CN105923545A - 脚踏操控起重机械盲区显示辅助装置 - Google Patents

Abstract

因起重机械司机工作时左右手始终在操作两个联杆控制大臂旋转、幅度跑车前后、吊钩上下而无法使用鼠标、摇杆等操控球机云台。所以司机工作时存在视觉盲区会效率低下，有安全隐患。为解决此难题发明脚踏操控球机云台、变倍装置，分别用两个船型无锁自复位脚踏板通过高速光耦隔离模块、单片机模块来控制RS485球机云台上下、左右转动及球机变倍，解放双手用脚踏控制球机看清现场被吊装物。必要时可维修座蓝处安装视频辅助装置达到全方位显示被吊装物的效果。

Description

脚踏操控起重机械盲区显示辅助装置

技术领域

本发明球机操控装置利用脚踏双向自复位开关、高速光耦隔离模块、单片机操控球机云台、变倍，广泛用于建筑工地、港口等起重司机工作中的视觉辅助，消灭盲区、解决司机手控视频影像设备顾此失彼忙乱，实现提高工作效率杜绝安全隐患目标。

背景技术

随着国民经济的发展，以建筑工程为例建筑物越来越高越密，而目前塔式起重机等司机在吊装、搬运货物时都存在视觉盲区，仅靠信号工对讲机指挥司机缺少自己现场判别，容易误听指令造成错误操作，效率低且存在超重、斜拉等安全隐患。

为解决视觉盲区问题有在塔机大臂某处安装普通监控球机，因为位置安装角度不佳、起吊点和卸货点位置不同，司机要随时手动操作鼠标或遥控器等调整球机才可以看到被吊装物。但司机在工作时双手要同时操作二个联动操纵杆，如再同时控制遥控器或鼠标、摇杆键盘难免顾此失彼。

靠图像判别跟踪吊钩理论可行但因工地现场塔机型号不同及被吊装物复杂多变、吊钩在空中旋转等原因无法实现图像判别而跟踪吊装物。

采用电位器等传感器确定吊钩的位置因传感器磨损等原因造成数值偏差无法准确测出吊钩的空间位置；雷达空间定位等会因基站设置成本造价极高、GPS定位方法因精度较低无法实现准确跟踪吊钩，使用单位无法接受使用。

发明内容

本系统采用两个船型无锁脚踏自复位控制板操控中控盒发出指令调整安装在塔机大臂某处的球机，用左右两个脚控制。左脚用来选择云台变化模式(上下、球机镜头倍率、左右)，左脚控制模式如下：(1)当左脚不踩时前后开关均不通，右脚可调整球机镜头上下0-90°之间角度移动。(2)左脚尖踩时开关前通后断，右脚可调整球机镜头倍率缩放。

(3)左脚跟踩下时开关前断后通，右脚可调整云台水平0-360°之间左右运动。也可依据司机个人习惯布置两个脚踏控板的左右位置，操控方式随之切换。(4)右脚控制调整变化方位的幅度，脚尖踩表示镜头上移(倍率加大、云台左转)，脚跟踩表示镜头下移(倍率减小、云台右转)。

由于本系统多在工地施工现场使用，可能会出现电压不稳和各种干扰。因此外部的脚踏信号通过高速光耦隔离模块将信号送给内部MCU有效避免干扰，使设备反应更灵敏稳定高效。

本控制器采用性能较高的MCU，通过内部的软件判断光耦接收的信号，根据脚踏的不同的方式，输出不同的命令，控制球机云台、上下左右、变倍等。单片机的输出电平是TTL的，传输的距离很短。为了增加电路的传输距离和稳定性，采用具备查分输出的485信号输出，和球机上的485信号无缝对接。本系统采取双信号输出，以适应不同的工作需求。有线485总线；接收无线485信号后转化为有线485信号驱动球机；本脚踏控制系统中控盒设有云台调速拨码以适应不同厂家的球机、地址码可以分别控制四个不同的球机云台、变倍。

为了从根本上消除视觉盲区，也可在跑车维修座蓝处安装遥控操控的3个直流电机驱动的云台、一体摄像机辅助装置。因吊钩始终在跑车的正下方，工作前可一次性调整云台的位置、镜头倍率，对准吊钩。遥控发射接收装置采用不同频率、学习码避免干扰；无线视频收发器采用不同的频率通道；维修吊篮处蓄电池电源采用接触轨道、弹性触碰杆自动充电，充电系统设电源管理保护模块，充满即停。

脚踏控制装置与维修座蓝处辅助装置依据工地现场情况独立或联合使用与有线或无线视频接收接入二路显示器和DVR录像机即可。大臂处高清球机可设无线视频发射由地面无线接收视频信号兼做现场重大危险源监控用途。

附图说明

图1系本发明脚踏结构原理图。

图2系本发明脚踏应用实施结构图。

图3系维修蓝处辅助装置接收部分应用实施结构图。

图4系维修蓝处辅助装置H桥原理图。

图5系维修蓝处辅助装置发射部分应用实施结构图。

具体实施方式

本系统采用两个船型脚踏控制板，分左右两个脚控制。左脚用来选择云台变化模式(球机镜头倍率、左右、上下)，右脚控制调整幅度，脚尖踩表示倍率加大(左转、上移)，脚跟踩表示倍率减小(右转、下移)。

左脚控制模式如下：(1)当左脚不踩时，右脚可调整球机镜头角度上下运动。(2)左脚尖踩时，右脚可调整球机倍率缩放(3)左脚跟踩下时右脚可调整云台水平左右运动。也可依据个人习惯随意布置两个脚踏控板的左右位置。

工作原理是：左脚开关通过全开模式、开关前通后断、开关前断后同三种情况输出不同的信号；右脚双向开关通过前通后断、前断后同二种情况输出不同的信号。左右脚踏双向开关由高速光耦隔离模块接收后经单片机综合处理后输出电平信号TTL，再用具备查分输出的485信号输出球机可识别的RS485信号。

本发明控制器设有云台垂直、水平灵敏度选择键，适用于不同厂家生产的中速、高速球机，为不同操作习惯的司机提供多种选择；同时本设备也设有地址码选择，可以分别操控四个不同的球机云台、变倍。

脚踏控制装置的球机可以安在塔机大臂适当位置，因变倍球机安装在施工现场的高空，自身震动等，为避免球机损坏保证球机稳定运行采用专用阻尼减震安装支架。维修吊篮处视频辅助装置在吊篮处用减震垫固定并做好防水等，使用前调整镜头倍率、云台方位对准吊钩即可，具有断电复位功能。

本发明装置和变倍球机、DVR录像机、双路显示屏、无线视频收发、遥控辅助装置等组合连接组成操作人员的“塔吊眼”系统，以消除视觉盲区、提高效率、加大保险系数。

Claims (6)

1.本发明采用两个船型无锁脚踏控制板，用左右两个脚操控中控器实现调整安装在起重机大臂某处的球机云台：左脚用来选择云台变化模式(上下、镜头倍率、左右)，右脚控制调整幅度。当右脚脚尖踩表示镜头向上(镜头放大、镜头左转)；脚跟踩表示镜头向下(镜头缩小、镜头右转)。左脚控制模式如下：(1)当左脚不踩时，右脚可调整球机镜头角度上下移动。(2)左脚尖踩时开关前通后断，右脚可调整球机倍率缩放。(3)左脚跟踩下时开关前断后通，右脚可调整云台水平左右运动。也可依据个人习惯随意布置两个脚踏控板的位置。

2.由于本系统多在工地施工现场使用，可能会出现电压不稳和各种信号干扰。当脚踏信号通过高速光耦隔离模块将信号送给内部MCU可有效避免干扰，使设备反应更灵敏稳定高效。本控制器采用性能较高的MCU，通过内部的软件判断光耦接收的信号，根据脚踏的不同的开关方式输出不同的命令，控制球机云台左右、上下、变倍等。

3.单片机的输出电平是TTL的传输的距离很短。为了增加电路的传输距离和稳定性，采用具备查分输出的485信号输出与球机接收的485信号无缝对接。本系统采取双信号输出，以适应不同的工作环境需求。有线485总线；无线发射485信号经接收转化为有线485信号驱动安装在大臂合适部位的球机云台、变倍。

4.为确保塔机司机消灭盲区，可在跑车维修座蓝处安装3个直流微电机驱动的云台、一体摄像机的视频辅助装置，用结构简单稳定的触碰节点或轨道接触的方式给蓄电池自动充电，触碰节点或充电轨道分别安装在座蓝和大臂的合适位置。司机在开始工作前用遥控器一次性完成蓄电池开关通断电、调节镜头倍率、使云台对准吊钩即可。摄像机有断电记忆复位功能。

5.维修座蓝处视频辅助装置的发射部分遥控器为成熟的315M、433M学习码有效避免干扰。单片机采集遥控信号滤波后转为TTL发射信号再经过485芯片转化为差分信号，发送模块接收到485的差分信号经485转为TTL然后通过无线发送模块发出信号；无线接收模块收到信号后经过485转换再转换为TTL，单片机收到TTL信号经过内部的Uart模块转为数据将数据处理为驱动继电器的信号和驱动MOS管的信号。MOS管搭接的H桥来驱动三个小型直流的电机的正反转和变倍；单片机接到遥控器开关信号处理后输出TTL信号经ULN2003放大驱动继电器开关给电设备供电或电池充电。

6.无线视频收发据现场环境选用1.2G、2.4G、5.8G不同频率、不同频道，避免相互干扰。