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原文传递一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置及方法

专利名称：	一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置及方法
摘要：	本发明公开了一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置及方法，包括UWB基站、UWB标签和防撞控制模块，控制电路密封箱内设有电连接的供电模块和防撞控制模块，UWB标签安装在一台起重机械上，UWB基站设在起重机械两侧的防撞点或另一台起重机械上，防撞控制模块包括主控器以及分别与主控器电连接的信号显示电路、RS422通讯电路、声光报警电路、防撞控制电路和远程输出电路。本发明提供的一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置及方法，采取不同级别报警和起重机械电机减速、制动方式，实现起重机械防撞安全工作。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京舜美科技有限公司
发明人：	蒋后华;韩友发
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910088913.6
公开号：	CN109775572A
代理机构：	南京纵横知识产权代理有限公司
代理人：	董建林
分类号：	B66C13/46(2006.01);B;B66;B66C;B66C13
申请人地址：	210000 江苏省南京市鼓楼区山西路8号金山大厦B座9D
主权项：	1.一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置，其特征在于，包括UWB基站、UWB标签和控制电路密封箱，所述控制电路密封箱内设有电连接的供电模块和防撞控制模块，通过供电模块进行供电，UWB标签安装在一台起重机械上，UWB基站设在起重机械两侧的防撞点或另一台起重机械上，UWB基站与UWB标签进行连接通讯，防撞控制模块包括主控器、信号显示电路、RS422 UWB通讯电路、声光报警电路、防撞控制电路和远程输出电路，主控器输入端与RS422 UWB通讯电路电连接，UWB标签通过RS422 UWB通讯电路与主控器连接，每两个UWB基站和一个UWB标签之间进行窄脉冲传输数据通讯，通过UWB标签解析UWB基站发送数据的时间戳计算出UWB标签和UWB基站之间的距离，主控器输出端与防撞控制电路电连接，防撞控制电路与外接起重机械电机电连接，主控器通过防撞控制电路的减速继电器或制动继电器控制起重机械电机减速或刹车，用于实现不同轨道或同轨道不同高度起重机械之间的防撞保护，主控器还与信号显示电路、声光报警电路和远程输出电路电连接，主控器通过信号显示电路与外接显示大屏电连接，进行实时显示，通过主控器控制防撞控制电路输出一、二级报警信号，主控器通过声光报警电路与喇叭和报警灯连接，用于启动发声和亮灯报警的一、二级报警模式，远程输出电路包括4～20mA跟踪输出电路及RS485通讯两部分，用于将距离信号转换成模拟量信号或数字量信号传输给PLC设备，RS485通讯支持MODBUS通讯协议，主控器通过远程输出电路与外接PLC设备电连接，用于将当前的测试距离和状态传送给PLC设备，还可通过PLC设备发送指令至主控器进行处理，实现对起重机械运行位置和状态的实时监控。 2.根据权利要求1所述的一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置，其特征在于，所述控制电路密封箱表面设有电源按钮和四个菜单设置按钮，电源按钮与供电模块相连，通过供电模块为装置各电路供电，报警灯可变换为红、黄和绿三种颜色。 3.根据权利要求2所述的一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置，其特征在于，所述电源按钮的防水等级为IP65，防撞控制模块还包括与菜单设置按钮电连接的按键设置电路。 4.根据权利要求1所述的一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置，其特征在于，所述主控器为STM32F103ZET6单片机，主控器内设有512K字节的系统内可编程Flash。 5.根据权利要求1所述的一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置，其特征在于，所述控制电路密封箱四周设有若干个防水电缆接头，用于外接各种电路，包括外接显示大屏、PLC设备和起重机械电机。 6.根据权利要求1-5任一所述的一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：先通过按键设置电路预设好一、二级报警时的安全保护距离阈值；每两个UWB基站和一个UWB标签之间进行窄脉冲传输数据通讯，通过UWB标签解析UWB基站发送数据的时间戳计算出UWB标签和UWB基站防撞点之间的距离，得到起重机械相对距离；当起重机械运动时，通过起重机械上的UWB标签实时监测与UWB基站之间的实时距离，该实时距离数据信号通过RS422 UWB通讯电路经由RS422总线接入主控器，通过主控器进行运算和分析处理，主控器将处理得到的实际距离数据通过信号显示电路显示在外接显示大屏上，主控器通过对实际距离和安全保护距离阈值对比，判断是否超过一、二级报警时的距离阈值，从而通过主控器控制声光报警电路进行相应的一级或二级报警，当一级报警时，减速继电器吸合，输出控制起重机械电机减速信号，二级报警时，减速继电器和制动继电器同时吸合，输出控制起重机械电机制动信号，避免起重机械碰撞，当起重机械工作时，该装置能够通过远程输出电路与PLC设备进行交互式通讯，可由PLC设备传输指令至主控器进行处理，完成对起重机械运行数据和状态的实时监控。 7.根据权利要求6所述的一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置的方法，其特征在于，一级报警时亮黄灯，二级报警时亮红灯，通过主控器触发喇叭发声报警，通过调整喇叭报警声的频率进行一级或二级报警，当UWB标签485总线数据故障时，外接显示大屏会显示“ERRO”字样，报警灯的红、黄、绿灯闪烁报警。 8.根据权利要求6所述的一种基于UWB的非同轨道起重防撞保护装置的方法，其特征在于，设置起重机械一、二级报警时的安全保护距离阈值分别为10m和5m，当起重机械相对距离小于10m且大于5m时，主控器驱动声光报警电路进行一级报警，亮黄灯，并间歇式发声报警，主控器通过防撞控制电路的减速继电器控制起重机械电机减速，当距离接近二级报警的安全保护距离阈值时喇叭发声频率越高，当起重机械相对距离小于5m时，亮红灯报警，同时主控器发出指令控制防撞控制电路运转，减速继电器和制动继电器吸合，控制起重机械电机刹车，最终确保起重机械之间的相对距离大于安全保护距离阈值。
所属类别：	发明专利