的空间距离； 比较所述超声波发射器与所述第一超声波接收器和第二超声波接收器的空间距 离，根据比较的结果判断所述超声波发射器所在的清舱机是否在安全区域，若不在安全区 域则适时地向清舱机和卸船机的抓斗发出控制信号。 所述超声波发射器与所述第一超声波接收器和第二超声波接收器的空间距离之 差在一预定范围之内，则判断所述超声波发射器所在的清舱机不在安全区域，同时向所述 清舱机和卸船机的抓斗发出控制信号。 所述超声波发射器与所述第一超声波接收器和第二超声波接收器的空间距离之差不在一预定范围之内，则判断所述超声波发射器所在的清舱机在安全区域。 所述安装在每台清舱机上的超声波发射器发出的超声波均具有不同的调制码，所述清舱机与所述调制码匹配。 所述卸船机驾驶室安装有第一信息交换器，所述清舱机安装有第二信息交换器，所述第二信息交换器接收所述第一信息交换器发出的关于清舱机的控制信号。 —方面，本专利技术还提供了一种港口货轮卸船机的自动防撞方法，包括 将超声波发射器安装在清舱机上，用以发射超声波，两个所述超声波接收器安装在卸船机驾驶室的预定位置，用以接收超声波； 建立所述卸船机系统的地理位置数据，并存储于存储单元中； 根据发射和接收超声波的时间，分别计算所述超声波发射器与所述两个超声波接收器的空间距离，并根据所述存储单元存储的地理位置数据确定清舱机在卸船机系统中的空间位置，按照预定设置的安全规则适时地向清舱机和卸船机的抓斗发出控制信号。 所述安装在每台清舱机上的超声波发射器发出的超声波均具有不同的调制码，所述清舱机与所述调制码匹配，所述调制码以及与所述清舱机的匹配信息均存储于所述存储单元中。 所述卸船机驾驶室安装有第一信息交换器，所述清舱机安装有第二信息交换器，所述第二信息交换器接收所述第一信息交换器发出的关于清舱机的控制信号。 所述自动防撞方法还包括图像化显示，所述清舱机在所述卸船机系统的空间位置以图形化的方式显示。 另一方面，本专利技术提供一种港口货轮卸船机的自动防撞系统，包括 超声波单元，包括超声波发射器和接收器，所述超声波发射器安装在位于船舱底部的清舱机上，两个所述超声波接收器安装在卸船机驾驶室的预定位置； 存储单元，存储所述卸船机系统的地理位置数据； 控制单元，根据所述超声波单元发射和接收超声波的时间，分别计算所述超声波 发射器与所述两个超声波接收器的空间距离，并根据所述存储单元存储的地理位置数据确 定清舱机在卸船机系统中的空间位置，按照预定设置的安全规则适时地向清舱机和卸船机 的抓斗发出控制信号。 所述安装在每台清舱机上的超声波发射器发出的超声波均具有不同的调制码，所 述清舱机与所述调制码匹配，所述调制码以及与所述清舱机的匹配信息均存储于所述存储 单元中。 所述控制单元包括控制主板、无线双向信息交换器，无线双向信息交换器包括第一信息交换器以及与之匹配的第二信息交换器，第一信息交换器安装于所述卸船机驾驶 室，第二信息交换器安装于所述清舱机，控制主板通过第一信息交换器向第二信息交换器 发出控制信号。 所述控制单元的控制主板通过卸船机的可编程控制器控制所述卸船机的抓斗。 所述两个超声波接收器对称的安装于所述卸船机驾驶室底部中线的两侧。 所述自动防撞系统还包括显示单元，所述显示单元安装在所述卸船机驾驶室，图 形化显示所述清舱机在所述卸船机系统的空间位置。 采用了本专利技术的技术方案，由于本专利技术利用了超声波测距定位原理，而超声波具 有在空气中传输不受光线、雨、雪、雾等气候影响以及矿粉飞扬的特性，所以本专利技术能快速 有效的确定清舱机在船舱的位置，并以图形化的方式显示出来供司机参考；另外本专利技术还 使用于多台清舱机工作的情况，每台清舱机均装有能发出不同调制码超声波的超声波发射 器，调制码和清舱机的匹配信息存储在存储单元中，在控制单元的控制之下，可根据每台清 舱机发出的超声波快速的分辨出每台清舱机的空间位置，当清舱机的位置处于危险的区 域，本专利技术发出警报并对相应的清舱机和卸船机发出控制信号进行控制。附图说明 图1是本专利技术的原理结构示意图； 图2是本专利技术的工作流程示意图； 图3是本专利技术的超声波单元安装示意图； 图4是本专利技术的超声波发射器和接收器的位置示意图； 图5是本专利技术在单台清舱机时的动态工作示意图； 图6是清舱机和卸船机抓斗的工作区域示意图； 图7是本专利技术在多台清舱机时的动态工作示意图； 图8是本专利技术的卸船机抓斗控制流程图； 图9是本专利技术在工作时的整体结构原理示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。 这里先介绍一下卸船作业时的作业区划分，参见图6和图9，卸船作业就是当货轮 靠港后，码头的卸船机的抓斗03从高处对货轮船舱12里的物料13进行抓取，而为了配合 卸船机的抓斗03，常将清舱机04放入货轮船舱12的底部进行物料13的推扒，这样为了防 止清舱机04和抓斗03碰撞，将整个作业的区域划分为清舱机安全作业区域和抓斗作业区 域(也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种港口货轮卸船机的自动防撞方法，其特征在于，包括：　　清舱机上安装一超声波发射器，用以发射超声波，卸船机驾驶室的预定位置分别安装有第一超声波接收器和第二超声波接收器，用以接收超声波；　　根据发射和接收超声波的时间，分别计算超声波发射器与所述第一超声波接收器和第二超声波接收器的空间距离；　　比较所述超声波发射器与所述第一超声波接收器和第二超声波接收器的空间距离，根据比较的结果判断所述超声波发射器所在的清舱机是否在安全区域，若不在安全区域则适时地向清舱机和卸船机的抓斗发出控制信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许映明，孔利明，李斌，徐敏坚，王建中，王健华，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]