CN101704472A - 塔吊全自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔吊全自动控制系统，由手持GPS控制器、吊钩GPS位置传感器和中央控制器构成；其中手持GPS控制器、吊钩GPS位置传感器和中央控制器之间相互通过无线通讯模块进行信号传输。本发明克服了原有系统的缺陷，综合考虑重物的升降、运输、避障等控制问题，提供一种安全、高效的塔吊全自动控制系统。

Description

塔吊全自动控制系统

技术领域

本发明涉及一种塔吊全自动控制系统，尤其是包含一个全方位重物运输的自动控制系统。

背景技术

塔吊作为一种运输工具，广泛应用于建筑、港口、铁路货运等场合。目前塔吊都是由位于塔吊顶部的驾驶室内的塔司进行施工吊装操作。由于吊塔本身结构的限制，塔司的视线难免有死角，在接近地面时，需要地面工作人员打手势进行联络，很难保障操作的准确性。所以塔司是一个劳动强度大、责任重的工作岗位，每天都要爬上爬下，非常危险。所以设计一种能够代替塔司进行操作的自动控制系统成为一种必然的趋势。

专利号为200410037882.5的名为“塔吊无线遥控操作系统”提供了一种解决方法，采用地面遥控器操作塔吊。这种方法，由于地面人员视线、熟练程度的限制，如果操作不当可能会造成严重后果；而且操作效率不高。所以不实用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种塔吊全自动控制系统，本发明克服上述缺陷，综合考虑重物的升降、运输、避障等控制问题，提供一种安全、高效的塔吊全自动控制系统。

为达到上述的目的，本发明采用如下技术方案，

一种塔吊全自动控制系统，由手持GPS控制器、吊钩GPS位置传感器和中央控制器构成；其中手持GPS控制器、吊钩GPS位置传感器和中央控制器之间相互通过无线通讯模块进行信号传输；其中手持GPS控制器先请求吊钩命令，通过无线通讯模块将请求吊钩命令和手持GPS控制器自身的GPS信息传输给中央控制器，中央控制器通过无线通讯模块向吊钩GPS位置传感器发送请求吊钩GPS的命令，吊钩GPS位置传感器收到查询命令后将当前GPS信息通过无线通讯模块发送回中央控制器，中央控制器通过吊钩GPS位置传感器得到的当前GPS信息和手持GPS控制器自身的GPS信息，来规划吊钩移动路径，驱动相应的电机运行，当吊钩到达手持GPS控制器的位置附近，将吊钩的控制权交给手持GPS控制器，手持控制器通过吊钩方向控制按纽细调吊钩到合理位置进行装卸货，完成后中央控制器收到手持GPS控制器通过信号传输的吊钩控制权释放命令后，再广播吊钩准备就绪命令，等待下一个手持GPS控制器的请求信号。

所述的手持GPS控制器由第一无线通讯模块、第一电源、第一处理器、第一GPS接收器、第一拨码开关、操作面板构成；其中第一无线通讯模块、第一电源、第一GPS接收器、第一拨码开关和操作面板分别与第一处理器连接。

所述的操作面板上设置有吊钩请求和释放按钮，显示屏，GPS和无线信号状态显示灯和吊钩控制权状态显示灯和吊钩方向控制按纽，其中吊钩方向控制按纽包括第一细调开关，第二细调开关，第三细调开关。

所述的吊钩GPS位置传感器由第二无线通讯模块、第二电源、第二处理器、第二GPS接收器、拨码开关构成；其中第二无线通讯模块、第二电源、第二GPS接收器和第二拨码开关分别与第二处理器连接。

所述的中央控制器由第三无线通讯模块、第三电源、第三处理器和驱动输出部件构成；其中第三无线通讯模块、第三电源和驱动输出部件分别与第一处理器连接。

本发明的有益效果是：该发明中央控制器通过GPS信息，规划控制吊钩移动路径，到达目标地点后控制权交给手持GPS控制器，手持控制器细调吊钩到合理位置，然后交出控制器，其它手持GPS控制器请求吊钩，重复上述过程。从而将塔司解放出来，本发明综合考虑重物的升降、运输、避障等控制问题，提供一种安全、高效的塔吊全自动控制系统；实现了吊钩的自动控制，提高了塔吊的工作效率。

附图说明

图1是本发明手持GPS控制器示意图；

图2是本发明吊钩GPS位置传感器示意图；

图3是本发明中央控制器示意图；

图4是本发明手持GPS控制器操作面板的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示。一种塔吊全自动控制系统，由手持GPS控制器1、吊钩GPS位置传感器2和中央控制器3构成；其中手持GPS控制器1、吊钩GPS位置传感器2和中央控制器3之间相互通过无线通讯模块进行信号传输；手持GPS控制器1由第一无线通讯模块11、第一电源12、第一处理器13、第一GPS接收器14、第一拨码开关15、操作面板16构成；其中第一无线通讯模块11、第一电源12、第一GPS接收器14、第一拨码开关15和操作面板16分别与第一处理器13连接。操作面板16上设置有吊钩请求和释放按钮84，显示屏85，GPS和无线信号状态显示灯80和吊钩控制权状态显示灯86和吊钩方向控制按纽，其中吊钩方向控制按纽包括第一细调开关81第二细调开关82，第三细调开关83。

吊钩GPS位置传感器2由第二无线通讯模块21、第二电源22、第二处理器23、第二GPS接收器24、拨码开关25构成；其中第二无线通讯模块21、第二电源22、第二GPS接收器24和第二拨码开关25分别与第二处理器23连接。

中央控制器3由第三无线通讯模块31、第三电源32、第三处理器33和驱动输出部件34构成；其中第三无线通讯模块31、第三电源32和驱动输出部件34分别与第三处理器33连接。

其中手持GPS控制器1先按下吊钩请求和释放按钮84，请求吊钩移动到手持GPS控制器1当前位置.通过无线通讯模块将请求吊钩命令和手持GPS控制器1自身的GPS信息传输给中央控制器3，中央控制器3通过无线通讯模块向吊钩GPS位置传感器2发送请求吊钩GPS的命令，吊钩GPS位置传感器2收到查询命令后将当前GPS信息通过无线通讯模块发送回中央控制器3，中央控制器3通过吊钩GPS位置传感器2得到的当前GPS信息和手持GPS控制器3自身的GPS信息，来规划吊钩移动路径，驱动相应的电机运行，使吊钩到达手持GPS控制器3位置附近.随后中央控制器3将吊钩的控制权交给手持GPS控制器1，手持GPS控制器1通过吊钩方向控制按纽，将吊钩调整到合理位置进行装卸货.完成后释放手持GPS控制器1按吊钩请求和释放按钮84，通知中央控制器3吊钩控制权释放，中央控制器3再向各手持GPS控制器1广播吊钩准备就绪命令，等待下一个手持GPS控制器1的请求信号.

首次使用前的设置操作：首先将设置吊钩GPS位置传感器2和中央控制器3地址，并将吊钩GPS位置传感器2固定在吊钩上后接通电源。其次是将中央控制器3安装在塔吊驾驶室内，并设置中央控制器3、吊钩GPS位置传感器2和手持GPS控制器1之间的地址，然后输出控制分别连接到对应的原开关位置上，检查无误后把电源连接到驾驶室内电源。最后是将设置手持GPS控制器1和中央控制器3通讯地址，然后开机。

系统进行前述的初始化过程。通讯初始化：中央控制器3按照设置的吊钩GPS位置传感器2和手持GPS控制器1的地址发出查询信息，如果在规定时间内没有收到吊钩GPS位置传感器2和手持GPS控制器3正确的应答信息，则初始化失败，声光报警。当吊钩GPS位置传感器2完成地址设置开机后，如果在规定时间内没有收到中央控制器3的查询信息，则初始化失败，声光报警。当手持GPS控制器1完成地址设置开机后，如果在规定时间内没有收到中央控制器3的查询信息，则初始化失败，声光报警。如果中央控制器3按照约定发出查询信息、吊钩GPS位置传感器2和手持GPS控制器1能够收到查询信息并发出正常的应答信息，中央控制器2能够收到它们的应答信息，则初始化成功。中央控制器3、吊钩GPS位置传感器2和手持GPS控制器1发出初始化成功的声光信息。

通讯初始化后，中央控制器3向各手持GPS控制器1广播吊钩准备就绪命令，等待手持GPS控制器1的吊钩请求信号。

当有一个手持GPS控制器1按下吊钩请求和释放按钮84，来自手持GPS控制器1中的第一处理器33的信息通过第一无线通讯模块11发送和第三无线通讯模块31接收，将请求吊钩命令和手持GPS控制器1通过第一GPS接收模块14接收到的自身的GPS信息传输给中央控制器3中的第三处理器33，然后第三处理器33发出命令，通过第三无线通讯模块31发送和第二无线通讯模块21接收，向吊钩GPS位置传感器2中的第二处理器23发送请求吊钩GPS的命令，第二处理器23收到查询命令后通过第二GPS接收模块24接收GPS信息，将当前GPS信息通过第二无线通讯模块21发送，第三无线通讯模块31接收，发回中央控制器3中的第三处理器33，第三处理器33通过吊钩GPS位置传感器2得到的当前GPS信息和手持GPS控制器3自身的GPS信息，来规划吊钩移动路径，通过驱动输出部件34驱动相应的电机运行，使吊钩到达手持GPS控制器3请求的位置附近，然后通过第三无线通讯模块31发送，第一无线通讯模块11接收，中央控制器3的第三处理器33将吊钩的控制权交给手持GPS控制器1的第一处理器13。

这时如果最终吊钩位置不合理，可以通过手持GPS控制器1的第一按钮81、第二按钮82和第三按钮83进行细调.第一按钮81向上按时，吊钩顺时针运动；向下按时，吊钩逆时针运动.第二按钮82向上按时，吊钩上升；向下按时，吊钩下降.第三按钮83向上按时，吊钩在吊臂上前进；向下按时，吊钩在吊臂上后退.当吊钩调整到合适位置，并装卸货完成后，再按吊钩请求和释放按钮84释放吊钩请求.所有的操作过程会在显示面板85中显示.然后信号通过第一无线通讯模块11发送和第三无线通讯模块31接收，使中央控制器3收到手持GPS控制器1发送来的吊钩控制权释放命令后，先查询吊钩GPS信息，再广播吊钩准备就绪命令，等待下一个手持GPS控制器1的请求信号.其中整个过程中当有GPS和无线信号GPS通信时，GPS和无线信号状态显示灯80亮，当吊钩有控制权命令时，吊钩控制权状态显示灯86亮.然后重复上一段的动作.从而将塔司解放出来，实现吊钩的自动控制，提高了塔吊的工作效率.

Claims (5)

1.一种塔吊全自动控制系统，其特征在于：由手持GPS控制器(1)、吊钩GPS位置传感器(2)和中央控制器(3)构成；其中手持GPS控制器(3)、吊钩GPS位置传感器(2)和中央控制器(3)之间相互通过无线通讯模块进行信号传输；其中手持GPS控制器(1)先请求吊钩命令，通过无线通讯模块将请求吊钩命令和手持GPS控制器(1)自身的GPS信息传输给中央控制器(3)，中央控制器(3)通过无线通讯模块向吊钩GPS位置传感器(2)发送请求吊钩GPS的命令，吊钩GPS位置传感器(2)收到查询命令后将当前GPS信息通过无线通讯模块发送回中央控制器(3)，中央控制器(3)通过吊钩GPS位置传感器(2)得到的当前GPS信息和手持GPS控制器(3)自身的GPS信息，来规划吊钩移动路径，驱动相应的电机运行，当吊钩到达手持GPS控制器(3)的位置附近，将吊钩的控制权交给手持G PS控制器(1)，手持控制器(1)通过吊钩方向控制按纽细调吊钩到合理位置进行装卸货，完成后中央控制器(3)收到手持GPS控制器(1)通过信号传输的吊钩控制权释放命令后，再广播吊钩准备就绪命令，等待下一个手持GPS控制器(1)的请求信号。

2.如权利要求1所述的塔吊全自动控制系统，其特征在于：所述的手持GPS控制器(1)由第一无线通讯模块(11)、第一电源(12)、第一处理器(13)、第一GPS接收器(14)、第一拨码开关(15)、操作面板(16)构成；其中第一无线通讯模块(11)、第一电源(12)、第一GPS接收器(14)、第一拨码开关(15)和操作面板(16)分别与第一处理器(13)连接。

3.如权利要求1或2所述的塔吊全自动控制系统，其特征在于：所述的操作面板(16)上设置有吊钩请求和释放按钮(84)，显示屏(85)，GPS和无线信号状态显示灯(80)和吊钩控制权状态显示灯(86)和吊钩方向控制按纽，其中吊钩方向控制按纽包括第一细调开关(81)第二细调开关(82)，第三细调开关(83)。

4.如权利要求1所述的塔吊全自动控制系统，其特征在于：所述的吊钩GPS位置传感器(2)由第二无线通讯模块(21)、第二电源(22)、第二处理器(23)、第二GPS接收器(24)、拨码开关(25)构成；其中第二无线通讯模块(21)、第二电源(22)、第二GPS接收器(24)和第二拨码开关(25)分别与第二处理器(23)连接。

5.如权利要求1所述的塔吊全自动控制系统，其特征在于：所述的中央控制器(3)由第三无线通讯模块(31)、第三电源(32)、第三处理器(33)和驱动输出部件(34)构成；其中第三无线通讯模块(31)、第三电源(32)和驱动输出部件(34)分别与第三处理器(33)连接。

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