專利名稱：障礙物動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是障礙物動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞裝置，屬自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及紅外光自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)。
現(xiàn)有的如電鍍梭車之類的往返運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)設(shè)備，常在其運(yùn)動(dòng)路徑上的取料、加料等操作過(guò)程中發(fā)生操作者手腳等被碰撞的事故，或者在搬移條狀金屬物過(guò)程中與梭車發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)，其原因是這些梭車類動(dòng)態(tài)設(shè)備沒(méi)有安裝能實(shí)時(shí)檢控制動(dòng)的障礙物動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞裝置。
本實(shí)用新型的目的就是為了防止現(xiàn)有電鍍梭車的動(dòng)態(tài)設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生上述各種危險(xiǎn)和事故，研制一種能對(duì)運(yùn)動(dòng)路徑上在危險(xiǎn)距離內(nèi)的隨機(jī)障礙物實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)動(dòng)態(tài)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)制動(dòng)，并只能在動(dòng)態(tài)設(shè)備側(cè)前方或側(cè)后方較窄的監(jiān)測(cè)面檢測(cè)和制動(dòng)，防止意外事故發(fā)生的障礙物動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞裝置。
本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖如


圖1所示，它由前向反射式傳感柱盒1、后向反射式傳感柱盒2分別通過(guò)屏蔽電纜8與主電路板盒3及其操作顯示面板相電氣連接組成，其中，前、后向反射式傳感柱盒1、2均有一個(gè)側(cè)面作為紅外光通道的開通面，兩盒均各有一塊電路板分別安裝前、后向各自的紅外發(fā)射管TD1～TD3、TD4～TD6和紅外接收管RD1～RD4、RD5～RD8，在電路板盒3內(nèi)安裝主電路板，主電路板上安裝包括電源變壓器TR1等的主電路元器件，其操作顯示面板安裝有檢測(cè)距離調(diào)節(jié)器4(W1)、前向紅外光發(fā)射指示燈5(LD1)、后向紅外光發(fā)射指示燈7(LD3)、防撞制動(dòng)指示燈6(LD5)等；本裝置電路方框圖如圖2所示，它由調(diào)制脈沖與電子換向電路9、前后向功率發(fā)射電路10、前后向反射式傳感柱11、解調(diào)放大與同步選通電路12、直流變換與制動(dòng)電路13、依次相互連接并與穩(wěn)壓及可調(diào)直流電源(14)相互連接組成。其簡(jiǎn)單工作原理為調(diào)制脈沖與電子換向電路9產(chǎn)生紅外光調(diào)制脈沖，由動(dòng)態(tài)設(shè)備運(yùn)動(dòng)方向來(lái)變換其行程開關(guān)的觸點(diǎn)，繼而控制電子開關(guān)的換向，把調(diào)制脈沖輸送至前向或后向功率發(fā)射電路10，并向動(dòng)態(tài)設(shè)備運(yùn)動(dòng)方向發(fā)射紅外光，若遇到障礙物反射紅外光，并經(jīng)前向或后向反射式傳感柱11接收后，再將信號(hào)輸送至解調(diào)放大與同步選通電路12進(jìn)行解調(diào)放大和抗干擾同步選通處理，再送至直流變換與制動(dòng)電路13變成相應(yīng)的直流電平，經(jīng)電平比較后使繼電器觸點(diǎn)吸合，對(duì)動(dòng)態(tài)設(shè)備進(jìn)行制動(dòng)。穩(wěn)壓與可調(diào)直流電源14作為本裝置的電源并向功率發(fā)射電路提供可調(diào)直流電壓以實(shí)現(xiàn)可調(diào)探測(cè)距離。
本裝置電路原理圖如圖3所示，調(diào)制脈沖與電子換向電路9由集成件U1～U3、電阻R1～R3、R7、電勢(shì)C1～C2及外接換向行程開關(guān)SW共同組成，其中U1、R1～R2、C1～C2組成脈沖發(fā)生電路；前后向功率發(fā)射電路10由晶體管BG1、BG2、集成件U4、U5、發(fā)光二極管LD1～LD4，紅外光發(fā)射管TD1～TD6、電阻R4～R6、R8～R10共同組成；前后向反射式傳感柱11由紅外光接收管RD1～RD8、電阻R14～R15、R35～R40、電容C9、C15～C21共同組成；解調(diào)放大與同步選通電路12由晶體管BG3～BG5、電阻R16～R27、電容C10～C12、二極管D10～D12、電位器W2共同組成；直流變換與制動(dòng)電路13由集成件U9A、晶體管BG6、繼電器Ry、電位器W3、電阻R28～R33、電容器C13～C14、二極管D13～D15，發(fā)光二極管LD5共同組成；穩(wěn)壓與可調(diào)直流電源14由變壓器TR1、直流二極管D1～D8、電容C3～C8、集成件U6～U8、電阻R11～R13、電位器W1共同組成。本電路的工作原理為由U1產(chǎn)生調(diào)制脈沖信號(hào)，經(jīng)輸出端輸送至隔離級(jí)U2A和U2B，行程開關(guān)SW的觸點(diǎn)狀態(tài)隨動(dòng)態(tài)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方向的改變而變換。若動(dòng)態(tài)設(shè)備向前方運(yùn)行，則公共觸點(diǎn)接向地端，戲U2C和U2D反相后，輸出的高電平使電子開關(guān)U3A接通，同時(shí)，徑U2E和U2F反相后的低電平輸出使電子開關(guān)U3B斷開。只有在U1的輸出端處于調(diào)制脈沖的低電平期間，射隨器BG1的高電平輸送至功率開關(guān)件U4控制端，使發(fā)射管TD1～TD3導(dǎo)通，電源以脈沖大電流方式工作，串接的發(fā)光二極管LD1和LD2指示紅外光發(fā)射狀態(tài)，若在監(jiān)測(cè)距離范圍內(nèi)出現(xiàn)障礙物，則前向反射式傳感柱按障礙物的大小及方位不同使紅外光接收管RD5～RD8中的某個(gè)或某幾個(gè)接收管產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，經(jīng)電容耦合進(jìn)行信號(hào)迭加，再經(jīng)電子開關(guān)U3D送至BG3進(jìn)行調(diào)解放大，放大后的信號(hào)經(jīng)C10送至同步選通晶體管BG4基極，通過(guò)R21、W2、R22分壓設(shè)定基極電平。另方面，BG4的射極經(jīng)D11接5伏電源，經(jīng)D12、R23接U1輸出端，并與R25對(duì)12V的電源Vcc分壓，使調(diào)制脈沖的高電平期間BG4因射極電平高于基極電平而截止，禁止非發(fā)射期的干擾信號(hào)通過(guò)。在U1輸出低電平期間，反射信號(hào)使GB4基極高于射級(jí)電平、實(shí)現(xiàn)了同步選通響應(yīng)，信號(hào)經(jīng)BG5放大輸出，再經(jīng)由C13～C14、D13～D14作倍壓整流后以直流電平方式進(jìn)入電壓比較器U9A，再輸出高電平使BG6導(dǎo)通，使繼電器動(dòng)作起制動(dòng)控制作用，LD5指示制動(dòng)狀態(tài)。障礙物一旦消失或排除，BG4沒(méi)有紅外光發(fā)射信號(hào)輸進(jìn)、電壓比較器輸出低電平使BG6絕止、繼電器釋放，動(dòng)態(tài)設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。動(dòng)及設(shè)備換向運(yùn)行后，電子開關(guān)使功率發(fā)射電路和反射式傳感柱跟著發(fā)生換向。調(diào)節(jié)電位器W1，可使U8輸出的電壓變化，可實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)測(cè)距離的選擇。
本實(shí)用新型有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)本實(shí)用新型作為動(dòng)態(tài)設(shè)備的配套裝置跟隨動(dòng)態(tài)設(shè)備運(yùn)行，完全克服了現(xiàn)有電鍍梭車類動(dòng)態(tài)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中常發(fā)生操作者手、腳被碰撞事故的問(wèn)題，能使動(dòng)態(tài)設(shè)備在側(cè)面僅10～30mm的狹窄度和反射式傳感柱盒高度范圍內(nèi)對(duì)500mm危險(xiǎn)距離內(nèi)的動(dòng)態(tài)障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和制動(dòng)，有效地防止了各種碰撞事故的發(fā)生，有力地保護(hù)了人身和設(shè)備的安全。(2)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、探測(cè)精度高、探測(cè)面內(nèi)沒(méi)有盲點(diǎn)，制動(dòng)迅速靈活、安全可靠性高。
下面對(duì)說(shuō)明書附圖進(jìn)一步說(shuō)明如下
圖1為障礙物動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞裝置的外型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為障礙物動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞裝置電路方框圖；圖3為障礙物檢測(cè)防撞裝置電路原理圖；各圖中1為前向反射式傳感住盒、2為后向反射式傳感柱盒、3為主電路板盒及其操作顯示面板、4為深測(cè)距離調(diào)節(jié)器W1、5為前向紅外光發(fā)射指示燈LD1、6為制動(dòng)指示燈LD5、7為后向紅外光發(fā)射指示燈LD3、8為屏蔽電纜。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式如下(1)按
圖1所示，采用一般機(jī)械加工方法可用金屬薄板加工一個(gè)110×40×30mm的金屬盒作為主電路板盒3；用塑料制造二個(gè)40×20×120mm扁型盒分別作為前后向反射式傳感柱盒1、2、每個(gè)盒側(cè)面有一個(gè)開通面作為紅外光通道；(2)按圖3所示，分別繪制三塊印刷電路板，其中二塊為分別安裝前向和后向各自紅外光發(fā)射管TD1～TD3、TD4～TD6和紅外光接收管RD1～RD4和RD5～RD8，另一塊為主電路板安裝裝主電路元器件，電源變壓器TR1安裝在主電路板左下方；LD1、LD3、LD5、W1安裝在主電路板金屬盒的操作顯示面板上；行程開關(guān)SW1的引入線及繼電器觸點(diǎn)引出線安置在主電路板金屬盒底部；(3)前、后向反射式傳感柱的電路板分別通過(guò)屏蔽電纜8與主電路板相電氣連接。安裝連接好后，應(yīng)對(duì)模擬障礙物進(jìn)行反射探測(cè)試驗(yàn)，調(diào)節(jié)主電路板上的W2和W3以選定合適的工作電平，調(diào)節(jié)面板上的W1以改變障礙物的探測(cè)距離，從LD5的發(fā)亮和熄滅狀態(tài)以檢驗(yàn)其制動(dòng)響應(yīng)狀態(tài)。這樣便較好地實(shí)施了本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.一種障礙物動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞裝置，其特征在于它由前向反射式傳感柱盒(1)、后向反射式傳感柱盒(2)分別通過(guò)屏蔽電纜(8)與主電路板盒(3)及其操作顯示面板相電氣連接組成，其中，前、后向反射式傳感柱盒(1)、(2)均有一個(gè)側(cè)面作為紅外光通道的開通面，兩盒內(nèi)均各有一塊電路板分別安裝前后向各自的紅外光發(fā)射管TD1～TD3、TD4～TD6和紅外光接收管RD1～RD4、RD5～RD8，主電路板(3)盒內(nèi)安裝主電路板，主電路板上安裝包括電源變壓器TD1等的主電路元器件，其操作顯示面板安裝有探測(cè)距離調(diào)節(jié)器(W1)、前向紅外光發(fā)射指示燈(LD1)、后向紅外光發(fā)射指示燈(LD3)、防撞制動(dòng)指示燈(LD5)等；其電路由調(diào)制脈沖與電子換向電路(9)、前后向功率發(fā)射電路(10)、前后向反射式傳感柱(11)、解調(diào)放大與同步選通電路(12)、直流變換與制動(dòng)電路(13)依次連接并與穩(wěn)壓及可調(diào)直流電源(14)相互連接組成。
2.按權(quán)利要求1所述的障礙物動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞裝置，其特征還在于所述的本裝置電路中，調(diào)制脈沖與電子換向電路(9)由集成件U1～U3、電阻R1～R3、R7、電勢(shì)C1～C2及外接換向行程開關(guān)SW共同組成，其中U1、R1～R2、C1～C2組成脈沖發(fā)生電路；前后向功率發(fā)射電路(10)由晶體管BG1、BG2、集成件U4、U5、發(fā)光二極管LD1～LD4，紅外光發(fā)射管TD1～TD6、電阻R4～R6、R8～R10共同組成；前后向反射式傳感柱(11)由紅外光接收管RD1～RD8、電阻R14～R15、R35～R40、電容C9、C15～C21共同組成；解調(diào)放大與同步選通電路(12)由晶體管BG3～BG5、電阻R16～R27、電容C10～C12、二級(jí)管D10～D12、電位器W2共同組成；直流變換與制動(dòng)電路(13)由集成件U9A、晶體管BG6、繼電器Ry、電位器W3、電阻R28～R33、電容C13～C14、二級(jí)管D13～D15、發(fā)光二極管LD5共同組成；穩(wěn)壓與可調(diào)直流電源(14)由變壓器TD1、整流二極管D1～D8、電容C3～C8、集成件U6～U8、電阻R11～R13、電位器W1共同組成。
專利摘要本實(shí)用新型是障礙物動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞裝置，屬紅外光自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)。它由前、后向反射式傳感柱盒分別通過(guò)屏蔽電纜與主電路板盒及其操作顯示板相電氣連接組成。其電路由調(diào)制脈沖與電子換向電路、前后向功率發(fā)射電路、前后向反射式傳感器、解調(diào)放大與同步選通電路、直流變換與制動(dòng)電路、穩(wěn)壓及可調(diào)直流電源相互連接組成。它作為動(dòng)態(tài)設(shè)備配套裝置，用于障礙物的動(dòng)態(tài)檢測(cè)防撞，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、實(shí)時(shí)探測(cè)制動(dòng)迅速靈活、安全可靠。
文檔編號(hào)B60K28/00GK2174724SQ93220989
公開日1994年8月17日 申請(qǐng)日期1993年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月28日
發(fā)明者林土勝 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)