CN104150381A - 一种智能监控塔式起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能监控塔式起重机，其包括塔架、塔头、长臂架、小车、吊钩及配重，其还包括：地面控制器；塔体控制器；回转总成设有回转电机及回转角度传感器；小车移动机构设有小车移动电机及小车位移传感器；吊钩提升机构设有吊钩提升电机、吊钩升降幅度传感器及重量传感器均；及状态摄像机。本发明所述的智能监控塔式起重机创新性地采用传感器、摄像机及联机的地面控制器及塔体控制器对塔体各电机进行智能监测和控制，其免去人工高空操作，减少安全隐患，智能监控工况，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种塔式起重机，具体涉及一种可实现地面监测和操作控制的智能塔式起重机，属于建筑设备领域。
背景技术
塔式起重机为建筑工程常用的重物吊装搬运设备，其包括有塔架、爬升机构、塔头、长臂架、回转总成等主要结构。长臂架与塔头之间设有拉杆进行平衡稳固。长臂架的后臂设有配重，前臂设有小车装置，小车装置包括有小车及小车移动机构，所述小车上安装有吊钩装置，吊钩装置包括有吊钩及吊钩提升机构。现有的塔式起重机均采用人工在塔式起重机上的高空驾驶操作室内进行现场作业，塔式起重机的所有工作执行都是靠人为判断和操作，高空作业危险因素大，且采用人为操作容易因为人为因素造成重大安全事故，如判断失误、疲劳作业、酒后作业等。且现有塔式起重机均为单机操作，无法实现远程监控，无法进行区域安全和工作执行的总体协调，工作效率相对较低。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题不足之处，提供一种可实现地面监测和操作控制的智能塔式起重机，其免去人工高空操作，减少安全隐患，智能监控工况，提高工作效率。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种智能监控塔式起重机，包括塔架、塔头、长臂架、小车、吊钩及配重，其还包括：
地面控制器；
塔体控制器，其与地面控制器采用有线或无线进行数据交换通讯；
回转总成，其设有回转电机及回转角度传感器，且所述回转电机及回转角度传感器与塔体控制器电连接；
小车移动机构，其设有小车移动电机及小车位移传感器，且所述小车移动电机及小车位移传感器与塔体控制器电连接；
吊钩提升机构，其设有吊钩提升电机、吊钩升降幅度传感器及重量传感器，且所述吊钩提升电机、吊钩升降幅度传感器及重量传感器均与塔体控制器电连接；及
状态摄像机，其与塔体控制器电连接。
所述塔体控制器采集上述各电机和传感器及状态摄像机反馈的信息，处理并传送至地面控制器，并且塔体控制器根据预设的数据设定或和地面控制器反馈的控制指令对回转总成、小车移动机构及吊钩提升机构的运行进行控制。
作为优选，本发明还包括有配重移动机构，该配重移动机构设有配重移动电机、配重移动轨道及配重位置传感器，且所述配重移动电机及配重位置传感器与塔体控制器电连接。
进一步，所述地面控制器包括：
地面中央处理器；
地面数据收发模块，与地面中央处理器电连接，其设有有线数据接口或和无线收发天线；
地面数据储存模块，其具有一地面黑匣子保护壳，且与地面中央处理器电连接；
图像及数据显示屏模块，其与地面中央处理器电连接；
控制按钮模块，其与地面中央处理器电连接。
报警模块，其与地面中央处理器电连接。
作为优选，所述控制按钮模块包括有小车移动控制键、吊钩升降控制键、配重移动键、急停开关、电源开关和回转控制键。
进一步，所述塔体控制器包括：
塔体中央处理器；
塔体数据收发模块，与塔体中央处理器电连接，其设有有线数据接口或和无线收发天线；
塔体数据采集模块，其与塔体中央处理器电连接；
塔体数据储存模块，其具有一塔体黑匣子保护壳，且与塔体中央处理器电连接。
作为优选，本智能监控塔式起重机还包括风速传感器，其设于塔头上且与塔体控制器电连接。
作为优选，本智能监控塔式起重机还包括塔体倾斜传感器，其设于塔头上且与塔体控制器电连接。
作为优选，本智能监控塔式起重机还包括障碍物传感器，其设于小车、吊钩、长臂架的前臂及后臂上且与塔体控制器电连接。
作为优选，所述状态摄像机分别设于塔头、小车、吊钩、长臂架的前臂及后臂上。
进一步优选，本智能监控塔式起重机还包括地面终端管理平台，其设有网络通信模块，并通过网络通信模块与地面控制器及其他外部管理平台进行联网通信。
本发明所述的智能监控塔式起重机创新性地采用传感器、摄像机及联机的地面控制器及塔体控制器对塔体各电机进行智能监测和控制，其免去人工高空操作，减少安全隐患，智能监控工况，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明所述智能监控塔式起重机实施例1结构示意图。
图2为本发明实施例1电气控制原理简图。
图3为本发明所述塔体控制器的电气控制原理简图。
图4为本发明所述地面控制器的电气控制原理简图。
图5为本发明所述智能监控塔式起重机实施例2结构示意图。
图6为本发明实施例3电气控制原理简图。
图7为本发明实施例4电气控制原理简图。
以下通过附图和具体实施方式来对本发明作进一步描述：
具体实施方式
实施例1
如图1至4所示，本发明所述智能监控塔式起重机包括有基座1、塔架11、爬升机构12、塔头13、长臂架14、回转总成15等主要结构。所述塔架11可在基座1上移动。长臂架14与塔头13之间设有拉杆10进行平衡稳固。长臂架14的后臂142设有配重21，前臂141设有小车装置，小车装置包括有小车31及小车移动机构32，所述小车31上安装有吊钩装置，吊钩装置包括有吊钩41及吊钩提升机构42。
如图1和2所示，为了实现智能监控，本发明还包括：地面控制器6和塔体控制器5。
所述塔体控制器5与地面控制器6采用有线进行数据交换通讯，如其两者采用数据线进行连接，实现数据交换通讯，塔体控制器5与塔式起重机的各电机及传感器连接，具体如下：
所述回转总成15设有回转电机151及回转角度传感器152，且所述回转电机151及回转角度传感器152与塔体控制器5电连接，回转电机151用于驱动回转总成的转动，回转角度传感器152用于反馈回转总成的转动角度，塔体控制器5根据控制指令或预设数据对比回转角度传感器152的反馈数据，对回转电机151的转动动作进行控制，如启动、紧急制动等。
所述小车移动机构32设有小车移动电机321及小车位移传感器322，且所述小车移动电机321及小车位移传感器322与塔体控制器5电连接，所述小车移动电机321驱动小车在前臂上来回移动，小车位移传感器322用于反馈小车31的位移数据，塔体控制器5根据控制指令或预设数据对比小车位移传感器322的反馈数据，对小车移动电机321的转动动作进行控制，如启动、紧急制动等。
所述吊钩提升机构42设有吊钩提升电机421、吊钩升降幅度传感器422及重量传感器423，且所述吊钩提升电机421、吊钩升降幅度传感器422及重量传感器423均与塔体控制器5电连接，所述吊钩提升电机421用于驱动吊钩41的升降，吊钩升降幅度传感器422用于反馈吊钩41的高度，重量传感器423用于反馈吊钩41的负载重量。
所述状态摄像机81与塔体控制器5电连接，用于拍摄塔式起重机的工作状态，具体为所述状态摄像机81分别设于塔头13、小车31、吊钩41、长臂架14的前臂141及后臂142上。
本智能监控塔式起重机还包括风速传感器82、塔体倾斜传感器83及障碍物传感器84。所述风速传感器82设于塔头13上且与塔体控制器5电连接，用于反馈塔式起重机所受到的风力大小；所述塔体倾斜传感器83设于塔头13上且与塔体控制器5电连接，用于反馈塔式起重机是否出现倾斜及倾斜的幅度数据；所述障碍物传感器84设于小车31、吊钩41、长臂架的前臂141及后臂142上且与塔体控制器5电连接，用于反馈塔式起重机的工作范围内是否存在障碍物，防止碰撞。
进一步，如图3所述，所述塔体控制器5包括：塔体中央处理器51、塔体数据收发模块52、塔体数据采集模块53及塔体数据储存模块54。
所述塔体数据收发模块52与塔体中央处理器51电连接，其设有有线数据接口，用于与地面控制器6通过数据线进行连接通讯。
所述塔体数据采集模块53与塔体中央处理器51电连接，且与上述各工作电机及传感器电连接，用于采集上述各工作电机及传感器反馈的数据并输送给塔体中央处理器5；
所塔体数据储存模块54具有一塔体黑匣子保护壳（图中没有画出），且塔体数据储存模块54与塔体中央处理器51电连接，用于储存和记录塔式起重机的工作数据，塔体黑匣子保护壳的作用是对塔体数据储存模块54进行保护，保证塔体在发生意外事故时仍能保护好塔体数据储存模块54，保证其储存和记录塔式起重机的工作数据在发生意外事故后能被读取，从而获知事故前的有效记录数据和信息，帮助分析事故原因。
进一步具体，如图5所示，所述地面控制器6包括：地面中央处理器61、地面数据收发模块62、地面数据储存模块63、图像及数据显示屏模块64、控制按钮模块65及报警模块66，具体连接关系如下：
所述地面数据收发模块62与地面中央处理器61电连接，其设有有线数据接口，用于与塔体控制器5通过数据线进行连接通讯。
所述地面数据储存模块63具有一地面黑匣子保护壳，且地面数据储存模块63与地面中央处理器61电连接，用于储存和记录塔式起重机的工作数据。地面黑匣子保护壳的作用是对地面数据储存模块63进行保护，保证工地在发生意外事故时仍能保护好地面数据储存模块63，保证其储存和记录塔式起重机的工作数据和其他联网数据在发生意外事故后能被读取，从而获知事故前的有效记录数据和信息，帮助分析事故原因。
所述图像及数据显示屏模块64与地面中央处理器61电连接，用于显示由状态摄像机81拍摄的图像信息及塔式起重机的工作数据。
所述控制按钮模块65与地面中央处理器61电连接，用于输入和设定控制指令，具体为，所述控制按钮模块65包括有小车移动控制键651、吊钩升降控制键652、配重移动键653、急停开关654、电源开关655和回转控制键656。
作为优选，所述地面控制器6还包括报警模块66与地面中央处理器61电连接，用于当监测到各传感器和工作电机反馈的数据参数超过预设的安全工作范围，就会发出警报，提醒工作人员进行安全操作和补救。
所述塔体控制器5采集上述各电机和传感器及状态摄像机81反馈的信息，处理并传送至地面控制器6，并且塔体控制器5根据预设的数据设定或和地面控制器反馈的控制指令（人工操作）对回转总成15、小车移动机构32、吊钩提升机构42及配重移动机构22的运行进行控制，即对具体对回转电机151、小车移动电机321及吊钩提升电机421进行控制，如启动、紧急制动、反转等，以使塔式起重机处于智能可控的正常安全的工作状态。
实施例2
如图5所示，本实施例中，塔体数据收发模块设有无线收发天线7，而地面数据收发模块也设有无线收发天线7，实现塔体控制器5和地面控制器6无线数据交换。
本实施例其他结构如实施例1所述，在此不再赘说。
实施例3
如图6所示，为了实现多个智能监控塔式起重机的集体监控，实施例3中本发明还包括地面终端管理平台91，其设有网络通信模块，并通过网络通信模块与各个地面控制器6及其他外部管理平台92（如监管平台、安全平台或建设单位平台等）进行联网通信，实现远程实时监控。具体地，所述网络通信模块可包括有互联网卡和接口，或者包括GPRS或3G网络模块和相应卡槽，对应的地面控制器也对应设有互联网卡和接口，或者GPRS或3G网络模块和相应卡槽，通过互联网或移动互联网实现通信。
本实施例其他结构如实施例1所述，在此不再赘说。
实施例4
如图7所示，为了能进一步提高塔体11和长臂架14的智能平衡水平，在实施例1的基础上，本实施例增加配重移动机构22，所述配重移动机构22与配重21连接，用于驱动配重移动，该配重移动机构22设有配重移动电机221、配重移动导轨及配重位置传感器222，所述配重移动导轨上安装配重21，所述配重移动电机221及配重位置传感器222与塔体控制器5电连接，所述配重移动电机221用于驱动配重21的移动，用以平衡吊钩41的负载，使长臂架14达到动态平衡，配重位置传感器222用于反馈配重21的位移信息。
现有的塔式起重机包括实施例1的塔式起重机其配重均是固定不动的，因此在小车31和吊钩41的负载和移动所产生的力矩变化只能靠相关平衡拉绳来负载平衡，由于平衡拉绳有负载极限，导致小车31的负载能力和活动范围受限。因此如本实施例增加配重移动机构22则可减轻平衡拉绳的负担，且平衡控制精度更高，更容易通过智能平台实现智能控制。
本发明所述的智能监控塔式起重机创新性地采用传感器、摄像机及联机的地面控制器及塔体控制器对塔体各电机进行智能监测和控制，其免去人工高空操作，减少安全隐患，智能监控工况，提高工作效率。
Claims (10)
1.一种智能监控塔式起重机，包括塔架、塔头、长臂架、小车、吊钩及配重，其特征在于包括：
地面控制器；
塔体控制器，其与地面控制器采用有线或无线进行数据交换通讯；
回转总成，其设有回转电机及回转角度传感器，且所述回转电机及回转角度传感器与塔体控制器电连接；
小车移动机构，其设有小车移动电机及小车位移传感器，且所述小车移动电机及小车位移传感器与塔体控制器电连接；
吊钩提升机构，其设有吊钩提升电机、吊钩升降幅度传感器及重量传感器，且所述吊钩提升电机、吊钩升降幅度传感器及重量传感器均与塔体控制器电连接；及
状态摄像机，其与塔体控制器电连接。
所述塔体控制器采集上述各电机和传感器及状态摄像机反馈的信息，处理并传送至地面控制器，并且塔体控制器根据预设的数据设定或和地面控制器反馈的控制指令对回转总成、小车移动机构及吊钩提升机构的运行进行控制。
2.根据权利要求1所述的智能监控塔式起重机，其特征在于：还包括有配重移动机构，该配重移动机构设有配重移动电机、配重移动轨道及配重位置传感器，且所述配重移动电机及配重位置传感器与塔体控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的智能监控塔式起重机，其特征在于：所述地面控制器包括：
地面中央处理器；
地面数据收发模块，与地面中央处理器电连接，其设有有线数据接口或和无线收发天线；
地面数据储存模块，其具有一地面黑匣子保护壳，且与地面中央处理器电连接；
图像及数据显示屏模块，其与地面中央处理器电连接；
控制按钮模块，其与地面中央处理器电连接；及
报警模块，其与地面中央处理器电连接。
4.根据权利要求3所述的智能监控塔式起重机，其特征在于：所述控制按钮模块包括有小车移动控制键、吊钩升降控制键、配重移动键、急停开关、电源开关和回转控制键。
5.根据权利要求1所述的智能监控塔式起重机，其特征在于：所述塔体控制器包括：
塔体中央处理器；
塔体数据收发模块，与塔体中央处理器电连接，其设有有线数据接口或和无线收发天线；
塔体数据采集模块，其与塔体中央处理器电连接；
塔体数据储存模块，其具有一塔体黑匣子保护壳，且与塔体中央处理器电连接。
6.根据权利要求1所述的智能监控塔式起重机，其特征在于：还包括风速传感器，其设于塔头上且与塔体控制器电连接。
7.根据权利要求1所述的智能监控塔式起重机，其特征在于：还包括塔体倾斜传感器，其设于塔头上且与塔体控制器电连接。
8.根据权利要求1所述的智能监控塔式起重机，其特征在于：还包括障碍物传感器，其设于小车、吊钩、长臂架的前臂及后臂上且与塔体控制器电连接。
9.根据权利要求1所述的智能监控塔式起重机，其特征在于：所述状态摄像机分别设于塔头、小车、吊钩、长臂架的前臂及后臂上。
10.根据权利要求1所述的智能监控塔式起重机，其特征在于：还包括地面终端管理平台，其设有网络通信模块，并通过网络通信模块与地面控制器及其他外部管理平台进行联网通信。
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