CN105540467A - 一种吊装设备的智能化控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吊装设备的智能化控制系统，包括智能控制器和无线遥控器；所述智能控制器设于吊装设备的驾驶室内，所述智能控制器包括第一微处理器和电源装置；所述无线遥控器包括第二微处理器；还包括故障自检功能，所述故障自检功能由防碰撞系统、电机保护系统、防倾翻系统、漏电保护系统、无人控制系统以及防止无关人员操控系统组成。上述系统分别与所述第一微处理器连接；本发明提供了一种吊装设备的智能化控制系统，其具有防碰撞、电机保护、防倾翻、漏电保护、无人控制以及防止无关人员操控的特点。

Description

一种吊装设备的智能化控制系统
技术领域
本发明涉及吊装机械的控制领域，特别是涉及一种吊装设备的智能化控制系统。
背景技术
目前，建筑领域的塔吊事故频繁，为了保证塔吊能够安全运行工作，通常都会给塔吊设置若干限位器，限位器的作用为当塔吊的某一项参数存在安全隐患(例如超重隐患、超力矩隐患、超幅度隐患、超高度隐患、超回转角度隐患、强风隐患、倾斜、倒塌隐患)时，限位器就会断开塔吊的电源开关，使塔吊停止升降工作。但是，当安全检测人员检测无安全隐患后，塔吊司机(或者电工)用一导线并联于限位器的电源开关上后，塔吊就可以恢复工作了，然而，此后无论塔吊如何运作，限位器都不会与电源开关断开，从而使塔吊运行存在安全隐患。
目前的吊装设置基本都配备了安全记录装置-塔吊黑匣子，但是其只是一个被动的记录装置，不能起到真正意义上的“安全自控”。
目前的吊装设备还容易出现以下故障：
1、电机烧毁，目前在塔吊上使用的电机都是热继电器保护；塔吊上的电机都是间歇运行的电机，热继电器不能起到真正意义的保护；
2、出现线路故障，检修塔吊是非常麻烦的事情；
3、在塔吊群(两个以上的塔吊在同一个工地)施工难免要碰撞到一起(或者与旁边的障碍物)；
4、吊装设备人员无证操控现象频发，从而引发一系列的安全问题。
综上所述，目前亟需设计一种克服现有技术中缺陷的吊装设备的智能化控制系统。
发明内容
本发明的目的是提供了一种吊装设备的智能化控制系统，其具有防碰撞、电机保护、防倾翻、漏电保护、无人控制以及防止无关人员操控的特点。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种吊装设备的智能化控制系统，
包括智能控制器和无线遥控器；所述智能控制器设于吊装设备的驾驶室内，所述智能控制器包括第一微处理器和电源装置；所述无线遥控器包括第二微处理器；
还包括故障自检功能，所述故障自检功能由防碰撞系统、电机保护系统、防倾翻系统、漏电保护系统、无人控制系统以及防止无关人员操控系统组成；上述系统分别与所述第一微处理器连接；其中，
防碰撞系统，包括动态工作间限制器和静态工作间限制器；
电机保护系统，包括防止电机烧毁装置，其内设有电流变送器和转速传感器，所述电流变送器和转速传感器将采集到的信号传输到所述第一微处理器；
防倾翻系统，包括两轴电子陀螺仪，所述两轴电子陀螺仪将采集到的信号传输到所述第一微处理器；
漏电保护系统，包括多个漏电线圈，漏电线圈将经过放大处理的信号的数据传输到所述第一微处理器；
无人控制系统，第一微处理器采集吊钩到被吊装的物品之间的直线距离；
防止无关人员操控系统，所述无线遥控器通过无线传输通讯模块与所述第一微处理器连接；
所述第一微处理器通过无线传输通讯模块将信号传输到远端服务器；
所述第一微处理器和第二微处理器之间通过无线传输通讯模块传输信号。
如上所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其中，还包括超年限自动报废功能，所述智能控制器内在初次投入使用的时候即设置好其使用年限，超过年限的时间其将自动永久停止工作。
如上所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其中，所述动态工作间限制器采用RF射频模块和GPRS模块用于检测方圆300米区域是否存在同样的塔吊；
所述静态工作限制器采用RF射频模块和GPRS模块用于检测塔吊的旋转半径有没有静态的障碍物。
如上所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其中，当两轴电子陀螺仪检测到塔机左右倾斜大于2‰，前后倾斜大于4‰，第一微处理器就会发送指令控制声光报警器发生报警信号。
如上所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其中，所述无线遥控器上设有指纹采集器、摄像头、操控手柄与急停按钮；所述指纹采集器和摄像头分别与所述第二微处理器电连接；
还包括触摸输入屏，所述第二微处理器的输出端连接所述触摸输入屏、操控手柄与急停按钮。
如上所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其中，所述无线传输通讯模块为4G通讯模块。
如上所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其中，还包括起升高度限位器、幅度限位器、动臂变幅幅度限位器、回转限位器、运行限位器、起重力矩限制器和起重重量限制器和风速仪；上述装置分别与所述第一微处理器电连接。
如上所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其中，吊装设备包括塔吊、龙门吊、行吊或汽车吊。
与现有技术相比，本发明产生的有益效果主要体现在：
1、本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，通过智能控制器和无线遥控器来实现吊装设备的远程操控；同时通过设置防碰撞系统、电机保护系统、防倾翻系统、漏电保护系统、无人控制系统以及防止无关人员操控系统，从而有效提高了吊装设备的安全系数；
2、本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，由于其还具有超年限自动报废功能，超过年限的时间其将自动永久停止工作，从而保证了吊装设备的运行安全；
3、本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，其具有自动驾驶的功能，因此吊装设备的运行可以由第一微处理器控制吊装设备完成，不再完全依靠吊装设备的司机运行，从而减小了驾驶员的工作量；
4、本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，设有防止无关人员操控系统，若经核对两者的信息不符合，则吊装设备无法启动，从而防止司机(塔吊安拆、塔吊检测、塔吊维修)无证操作情况；
4、本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，所述故障自检功能其通过各种传感器之间的信号传输，从而实现故障自检的功能；
5、本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，具有机械设备联网、相关操作人员联网的功能，其通过4G通讯模块实现数据之间的通讯。
附图说明
图1是本发明的一种吊装设备的智能化控制系统的原理框图；
具体实施方式
为了便于理解本发明的目的、技术方案及其效果，现将结合实施例对本发明做进一步详细阐述。
如图1所示，本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，包括智能控制器和无线遥控器；所述智能控制器设于吊装设备的驾驶室内，所述智能控制器包括第一微处理器和电源装置；所述无线遥控器包括第二微处理器；还包括故障自检功能，所述故障自检功能由防碰撞系统、电机保护系统、防倾翻系统、漏电保护系统、无人控制系统以及防止无关人员操控系统组成；上述系统分别与所述第一微处理器连接；其中，防碰撞系统，包括动态工作间限制器和静态工作间限制器；电机保护系统，包括防止电机烧毁装置，其内设有电流变送器和转速传感器，所述电流变送器和转速传感器将采集到的信号传输到所述第一微处理器；防倾翻系统，包括两轴电子陀螺仪，所述两轴电子陀螺仪将采集到的信号传输到所述第一微处理器；漏电保护系统，包括多个漏电线圈，漏电线圈将经过放大处理的信号的数据传输到所述第一微处理器；无人控制系统，第一微处理器采集吊钩到被吊装的物品之间的直线距离；防止无关人员操控系统，所述无线遥控器通过无线传输通讯模块与所述第一微处理器连接；所述第一微处理器通过无线传输通讯模块将信号传输到远端服务器；所述第一微处理器和第二微处理器之间通过无线传输通讯模块传输信号。
本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，其中，所述防碰撞系统、电机保护系统、防倾翻系统、漏电保护系统、无人控制系统以及防止无关人员操控系统，其各自的论述如下：
1、防碰撞系统，包括动态工作间限制器和静态工作间限制器；
动态工作间限制器采用RF射频模块和GPRS模块用于检测方圆300米区域是否存在同样的塔吊，若能检测到则双方塔吊的射频模块交互双方(三台塔吊、五台塔吊同样)传感器检测到的数据(该数据包括塔吊的运行坐标、速度、回转的角度、变幅的幅度、等等)，若对方塔吊进入本塔吊或者本塔吊进入对方塔吊的工作范围内，双方必须有一方退让，(否则双方停止当前的工作范围内的工作)从而防止塔吊在运行过程中产生碰撞的几率。
静态工作限制器是塔吊的旋转半径有没有静态的障碍物(包括已经建成楼房、横跨施工场地的电力线、塔吊半径范围的围墙、等等)，如果有障碍物就往第一微处理器输入各自的参数，第一微处理器经过内部的逻辑运算，达到极限就会发送指令(同时声、光报警)停止当前的工作。
2、电机保护系统，包括防止电机烧毁装置；
防止电机烧毁装置是采用电流变送器、转速传感器和第一微处理器，第一微处理器采集电流变送器和转速传感器的数据经过一定的延时、内部逻辑运算来判断是缺相运行、过载运行还是超速运行，超过电机额定功率5％、额定转速10％就会发送指令控制接触器(同时声、光报警)动作。
3、防倾翻系统，包括防倾翻装置；
防倾翻传感器采用两轴电子陀螺仪，第一微处理器采集两轴陀螺仪的数据经内部逻辑运算，当塔机左右倾斜大于2‰，前后倾斜大于4‰，第一微处理器就会发送指令控制接触器(同时声光报警)动作。
4、漏电保护系统，包括漏电检测装置；
漏电检测装置是第一微处理器采集各个漏电线圈(经过放大处理的信号)的数据经过内部逻辑运算来判断是二次操控线漏电(可以精确到是那部分漏电、还是一次电源线漏电(可以精确到是哪个电机漏电)，一旦有漏电现象，第一微处理器就会发送指令控制接触器(同时声、光报警、屏幕显示出那部分漏电)动作、并通过4G通讯模块上传服务器、通知维修员(手机短信息告知、手机APP告知)。
5、无人控制系统；
无人控制系统的算法是第一微处理器采集吊钩到被吊装的物品(也可以理解为到卸载物品的目的地)之间的直线距离；如果这段距离有障碍物影响塔吊(大臂、平衡臂以及其拉杆)被吊物品的运行，那么第一微处理器就会控制改变方向，从一个没有障碍物的方向运行至卸载地，同时，在无线遥控设备的触摸输入屏上会显示出建筑物的平面和立体面的几何图形，以及各种障碍物(建筑物)的坐标与高度以方便塔机司机开机工作；本智能控制器只有在每天每次开机输入有变化的障碍物(比如在建楼房的高度)空间坐标并存档，然后第一微处理器计算出障碍物的空间坐标后，塔吊才能实现自动控制的功能。
6、防止无关人员操控系统，彻底告别无证人员参与塔吊工作；
包括无线遥控器输入设备，所述无线遥控器输入设备包括指纹采集器、摄像头、触摸输入屏、操控手柄与急停按钮，其分别与第二微处理器连接；
指纹采集器、摄像头用于验证塔吊司机(塔吊安拆、塔吊检测、塔吊维修)的个人、证件信息，当塔吊司机(塔吊安拆、塔吊检测、塔吊维修)输入指纹信息和通过摄像头录入其证件信息后，处理器将塔机的个人信息通过4G通讯模块发送给远端服务器，远端服务器会将4G通讯模块发送的信息与其已存档的塔机司机(塔吊安拆、塔吊检测、塔吊维修)信息进行核对，若信息一致，则确认塔机司机(塔吊安拆、塔吊检测、塔吊维修)，塔吊便可以启动，若经核对两者的信息不符合，则塔机无法启动，从而防止司机(塔吊安拆、塔吊检测、塔吊维修)无证操作情况。
本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，通过在塔吊的相应位置设置各种传感器，使得当塔吊在运行过程中出现运行指标超出上限的情形下，第一微处理器可以发送指令控制塔吊停止当前的工作，当需要再重新启动塔吊时，只要卸载(也就是不超载、超限)就可以重新启动塔吊，从而提高了塔吊安全系数。
如图1所示，本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，还包括超年限自动报废功能，所述智能控制器内在初次投入使用的时候即设置好其使用年限，超过年限的时间其将自动永久停止工作。
本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，还具有超年限自动报废的功能，初次投入使用(也就是新出厂)的塔吊安装本智能控制器、智能控制器被激活后，当前的激活时间会通过4G通讯模块发送给远端服务器，远端服务器会记录塔吊的激活时间，同时也会记录塔吊的运行期限，当塔吊超过运行期限后，塔吊上的处理器便不再运行，从而使整个塔吊永久停止工作。超过年限的时间自动永久停止工作；旧塔机安装新型安全操作保护器、控制保护器后减去出厂日期到现在时间激活后，超过年限的时间自动永久停止工作；在远端程服务器上只能存储一个塔吊的户口信息，因此塔机的生命周期在后期就不会再篡改，从另一方面也保证了塔吊的运行安全。
如图1所示，本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，所述动态工作间限制器采用RF射频模块和GPRS模块用于检测方圆300米区域是否存在同样的塔吊；所述静态工作限制器采用RF射频模块和GPRS模块用于检测塔吊的旋转半径有没有静态的障碍物。
如图1所示，本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，当两轴电子陀螺仪检测到塔机左右倾斜大于2‰，前后倾斜大于4‰，第一微处理器就会发送指令控制声光报警器发生报警信号。
如图1所示，本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，所述无线遥控器上设有指纹采集器、摄像头、操控手柄与急停按钮；所述指纹采集器和摄像头分别与所述第二微处理器电连接；还包括触摸输入屏，所述第二微处理器的输出端连接所述触摸输入屏、操控手柄与急停按钮。
如图1所示，本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，所述无线传输通讯模块为4G通讯模块；实现无线遥控器和智能控制器之间的信号传输。
如图1所示，本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，还包括起升高度限位器、幅度限位器、动臂变幅幅度限位器、回转限位器、运行限位器、起重力矩限制器和起重重量限制器和风速仪；上述装置分别与所述第一微处理器电连接。
如图1所示，本发明的一种吊装设备的智能化控制系统，吊装设备包括塔吊、龙门吊、行吊或汽车吊。
上面结合实施例对本发明做了进一步的叙述，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种吊装设备的智能化控制系统，其特征在于：
包括智能控制器和无线遥控器；所述智能控制器设于吊装设备的驾驶室内，所述智能控制器包括第一微处理器和电源装置；所述无线遥控器包括第二微处理器；
还包括故障自检功能，所述故障自检功能由防碰撞系统、电机保护系统、防倾翻系统、漏电保护系统、无人控制系统以及防止无关人员操控系统组成；上述系统分别与所述第一微处理器连接；其中，
防碰撞系统，包括动态工作间限制器和静态工作间限制器；
电机保护系统，包括防止电机烧毁装置，其内设有电流变送器和转速传感器，所述电流变送器和转速传感器将采集到的信号传输到所述第一微处理器；
防倾翻系统，包括两轴电子陀螺仪，所述两轴电子陀螺仪将采集到的信号传输到所述第一微处理器；
漏电保护系统，包括多个漏电线圈，漏电线圈将经过放大处理的信号的数据传输到所述第一微处理器；
无人控制系统，第一微处理器采集吊钩到被吊装的物品之间的直线距离；
防止无关人员操控系统，所述无线遥控器通过无线传输通讯模块与所述第一微处理器连接；
所述第一微处理器通过无线传输通讯模块将信号传输到远端服务器；
所述第一微处理器和第二微处理器之间通过无线传输通讯模块传输信号。
2.根据权利要求1所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其特征在于：
还包括超年限自动报废功能，所述智能控制器内在初次投入使用的时候即设置好其使用年限，超过年限的时间其将自动永久停止工作。
3.根据权利要求2所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其特征在于：
所述动态工作间限制器采用RF射频模块和GPRS模块用于检测方圆300米区域是否存在同样的塔吊；
所述静态工作限制器采用RF射频模块和GPRS模块用于检测塔吊的旋转半径有没有静态的障碍物。
4.根据权利要求3所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其特征在于：
当两轴电子陀螺仪检测到塔机左右倾斜大于2‰，前后倾斜大于4‰，第一微处理器就会发送指令控制声光报警器发生报警信号。
5.根据权利要求4所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其特征在于：
所述无线遥控器上设有指纹采集器、摄像头、操控手柄与急停按钮；所述指纹采集器和摄像头分别与所述第二微处理器电连接；
还包括触摸输入屏，所述第二微处理器的输出端连接所述触摸输入屏、操控手柄与急停按钮。
6.根据权利要求5所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其特征在于：
所述无线传输通讯模块为4G通讯模块。
7.根据权利要求6所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其特征在于：
还包括起升高度限位器、幅度限位器、动臂变幅幅度限位器、回转限位器、运行限位器、起重力矩限制器和起重重量限制器和风速仪；上述装置分别与所述第一微处理器电连接。
8.根据权利要求1-7任一项权利要求所述的一种吊装设备的智能化控制系统，其特征在于：
吊装设备包括塔吊、龙门吊、行吊或汽车吊。
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