激光测距传感器在吊车/天车防撞方面的具体应用

时间:2026-02-05 20:31

在现代化的工业厂房、港口码头和建筑工地，吊车和天车（桥式起重机）的安全运行至关重要。激光测距传感器凭借其测距精度较高、响应速度快、方向性好等特点，为这类设备的防撞保护提供了一种有效的技术解决方案。

一、 主要应用场景与模式

1. 同轨道天车间的防撞（端头防撞）
1. 应用描述：在同一轨道上运行的多台天车，存在追尾或对向碰撞的风险。
2. 具体实施：在每台天车朝向相邻天车的一端安装激光测距传感器，持续测量与前后天车的实时距离。该距离数据会实时传输至天车的控制系统。
3. 防撞逻辑：控制系统设定多个距离阈值（例如：预警距离、减速距离、紧急制动距离）。当实测距离进入相应阈值范围时，系统会依次启动声光报警、自动减速、直至切断运行电源，从而避免碰撞发生。
2. 天车与轨道端头止挡的防撞（极限位置保护）
1. 应用描述：防止天车因操作疏忽或故障而冲出轨道的物理尽头。
2. 具体实施：在天车运行方向的前端安装激光测距传感器，持续测量其与轨道末端止挡装置的距离。
3. 防撞逻辑：与同轨防撞类似，通过距离阈值实现分级制动，为天车在轨道有效行程内安全停车提供保障。
3. 吊臂与周围固定障碍物的防撞（区域防护）
1. 应用描述：在复杂的作业环境中，吊臂（尤其是塔吊的起重臂）可能与厂房立柱、建筑结构、高压线缆等固定障碍物发生干涉。
2. 具体实施：在吊臂的适当位置安装激光测距传感器，其测量光束指向需要防护的固定区域。
3. 防撞逻辑：传感器持续监控与特定障碍物的距离。一旦距离过近，立即向操作员发出警示，并可能限制吊臂向危险方向的继续运动。
4. 多台吊车交叉作业时的防撞
1. 应用描述：在大型工地，多台塔吊作业范围可能重叠，存在吊臂或吊钩绳索相互碰撞的风险。
2. 具体实施：在每台吊车的吊臂上安装传感器，不仅可以测量距离，结合角度编码器数据，还能计算出吊臂末端在空间中的实际位置。
3. 防撞逻辑：通过控制系统或独立的防撞主机，实时计算各吊车之间的空间位置关系。当进入预设的“危险距离”时，向相关操作员发出明确预警，提示其调整操作。

二、 技术优势与特点

· 非接触测量：无需与目标物体直接接触，避免了机械式限位开关的磨损和安装不便。
· 测量范围灵活：可根据现场需要，选择不同量程的传感器（如几十米至数百米）。
· 响应快速：数据更新率高，能满足设备高速运行时的实时性要求。
· 环境适应性较强：相比于超声波传感器，激光受温度、气流和噪声的影响相对较小，在多数工业环境下能保持稳定工作。但需要注意，强光、浓烟或粉尘可能对测量造成干扰。

三、 系统构成与注意事项

一个完整的激光测距防撞系统通常包括：
· 传感器单元：负责距离测量。
· 信号处理与控制器：处理传感器数据，执行防撞逻辑。
· 人机交互界面（HMI）：显示实时距离、状态和预警信息。
· 执行机构：如报警器、继电器（用于控制行车电机电路）等。
应用注意事项：
· 系统需专业安装与校准：传感器的安装位置、角度和基准点设置需精准，以确保测量数据的准确性。
· 作为安全辅助系统：激光防撞系统应被视为重要的安全辅助装置，而非替代操作员的专业判断和规范操作。安全操作规范始终是首要前提。
· 定期维护与校验：需定期清洁传感器光学窗口，检查系统功能，确保其长期可靠运行。
· 多传感器融合趋势：在一些要求较高的场合，可采用激光测距与毫米波雷达、超声波或视觉相机等其他传感器结合的方式，以相互补充，提升系统的可靠性和环境适应性。
 
总结而言，激光测距传感器通过提供精准、实时的距离信息，能够为吊车/天车建立一道可编程的“电子安全区域”，是实现设备智能化安全防护的有效技术手段之一。其应用效果取决于合理的方案设计、规范的安装调试以及科学的维护管理。