穿梭车本质安全设计
摘要:在自动化物流仓库中,穿梭车是常用的搬运设备,为保证穿梭车的安全运行,本文利用本质安全设计理论,结合穿梭车在历年来工程实例中的安全问题,总结、分析穿梭车的本质安全的危险源,并对其提出本质安全措施,进而对穿梭车系统进行优化设计,彻底保证穿梭车在自动化物流仓储设备运行过程中的作业安全。
关键词:穿梭车、本质安全、优化设计
作者:贾勇平
东杰智能科技集团股份有限公司


2017年7月7日14:30左右,某自动化立体仓库,李某、韩某、郭某在三车间整理与穿梭车相邻的滚床开关线,工作前把穿梭车开到巷道端头,穿梭车调为手动并按下急停键,甲方生产,未断电。14:20左右,甲方操作工将穿梭车调为自动运行模式,14:30左右,穿梭车运行接货,由于穿梭车运行速度太快,李某躲闪不急,造成右腿粉碎性骨折,四处外伤。
2.安全事故2
2018年4月27号下午13点30分左右,某自动化立体仓库,甲方发现六号堆垛机出现货物超宽故障,兰某一人去六号站台处理。由于要经过穿梭车轨道才能到六号堆垛机区域,而当兰某经过穿梭车轨道时,穿梭车正执行系统下发的取货货物,兰某躲闪不及,夹在穿梭车和输送机中间,造成前胸部8根肋骨骨折,后背1根肋骨骨折。
3.安全事故3
2019年7月17日10点10分,某自动化立体仓库,穿梭车运行轨道有异响,现场安排李某对轨道进行打磨作业,总指挥简单交代注意安全。李某根据安排对穿梭车轨道进行打磨,未落实防护措施,穿梭车运行取货时将正在打磨的李某撞倒,造成李某左肩背部外伤,右第12肋肋骨骨折,软组织挫伤。
(1)危险源a
穿梭车控制系统故障,导致穿梭车停不下来,穿梭车有冲出轨道,撞坏设备,撞伤人员的风险。
(2)危险源b
有人或物误入穿梭车运行区域,导致设备非正常停车的风险;安全事故2就是这种情况,兰某经过穿梭车轨道,处理其他区域的问题,穿梭车全自动运行,完成作业任务时,撞到了兰某,导致设备非正常停车。
(3)危险源c
有人或物进入穿梭车运行区域,导致人员撞伤或设备撞坏的风险。如安全事故1,事故3,穿梭车全自动运行,完成作业任务时,撞到了设备检修调试人员,原因在于穿梭车没有检测穿梭车前进方向运行区域内障碍物的功能。
2. 利用本质安全设计理论, 对穿梭车系统进行优化设计
(1)针对危险源a
在穿梭车两端面上设计橡胶缓存器,如图1所示,在穿梭车橡胶缓冲器对应的轨道端面处设计防撞座,如图2所示,当穿梭车控制系统出现故障,导致穿梭车停不下来,穿梭车有冲出轨道,撞坏设备,撞伤人员的风险时,安装在穿梭车上的橡胶缓存器会撞在轨道端面处设计的防撞座上,强制穿梭车停止,避免了穿梭车撞伤人员,撞坏设备的风险。

(2)针对危险源b
在穿梭车运行区域周边设计护栏,这样可解决有人或物误入穿梭车运行区域,导致设备非正常停车的风险;为解决检修人员,设备调试人员进入穿梭车区域的需求,需在护栏上设计安全门,为保障从安全门进入穿梭车区域的人员安全,安全门处设计有安全锁,安全锁与穿梭车设计有互锁程序,当安全门打开时,安全锁给穿梭车控制系统发出信号,控制系统禁止穿梭车启动。为防止其他人把安全门关闭,让安全锁失效,导致有人在安全车工作区域,穿梭车启动的事故,安全锁处设计有机械锁,进入穿梭车区域的人员用机械锁把安全锁锁住,从而保证自身安全。详见图3。

(3)针对危险源c



1.为解决危险源a,采取优化措施后,穿梭车的实施效果检测,将穿梭车避障型LS激光雷达,激光条码测距信号屏蔽,让穿梭车不停车运行,当安装有橡胶缓存器的穿梭车撞在轨道端面处设计的防撞座上,穿梭车驱动轮在轨道上空转,强制穿梭车停止,实验证明穿梭车未损坏,穿梭车未冲出轨道,达到了设计目标。
2.为解决危险源b,采取优化措施后,穿梭车的实施效果检测,将护栏处的安全门打开,用机械锁将安全锁锁定在打开状态,在穿梭车控制系统互锁程序的作用下,任何操作员都无法启动穿梭车,实验证明人员从穿梭车周边护栏安全门进入穿梭车运行区域后,无法启动穿梭车,达到了设计目标。
3.为解决危险源c,采取优化措施后,穿梭车的实施效果检测,穿梭车在正常运行中,往穿梭车前进方向运行区域扔空纸箱作为障碍物。避障型LS激光雷达在穿梭车距离异物约 6米的地方向穿梭车控制系统发出检测到异常信号,穿梭车控制系统自动控制穿梭车行走电机停止运行,同时启动抱闸装置,使得穿梭车快速停止,穿梭车完全静止后距离障碍物约 1米。经过多次测试,穿梭车静止后距离障碍物为1~1.2米。可以有效避免异常情况下的安全事故,避免不必要的伤害或者物料损失,达到了设计目标。
4.对穿梭车进行本质安全设计后,已有数十个工程项目应用了本质安全设计后的穿梭车,再也没有出现穿梭车撞人的安全事故,本质安全设计后的穿梭车实施效果非常好。