泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，每一泵車包括泵車車體和泵車臂架，臂架防碰撞預(yù)警裝置包括第一組件、第二組件、第三組件和報(bào)警器；第一組件為多個(gè)，分別安裝在泵車臂架的各關(guān)節(jié)點(diǎn)處，用于發(fā)送無(wú)線測(cè)距信號(hào)；第二組件、第三組件以及報(bào)警器均安裝在泵車車體上，第二組件用于接收和轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線測(cè)距信號(hào)；第三組件用于接收第二組件發(fā)送的距離信息，并處理所接收的信息；當(dāng)兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間距超過(guò)所設(shè)報(bào)警距離時(shí)，報(bào)警器啟動(dòng)并報(bào)警以實(shí)現(xiàn)兩相鄰泵車臂架在安全距離外停止運(yùn)動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可對(duì)泵車臂架實(shí)時(shí)監(jiān)管，自動(dòng)報(bào)警，避免相鄰泵車臂架之間發(fā)生碰撞，實(shí)現(xiàn)安全作業(yè)；因此，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種防碰撞預(yù)警裝置，具體說(shuō)，是涉及一種泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，屬于工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著改革開放我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)將進(jìn)一步加大水利、公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資，南水北調(diào)、西氣東輸、西電東送、青藏鐵路等一批大戰(zhàn)略性工程相繼啟動(dòng)，同時(shí)也進(jìn)行大量的城市道路、城鎮(zhèn)住宅的開發(fā)和和建設(shè)，這都需要大量的商品混凝土。根據(jù)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，到2006年，城市建設(shè)基本實(shí)現(xiàn)商品混凝土商品化，商品混凝土臂架式泵車的需求量將至少增長(zhǎng)一倍。而隨著建設(shè)工程的不斷擴(kuò)大，商品混凝土的使用逐漸廣泛，市場(chǎng)對(duì)于泵車的功能和質(zhì)量要求也日益提高，尤其是泵車臂架的結(jié)構(gòu)形式及長(zhǎng)度的突破，已然成為了各大工程機(jī)械企業(yè)角逐的重點(diǎn)，臂架的發(fā)展對(duì)于泵車的發(fā)展意義不言而喻。
[0003]混凝土泵車臂架是在我國(guó)冶金工業(yè)和機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展的，19世紀(jì)后期到20世紀(jì)初，由于煉鋼、軋鋼和焊接技術(shù)相繼發(fā)展，使得用于臂架的金屬結(jié)構(gòu)的構(gòu)造形式發(fā)生了根本性的變化，臂架也得以快速發(fā)展。早期的臂架總長(zhǎng)短，臂節(jié)數(shù)少，與現(xiàn)在同一級(jí)別相比重量較重，控制技術(shù)差，基本上是固定式的，如現(xiàn)在我國(guó)市場(chǎng)上少量殘留的手動(dòng)臂架，施工作業(yè)中需要工人手工拉扯臂架轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的使用，各種新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝在泵車上得到了廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，這些新元素亦有力地促進(jìn)了泵車臂架的發(fā)展，使得臂架性能參數(shù)不斷完善和發(fā)展，各種長(zhǎng)臂架、多臂架、高效化和輕量化臂架不斷涌現(xiàn)，而臂架的長(zhǎng)度也由最初的10余米發(fā)展到了現(xiàn)在的最長(zhǎng)的101.18米，在提升臂架質(zhì)量、增強(qiáng)臂架功能的同時(shí)，也擴(kuò)大了用戶的選擇余地。
[0004]然而，在泵車臂架飛速發(fā)展、臂架長(zhǎng)度不斷突破的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在許多大型工地的施工現(xiàn)場(chǎng)，為了追求更高的施工效率，縮短工期，幾乎都是采用多臺(tái)泵車同時(shí)作業(yè)，而泵車的臂架由許多節(jié)臂桿組成，對(duì)于大范圍作業(yè)的多節(jié)臂臂架式泵車，人工控制不僅要求操作工人技術(shù)水平高，且勞動(dòng)強(qiáng)度大。尤其是在高層建筑上或建筑底層基礎(chǔ)的施工過(guò)程中，臂架式泵車操作者往往無(wú)法看到施工現(xiàn)場(chǎng)，只能靠哨聲或旗語(yǔ)等指揮，控制起來(lái)比較麻煩，此外，由于施工場(chǎng)地有限，臂架又相對(duì)較長(zhǎng)，僅靠人工肉眼和經(jīng)驗(yàn)操作泵車臂架的安全作業(yè)難度越來(lái)越大，因而勢(shì)必會(huì)造成相鄰泵車之間臂架發(fā)生相互碰撞，作業(yè)發(fā)生干涉，嚴(yán)重者甚至?xí)l(fā)工程事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失，因此，為了避免泵車臂架的相互干涉和碰撞，保障泵車作業(yè)群之間的施工安全，泵車臂架的安全監(jiān)控及預(yù)警問(wèn)題亟待解決。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，在不改變現(xiàn)有泵車臂架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，僅通過(guò)安裝一種使用靈活、拆裝方便的防碰撞預(yù)警裝置，實(shí)現(xiàn)泵車臂架的實(shí)時(shí)位置監(jiān)控，具有預(yù)防碰撞和自動(dòng)警報(bào)功能。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，泵車至少為兩臺(tái)，每一泵車包括泵車車體和泵車臂架，其中:臂架防碰撞預(yù)警裝置包括第一組件、第二組件、第三組件和報(bào)警器；
[0008]第一組件為多個(gè)，且分別安裝在泵車臂架的各關(guān)節(jié)點(diǎn)處，用于發(fā)送無(wú)線測(cè)距信號(hào);
[0009]第二組件安裝在泵車車體的支撐座上，位置固定且放在非同一平面上，用于接收和轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線測(cè)距信號(hào)，通過(guò)四個(gè)第二組件能夠得知各個(gè)第一組件相對(duì)于泵車的三維坐標(biāo)；
[0010]第三組件安裝在泵車車體的底座上，用于接收第二組件發(fā)送的距離信息，并處理所接收的信息，通過(guò)相鄰泵車的第二組件傳送的信息，不僅能夠得知相當(dāng)于自身泵車的三維坐標(biāo)，也可得知相鄰泵車的各第一組件的三維坐標(biāo)；
[0011]報(bào)警器安裝在車體上，當(dāng)兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間距超過(guò)所設(shè)報(bào)警距離時(shí)，第三組件發(fā)送信號(hào)給報(bào)警器，報(bào)警器啟動(dòng)并發(fā)出報(bào)警以實(shí)現(xiàn)兩相鄰泵車臂架在安全距離外停止運(yùn)動(dòng)，安全距離為0.5-1.5米。
[0012]優(yōu)選地，安全距離優(yōu)選為1-1.5米。
[0013]需要注意的是，報(bào)警距離并不等同于安全距離，由于現(xiàn)有的泵車大多為人工操作，因此駕駛員在報(bào)警器報(bào)警后需要一定的反應(yīng)時(shí)間采取制動(dòng)措施，且制動(dòng)時(shí)間取決于是人工手動(dòng)制動(dòng)方式或是機(jī)電自動(dòng)制動(dòng)方式，因此本實(shí)用新型中的報(bào)警距離應(yīng)當(dāng)大于安全距離，但隨泵車技術(shù)的后續(xù)發(fā)展，報(bào)警距離和安全距離間的差值會(huì)越來(lái)越小。
[0014]優(yōu)選地，兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間的報(bào)警距離不大于10米；更優(yōu)選地，報(bào)警距離且不小于安全距離。
[0015]更優(yōu)選地，兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間的報(bào)警距離為5-10米。換言之，當(dāng)相鄰泵車臂架末端的第一組件進(jìn)入到以本泵車臂架末端的第一組件為球心半徑為5-10米的空間范圍內(nèi)時(shí)，報(bào)警器啟動(dòng)并發(fā)出報(bào)警。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選地，兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間的報(bào)警距離優(yōu)選為5米。
[0017]優(yōu)選地，第一組件與第二組件之間數(shù)據(jù)連接，報(bào)警器與第三組件之間電連接，第二組件與同一泵車上的第三組件之間電連接，與相鄰泵車上第三組件之間數(shù)據(jù)連接。
[0018]優(yōu)選地，報(bào)警器為報(bào)警閃光燈，安裝在泵車車體的駕駛室內(nèi)，當(dāng)兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間的間距為5-10米時(shí)，即啟動(dòng)報(bào)警閃光燈實(shí)施報(bào)警。
[0019]優(yōu)選地，報(bào)警器為報(bào)警鈴，安裝在泵車車體的駕駛室外，當(dāng)兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間的間距為5-10米時(shí)，即啟動(dòng)報(bào)警鈴實(shí)施報(bào)警。
[0020]優(yōu)選地，防碰撞預(yù)警裝置可拆卸式安裝在泵車上。
[0021]優(yōu)選地，第一組件的數(shù)量與泵車臂架的節(jié)數(shù)相匹配。
[0022]優(yōu)選地，第一組件與第二組件之間通過(guò)無(wú)線通信協(xié)議數(shù)據(jù)連接，第二組件與同一泵車上的第三組件之間通過(guò)CAN總線電連接，第二組件與相鄰泵車上第三組件之間通過(guò)無(wú)線通信協(xié)議數(shù)據(jù)連接，第一組件發(fā)送無(wú)線測(cè)距信號(hào)，第二組件接收無(wú)線測(cè)距信號(hào)，并將收集的距離信息發(fā)送給本車或鄰車的第三組件，第三組件接收第二組件發(fā)送的測(cè)距信息，并對(duì)接收的信息進(jìn)行分析處理，相鄰的泵車上的第二組件通過(guò)無(wú)線通信連接，將自身泵車上臂架的所有位置信息傳送給第三組件，通過(guò)本車與相鄰泵車臂架各節(jié)點(diǎn)位置信息之間的比較，可以準(zhǔn)確監(jiān)控各泵車臂架的活動(dòng)軌跡，有效預(yù)防和避免相鄰臂架的干涉和碰撞。
[0023]更優(yōu)選地，上述無(wú)線通信協(xié)議包括但不限于UWB、ZigBee、藍(lán)牙、Ζ-ffave或WIFI無(wú)線通信協(xié)議。
[0024]優(yōu)選地,第一組件包括第一處理模塊、第一收發(fā)模塊、第一電源模塊、第一射頻模塊、第一功放模塊、第一存儲(chǔ)模塊和第一 UART串口；第一處理模塊分別與第一射頻模塊、第一存儲(chǔ)模塊和第一 UART串口電連接；第一收發(fā)模塊與第一功放模塊電連接，用于對(duì)外發(fā)送無(wú)線信息，是信號(hào)發(fā)送源；第一電源模塊分別與第一處理模塊、第一射頻模塊和第一功放模塊電連接，并為第一處理模塊、第一射頻模塊和第一功放模塊供電；第一存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)泵車臂架的位置信息與距離信息，實(shí)現(xiàn)發(fā)送測(cè)距請(qǐng)求和響應(yīng)測(cè)距請(qǐng)求，該第一組件具有無(wú)線測(cè)距功能與信號(hào)發(fā)送功能。
[0025]更優(yōu)選地，第一處理模塊包括但不限于單片機(jī)。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選地，第一收發(fā)模塊包括但不限于收發(fā)天線，收發(fā)天線包括但不限于UWB天線。
[0027]更進(jìn)一步優(yōu)選地，第一組件上的第一 UART 口外圍電路的設(shè)置，可方便于對(duì)第一組件進(jìn)行調(diào)試和安裝。
[0028]優(yōu)選地，所述第二組件包括第二處理模塊、第二收發(fā)模塊、第二電源模塊、第二射頻模塊、第二功放模塊、第二存儲(chǔ)模塊、第二 CAN模塊和第二 UART串口 ；第二處理模塊分別與第二 UART串口、第二射頻模塊、第二存儲(chǔ)模塊和第二 CAN模塊電連接；第二收發(fā)模塊與第二功放模塊相連；第二電源模塊分別與第二處理模塊、第二射頻模塊和第二功放模塊電連接并為第二處理模塊、第二射頻模塊和第二功放模塊供電。第二收發(fā)模塊為無(wú)線信號(hào)的發(fā)送源，其無(wú)線信號(hào)可被本車或相鄰泵車上第二組件的射頻模塊獲取并轉(zhuǎn)為電信號(hào)，故該第二組件既具有信號(hào)接收功能又具有信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)功能。
[0029]更優(yōu)選地，第二處理模塊包括但不限于ARM處理器。
[0030]更優(yōu)選地，第二收發(fā)模塊包括但不限于收發(fā)天線，收發(fā)天線包括但不限于UWB天線。
[0031]進(jìn)一步優(yōu)選地，第二組件上的第二 UART 口等外圍電路的設(shè)置，方便于對(duì)第二組件進(jìn)行調(diào)試和安裝。
[0032]進(jìn)一步優(yōu)選地，第一組件和第二組件之間相互發(fā)送測(cè)距請(qǐng)求或響應(yīng)測(cè)距請(qǐng)求，獲得第一組件和第二組件之間的精確距離。
[0033]更進(jìn)一步優(yōu)選地，CAN總線通過(guò)第二 CAN模塊將第二組件與第三組件電連接，第二組件把收到的距離信息通過(guò)CAN總線匯報(bào)給第三組件，等待第三組件做出分析處理。
[0034]優(yōu)選地，第三組件和第二組件的組成部分相同但功能不同，具體包括第三處理模塊、第三收發(fā)模塊、第三UART串口、第三電源模塊、第三射頻模塊、第三功放模塊、第三存儲(chǔ)模塊和第三CAN模塊；第三組件可以理解為增強(qiáng)型的第二組件，第三組件通過(guò)CAN總線接收第二組件收集的測(cè)距信息并進(jìn)行處理，獲取第一組件的精確位置，并根據(jù)第二組件之間的距離信息及位置關(guān)系建立一個(gè)空間坐標(biāo)，然后根據(jù)第一組件和第二組件之間的距離信息計(jì)算出相對(duì)坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)泵車臂架的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0035]更優(yōu)選地，第三處理模塊包括但不限于ARM處理器。
[0036]更優(yōu)選地，第三收發(fā)模塊包括但不限于收發(fā)天線，收發(fā)天線包括但不限于UWB天線。
[0037]進(jìn)一步優(yōu)選地，相鄰的泵車上的第二組件通過(guò)自身所帶的收發(fā)天線與相鄰泵車上的第三組件進(jìn)行無(wú)線通信，將自身泵車上臂架的所有位置信息傳送給第三組件，第三組件自帶的第三射頻模塊獲取相鄰本車臂架的位置信息后，通過(guò)本車與相鄰泵車臂架各節(jié)點(diǎn)位置信息之間的比較，可以準(zhǔn)確監(jiān)控各泵車臂架的活動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰泵車臂架的實(shí)時(shí)監(jiān)控，充分保障施工安全。
[0038]更進(jìn)一步優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谌M件監(jiān)測(cè)到相鄰泵車的各第一組件與本車各第一組件的距離突破安全距離時(shí)，第三組件會(huì)啟動(dòng)報(bào)警器，發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào)信號(hào)，提醒駕駛者注意并做出處理措施，合理避免臂架之間的干涉或碰撞。
[0039]上述方案中，進(jìn)一步地，當(dāng)最后一節(jié)臂架展開時(shí)，本泵車的末端第一組件的三維坐標(biāo)為(xl，yl，zl),相鄰泵車的末端第一組件的三維坐標(biāo)(x2，y2，z2),當(dāng)| xl_x2 |、| yl_y2 |或|zl-z2|為5-10米的時(shí)候觸動(dòng)報(bào)警器報(bào)警。
[0040]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型在不改變現(xiàn)有泵車臂架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，僅通過(guò)安裝一種使用靈活、拆裝方便的防碰撞預(yù)警裝置，利用超寬帶無(wú)線定位技術(shù)，對(duì)施工作業(yè)中各泵車的臂架進(jìn)行空間位置的監(jiān)測(cè)，得到自身車體和相鄰車體各個(gè)臂架節(jié)點(diǎn)的精確位置及作業(yè)區(qū)域，可實(shí)時(shí)監(jiān)管、危險(xiǎn)警報(bào)，靈敏性與同步性極高，避免了相鄰泵車之間的干涉和碰撞現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了泵車臂架在空間內(nèi)的安全作業(yè)，滿足了安全生產(chǎn)的目標(biāo)，適用性廣，尤其適用于泵車群聯(lián)合作業(yè)的場(chǎng)所，實(shí)質(zhì)效果顯著；因此具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1是本實(shí)用新型提供的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置的優(yōu)選實(shí)施例的第一組件的安放位置圖；
[0042]圖2是本實(shí)用新型提供的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置的優(yōu)選實(shí)施例的第二組件和第三組件的安放位置圖；
[0043]圖3是本實(shí)用新型提供的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置的優(yōu)選實(shí)施例的第一組件的原理圖；
[0044]圖4是本實(shí)用新型提供的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置的優(yōu)選實(shí)施例的第二組件的原理圖；
[0045]圖5是本實(shí)用新型提供的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置的優(yōu)選實(shí)施例的第三組件的原理圖；
[0046]圖6是本實(shí)用新型提供的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置的優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)完整地說(shuō)明。
[0048]圖1至圖6，為本實(shí)用新型提供的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置的一種優(yōu)選實(shí)施例示意圖，如圖1至圖5所示，該實(shí)施例中混凝土泵車為四節(jié)臂泵車，泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置具體包括五個(gè)第一組件1(11、12、13、14、15)、四個(gè)第二組件2(21、22、23、24)、一個(gè)第三組件3和一個(gè)報(bào)警閃光燈4。
[0049]如圖1所示，五個(gè)第一組件11、12、13、14和15分別安裝在臂架5的各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)處，第一組件是無(wú)線測(cè)距信號(hào)的發(fā)送方，與第二組件進(jìn)行無(wú)線通信，第一組件采用3V-4.5V充電電池供電和安防性外殼(圖中未顯不)。
[0050]如圖2所示，四個(gè)第二組件21、22、23、24是無(wú)線測(cè)距信號(hào)的接收部分，第三組件31是無(wú)線測(cè)距信號(hào)的處理部分，第二組件2安裝在泵車的支撐座上，采用車載6V-24V直流電源供電，第二組件2將收集的距離信息發(fā)送給第三組件3 ;第三組件3安裝在泵車中心車體的底座上，采用車載6V-24V直流電源供電，接收第二組件2發(fā)送的測(cè)距信息，并對(duì)接收的信息進(jìn)行處理，第二組件2和第三組件3通過(guò)CAN總線連接起來(lái)，報(bào)警閃光燈4安裝在泵車車體的駕駛室內(nèi)，與第三組件電連接，并受第三組3件控制，實(shí)施危險(xiǎn)預(yù)警和報(bào)警。
[0051]如圖3所示，第一組件I具體包括單片機(jī)101、第一 UWB天線102、第一 UART串口103、第一電源模塊104、第一射頻模塊105、第一功放模塊106和第一存儲(chǔ)模塊107 ;單片機(jī)101分別與第一射頻模塊105、第一存儲(chǔ)模塊107和第一 UART串口 103電連接；第一 UWB天線102與第一功放模塊106電連接,用于對(duì)外發(fā)送無(wú)線信息；第一電源模塊104分別與單片機(jī)101、第一射頻模塊105和第一功放模塊106電連接，并為單片機(jī)101、第一射頻模塊105和第一功放模塊106供電；第一射頻模塊105的功能就是把無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換成有線電信號(hào)，或反之。第一存儲(chǔ)模塊107用于存儲(chǔ)泵車臂架上各個(gè)第一組件的位置信息與距離信息，實(shí)現(xiàn)發(fā)送測(cè)距請(qǐng)求和響應(yīng)測(cè)距請(qǐng)求，該第一組件具有無(wú)線測(cè)距功能與信號(hào)發(fā)送功能，此外，第一組件上的第一 UART串口 103外圍電路的設(shè)置，可方便于對(duì)第一組件進(jìn)行調(diào)試和安裝。
[0052]如圖4所示，第二組件2具體包括第二處理模塊201、第二收發(fā)天線202、第二 UART串口 203、第二電源模塊204、第二射頻模塊205、第二功放模塊206、第二存儲(chǔ)模塊207和第二 CAN模塊208 ;第二處理模塊201分別與第二 UART串口 203、第二射頻模塊205、第二存儲(chǔ)模塊207和第二 CAN模塊208電連接；第二收發(fā)天線202與第二功放模塊206相連；第二電源模塊204分別與第二處理模塊201、第二射頻模塊205和第二功放模塊206電連接并為第二處理模塊201、第二射頻模塊205和第二功放模塊206供電，該第二組件2具有信號(hào)接收功能與信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)功能，值得一提的是，第二組件上的第二 UART 口外圍電路的設(shè)置，方便于對(duì)第二組件進(jìn)行調(diào)試和安裝。
[0053]如圖5所示，第三組件3和第二組件2的組成部分相同但功能不同，具體包括第三處理模塊301、第三收發(fā)天線302、第三UART串口 303、第三電源模塊304、第三射頻模塊305、第三功放模塊306、第三存儲(chǔ)模塊307和第三CAN模塊308 ;報(bào)警器4與第三組件3電連接，第三組件3可以理解為增強(qiáng)型的第二組件，第三組件3通過(guò)CAN總線接收第二組件2收集的測(cè)距信息并進(jìn)行處理，獲取第一組件I的精確位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)泵車臂架5的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0054]第一組件I和第二組件2之間相互發(fā)送測(cè)距請(qǐng)求或響應(yīng)測(cè)距請(qǐng)求，獲得兩兩之間的精確距離。第二組件2把收到的距離信息通過(guò)CAN總線匯報(bào)給第三組件3，第三組件3先根據(jù)第二組件2之間的距離信息建立一個(gè)空間坐標(biāo)，然后根據(jù)第一組件I和第二組件2之間的距離信息計(jì)算出相對(duì)坐標(biāo)。相鄰的泵車上的第二組件I通過(guò)無(wú)線通信，將自身泵車上所有裝置的位置信息傳送給第三組件3，通過(guò)本車與相鄰泵車臂架各節(jié)點(diǎn)位置信息之間的比較，可以準(zhǔn)確監(jiān)控各泵車臂架的活動(dòng)軌跡，有效預(yù)防和避免相鄰臂架的干涉和碰撞。
[0055]如圖6所示，泵車作業(yè)群包括三臺(tái)同時(shí)作業(yè)的泵車，三臺(tái)泵車車體上分別安裝有第三組件31、32和33，位于臂架各節(jié)點(diǎn)處的五個(gè)第一組件11、12、13、14、15分別與四個(gè)第二組件21、22、23、24進(jìn)行無(wú)線通信，四個(gè)第二組件21、22、23、24位置固定且不處于同一平面，通過(guò)無(wú)線定位和坐標(biāo)計(jì)算可得出各第一組件11、12、13、14、15相對(duì)于第三組件31為參考的具體三維坐標(biāo)信息；此外，值得注意的是，相鄰泵車上的第三組件32與本車上的第二組件21、22、23、24也可以進(jìn)行無(wú)線通信，第二組件21、22、23、24將以31為參考的各臂架節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息發(fā)送給相鄰泵車上的第三組件32，相應(yīng)的，本車第三組件31也會(huì)收到以第三組件32為參考的各臂架節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息；因此，三臺(tái)泵車之間臂架的位置關(guān)系及運(yùn)動(dòng)軌跡信息均會(huì)集中出現(xiàn)在各自的第三組件中進(jìn)行分析，根據(jù)臂架各節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)多個(gè)時(shí)刻不同泵車間臂架所處姿態(tài)是否將會(huì)發(fā)生碰撞。當(dāng)相鄰泵車臂架末端的第一組件進(jìn)入到以本泵車臂架末端的第一組件為球心半徑為5米的空間安全范圍內(nèi)時(shí)，第三組件31會(huì)啟動(dòng)報(bào)警閃光燈，發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào)信號(hào)，提醒駕駛者注意并做出相應(yīng)地處理措施，駕駛者收到報(bào)警信號(hào)后，立馬采取制動(dòng)措施，將制動(dòng)后兩相鄰泵車臂架之間的距離控制在1-1.5米的安全范圍外，從而合理避免臂架之間的干涉或碰撞。
[0056]此外，值得一提的是，泵車展開臂架的過(guò)程規(guī)范操作，當(dāng)最后一節(jié)臂架展開時(shí)，本泵車的末端第一組件的三維坐標(biāo)為(xl，yl，zl)，相鄰泵車的末端第一組件的三維坐標(biāo)為(x2，y2，z2),當(dāng)|xl-x2|、yl-y2或|zl_z2|小于5米的時(shí)候觸動(dòng)報(bào)警閃光燈報(bào)警。
[0057]該泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置在不改變現(xiàn)有泵車臂架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，僅通過(guò)安裝一種使用靈活、拆裝方便的防碰撞預(yù)警裝置，利用超寬帶無(wú)線定位技術(shù)，對(duì)施工作業(yè)中各泵車的臂架進(jìn)行空間位置的監(jiān)測(cè)，得到自身車體和相鄰車體各個(gè)臂架節(jié)點(diǎn)的精確位置及作業(yè)區(qū)域，可實(shí)時(shí)監(jiān)管、危險(xiǎn)警報(bào)，靈敏性與同步性極高，避免了相鄰泵車之間的干涉和碰撞現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了泵車臂架在空間內(nèi)的安全作業(yè)，滿足了安全生產(chǎn)的目標(biāo)，適用性廣，尤其適用于泵車群聯(lián)合作業(yè)的場(chǎng)所，實(shí)質(zhì)效果顯著，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0058]最后有必要在此說(shuō)明的是:以上實(shí)施例只用于對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，每一泵車包括泵車車體和泵車臂架，其特征在于:臂架防碰撞預(yù)警裝置包括第一組件、第二組件、第三組件和報(bào)警器； 第一組件為多個(gè)，且分別安裝在泵車臂架的各關(guān)節(jié)點(diǎn)處，用于發(fā)送無(wú)線測(cè)距信號(hào)； 第二組件安裝在泵車車體的支撐座上，用于接收和轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線測(cè)距信號(hào)； 第三組件安裝在泵車車體的底座上，用于接收第二組件發(fā)送的距離信息，并處理所接收的信息； 報(bào)警器安裝在車體上，當(dāng)兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間距超過(guò)所設(shè)報(bào)警距離時(shí)，第三組件發(fā)送信號(hào)給報(bào)警器，報(bào)警器啟動(dòng)并發(fā)出報(bào)警以實(shí)現(xiàn)兩相鄰泵車臂架在安全距離外停止運(yùn)動(dòng)，安全距離為0.5-1.5米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:安全距離為1-1.5米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:報(bào)警距離不大于10米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:報(bào)警距離不小于安全距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:報(bào)警距離為5-10米。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:報(bào)警距離為5米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第一組件與第二組件之間數(shù)據(jù)連接，報(bào)警器與第三組件之間電連接，第二組件與同一泵車上的第三組件之間電連接，與相鄰泵車上第三組件之間數(shù)據(jù)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第一組件包括第一處理模塊、第一收發(fā)模塊、第一電源模塊、第一射頻模塊、第一功放模塊、第一存儲(chǔ)模塊和第一 UART 串 口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第一處理模塊分別與第一射頻模塊、第一存儲(chǔ)模塊和第一 UART串口電連接；第一收發(fā)模塊與第一功放模塊電連接；第一電源模塊分別與第一處理模塊、第一射頻模塊和第一功放模塊電連接，并為第一處理模塊、第一射頻模塊和第一功放模塊供電；第一存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)泵車臂架的位置信息與距離信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第二組件包括第二處理模塊、第二收發(fā)模塊、第二電源模塊、第二射頻模塊、第二功放模塊、第二存儲(chǔ)模塊、第二 CAN模塊和第二 UART串口。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第二處理模塊分別與第二UART串口、第二射頻模塊、第二存儲(chǔ)模塊和第二 CAN模塊電連接；第二收發(fā)模塊與第二功放模塊相連；第二電源模塊分別與第二處理模塊、第二射頻模塊和第二功放模塊電連接并為第二處理模塊、第二射頻模塊和第二功放模塊供電。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第三組件包括第三處理模塊、第三收發(fā)模塊、第三UART串口、第三電源模塊、第三射頻模塊、第三功放模塊、第三存儲(chǔ)模塊和第三CAN模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第三處理模塊分別與第三UART串口、第三射頻模塊、第三存儲(chǔ)模塊和第三CAN模塊電連接；第三收發(fā)模塊與第三功放模塊相連；第三電源模塊分別與第三處理模塊、第三射頻模塊和第三功放模塊電連接并為第三處理模塊、第三射頻模塊和第三功放模塊供電。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:報(bào)警器為報(bào)警閃光燈，安裝在泵車車體的駕駛室內(nèi)，當(dāng)兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間的間距為5-10米時(shí)，即啟動(dòng)報(bào)警閃光燈進(jìn)行報(bào)警。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:報(bào)警器為報(bào)警鈴，安裝在泵車車體的駕駛室外，當(dāng)兩相鄰泵車臂架末端的兩第一組件間的間距為5-10米時(shí)，即啟動(dòng)報(bào)警鈴進(jìn)行報(bào)警。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:防碰撞預(yù)警裝置可拆卸式地安裝在泵車上。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第二組件與同一泵車上的第三組件之間通過(guò)CAN總線電連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第一組件與第二組件無(wú)線通信中采用的無(wú)線通信協(xié)議為ZigBee、藍(lán)牙、Z-Wave或WIFI無(wú)線通信協(xié)議。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第一處理模塊為單片機(jī)，第一收發(fā)模塊為收發(fā)天線。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第二處理模塊為ARM處理器，第二收發(fā)模塊為收發(fā)天線。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:第三處理模塊為ARM處理器，第三收發(fā)模塊為收發(fā)天線。
22.根據(jù)權(quán)利要求19、20或21任一所述的泵車間臂架防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于:收發(fā)天線為UWB天線。
【文檔編號(hào)】G08B21/00GK204117307SQ201420435783
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】盛孟剛, 張霞, 姚志強(qiáng) 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)