激光测距仪在龙门吊防“打保龄"中弱应用
激光测距仪在龙门吊防“打保龄"中弱应用
作者:周兴奎
轮胎式集装箱门式起重机(以下简称龙门吊)作为堆场集装箱起重设备,在集装箱码头得到广泛应用。在龙门吊作业过程中,有时会因吊具起升高度不够而发生“打保龄"事故,这不仅会造成集装箱箱体和箱内货物、拖车、拖架损坏,而且会造成人员伤亡,并会在一定程度上限制龙门吊作业效率的提高。出于安全考虑,集装箱码头传统的做法是要求龙门吊司机在作业时必须走“门字形"轨迹。然而,在对低层集装箱进行作业时,走“门字形"轨迹易导致龙门吊作业效率下降、作业能耗增加;若须翻箱,则其对作业效率的影响更为明显。因此,寻找相对安全、可靠的防“打保龄"方式,激光测距仪改善龙门吊走“门字形"轨迹效率低、能耗高的缺点势在必行。
1激光测距仪测量原理
为实现防“打保龄"的功能,集装箱码头对龙门吊进行改造,选用激光测距仪作为距离测量工具,动态测量吊具与堆场内集装箱的相对位置。激光测距仪是利用时间飞行原理来测量工件尺寸及形状等的仪器,其通过旋转的光学部件发射形成二维扫描面,以实现区域扫描及轮廓测量功能。
激光测距仪测量原理如下:激光发射器发出激光脉冲波,激光脉冲波碰到物体后,部分能量返回;当激光接收器接收到返回的激光脉冲波且返回能量足以触发门槛值时,激光扫描器计算其到物体的距离。激光扫描器连续不停地发射激光脉冲波,激光脉冲波打在高速旋转的镜面上,从而向各个方向发射,形成二维扫描区。该二维扫描区可实现2个功能:(1)在激光扫描器的扫描范围内设置不同形状的保护区域,当有物体进人保护区域时,自动发出报警信号;(2)激光扫描器输出每个测量点的距离,据此计算出物体的外型轮廓、坐标定位等。
2龙门吊改造方案
将激光测距仪安装在龙门吊司机室出口处的护栏上,使其能够扫描吊具与堆场内集装箱的相对位置(见图1)。当激光测距仪测量到吊具高度低于堆场内集装箱高度且吊具与集装箱水平距离小于 5 m时,检测系统发送减速信号给控制系统,控制系统对龙门吊小车进行限速操作;只有当吊具高度高于集装箱高度时,控制系统才会解除对小车的限速。同时,防撞系统根据激光测距仪返回的数据判断龙门吊是否吊有集装箱,若有,则只有当吊具上升到所吊集装箱可以安全通过堆场集装箱箱面时,小车才可正常运行。
防撞系统的数据分析等功能是通过自身处理器来实现的。该系统根据得到的数据模拟堆场内集装箱成像,并根据吊具与集装箱的相对位置向控制系统发送指令,以控制小车速度。防撞系统与控制系统间无数据交换,相对独立。
3结束语
激光测距仪作为科技进步的产物,将其应用在龙门吊防打保龄"上具有重要意义,为龙门吊的安全管理提供了新方案。激光测距仪改造方式简单,对龙门吊影响较小,并且功能高度模块化,防撞功能可以自由切换。若将激光测距仪与走“门字形"轨迹方式相结合,则龙门吊可实现抛物线式作业模式。当防撞功能失效时,可以通过切换开关将防撞系统切断,龙门吊仍可按走“门字形"轨迹进行作业,在保障设备安全使用的同时,最大限度地确保设备的可靠性。对于出现故障的防撞系统,可以在保养时进行修复,既有助于提高设备维修保养效率,又有利于节省人力成本。
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