天車防撞器的工作原理是通過多維度感知、智能分析決策與動態執行控制的協同運作，實現對天車（橋式 / 門式起重機）運行過程中碰撞風險的實時監測、預警及主動干預，核心邏輯可拆解為以下三個關鍵環節：
一、目標感知與信息采集：實時捕捉空間位置與運動狀態
防撞器的核心是通過傳感器獲取天車與周圍障礙物（如其他天車、軌道端點、廠房立柱、地面設備等）的相對位置、距離及運動參數，主流技術路徑包括：
激光測距技術：
激光發射器向目標發射激光脈沖，通過接收反射信號的時間差（或相位差）計算距離，精度可達 ±1cm，適用于直線軌道上的天車對向或同向運行場景，能快速識別 50 米內的固定 / 移動目標。
毫米波雷達技術：
發射 24GHz 或 77GHz 頻段的電磁波，通過多普勒效應檢測目標的相對速度和距離，不受雨、霧、粉塵、強光等環境干擾，適合冶金、礦山等惡劣工況，可同時追蹤 8 個以上移動目標。
UWB（超寬帶）定位技術：
通過天車與軌道沿線部署的錨點之間的無線信號傳輸，實現三維空間內的厘米級定位，結合預設的軌道坐標，精準判斷天車是否進入危險區域，多用于多臺天車交叉作業的復雜場景。
輔助傳感補充：
部分系統集成傾角傳感器（監測天車傾斜狀態）、載重傳感器（結合負載調整安全閾值）、編碼器（記錄天車運行速度與位移），為風險評估提供多維度數據。
安全距離動態計算：
控制器根據天車當前運行速度（速度越快，安全距離越大）、負載重量（重載需更長制動距離）、軌道坡度等參數，自動計算 “安全閾值”（如預警距離、減速距離、緊急停車距離）。
例：空載天車以 5m/min 速度運行時，安全距離可能設為 3 米；滿載以 10m/min 運行時，安全距離自動擴展至 8 米。
軌跡預測與沖突判斷：
通過持續監測目標（如另一臺天車）的運動方向和速度，預測未來 3-5 秒的運行軌跡，若兩條軌跡存在交叉且距離小于安全閾值，則判定為 “高風險”。
多級風險分級：
系統將風險劃分為 “無風險”“預警”“減速”“緊急停車” 四級，避免單一閾值導致的誤判或反應滯后。
預警階段：
當距離接近安全閾值但未達危險值時，啟動聲光報警（如紅色警示燈閃爍、蜂鳴器高頻鳴叫），同時在操作室顯示屏上顯示目標距離和方位，提醒操作人員手動避讓。
減速階段：
若距離持續縮小至 “減速閾值”，控制器通過工業總線（如 PROFINET、Modbus）向天車驅動系統發送信號，自動降低電機轉速（如從額定速度的 100% 降至 30%），延長制動緩沖時間。
緊急停車階段：
當距離進入 “危險閾值”（如小于 2 米且仍在靠近），系統直接控制制動器動作，切斷動力電源，強制天車停止運行，響應時間通常≤0.5 秒，遠快于人工反應（1-2 秒）。
聯動協同控制：
對于多臺天車共享軌道的場景，系統可通過無線通信（如 4G、LoRa）實現天車之間的信息互通，當一臺天車觸發預警時，另一臺天車同步收到信號并主動減速，形成 “雙向協同防護”。
總結
一、目標感知與信息采集：實時捕捉空間位置與運動狀態
防撞器的核心是通過傳感器獲取天車與周圍障礙物（如其他天車、軌道端點、廠房立柱、地面設備等）的相對位置、距離及運動參數，主流技術路徑包括：
激光測距技術：
激光發射器向目標發射激光脈沖，通過接收反射信號的時間差（或相位差）計算距離，精度可達 ±1cm，適用于直線軌道上的天車對向或同向運行場景，能快速識別 50 米內的固定 / 移動目標。
毫米波雷達技術：
發射 24GHz 或 77GHz 頻段的電磁波，通過多普勒效應檢測目標的相對速度和距離，不受雨、霧、粉塵、強光等環境干擾，適合冶金、礦山等惡劣工況，可同時追蹤 8 個以上移動目標。
UWB（超寬帶）定位技術：
通過天車與軌道沿線部署的錨點之間的無線信號傳輸，實現三維空間內的厘米級定位，結合預設的軌道坐標，精準判斷天車是否進入危險區域，多用于多臺天車交叉作業的復雜場景。
輔助傳感補充：
部分系統集成傾角傳感器（監測天車傾斜狀態）、載重傳感器（結合負載調整安全閾值）、編碼器（記錄天車運行速度與位移），為風險評估提供多維度數據。
二、智能分析與風險決策：動態判斷碰撞可能性
傳感器采集的原始數據（距離、速度、位置等）會傳輸至核心控制器，通過算法模型進行實時分析，判斷是否存在碰撞風險，關鍵邏輯包括：安全距離動態計算：
控制器根據天車當前運行速度（速度越快，安全距離越大）、負載重量（重載需更長制動距離）、軌道坡度等參數，自動計算 “安全閾值”（如預警距離、減速距離、緊急停車距離）。
例：空載天車以 5m/min 速度運行時，安全距離可能設為 3 米；滿載以 10m/min 運行時，安全距離自動擴展至 8 米。
軌跡預測與沖突判斷：
通過持續監測目標（如另一臺天車）的運動方向和速度，預測未來 3-5 秒的運行軌跡，若兩條軌跡存在交叉且距離小于安全閾值，則判定為 “高風險”。
多級風險分級：
系統將風險劃分為 “無風險”“預警”“減速”“緊急停車” 四級，避免單一閾值導致的誤判或反應滯后。
三、執行控制與聯動響應：主動干預避免碰撞
當控制器判定存在碰撞風險時，會觸發分級響應機制，通過與天車原有控制系統聯動，實現從預警到強制制動的閉環控制：預警階段：
當距離接近安全閾值但未達危險值時，啟動聲光報警（如紅色警示燈閃爍、蜂鳴器高頻鳴叫），同時在操作室顯示屏上顯示目標距離和方位，提醒操作人員手動避讓。
減速階段：
若距離持續縮小至 “減速閾值”，控制器通過工業總線（如 PROFINET、Modbus）向天車驅動系統發送信號，自動降低電機轉速（如從額定速度的 100% 降至 30%），延長制動緩沖時間。
緊急停車階段：
當距離進入 “危險閾值”（如小于 2 米且仍在靠近），系統直接控制制動器動作，切斷動力電源，強制天車停止運行，響應時間通常≤0.5 秒，遠快于人工反應（1-2 秒）。
聯動協同控制：
對于多臺天車共享軌道的場景，系統可通過無線通信（如 4G、LoRa）實現天車之間的信息互通，當一臺天車觸發預警時，另一臺天車同步收到信號并主動減速，形成 “雙向協同防護”。
總結
天車防撞器的工作原理本質是 **“感知 - 分析 - 執行” 的閉環控制系統 **：通過高精度傳感器 “看見” 風險，通過智能算法 “判斷” 風險，通過聯動控制 “化解” 風險，最終實現從 “被動承受事故” 到 “主動預防事故” 的轉變，尤其在多設備密集作業、復雜工業環境中，大幅提升了天車運行的安全性與效率。
