CN110127544A - 塔吊无人智能指挥系统及指挥方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于塔吊施工技术领域，公开了一种塔吊无人智能指挥系统及指挥方法。该塔吊无人智能指挥系统包括设置于塔吊驾驶室的控制中心、沿所述塔吊的起重臂的下沿并列设置的若干探测装置以及设置于各个物料堆放点的移动终端；采用该塔吊无人智能指挥系统及指挥方法进行吊装工作，无需中控指挥员指挥，只需要塔吊驾驶员和物料吊装员两人共同配合就能够实现精准定位和吊装，能够有效节约人工成本，提高经济效益。

Description

塔吊无人智能指挥系统及指挥方法

技术领域

本发明属于塔吊施工技术领域，具体涉及一种塔吊无人智能指挥系统及指挥方法。

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。

由于塔吊属于高空作业，操纵塔吊的塔吊驾驶员视力有限，因此，为了使塔吊驾驶员在操纵塔吊吊装物料的过程中能够准确地到达指定物料堆放点并顺利吊装物料，现有的技术方案是为塔吊配备至少一个中控指挥员和若干物料吊装员(每个物料上料员负责一种物料的吊装工作)，由中空指挥员指挥塔吊驾驶员进行塔吊操作，从而使塔吊的吊钩到达指定物料堆放点，然后由该指定物料的吊装员将物料吊装上吊钩。

上述技术方案至少需要驾驶员、中控指挥员以及物料吊装员三人共同配合才能实现物料的吊装工作，人工成本大。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述一个或多个问题，本发明提供了一种塔吊无人智能指挥系统及指挥方法，旨在以更少的人工完成塔吊的吊装工作，节约成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种塔吊无人智能指挥系统，包括设置于塔吊驾驶室的控制中心、沿所述塔吊的起重臂的下沿并列设置的若干探测装置以及设置于各个物料堆放点的移动终端；

所述控制中心包括主机，所述主机分别连接有用于接收所述移动终端发送的呼叫信号的信号接收模块、用于对所述呼叫信号进行排序的排序记录模块、用于激活所述移动终端的激活模块，用于采集声音的第一音频采集模块、用于播放声音的第一声音播放模块、用于显示排序记录信息的显示模块、用于与所述移动终端通信的第一通信模块以及用于供塔吊驾驶员操控的操作模块；

所述探测装置与所述主机电连接；

所述移动终端包括控制模块，所述控制模块分别连接有用于向所述控制中心发送呼叫信号的信号发送模块、用于发送定位信号的定位模块、用于采集声音的第二音频采集模块、用于播放声音的第二声音播放模块以及用于与所述控制中心通信的第二通信模块；

所述第一通信模块与所述第二通信模块通信连接。

进一步的，所述控制模块为单片机或PLC处理器。

进一步的，所述第一通信模块和所述第二通信模块均为无线通信模块。

进一步的，所述探测装置为红外传感器，所述定位模块为红外线发送装置。

进一步的，还包括分别设置于所述起重臂上远离所述驾驶室的一端端部的以及设置于所述塔吊的平衡臂上远离所述驾驶室的一端端部的防碰撞雷达，两个所述防碰撞雷达与所述主机连接，所述主机还连接有报警模块。

进一步的，所述报警模块为蜂鸣器或声光报警器。

另一方面，本发明还提供了一种利用上述塔吊无人智能指挥系统的塔吊无人智能指挥方法，所述指挥方法包括：

控制中心实时接收各个物料堆放点的移动终端发送的若干个呼叫信号；

所述控制中心基于每个所述呼叫信号的接收时间，对所述呼叫信号进行排序并显示；

所述控制中心接收塔吊驾驶员的吊装指令，开启所有的探测装置并基于所述排序激活对应的所述移动终端的第二音频采集模块、第二声音播放模块以及定位模块；

所述移动终端的所述定位模块竖直向上发送定位信号；

所述控制中心控制所有的探测装置实时探测所述定位信号；

当所有的所述探测装置中有一个所述探测装置探测到所述定位信号时，所述探测装置向所述控制中心发送定位确认信号。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果或优点：

采用本发明所提供的塔吊无人智能指挥系统及指挥方法进行吊装工作，无需中控指挥员指挥，只需要塔吊驾驶员和物料吊装员两人共同配合就能够实现精准定位和吊装，能够有效节约人工成本，提高经济效益。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的一种塔吊无人智能指挥系统的结构框图；

图2是本发明实施例中塔吊的结构示意图；

图3是本发明实施例2提供的一种塔吊无人智能指挥系统的结构框图；

图4是本发明实施例3提供的一种塔吊无人智能指挥方法的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

如图1～2所示，本发明实施例提供了一种塔吊无人智能指挥系统，包括设置于塔吊驾驶室1的控制中心100、沿塔吊的起重臂2的下沿并列设置的若干探测装置200以及设置于各个物料堆放点的移动终端300；

控制中心100包括主机101，主机101分别连接有用于接收移动终端300发送的呼叫信号的信号接收模块102、用于对所述呼叫信号进行排序的排序记录模块103、用于激活移动终端300的激活模块104，用于采集声音的第一音频采集模块105、用于播放声音的第一声音播放模块106、用于显示排序记录信息的显示模块107、用于与移动终端300通信的第一通信模块108以及用于供塔吊驾驶员操控的操作模块109；

探测装置200与主机101电连接；

移动终端300包括控制模块301，控制模块301分别连接有用于向控制中心100发送呼叫信号的信号发送模块302、用于发送定位信号的定位模块303、用于采集声音的第二音频采集模块304、用于播放声音的第二声音播放模块305以及用于与控制中心100通信的第二通信模块306；

第一通信模块108与第二通信模块306通信连接。

本发明实施例提供的塔吊无人智能指挥系统的工作原理如下：

首先，物料准备阶段：

各物料堆放点的物料吊装员准备待吊装物料，比如对带吊装的钢筋进行捆扎。做好准备工作之后，通过移动终端300的信号发送模块302向控制中心100发送呼叫信号。

由于建筑施工过程中需要调装的物料有很多种，通常情况下，不同的物料堆放在不同的地方，因此，在施工过程中，控制中心100的信号接收模块102可能会连续不断地收到不同移动终端300发出的呼叫信号。为了能够更顺利地进行吊装工作，本发明实施例的控制中心100通过排序记录模块103对接收到的呼叫信号按接收时间的先后进行排序，然后传输至显示模块107进行显示，需要说明的是，本发明实施例中的显示模块107可以是液晶显示屏，也可以是LED显示屏，在此不做限定。

然后，物料吊装点选择阶段：

塔吊驾驶员在开始吊装时，通过操作模块109发送吊装指令，控制中心100的主机101在接收到吊装指令后，开启所有的探测装置200并基于所述排序激活对应的移动终端300的第二音频采集模块304、第二声音播放模块305以及定位模块303。

在此需要说明的是，当移动终端300的第二音频采集模块304和第二声音播放模块305被激活后，物料吊装员才能通过该移动终端300与塔吊驾驶员进行语音沟通，在没有激活之前，该移动终端300只具备发送呼叫信号的功能。采用这样的设置方式，使得塔吊驾驶员能够与待吊装物料的物料吊装员进行一对一沟通，有效避免物料吊装员之间彼此相互干扰以及其他物料吊装员对塔吊驾驶员的干扰，确保吊装能够顺利进行。

此外，每个移动终端300一轮只能发送一次呼叫信号，即当移动终端300发送呼叫信号后，如果控制中心100没有激活该移动终端300的第二音频采集模块304、第二声音播放模块305以及定位模块303，则该该移动终端300不能再次发送呼叫信号，这样能够进一步确保吊装顺利进行。

最后，物料吊装点的定位阶段：

当移动终端300的定位模块303被激活后，物料吊装员控制移动终端300的定位模块303竖直向上发送定位信号；

与此同时，塔吊驾驶员控制塔吊的起重臂旋转，控制中心100的主机101控制所有的探测装置200实时探测所述定位信号；

当所有的探测装置200中有一个探测装置200探测到所述定位信号时，则该探测装置200所处位置的正下方即为物料吊装点，此时，该探测装置200向控制中心100的主机101发送一个定位确认信号以提示塔吊驾驶员。

需要说明的是，提示塔吊驾驶员的方式可以是通过显示模块107进行显示提示，也可以通过语音进行提示，还可以是采用其他的方式进行提示，在此不做限定。

采用本发明实施例所提供的塔吊无人智能指挥系统进行吊装工作，无需中控指挥员指挥，只需要塔吊驾驶员和物料吊装员两人共同配合就能够实现精准定位和吊装，能够有效节约人工成本，提高经济效益。

在具体的实施过程中，需要说明的是，当一次吊装结束，控制中心100在接收到下一个吊装指令时，会关闭当前移动终端300的第二音频采集模块304、第二声音播放模块305以及定位模块303，使其不能再进行语音通信及发送定位信号，同时基于所述排序激活对应的下一个移动终端300的第二音频采集模块304、第二声音播放模块305以及定位模块303，从而保证始终只有一个移动终端300能够与控制中心100进行语音通话及发送定位信号。

在具体的实施过程中，由于控制中心100需要与所有的移动终端300进行通讯，为了确保控制中心100能够正常运转，在进一步的实施方案中，本发明实施例中控制中心100的主机101可以采用PC机，也可以采用PLC处理器，移动终端300的控制模块301则采用PLC处理器。PLC处理器：(可编程逻辑控制器)是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC处理器，其具有可靠性高，抗干扰能力强的特点。

在具体的实施过程中，本发明实施例中的第一通信模块108与第二通信模块306均为无线通信模块，无线通信模块传输距离长，抗干扰能力强。

在具体的实施过程中，能够作为探测装置200和定位模块303的元器件有很多，在进一步的实施方案中，本发明实施例中的探测装置200采用红外传感器，定位模块303采用红外线发送装置。

实施例2

如图2～3所示，本发明实施例提供了一种塔吊无人智能指挥系统，包括设置于塔吊驾驶室1的控制中心100、沿塔吊的起重臂2的下沿并列设置的若干探测装置200以及设置于各个物料堆放点的移动终端300；

控制中心100包括主机101，主机101分别连接有用于接收移动终端300发送的呼叫信号的信号接收模块102、用于对所述呼叫信号进行排序的排序记录模块103、用于激活移动终端300的激活模块104，用于采集声音的第一音频采集模块105、用于播放声音的第一声音播放模块106、用于显示排序记录信息的显示模块107、用于与移动终端300通信的第一通信模块108以及用于供塔吊驾驶员操控的操作模块109；

探测装置200与主机101电连接；

移动终端300包括控制模块301，控制模块301分别连接有用于向控制中心100发送呼叫信号的信号发送模块302、用于发送定位信号的定位模块303、用于采集声音的第二音频采集模块304、用于播放声音的第二声音播放模块305以及用于与控制中心100通信的第二通信模块306；

第一通信模块108与第二通信模块306通信连接。

主机101还连接有两个防碰撞雷达400和一个报警模块110，其中一个防碰撞雷达400设置于起重臂2上远离所述驾驶室的一端端部，另一个防碰撞雷达400设置于所述塔吊的平衡臂3上远离所述驾驶室的一端端部。

通过设置防碰撞雷达和报警模块，能够及时地提示塔吊的驾驶员注意周围的障碍物，避免与障碍物发生碰撞，造成经济损失。

在具体的实施过程中，本发明实施例中的报警模块111可以采用蜂鸣器或声光报警器，也可以采用其他的报警器。

实施例3

如图4所示，本发明实施例提供了一种利用上述实施例中的塔吊无人智能指挥系统的塔吊无人智能指挥方法，所述指挥方法包括以下步骤：

步骤S1：控制中心实时接收各个物料堆放点的移动终端发送的若干个呼叫信号。

由于建筑施工需要多种物料，比如钢筋、木方、砂浆、砖块等，其中砖块和砂浆可能在同一施工阶段都需要用到，因此吊装砖块和砂浆的工作需要在同一施工期间进行，这就导致控制中心可能在一个时间段内连续地接收到砂浆堆放处的移动终端发送的呼叫信号和砖块堆放处的移动终端发送的呼叫信号。

在接收到呼叫信号之后，执行步骤S2：所述控制中心基于每个所述呼叫信号的接收时间，对所述呼叫信号进行排序并显示。

为了能够有序地进行物料的吊装，本发明实施例在步骤2中基于每个所述呼叫信号的接收时间对所述呼叫信号进行排序，排好序之后通过所述控制中心的显示单元显示出来，以供塔吊驾驶员查看。

步骤S1和步骤S2为物料准备阶段。物料准备好之后，执行步骤S3：所述控制中心接收塔吊驾驶员的吊装指令，开启所有的探测装置并基于所述排序激活对应的所述移动终端的第二音频采集模块、第二声音播放模块以及定位模块。

在具体的实施过程中，由于物料有很多种，每种物料配备了专门的物料吊装员，每个物料吊装员配备了一个所述移动终端，为了避免出现物料吊装员之间彼此相互干扰以及其他物料吊装员对塔吊驾驶员的干扰的情况，本发明实施例中的所有所述移动终端在没有被激活第二音频采集模块、第二声音播放模块以及定位模块时，只具备发送呼叫信号的功能。当第二音频采集模块、第二声音播放模块以及定位模块被激活后才具备与控制中心进行语音通信以及发送定位信号的功能。

激活对应的所述移动终端后，执行步骤S4：所述移动终端的所述定位模块竖直向上发送定位信号。

由于所述移动终端由物料吊装员持有，因此所述定位信号由物料吊装员控制所述移动终端持续发送。

物料吊装员控制所述移动终端持续发射定位信号后，执行步骤S5：所述控制中心控制所有的所述探测装置实时探测所述定位信号；

步骤S6：当所有的所述探测装置中有一个所述探测装置探测到所述定位信号时，所述探测装置向所述控制中心发送定位确认信号。

在具体的实施过程中，所述定位确认信号可以是通过所述控制中心的显示模块进行显示提示，也可以是采用其他的方式进行提示。

采用本发明实施例所提供的塔吊无人智能指挥方法进行吊装工作，无需中控指挥员指挥，只需要塔吊驾驶员和物料吊装员两人共同配合就能够实现精准定位和吊装，能够有效节约人工成本，提高经济效益。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种塔吊无人智能指挥系统，其特征在于，包括设置于塔吊驾驶室的控制中心、沿所述塔吊的起重臂的下沿并列设置的若干探测装置以及设置于各个物料堆放点的移动终端；

所述控制中心包括主机，所述主机分别连接有用于接收所述移动终端发送的呼叫信号的信号接收模块、用于对所述呼叫信号进行排序的排序记录模块、用于激活所述移动终端的激活模块，用于采集声音的第一音频采集模块、用于播放声音的第一声音播放模块、用于显示排序记录信息的显示模块、用于与所述移动终端通信的第一通信模块以及用于供塔吊驾驶员操控的操作模块；

所述探测装置与所述主机电连接；

所述移动终端包括控制模块，所述控制模块分别连接有用于向所述控制中心发送呼叫信号的信号发送模块、用于发送定位信号的定位模块、用于采集声音的第二音频采集模块、用于播放声音的第二声音播放模块以及用于与所述控制中心通信的第二通信模块；

所述第一通信模块与所述第二通信模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的塔吊无人智能指挥系统，其特征在于，所述控制模块为PLC处理器。

3.根据权利要求1所述的塔吊无人智能指挥系统，其特征在于，所述第一通信模块和所述第二通信模块均为无线通信模块。

4.根据权利要求1所述的塔吊无人智能指挥系统，其特征在于，所述探测装置为红外传感器，所述定位模块为红外线发送装置。

5.根据权利要求1所述的塔吊无人智能指挥系统，其特征在于，还包括分别设置于所述起重臂上远离所述驾驶室的一端端部的以及设置于所述塔吊的平衡臂上远离所述驾驶室的一端端部的防碰撞雷达，两个所述防碰撞雷达与所述主机连接，所述主机还连接有报警模块。

6.根据权利要求5所述的塔吊无人智能指挥系统，其特征在于，所述报警模块为蜂鸣器或声光报警器。

7.一种利用权利要求1所述的塔吊无人智能指挥系统的塔吊无人智能指挥方法，其特征在于，所述指挥方法包括：

控制中心实时接收各个物料堆放点的移动终端发送的若干个呼叫信号；

所述控制中心基于每个所述呼叫信号的接收时间，对所述呼叫信号进行排序并显示；

所述控制中心接收塔吊驾驶员的吊装指令，开启所有的探测装置并基于所述排序激活对应的所述移动终端的第二音频采集模块、第二声音播放模块以及定位模块；

所述移动终端的所述定位模块竖直向上发送定位信号；

所述控制中心控制所有的探测装置实时探测所述定位信号；

当所有的所述探测装置中有一个所述探测装置探测到所述定位信号时，所述探测装置向所述控制中心发送定位确认信号。