专利名称：障碍物动态检测防撞装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是障碍物动态检测防撞装置，属自动化控制技术领域，特别涉及红外光自动监测和控制技术。
现有的如电镀梭车之类的往返运动的动态设备，常在其运动路径上的取料、加料等操作过程中发生操作者手脚等被碰撞的事故，或者在搬移条状金属物过程中与梭车发生碰撞的危险，其原因是这些梭车类动态设备没有安装能实时检控制动的障碍物动态检测防撞装置。
本实用新型的目的就是为了防止现有电镀梭车的动态设备在运行中发生上述各种危险和事故，研制一种能对运动路径上在危险距离内的随机障碍物实时自动检测，对动态设备进行实时自动制动，并只能在动态设备侧前方或侧后方较窄的监测面检测和制动，防止意外事故发生的障碍物动态检测防撞装置。
本实用新型通过下述技术方案实现本装置的外形结构示意图如
图1所示，它由前向反射式传感柱盒1、后向反射式传感柱盒2分别通过屏蔽电缆8与主电路板盒3及其操作显示面板相电气连接组成，其中，前、后向反射式传感柱盒1、2均有一个侧面作为红外光通道的开通面，两盒均各有一块电路板分别安装前、后向各自的红外发射管TD1～TD3、TD4～TD6和红外接收管RD1～RD4、RD5～RD8，在电路板盒3内安装主电路板，主电路板上安装包括电源变压器TR1等的主电路元器件，其操作显示面板安装有检测距离调节器4(W1)、前向红外光发射指示灯5(LD1)、后向红外光发射指示灯7(LD3)、防撞制动指示灯6(LD5)等；本装置电路方框图如图2所示，它由调制脉冲与电子换向电路9、前后向功率发射电路10、前后向反射式传感柱11、解调放大与同步选通电路12、直流变换与制动电路13、依次相互连接并与稳压及可调直流电源(14)相互连接组成。其简单工作原理为调制脉冲与电子换向电路9产生红外光调制脉冲，由动态设备运动方向来变换其行程开关的触点，继而控制电子开关的换向，把调制脉冲输送至前向或后向功率发射电路10，并向动态设备运动方向发射红外光，若遇到障碍物反射红外光，并经前向或后向反射式传感柱11接收后，再将信号输送至解调放大与同步选通电路12进行解调放大和抗干扰同步选通处理，再送至直流变换与制动电路13变成相应的直流电平，经电平比较后使继电器触点吸合，对动态设备进行制动。稳压与可调直流电源14作为本装置的电源并向功率发射电路提供可调直流电压以实现可调探测距离。
本装置电路原理图如图3所示，调制脉冲与电子换向电路9由集成件U1～U3、电阻R1～R3、R7、电势C1～C2及外接换向行程开关SW共同组成，其中U1、R1～R2、C1～C2组成脉冲发生电路；前后向功率发射电路10由晶体管BG1、BG2、集成件U4、U5、发光二极管LD1～LD4，红外光发射管TD1～TD6、电阻R4～R6、R8～R10共同组成；前后向反射式传感柱11由红外光接收管RD1～RD8、电阻R14～R15、R35～R40、电容C9、C15～C21共同组成；解调放大与同步选通电路12由晶体管BG3～BG5、电阻R16～R27、电容C10～C12、二极管D10～D12、电位器W2共同组成；直流变换与制动电路13由集成件U9A、晶体管BG6、继电器Ry、电位器W3、电阻R28～R33、电容器C13～C14、二极管D13～D15，发光二极管LD5共同组成；稳压与可调直流电源14由变压器TR1、直流二极管D1～D8、电容C3～C8、集成件U6～U8、电阻R11～R13、电位器W1共同组成。本电路的工作原理为由U1产生调制脉冲信号，经输出端输送至隔离级U2A和U2B，行程开关SW的触点状态随动态设备的运动方向的改变而变换。若动态设备向前方运行，则公共触点接向地端，戏U2C和U2D反相后，输出的高电平使电子开关U3A接通，同时，径U2E和U2F反相后的低电平输出使电子开关U3B断开。只有在U1的输出端处于调制脉冲的低电平期间，射随器BG1的高电平输送至功率开关件U4控制端，使发射管TD1～TD3导通，电源以脉冲大电流方式工作，串接的发光二极管LD1和LD2指示红外光发射状态，若在监测距离范围内出现障碍物，则前向反射式传感柱按障碍物的大小及方位不同使红外光接收管RD5～RD8中的某个或某几个接收管产生感应信号，经电容耦合进行信号迭加，再经电子开关U3D送至BG3进行调解放大，放大后的信号经C10送至同步选通晶体管BG4基极，通过R21、W2、R22分压设定基极电平。另方面，BG4的射极经D11接5伏电源，经D12、R23接U1输出端，并与R25对12V的电源Vcc分压，使调制脉冲的高电平期间BG4因射极电平高于基极电平而截止，禁止非发射期的干扰信号通过。在U1输出低电平期间，反射信号使GB4基极高于射级电平、实现了同步选通响应，信号经BG5放大输出，再经由C13～C14、D13～D14作倍压整流后以直流电平方式进入电压比较器U9A，再输出高电平使BG6导通，使继电器动作起制动控制作用，LD5指示制动状态。障碍物一旦消失或排除，BG4没有红外光发射信号输进、电压比较器输出低电平使BG6绝止、继电器释放，动态设备恢复运行状态。动及设备换向运行后，电子开关使功率发射电路和反射式传感柱跟着发生换向。调节电位器W1，可使U8输出的电压变化，可实现不同监测距离的选择。
本实用新型有如下的优点和有益效果(1)本实用新型作为动态设备的配套装置跟随动态设备运行，完全克服了现有电镀梭车类动态设备在运行过程中常发生操作者手、脚被碰撞事故的问题，能使动态设备在侧面仅10～30mm的狭窄度和反射式传感柱盒高度范围内对500mm危险距离内的动态障碍物进行实时检测和制动，有效地防止了各种碰撞事故的发生，有力地保护了人身和设备的安全。(2)本实用新型结构简单、操作方便、探测精度高、探测面内没有盲点，制动迅速灵活、安全可靠性高。
下面对说明书附图进一步说明如下
图1为障碍物动态检测防撞装置的外型结构示意图，图2为障碍物动态检测防撞装置电路方框图；图3为障碍物检测防撞装置电路原理图；各图中1为前向反射式传感住盒、2为后向反射式传感柱盒、3为主电路板盒及其操作显示面板、4为深测距离调节器W1、5为前向红外光发射指示灯LD1、6为制动指示灯LD5、7为后向红外光发射指示灯LD3、8为屏蔽电缆。
本实用新型的实施方式如下(1)按
图1所示，采用一般机械加工方法可用金属薄板加工一个110×40×30mm的金属盒作为主电路板盒3；用塑料制造二个40×20×120mm扁型盒分别作为前后向反射式传感柱盒1、2、每个盒侧面有一个开通面作为红外光通道；(2)按图3所示，分别绘制三块印刷电路板，其中二块为分别安装前向和后向各自红外光发射管TD1～TD3、TD4～TD6和红外光接收管RD1～RD4和RD5～RD8，另一块为主电路板安装装主电路元器件，电源变压器TR1安装在主电路板左下方；LD1、LD3、LD5、W1安装在主电路板金属盒的操作显示面板上；行程开关SW1的引入线及继电器触点引出线安置在主电路板金属盒底部；(3)前、后向反射式传感柱的电路板分别通过屏蔽电缆8与主电路板相电气连接。安装连接好后，应对模拟障碍物进行反射探测试验，调节主电路板上的W2和W3以选定合适的工作电平，调节面板上的W1以改变障碍物的探测距离，从LD5的发亮和熄灭状态以检验其制动响应状态。这样便较好地实施了本实用新型。
权利要求1.一种障碍物动态检测防撞装置，其特征在于它由前向反射式传感柱盒(1)、后向反射式传感柱盒(2)分别通过屏蔽电缆(8)与主电路板盒(3)及其操作显示面板相电气连接组成，其中，前、后向反射式传感柱盒(1)、(2)均有一个侧面作为红外光通道的开通面，两盒内均各有一块电路板分别安装前后向各自的红外光发射管TD1～TD3、TD4～TD6和红外光接收管RD1～RD4、RD5～RD8，主电路板(3)盒内安装主电路板，主电路板上安装包括电源变压器TD1等的主电路元器件，其操作显示面板安装有探测距离调节器(W1)、前向红外光发射指示灯(LD1)、后向红外光发射指示灯(LD3)、防撞制动指示灯(LD5)等；其电路由调制脉冲与电子换向电路(9)、前后向功率发射电路(10)、前后向反射式传感柱(11)、解调放大与同步选通电路(12)、直流变换与制动电路(13)依次连接并与稳压及可调直流电源(14)相互连接组成。
2.按权利要求1所述的障碍物动态检测防撞装置，其特征还在于所述的本装置电路中，调制脉冲与电子换向电路(9)由集成件U1～U3、电阻R1～R3、R7、电势C1～C2及外接换向行程开关SW共同组成，其中U1、R1～R2、C1～C2组成脉冲发生电路；前后向功率发射电路(10)由晶体管BG1、BG2、集成件U4、U5、发光二极管LD1～LD4，红外光发射管TD1～TD6、电阻R4～R6、R8～R10共同组成；前后向反射式传感柱(11)由红外光接收管RD1～RD8、电阻R14～R15、R35～R40、电容C9、C15～C21共同组成；解调放大与同步选通电路(12)由晶体管BG3～BG5、电阻R16～R27、电容C10～C12、二级管D10～D12、电位器W2共同组成；直流变换与制动电路(13)由集成件U9A、晶体管BG6、继电器Ry、电位器W3、电阻R28～R33、电容C13～C14、二级管D13～D15、发光二极管LD5共同组成；稳压与可调直流电源(14)由变压器TD1、整流二极管D1～D8、电容C3～C8、集成件U6～U8、电阻R11～R13、电位器W1共同组成。
专利摘要本实用新型是障碍物动态检测防撞装置，属红外光自动监测和控制技术。它由前、后向反射式传感柱盒分别通过屏蔽电缆与主电路板盒及其操作显示板相电气连接组成。其电路由调制脉冲与电子换向电路、前后向功率发射电路、前后向反射式传感器、解调放大与同步选通电路、直流变换与制动电路、稳压及可调直流电源相互连接组成。它作为动态设备配套装置，用于障碍物的动态检测防撞，其结构简单、操作简便、实时探测制动迅速灵活、安全可靠。
文档编号B60K28/00GK2174724SQ93220989
公开日1994年8月17日 申请日期1993年7月28日 优先权日1993年7月28日
发明者林土胜 申请人:华南理工大学