CN107244422A - 塔吊施工用无人机辅助系统 - Google Patents

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毕新云
廖广杰
陈荣华
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Abstract

本发明公开了塔吊施工用无人机辅助系统，包括无人机和塔吊的吊钩，还包括设置在无人机内的飞行控制器以及与飞行控制器连接的无人机陀螺仪和无人机通信模块，所述无人机通信模块上还连接有摄像头；还包括设置在吊钩内的吊钩陀螺仪和吊钩通信模块，所述无人机通信模块与吊钩通信模块建立连接；本方案采用无人机跟随吊钩进行拍摄的方式，通过在吊钩上设置陀螺仪与无人机内的陀螺仪进行匹配，使无人机能跟随吊钩运动，将吊钩周围的图像实时向外界发送。本发明的优点是：通过跟随塔吊吊钩的无人机实时监控吊钩周围的画面，便于操作、安全性高；具有独立的操作端和信号输入模块，可以对无人机手动控制。

Description

塔吊施工用无人机辅助系统
技术领域
本发明涉及一种无人机系统，具体涉及塔吊施工用无人机辅助系统。
背景技术
塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备又名“塔式起重机”，以一节一节的接长，用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔吊是工地上一种必不可少的设备。塔吊尖的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑架式。凡是上回转塔机均需设平衡重，其功能是支承平衡重，用以构成设计上所要求的作用方面与起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外，还常在其尾部装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，二则增大绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。平衡重的用量与平衡臂的长度成反比关系，而平衡臂长度与起重臂长度之间又存在一定比例关系。平衡重量相当可观，轻型塔机一般至少要3～4t，重型的要近30t。
现有的塔吊操作员一般位于塔吊顶部，对塔吊吊钩周围的环境不容易看清楚，容易造成安全事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的塔吊操作员一般位于塔吊顶部，对塔吊吊钩周围的环境不容易看清楚，容易造成安全事故，目的在于提供塔吊施工用无人机辅助系统，解决现有的塔吊操作员一般位于塔吊顶部，对塔吊吊钩周围的环境不容易看清楚，容易造成安全事故的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
塔吊施工用无人机辅助系统，包括无人机和塔吊的吊钩，还包括设置在无人机内的飞行控制器以及与飞行控制器连接的无人机陀螺仪和无人机通信模块，所述无人机通信模块上还连接有摄像头；还包括设置在吊钩内的吊钩陀螺仪和吊钩通信模块，所述无人机通信模块与吊钩通信模块建立连接；
飞行控制器：接收无人机陀螺仪发送的飞行参数和吊钩陀螺仪发送的吊钩运动参数，以吊钩运动参数为输入量、飞行参数为反馈量对无人机进行反馈控制；
无人机陀螺仪：采集无人机的飞行参数，将无人机的飞行参数发送给飞行控制器；
摄像头：采集外界的图像信息，将图像信息向其他设备发送；
无人机通信模块：与外界设备建立连接；接收吊钩通信模块发送的吊钩运动参数，将吊钩运动参数发送给飞行控制器；
吊钩陀螺仪：采集吊钩的运动参数，将吊钩运动参数发送到吊钩通信模块；
吊钩通信模块：接收吊钩陀螺仪发送的吊钩运动参数，将吊钩运动参数发送到无人机通信模块。本方案采用无人机跟随吊钩进行拍摄的方式，通过在吊钩上设置陀螺仪与无人机内的陀螺仪进行匹配，使无人机能跟随吊钩运动，将吊钩周围的图像实时向外界发送，外界可以接收无人机发送的图像来查看吊钩周围的环境。
还包括设置在塔吊操作室的操作端，所述操作端包括处理器和与处理器连接的显示屏和操作端通信模块，所述操作端通信模块与无人机通信模块、吊钩通信模块建立连接。通过在操作室内设置操作端，塔吊操作人员可以直接通过显示屏查看吊钩周围的环境。
所述操作端还包括连接在处理器上的信号输入模块。操作端可以通过信号输入模块输入信号控制无人机跟随吊钩运动或者悬停。
所述操作端通信模块与无人机通信模块、吊钩通信模块之间通过通信基站建立连接。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明塔吊施工用无人机辅助系统，通过跟随塔吊吊钩的无人机实时监控吊钩周围的画面，便于操作、安全性高；
2、本发明塔吊施工用无人机辅助系统，具有独立的操作端和信号输入模块，可以对无人机手动控制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明塔吊施工用无人机辅助系统，包括无人机和塔吊的吊钩，还包括设置在无人机内的iMX.8飞行控制器以及与飞行控制器连接的MPU6050无人机陀螺仪和RaLink 3070无人机通信模块，所述无人机通信模块上还连接有摄像头；还包括设置在吊钩内的MPU6050吊钩陀螺仪和RaLink 3070吊钩通信模块，所述无人机通信模块与吊钩通信模块建立连接；本方案采用无人机跟随吊钩进行拍摄的方式，通过在吊钩上设置陀螺仪与无人机内的陀螺仪进行匹配，使无人机能跟随吊钩运动，将吊钩周围的图像实时向外界发送，外界可以接收无人机发送的图像来查看吊钩周围的环境。还包括设置在塔吊操作室的操作端，所述操作端包括AT89S52处理器和与处理器连接的LCD显示屏和RaLink 3070操作端通信模块，所述操作端通信模块与无人机通信模块、吊钩通信模块建立连接。通过在操作室内设置操作端，塔吊操作人员可以直接通过显示屏查看吊钩周围的环境。所述操作端还包括连接在处理器上的信号输入模块。操作端可以通过信号输入模块输入信号控制无人机跟随吊钩运动或者悬停。所述操作端通信模块与无人机通信模块、吊钩通信模块之间通过WiFi通信基站建立连接。
飞行控制器：接收无人机陀螺仪发送的飞行参数和吊钩陀螺仪发送的吊钩运动参数，以吊钩运动参数为输入量、飞行参数为反馈量对无人机进行反馈控制；
无人机陀螺仪：采集无人机的飞行参数，将无人机的飞行参数发送给飞行控制器；
摄像头：采集外界的图像信息，将图像信息向其他设备发送；
无人机通信模块：与外界设备建立连接；接收吊钩通信模块发送的吊钩运动参数，将吊钩运动参数发送给飞行控制器；
吊钩陀螺仪：采集吊钩的运动参数，将吊钩运动参数发送到吊钩通信模块；
吊钩通信模块：接收吊钩陀螺仪发送的吊钩运动参数，将吊钩运动参数发送到无人机通信模块。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.塔吊施工用无人机辅助系统，包括无人机和塔吊的吊钩，其特征在于，还包括设置在无人机内的飞行控制器以及与飞行控制器连接的无人机陀螺仪和无人机通信模块，所述无人机通信模块上还连接有摄像头；还包括设置在吊钩内的吊钩陀螺仪和吊钩通信模块，所述无人机通信模块与吊钩通信模块建立连接；
飞行控制器：接收无人机陀螺仪发送的飞行参数和吊钩陀螺仪发送的吊钩运动参数，以吊钩运动参数为输入量、飞行参数为反馈量对无人机进行反馈控制；
无人机陀螺仪：采集无人机的飞行参数，将无人机的飞行参数发送给飞行控制器；
摄像头：采集外界的图像信息，将图像信息向其他设备发送；
无人机通信模块：与外界设备建立连接；接收吊钩通信模块发送的吊钩运动参数，将吊钩运动参数发送给飞行控制器；
吊钩陀螺仪：采集吊钩的运动参数，将吊钩运动参数发送到吊钩通信模块；
吊钩通信模块：接收吊钩陀螺仪发送的吊钩运动参数，将吊钩运动参数发送到无人机通信模块。
2.根据权利要求1所述的塔吊施工用无人机辅助系统，其特征在于，还包括设置在塔吊操作室的操作端，所述操作端包括处理器和与处理器连接的显示屏和操作端通信模块，所述操作端通信模块与无人机通信模块、吊钩通信模块建立连接。
3.根据权利要求2所述的塔吊施工用无人机辅助系统，其特征在于，所述操作端还包括连接在处理器上的信号输入模块。
4.根据权利要求2所述的塔吊施工用无人机辅助系统，其特征在于，所述操作端通信模块与无人机通信模块、吊钩通信模块之间通过通信基站建立连接。
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