CN107522104A - 可识别货物材料类别的塔吊及控制方法 - Google Patents

可识别货物材料类别的塔吊及控制方法 Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C23/62—Constructional features or details

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Abstract

本发明公开了一种可识别货物材料类别的塔吊及控制方法，包括支撑架，设于支撑架上的控制室，设于支撑架内的高度调节装置，设于支撑架一侧上的起重臂，设于支撑架另一侧上的平衡臂，设于平衡臂上的配重物和设于起重臂上的货物起重机构；货物起重机构包括测距装置和吊钩，测距装置内设有货物架，测距装置和吊钩固定连接。本发明具有能对塔吊高度进行智能调节和能对货物材料类别进行识别的特点。

Description

可识别货物材料类别的塔吊及控制方法
技术领域
本发明涉及建筑设备技术领域，尤其是涉及一种能对塔吊高度进行调节的可识别货物材料类别的塔吊及控制方法。
背景技术
目前，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，用来吊起钢筋、木楞、混凝土、钢管等建筑施工用原材料，塔吊是建筑工地上一种必不可少的设备。目前的塔吊在搭架完成之后，缺乏可调控塔吊高度的装置，当需要将材料搬运到与塔吊高度相近的地方时，会造成不必要的麻烦，影响塔吊的工作效率，甚至造成塔吊器件的损坏，存在安全隐患。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，塔吊因缺乏可调控塔吊高度的装置，而影响塔吊的工作效率，甚至造成塔吊器件的损坏，存在安全隐患的问题，提供了一种能对塔吊高度进行调节的可识别货物材料类别的塔吊及控制方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可识别货物材料类别的塔吊，包括支撑架，设于支撑架上的控制室，设于支撑架内的高度调节装置，设于支撑架一侧上的起重臂，设于支撑架另一侧上的平衡臂，设于平衡臂上的配重物和设于起重臂上的货物起重机构；货物起重机构包括测距装置和吊钩，测距装置内设有货物架，测距装置和吊钩固定连接。
本发明中，支撑架用于对整个塔吊进行支撑，高度调节装置用于对塔吊支撑架进行高度的升降，控制室保证塔吊能正常运行，测距装置用于测量货物与施工地建筑物之间的距离，货物识别装置用于智能识别货物材料的类别。本发明具有能对塔吊高度进行调节的特点。
作为优选，测距装置包括第一单片机、激光测距仪、第一无线通信电路，激光测距仪、第一无线通信电路均与第一单片机电连接。测距装置利用激光进行测距。
作为优选，高度调节装置包括密封柜、设于密封柜内的保护壳，设于保护壳内的若干个铜线，连接套，设于连接套内的上推杆和下推杆，设于上推杆上的推板；下推杆与保护壳固定连接，各个铜线呈弹簧形。当铜线受热膨胀时，在上推杆和下推杆的推动下，能够提高塔吊支撑架的高度；而当铜线遇冷收缩时，便能够降低还原塔吊支撑架的高度。
作为优选，保护壳内还设有第二单片机，第二无线通信电路，加热器和冷却器，第二无线通信电路，加热器和冷却器均与第二单片机电连接。所述器件用于对加热器和冷却器的智能控制。
作为优选，货物识别装置包括激光器、第三单片机、光谱检测仪、光谱分析仪和第三无线通信电路，激光器、光谱分析仪和第三无线通信电路均与第三单片机电连接，光谱检测仪和光谱分析仪电连接。通过激光聚焦材料表面形成等离子体，利用光谱仪对等离子体发射光谱进行分析，以此来识别材料中的元素组成成分，进而可以进行材料的识别和分类。
作为优选，支撑架和平衡臂之间还设有平衡臂拉杆，支撑架和起重臂之间还设有起重臂拉杆，平衡臂拉杆分别与支撑架和平衡臂固定连接，起重臂拉杆分别与支撑架和起重臂固定连接，起重臂拉杆上还设有夹板，夹板与起重臂拉杆固定连接。平衡臂拉杆用于加强平衡臂在支撑架上的固定，起重臂拉杆同样用于加强起重臂在支撑架上的固定。
一种可识别货物材料类别的塔吊的控制方法，包括如下步骤：
(7-1)货物材料识别的控制
(7-1-1)当货物放入测距装置内的货物架时，在第三单片机的控制下，激光器开始工作，激光器发送激光照射货物，货物材料受到激光的激发会发出反射光，货物材料受激发发出的光被光谱检测仪捕获并记录为光谱，光谱被传输到光谱分析仪进行分析，从而获得货物材料类别的信息，并通过第三无线通信电路将信息传输给控制室；
(7-1)搬运货物与施工地建筑物的高度距离测量控制
(7-2-1)当货物放入测距装置内的货物架，并被吊钩搬运至施工地建筑物正上方时，第一单片机控制激光测距仪开始工作，此时激光测距仪在前后两个长度均为L的时间段内每隔时间T1检测1次数据；其中，前后两个时间段分别为时间段A和时间段B，L＝n×T1，则第一单片机获得激光测距仪在时间段A和时间段B内的各n个检测值；
(7-2-2)计算时间段A和时间段B内激光测距仪获取的检测值的相似度；
(7-2-3)第一单片机判断激光检测仪获取的检测值的相似度大小，当相似度大于等于0.9时，则保存激光测距仪在时间段A和时间段B内的各n个检测值；当相似度小于0.9时，则第一单片机控制激光测距仪重复步骤(7-2-1)和步骤(7-2-2)，直至获取的检测值的相似度大小，大于等于0.9；
(7-3)高度调节装置的控制
(7-3-1)取步骤(7-2-3)中保存下来的所有距离数据的平均值s；
(7-3-2)当第一单片机得出距离平均值s小于1米时，通过第一无线通信电路，将信号发送给第二无线通信电路，第二无线通信电路接收到信号后，传输给第二单片机，第二单片机控制保护壳内的加热器开始工作；
作为优选，步骤(7-2-2)还包括如下步骤：
设定时间段A的每个检测值为xi，时间段B的每个检测值为yi，i＝1,2,…,n；
利用公式计算两个时间段激光测距仪获取的检测值的相似度，其中，为时间段A内激光测距仪所有检测值的平均值，是时间段B内激光测距仪所有检测值的平均值。
作为优选，可识别货物材料类别的塔吊的控制方法，步骤(7-3-2)还包括如下步骤：
当货物从测距装置内的货物架中取出，第一单片机通过第一无线通信电路，将信号发送给第二无线通信电路，第二无线通信电路接收到信号后，传输给第二单片机，第二单片机控制保护壳内的加热器停止工作，冷却器开始工作。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)通过对高度调节装置中的铜线进行加热或冷却，从而达到对塔吊支撑架的高度进行调节的目的；(2)能对货物材料的类别进行识别。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明中的高度调节装置的一种结构示意图；
图3是本发明的一种原理框图；
图4本发明中的货物识别装置的一种原理框图；
图5是本发明的一种流程图。
图中：支撑架1、控制室2、高度调节装置3、起重臂4、平衡臂5、配重物6、吊钩7、密封柜8、保护壳9、铜线10、连接套11、上推杆12、下推杆13、推板14、平衡臂拉杆15、起重臂拉杆16、夹板17、第一单片机18、激光测距仪19、第一无线通信电路20、第二单片机21、第二无线通信电路22、加热器23、冷却器24、测距装置25、货物识别装置26、激光器27、第三单片机28、光谱检测仪29、光谱分析仪30、第三无线通信电路31。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述：
如图1所示的一种可识别货物材料类别的塔吊，其特征是，包括支撑架1，设于支撑架上的控制室2，设于支撑架内的高度调节装置3，设于支撑架一侧上的起重臂4，设于支撑架另一侧上的平衡臂5，设于平衡臂上的配重物6和设于起重臂上的货物起重机构；货物起重机构包括测距装置25、吊钩7和货物识别装置26，货物识别装置与吊钩固定连接，测距装置内设有货物架，测距装置和吊钩固定连接。
可升降塔吊的支撑架和平衡臂之间还设有平衡臂拉杆15，平衡臂拉杆分别与支撑架和平衡臂固定连接。平衡臂拉杆用于加强平衡臂在支撑架上的固定。支撑架和起重臂之间还设有起重臂拉杆16，起重臂拉杆分别与支撑架和起重臂固定连接，起重臂拉杆上还设有夹板17，夹板与起重臂拉杆固定连接。起重臂拉杆同样用于加强起重臂在支撑架上的固定。
如图2所示，高度调节装置包括密封柜8，设于密封柜内的保护壳9，设于保护壳内的若干个铜线10，连接套11，设于连接套内的上推杆12和下推杆13，设于上推杆上的推板14；下推杆与保护壳固定连接，各个铜线呈弹簧形。当铜线受热膨胀时，在上推杆和下推杆的推动下，能够提高塔吊支撑架的高度；而当铜线遇冷收缩时，便能够降低并还原塔吊支撑架的高度。
如图3所示，测距装置包括第一单片机18、激光测距仪19、第一无线通信电路20，激光测距仪、第一无线通信电路均与第一单片机电连接。保护壳内还设有第二单片机21，第二无线通信电路22，加热器23和冷却器24，第二无线通信电路，加热器和冷却器均与第二单片机电连接。
如图4所示，货物识别装置包括激光器27、单片机28、光谱检测仪29、光谱分析仪30和无线通信电路31，激光器、光谱分析仪和无线通信电路均与单片机电连接，光谱检测仪和光谱分析仪电连接。通过激光聚焦材料表面形成等离子体，利用光谱仪对等离子体发射光谱进行分析，以此来识别材料中的元素组成成分，进而可以进行材料的识别和分类。
如图5所示，一种可识别货物材料类别的塔吊，包括如下步骤：
步骤100，货物材料识别的控制
步骤110，当货物放入测距装置内的货物架时，在第三单片机的控制下，激光器开始工作，激光器发送激光照射货物，货物材料受到激光的激发会发出反射光，货物材料受激发发出的光被光谱检测仪捕获并记录为光谱，光谱被传输到光谱分析仪进行分析，从而获得货物材料类别的信息，并通过第三无线通信电路将信息传输给控制室；
步骤200，搬运货物与施工地建筑物的高度距离测量控制
步骤210，当货物放入测距装置内的货物架，并被吊钩搬运至施工地建筑物正上方时，第一单片机控制激光测距仪开始工作，此时激光测距仪在前后两个长度均为1分钟的时间段内每隔时间1秒检测1次数据；其中，前后两个时间段分别为时间段A和时间段B，则第一单片机获得激光测距仪在时间段A和时间段B内的各60个检测值；
步骤220，计算时间段A和时间段B内激光测距仪获取的检测值的相似度：
利用公式计算时间段A和时间段B内激光测距仪分别获取的检测值的相似度，其中，为时间段A内激光测距仪所有检测值的平均值，是时间段B内激光测距仪所有检测值的平均值；
步骤230，第一单片机判断激光测距仪获取的检测值的相似度大小，当相似度大于等于0.9时，则保存激光测距仪在时间段A和时间段B内的各60个检测值；当相似度小于0.9时，则第一单片机控制激光测距仪重复步骤210和步骤220，直至获取的检测值的相似度大小，大于等于0.9；
步骤300，高度调节装置的控制
步骤310，取步骤130中保存下来的所有距离数据的平均值s；
步骤320，当第一单片机得出距离平均值s小于1米时，通过第一无线通信电路，将信号发送给第二无线通信电路，第二无线通信电路接收到信号后，传输给第二单片机，第二单片机控制保护壳内的加热器开始工作；
当货物从测距装置内的货物架中取出，第一单片机通过第一无线通信电路，将信号发送给第二无线通信电路，第二无线通信电路接收到信号后，传输给第二单片机，第二单片机控制保护壳内的加热器停止工作，冷却器开始工作。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种可识别货物材料类别的塔吊，其特征是，包括支撑架(1)，设于支撑架上的控制室(2)，设于支撑架内的高度调节装置(3)，设于支撑架一侧上的起重臂(4)，设于支撑架另一侧上的平衡臂(5)，设于平衡臂上的配重物(6)和设于起重臂上的货物起重机构；货物起重机构包括测距装置(25)、吊钩(7)和货物识别装置(26)，货物识别装置与吊钩固定连接，测距装置内设有货物架，测距装置和吊钩固定连接。
2.根据权利要求1所述的可识别货物材料类别的塔吊，其特征是，测距装置包括第一单片机(18)、激光测距仪(19)、第一无线通信电路(20)，激光测距仪、第一无线通信电路均与第一单片机电连接。
3.根据权利要求1所述的可识别货物材料类别的塔吊，其特征是，高度调节装置包括密封柜(8)，设于密封柜内的保护壳(9)，设于保护壳内的若干个铜线(10)，连接套(11)，设于连接套内的上推杆(12)和下推杆(13)，设于上推杆上的推板(14)；下推杆与保护壳固定连接，各个铜线呈弹簧形。
4.根据权利要求3所述的可识别货物材料类别的塔吊，其特征是，保护壳内还设有第二单片机(21)，第二无线通信电路(22)，加热器(23)和冷却器(24)，第二无线通信电路，加热器和冷却器均与第二单片机电连接。
5.根据权利要求2所述的可识别货物材料类别的塔吊，其特征是，货物识别装置包括激光器(27)、第三单片机(28)、光谱检测仪(29)、光谱分析仪(30)和第三无线通信电路(31)，激光器、光谱分析仪和第三无线通信电路均与第三单片机电连接，光谱检测仪和光谱分析仪电连接。
6.据权利要求1或2或3或4或5所述的可识别货物材料类别的塔吊，其特征是，支撑架和平衡臂之间还设有平衡臂拉杆(15)，支撑架和起重臂之间还设有起重臂拉杆(16)，平衡臂拉杆分别与支撑架和平衡臂固定连接，起重臂拉杆分别与支撑架和起重臂固定连接，起重臂拉杆上还设有夹板(17)，夹板与起重臂拉杆固定连接。
7.一种基于权利要求5所述的可识别货物材料类别的塔吊的控制方法，其特征是，包括如下步骤：
(7-1)货物材料识别的控制
(7-1-1)当货物放入测距装置内的货物架时，在第三单片机的控制下，激光器开始工作，激光器发送激光照射货物，货物材料受到激光的激发会发出反射光，货物材料受激发发出的光被光谱检测仪捕获并记录为光谱，光谱被传输到光谱分析仪进行分析，从而获得货物材料类别的信息，并通过第三无线通信电路将信息传输给控制室；
(7-2)搬运货物与施工地建筑物的高度距离测量控制
(7-2-1)当货物放入测距装置内的货物架，并被吊钩搬运至施工地建筑物正上方时，第一单片机控制激光测距仪开始工作，此时激光测距仪在前后两个长度均为L的时间段内每隔时间T1检测1次数据；其中，前后两个时间段分别为时间段A和时间段B，L＝n×T1，则第一单片机获得激光测距仪在时间段A和时间段B内的各n个检测值；
(7-2-2)计算时间段A和时间段B内激光测距仪获取的检测值的相似度；
(7-2-3)第一单片机判断激光检测仪获取的检测值的相似度大小，当相似度大于等于0.9时，则保存激光测距仪在时间段A和时间段B内的各n个检测值；当相似度小于0.9时，则第一单片机控制激光测距仪重复步骤(7-2-1)和步骤(7-2-2)，直至获取的检测值的相似度大小，大于等于0.9；
(7-3)高度调节装置的控制
(7-3-1)取步骤(7-1-3)中保存下来的所有距离数据的平均值s；
(7-3-2)当第一单片机得出距离平均值s小于1米时，通过第一无线通信电路，将信号发送给第二无线通信电路，第二无线通信电路接收到信号后，传输给第二单片机，第二单片机控制保护壳内的加热器开始工作。
8.根据权利要求7所述的可识别货物材料类别的塔吊的控制方法，其特征是，步骤(7-2-2)还包括如下步骤：
设定时间段A的每个检测值为xi，时间段B的每个检测值为yi，i＝1,2,…,n；利用公式计算两个时间段激光测距仪获取的检测值的相似度，其中，为时间段A内激光测距仪所有检测值的平均值，是时间段B内激光测距仪所有检测值的平均值。
9.根据权利要求7或8所述的可识别货物材料类别的塔吊的控制方法，其特征是，步骤(7-3-2)还包括如下步骤：
当货物从测距装置内的货物架中取出，第一单片机通过第一无线通信电路，将信号发送给第二无线通信电路，第二无线通信电路接收到信号后，传输给第二单片机，第二单片机控制保护壳内的加热器停止工作，冷却器开始工作。
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