CN106829741B - 行车远程控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行车的控制系统，尤其是行车远程控制系统和控制方法，行车远程控制系统，包括通过无线网与远程控制系统连接的行车控制器、视频探头、定位系统、高度测量系统和称重系统；所述远程控制系统包括工控机、操作平台和显示器，所述工控机分别与无线模块、操作平台和显示器连接，所述操作平台用于设置参数和控制行车运行。本发明提供的行车远程控制系统和控制方法能够将采集到的图像数据和距离数据直观的进行判断，并通过定位系统确定目标物的具体位置，有效控制吊车根据目标位置精确地定位，避免了人工定位准确率低的问题，有效提高了工作效率，同时能检测货物的重量，有效避免超载，防止发生安全事故。

Description

行车远程控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及一种行车的控制系统，尤其是行车远程控制系统和控制方法。

背景技术

行车是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，因此称为桥式起重机。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。

目前，各个行业采用的是传统控制方式的行车，即需要工作人员在行车上固定的操作室内操作，通过固定室内的操作按钮，实现对行车上升、下降等各个动作的操作。虽然通过行车控制室内的操作按钮能够实现对行车的控制，但如果行车起降物品的距离较大时，行车的操作室内的工作人员不容易看到地面的物品，行车作业控制比较困难，只能通过通信设备与地面人员交流，配合作业，行车控制烦琐，效率低，如果稍有不慎，可能会发生意外事故，起吊重物时不知道重物的具体重量，无法判断是否超过行车的最大起重量，会发生压塌行车的情况。

鉴于桥式行车在运行时，行车上台车的运动会引起负载的摆动，使得负载可能会和周围的操作工人或者是其它物体发生碰撞，致使负载损坏，甚至导致发生人员伤亡事故，尤其是当台车到达指定位置停止运行后，行车所悬挂的负载会发生比较强烈的残余摆动，这样不仅会带来较大的安全隐患，同时也严重影响了行车的工作效率。因此，为了有效避免安全隐患，提高行车的工作效率，在操作行车时，一方面需要实现台车的快速准确定位，以满足准确运送负载的要求，另一方面，需要有效地抑制负载的摆动，实现负载的“无摆”或者“微摆”操作。特别是当台车到达指定位置时，负载必须很快地停止摆动，以期提高行车的工作效率。

目前，为了满足台车的快速准确定位和有效地抑制负载的摆动这两方面的行车操作要求，一般是通过有经验的工人操纵行车来实现，具体在操作过程中，工人需要利用他们的经验并通过其眼睛的观测来估计台车的位置与摆角大小，然后选择合理的动作序列来有效抑制负载的摆动，并尽快将它运送到指定的位置，所以一个工人只有在具备多年行车操作经验，并且掌握娴熟的行车操作技巧之后，才能利用行车快速地将负载运送到指定的位置，并有效地抑制负载的摆动。

一般来说，为了实现行车系统的安全操作，行车操作人员需要接受很长时间的培训，并在操作过程中不断总结经验以及吸取各种教训，因此，现有的行车系统对行车操作人员的技能要求偏高，一般的行车操作人员无法实现行车系统的安全操作。此外，鉴于行车操作者在行车操作过程中的劳动强度较大，使得行车的工作效率偏低，行车操作的准确度有时也难以满足要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种能够自动检测货物与地面的距离、自动控制大车的移动速度、并实现远程控制和实时监控的行车远程控制系统和控制方法，具体技术方案为：

行车远程控制系统，包括通过无线网与远程控制系统连接的行车控制器、视频探头、定位系统、高度测量系统和称重系统；所述远程控制系统包括工控机、操作平台和显示器，所述工控机分别与无线模块、操作平台和显示器连接，所述操作平台用于设置参数和控制行车运行，所述显示器显示操作平台的内容和视频探头的图像；所述行车控制器安装在行车的大车上，行车控制器分别与行车的大车移行机构、小车移行机构、提升机构以及无线模块连接；所述视频探头安装在行车的大车上，用于观察吊钩及行车的周围环境，视频探头与无线模块连接；所述定位系统用于测量行车位于轨道的位置；所述高度测量系统用于测量吊钩与小车之间距离以及货物与地面之间的距离；所述称重系统用于检测提升货物的重量。

优选的，所述操作平台设有操作杆，操作杆上装有传感器，所述传感器感应操作人员的动作并输出数字信号，操作平台将数字信号转换成控制信号，并通过无线网传送到行车控制器，行车控制器接收控制信号并控制大车移行机构、小车移行机构和提升机构。

优选的，所述视频探头不少于三个，一个安装在大车下方的一端用于监控吊钩，其余两个分别安装在大车的两侧用于监控行车两侧的情况。

优选的，所述定位系统包括激光测距传感器，所述激光测距传感器安装在大车的一侧，并与无线模块连接，激光测距传感器测量大车与轨道一端的距离，通过无线网将距离数据传输给远程控制系统。

优选的，所述高度测量系统包括与无线模块连接的激光测距传感器和超声波测距传感器，所述激光测距传感器安装在小车上，激光测距传感器测量吊钩与小车之间的距离，超声波测距传感器安装在大车的一端，超声波测距传感器测量货物与地面之间的距离，激光测距传感器和超声波测距传感器检测的高度数据通过无线网传输给远程控制系统。

优选的，所述称重系统包括称重传感器，所述称重传感器安装在吊钩上，并与无线模块连接，通过无线网将重量数据传输给远程控制系统。

优选的，所述行车控制器为DSP芯片或ARM芯片。

其中，所述芯片为TMS320F2812DSP芯片。

行车远程控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1划分区域，在远程控制系统的操作平台上将行车轨道等间距分成多个区域，每个区域的长度不小于20cm，每个区域设置一个代码；

S2提升吊钩，在操作平台上设置吊钩的安全位置，操作平台通过行车控制器控制提升机构提升吊钩，高度测量系统的激光测距传感器检测吊钩与小车之间的距离，使吊钩提升到安全位置；

S3移动大车，在操作平台上输入待提升货物所在区域的代码，然后通过行车控制器控制大车移行机构移动，定位系统的激光测距传感器检测大车与轨道一端的距离，将大车快速、稳定的移动到设定区；

S4移动小车，操作人员观看显示器，控制操作杆，将小车移动到待提升货物上方，放下吊钩，由现场工作人员将货物挂到吊钩上；

S5提升货物，操作人员在操作平台上输入安全高度，即货物的底部与地面的距离，操作平台通过行车控制器控制行车的提升机构提升货物，高度测量系统的超声波测距传感器检测货物与地面的距离，使货物提升到安全高度，如果激光测距传感器检测到的吊钩与小车之间的距离小于极限距离时报警；

S6称重，在提升机构提升过程中称重系统的称重传感器检测货物的重量，当货物重量大于事先输入的极限重量时，操作平台报警，并立刻停止提升，同时放下吊钩；

S7移动到卸货区，在操作平台上输入卸货区的代码，然后通过行车控制器控制大车移行机构移动，定位系统的激光测距传感器检测大车与轨道一端的距离，将大车快速、稳定的移动到卸货区；

S8放下货物，操作人员观看显示器，控制操作杆，将小车移动到卸货点上方，放下吊钩，现场工作人员将货物从吊钩上取下。

优选的，所述步骤S3和S7均包括以下步骤：

操作平台根据行车所在位置与设定的代码所在位置之间的距离控制行车的加速移动、匀速移动和减速移动的距离，使行车的移动快速、平稳。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的行车远程控制系统和控制方法能够将采集到的图像数据和距离数据直观的进行判断，并通过定位系统确定目标物的具体位置，有效控制吊车根据目标位置精确地定位，避免了人工定位准确率低的问题，有效提高了工作效率，同时能检测货物的重量，有效避免超载，防止发生安全事故。

具体实施方式

现结合实施例说明本发明的具体实施方式。

实施例1

行车远程控制系统，包括通过无线网与远程控制系统连接的行车控制器、视频探头、定位系统、高度测量系统和称重系统；所述远程控制系统包括工控机、操作平台和显示器，所述工控机分别与无线模块、操作平台和显示器连接，所述操作平台用于设置参数和控制行车运行，所述显示器显示操作平台的内容和视频探头的图像；所述行车控制器安装在行车的大车上，行车控制器分别与行车的大车移行机构、小车移行机构、提升机构以及无线模块连接；所述视频探头安装在行车的大车上，用于观察吊钩及行车的周围环境，视频探头与无线模块连接；所述定位系统用于测量行车位于轨道的位置；所述高度测量系统用于测量吊钩与小车之间距离以及货物与地面之间的距离；所述称重系统用于检测提升货物的重量。

优选的，所述操作平台设有操作杆，操作杆上装有传感器，所述传感器感应操作人员的动作并输出数字信号，操作平台将数字信号转换成控制信号，并通过无线网传送到行车控制器，行车控制器接收控制信号并控制大车移行机构、小车移行机构和提升机构。

优选的，所述视频探头不少于三个，一个安装在大车下方的一端用于监控吊钩，其余两个分别安装在大车的两侧用于监控行车两侧的情况。

优选的，所述定位系统包括激光测距传感器，所述激光测距传感器安装在大车的一侧，并与无线模块连接，激光测距传感器测量大车与轨道一端的距离，通过无线网将距离数据传输给远程控制系统。

优选的，所述高度测量系统包括与无线模块连接的激光测距传感器和超声波测距传感器，所述激光测距传感器安装在小车上，激光测距传感器测量吊钩与小车之间的距离，超声波测距传感器安装在大车的一端，超声波测距传感器测量货物与地面之间的距离，激光测距传感器和超声波测距传感器检测的高度数据通过无线网传输给远程控制系统。

优选的，所述称重系统包括称重传感器，所述称重传感器安装在吊钩上，并与无线模块连接，通过无线网将重量数据传输给远程控制系统。

优选的，所述行车控制器为DSP芯片或ARM芯片。

其中，所述芯片为TMS320F2812DSP芯片。

实施例2

行车远程控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1划分区域，在远程控制系统的操作平台上将行车轨道等间距分成多个区域，每个区域的长度不小于20cm，每个区域设置一个代码；

S2提升吊钩，在操作平台上设置吊钩的安全位置，操作平台通过行车控制器控制提升机构提升吊钩，高度测量系统的激光测距传感器检测吊钩与小车之间的距离，使吊钩提升到安全位置；

S3移动大车，在操作平台上输入待提升货物所在区域的代码，然后通过行车控制器控制大车移行机构移动，定位系统的激光测距传感器检测大车与轨道一端的距离，将大车快速、稳定的移动到设定区；

S4移动小车，操作人员观看显示器，控制操作杆，将小车移动到待提升货物上方，放下吊钩，由现场工作人员将货物挂到吊钩上；

S5提升货物，操作人员在操作平台上输入安全高度，即货物的底部与地面的距离，操作平台通过行车控制器控制行车的提升机构提升货物，高度测量系统的超声波测距传感器检测货物与地面的距离，使货物提升到安全高度，如果激光测距传感器检测到的吊钩与小车之间的距离小于极限距离时报警；

S6称重，在提升机构提升过程中称重系统的称重传感器检测货物的重量，当货物重量大于事先输入的极限重量时，操作平台报警，并立刻停止提升，同时放下吊钩；

S7移动到卸货区，在操作平台上输入卸货区的代码，然后通过行车控制器控制大车移行机构移动，定位系统的激光测距传感器检测大车与轨道一端的距离，将大车快速、稳定的移动到卸货区；

S8放下货物，操作人员观看显示器，控制操作杆，将小车移动到卸货点上方，放下吊钩，现场工作人员将货物从吊钩上取下。

优选的，所述步骤S3和S7均包括以下步骤：

操作平台根据行车所在位置与设定的代码所在位置之间的距离控制行车的加速移动、匀速移动和减速移动的距离，使行车的移动快速、平稳。

通过加速和减速的设置使运行平稳，负载摆动小。

Claims (4)

1.一种行车远程控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1划分区域，在远程控制系统的操作平台上将行车轨道等间距分成多个区域，每个区域的长度不小于20cm，每个区域设置一个代码；

S2提升吊钩，在操作平台上设置吊钩的安全位置，操作平台通过行车控制器控制提升机构提升吊钩，高度测量系统的激光测距传感器检测吊钩与小车之间的距离，使吊钩提升到安全位置；

S3移动大车，在操作平台上输入待提升货物所在区域的代码，然后通过行车控制器控制大车移行机构移动，定位系统的激光测距传感器检测大车与轨道一端的距离，将大车快速、稳定的移动到设定区；

S4移动小车，操作人员观看显示器，控制操作杆，将小车移动到待提升货物上方，放下吊钩，由现场工作人员将货物挂到吊钩上；

S5提升货物，操作人员在操作平台上输入安全高度，即货物的底部与地面的距离，操作平台通过行车控制器控制行车的提升机构提升货物，高度测量系统的超声波测距传感器检测货物与地面的距离，使货物提升到安全高度，如果激光测距传感器检测到的吊钩与小车之间的距离小于极限距离时报警；

S6称重，在提升机构提升过程中称重系统的称重传感器检测货物的重量，当货物重量大于事先输入的极限重量时，操作平台报警，并立刻停止提升，同时放下吊钩；

S7移动到卸货区，在操作平台上输入卸货区的代码，然后通过行车控制器控制大车移行机构移动，定位系统的激光测距传感器检测大车与轨道一端的距离，将大车快速、稳定的移动到卸货区；

S8放下货物，操作人员观看显示器，控制操作杆，将小车移动到卸货点上方，放下吊钩，现场工作人员将货物从吊钩上取下；

所述行车远程控制系统包括通过无线网与远程控制系统连接的行车控制器、视频探头、定位系统、高度测量系统和称重系统；所述远程控制系统包括工控机、操作平台和显示器，所述工控机分别与无线模块、操作平台和显示器连接，所述操作平台用于设置参数和控制行车运行，所述显示器显示操作平台的内容和视频探头的图像；所述行车控制器安装在行车的大车上，行车控制器分别与行车的大车移行机构、小车移行机构、提升机构以及无线模块连接；所述视频探头安装在行车的大车上，用于观察吊钩及行车的周围环境，视频探头与无线模块连接；所述定位系统用于测量行车位于轨道的位置；所述高度测量系统用于测量吊钩与小车之间距离以及货物与地面之间的距离；所述称重系统用于检测提升货物的重量；

所述高度测量系统包括与无线模块连接的激光测距传感器和超声波测距传感器，所述激光测距传感器安装在小车上，激光测距传感器测量吊钩与小车之间的距离，超声波测距传感器安装在大车的一端，超声波测距传感器测量货物与地面之间的距离，激光测距传感器和超声波测距传感器检测的高度数据通过无线网传输给远程控制系统；所述称重系统包括称重传感器，所述称重传感器安装在吊钩上，并与无线模块连接，通过无线网将重量数据传输给远程控制系统；

所述视频探头不少于三个，一个安装在大车下方的一端用于监控吊钩，其余两个分别安装在大车的两侧用于监控行车两侧的情况；所述定位系统包括激光测距传感器，所述激光测距传感器安装在大车的一侧，并与无线模块连接，激光测距传感器测量大车与轨道一端的距离，并通过无线网将距离数据传输给远程控制系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作平台设有操作杆，操作杆上装有传感器，所述传感器感应操作人员的动作并输出数字信号，操作平台将数字信号转换成控制信号，并通过无线网传送到行车控制器，行车控制器接收控制信号并控制大车移行机构、小车移行机构和提升机构。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述行车控制器为DSP芯片或ARM芯片。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3和S7均包括以下步骤：

操作平台根据行车所在位置与设定的代码所在位置之间的距离控制行车的加速移动、匀速移动和减速移动的距离，使行车的移动快速、平稳。