轨行式设备的新型激光防碰撞装置

　　轨行式设备的新型激光防碰撞装置陈尚伦金杰白雅君重庆电子商务发展研宄中心重庆400014定距离，通过与安全距离比较实现防碰撞。由于采用直接测量距离，因此能实现多级安全距离。

　　关键字起重机安全装置相位测距仪引目在货场码头生产车间等地，通常有数台轨行起重设备并行作业，若相互碰撞或与轨道端部发生激烈碰撞，都会对生命财产造成很大损失。为了防止轨行设备的事故性碰撞，因此研制安全可靠的行程限位装置是非常必要的。目前用于轨行式起重机防碰撞装置，主要有两种形式，种是行程开关式，另种是检测开关式。

　　行程开关式分为两种，种是采用机械行程开关，另种是采用电磁接近开关。行程开关式防碰撞装置的撞杆或感应检测体不能太长，因此其安全防护距离比较小，般只有两米，对两台相对常速运行的起重机不能有效隔离；而且由于车轮的踏面比轨道头要宽些，轨行设备行走时会在左右方向上走偏，走偏严重时可能完全触动不了开关，或将开关损坏。

　　检测开关式防碰撞装置目前主要采用了激光红外线和超声波作为防碰撞探测媒介，用直射或反射方式检测信号。红外线防碰装置防碰撞距离较远，但影响其可靠性的因素较多。如在强红外辐射场所信号可能被淹没，粉尘和蒸汽等也都会影响其可靠性。红外线直射式反射式防碰撞装置参12和传统的激光防碰撞装置的基本原理都是利用角定位原理来确定防碰撞距离的。但是由于起重机跨度大，两边车轮走行的不致，基础或钢轨铺设不良等原因，轨道面有局部高低不平，这使得这些防碰撞装置的实际防碰撞距离与设定的距离有较大误差。对于直射式防碰撞装置，由于接收器受光敏管大小的限制，接收信号的范围有限，这些都将极大的影响装置的准确性和可靠性。超声波物流技术与成用2000442传感器由于传送脉冲的时间间隔和声波换能器范围里不能检测目标；受声波衰减的影响，超声波传感器的最大开关距离通常只有几米，这样防碰撞装置的有效距离范围就很小；同时超声波的发散角较大，当运行设备周围有建筑物或其它固定的物体时，超声波防碰撞装置就很容易发生误动作；车间工地的超声波对其可靠性影响也很大。由于上述原因，开发了种新型高精度高可靠性的激光防碰撞装置。

　　由于激光相位测距仪的测距原理先进，精度高，而且激光的抗千扰性好，因此新型激光防碰撞装置采用激光测距仪来确定防碰撞距离。调制波在物体间来回次将产生与距离有关的相位差。相位测距，就是基于这种原理来测定物体间距离振产生的主振频率为的信号调制激光发射口光源，产生频率为。的正弦调制波，调制光束射向具有定向反射特性的反射板，使发射光束沿入射路新型激光防碰撞装置由以下几部份组成激光相位测距仪测量控制器报警控制器反射板及精密稳压电源组成4.激光相位测距仪发出调制的激光，通过定向反射板的反射，根据发射波和回波的相位差，通过锁相放大技术将相位差对应的两物体间距离信息转换为电压信号，此信号经放大器放大，硬件滤波，再经人0转换送到0进行软件滤波和数据处理，处理后的数据与用户设定的防碰撞预警距离，1和警报距离，2进行比较判别。当两台起重机间距离达到仍值时，向报警控制箱输出预警信号，令提醒起重机操作工减速或停车；当两物体间距离小到有相撞危险的距离2时，向报警控制箱输出警报信号，使起重机自动停车，避免相撞事故发生。

　　为使系统能正常工作，在系统和软件设计时充分考虑了以下几种状况1当两物体距离1小于92时，报警控制器切断起重机运行电源，实现自动停车后，为了使起重机继续工作，系统设置了手动复位功能。2当起重机间距离为21时发出预警，若操作工反向运行起重机使，1后，防碰撞装置解除警报，自动复位。3由于工作需要两台起重机近距离工作时，这时防碰撞装置不能发出预警或警报，设置了解除预警和警报功能。

　　4为了安装调试方便简单，系统中带有用于安装调试的0引导光束，预警和警报距离的设置通过个确认记忆键进行方便设置。5系统设置了自诊断和故障报警系统对激光器发射接收系统和计算机处理系统及输出驱动系统设置了自诊断功能，当系统出现了故障时，系统要驱动声光报警器进行报警。

　　4.技术特性新型激光防碰撞装置的基本原理与基于角定位法的其它防碰撞装置的原理有着根本的不同，具有较大技术优势振，调制，调制波径反射回去；经反射板反射的回波仍为。的调制波，但经往返段路程后，必产生相位延迟小。

　　如发射波为51人13，8001+ 4.，则回波为72=A2，1+4++.回波经高灵敏度的光电接收器件雪崩极管转换为带有距离信息的电信号，再经限幅放大后与频率为厂的本振信号混频产生仍保发射接收器激光相位距仪原理框反射板起重机1起重机2留目标信息的差频信号与由主振信号与本振信号直接混频产生的基准差频信号扣进行相位鉴别，得到对应目标距离的相位差4办=2则可算出飞行时间1=小27，则距离为=！=.小斗入斗由于相位差小是两列波比较得来的，应为叫=2+鉴相电路检测出的只是小数部份相差，tp整数部份N不能有效检测，因此只有在49小于2的单值区域内，49对应的距离是真实值，由相位方程49 0+式中5为人2.

　　半调制波长2相应于相差180.的距离，是个特征长度，称为尺长。相位测距仪就是利用这把尺子去测量距离的。由测距方程可，距离是位相差么9的多值函数，单值区间为07，相应个尺长。随49呈线性变化，每经尺长的距离或2相位差，发生次跃变。所以如遇到测程超过尺长，就要产生距离模糊。为了准确测量距离，就需要使整数波差为，即物体间的距离必须小于2.因此可根据实际要求使尺长2大于最大测程。

　　波号频回信混1抗干扰性能高由于激光本身与红外线相比具有很好的抗干扰性，而相位测距仪的相位检测是采用锁相放大技术，锁相放大技术是基于相关检测的。因为检测信号是周期性的调制信号，而噪声是随机的，不能重复，则即使在噪声较大的情况下，仍可利用信号的相关性从噪声背景中提出信号。

　　设两个函数上式中nlt与待测信号5混在起的噪声；n2O与待测信号S2t混在起的噪声；巳与待测信号巳有定关系的已知信号。

　　定义两函数的相关函数为声报警信号频振荡光报警光控双向可控硅办继电器控制装置控制报警箱把上式代入131达式，并考虑到相关性，这明输出中滤出了和信号混在起的噪声n和1因它们与信号不相关，相关7项为cp9=coT为3与3217之间的相位差，则可得相关函数尺12了=12入12哪9，如果人1入2为己知，则根据输出尺127就可测出两信号的相位差，同时滤掉了其它的噪声信号。由此可知，根据相位测距原理设计的防碰撞装置能有效避免干扰信号可能产生的误动作。

　　2定位精度高新型激光防碰撞装置由于发射光线垂直于反射板，误差很小。

　　新型激光防碰撞装置发射和接收器采用全封闭形式，可在恶劣的环境工作，采用220交流供电，性能参数如下防碰撞距离，2，1根据需要随意设定系统输出继电器输出1停车常开接点250人05人，300052慢速常开接点250人05人，30005温度95犯1光辐射可抗与接收镜面轴线交角5，除4类激光器外的任何其它光源直接辐射。

　　稍密稳压电源激光相位测距仪贺安之现代传感器原理及应用。宇航出版社1995.

　　廖立平轨行式设备的红外防碰撞装置。起重运输机械，19967.

　　胡新民门式起重机活动杆式防碰装置。起重运输机械，19942.

　　陈强新型行车防碰装置。机电工程19981艾保中电子接近开关在起重机上的应用。起重运输机械，19954物流技术与应用2000444信号输出器放大输出