CN112320627A - 一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置 - Google Patents

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刘建
谷智
陈孜虎
陈晓磊
张智轶
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赵伟
廖小辉
梁波
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Abstract

本发明涉及一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，包括塔吊，塔吊的驾驶室内设有控制塔吊驱动系统的控制单元；驾驶室设有第一影像收集单元以用于模拟采集驾驶人员视野影像信息，塔吊吊钩上设有第二影像收集单元以用于采集吊钩影像信息；还包括与塔吊分体设置的地面遥控操作装置，地面遥控操作装置与控制单元无线信号连接；地面遥控操作装置上设有第一、第二影像显示单元，第一影像收集单元与地面遥控操作装置无线信号连接以便在第一影像显示单元显示其采集的影像信息；第二影像收集单元与地面遥控操作装置无线信号连接以便在第二影像显示单元显示其采集的影像信息。这样，可以在驾驶室外对塔吊运行进行可视遥控操作，减少事故发生，保障安全。

Description

一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置
技术领域
本发明属于作业运输中塔吊的技术领域，具体涉及一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置。
背景技术
塔吊又名“塔式起重机”，是搬运建筑工地中施工原材料的一种机电设备，因其起吊高度高、吊装重量大等优势，在建筑领域扮演着重要的角色。
传统塔吊由于技术有限，塔吊的驾驶室（也操作室、控制室）只能安装在主体支架顶部以保障、增强塔吊驾驶员的视野，通常还需要地面另外配置专门的信号工来配合指挥，所需人员多。在超高层建筑项目中，所使用塔吊的高度将超过一百米以上，远距离使得塔吊驾驶员的驾驶视线（清晰度）大打折扣，对塔吊驾驶员的心里素质也有极高要求，稍微恶劣的天气环境下，更加难以准确的进行塔吊施工操作。因此，如何解决上述问题成为建筑领域技术研发人员的当务之急。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，避免塔吊操控必须在塔吊顶部的驾驶室内实施所带来的操作不便问题，取得可以更方便、安全地进行塔吊操控的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，包括塔吊，塔吊上端固定设置的驾驶室内设有控制塔吊驱动系统的控制单元；所述驾驶室设有第一影像收集单元以用于模拟驾驶人员的视野并采集影像信息，塔吊的吊钩上设有第二影像收集单元以用于采集吊钩周围的影像信息；还包括与塔吊分体设置的地面遥控操作装置，所述地面遥控操作装置与控制单元无线信号连接以便可在驾驶室外对塔吊的运行进行遥控操作；所述地面遥控操作装置上设有第一影像显示单元，所述第一影像收集单元与地面遥控操作装置无线信号连接以便在第一影像显示单元显示其采集的影像信息；所述地面遥控操作装置上还设有第二影像显示单元，所述第二影像收集单元与地面遥控操作装置无线信号连接以便在第二影像显示单元显示其采集的影像信息。
进一步完善上述技术方案，所述驾驶室内设有显示器，所述第二影像收集单元与显示器无线信号连接以便在显示器显示其采集的影像信息。
进一步地，所述第一影像收集单元包括第一摄像头，第一摄像头信号连接第一信号发射器并通过第一信号发射器与地面遥控操作装置信号连接；所述第二影像收集单元包括第二摄像头，第二摄像头信号连接第二信号发射器并通过第二信号发射器与显示器和地面遥控操作装置信号连接。
进一步地，所述吊钩上还设有供电单元，所述供电单元供电连接第二摄像头和第二信号发射器。
进一步地，所述供电单元包括太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板电连接蓄电池，蓄电池电连接所述第二摄像头和第二信号发射器。
进一步地，所述地面遥控操作装置包括壳体，壳体内设有控制器，控制器通过壳体内的无线信号收发单元信号连接所述控制单元，第一影像显示单元和第二影像显示单元通过所述无线信号收发单元信号连接第一信号发射器和第二信号发射器。
进一步地，驾驶室设有无线信号接收器，第二信号发射器和无线信号收发单元信号连接所述无线信号接收器，无线信号接收器电连接所述显示器和控制单元。
进一步地，所述第一影像显示单元和第二影像显示单元设于壳体的表面，壳体的表面还设有吊钩控制器、行车控制器、急停按钮以及总控开关，所述吊钩控制器、行车控制器、急停按钮以及总控开关与控制器电连接以便实施对应的控制操作。
进一步地，所述壳体上还设有与控制器电连接的视频监控接口、回转制动和操控切换按钮。
进一步地，所述第一摄像头聚焦于吊钩并可随吊钩的运动而上下转动并自动变换焦距。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，通过地面遥控操作装置连接塔吊的控制单元，可以在驾驶室外对塔吊的运行进行遥控操作。通过远程遥控操作，原驾驶人员可不用攀爬至很高的塔吊驾驶室，降低人员要求并提高安全性；原塔吊驾驶室位置相对固定，而通过地面遥控操作装置实施塔吊的操控可以任意移动，操作人员可选择最优视野进行塔吊操作，有效防止原驾驶室操作方式因为视野被建筑或构筑物遮挡而进行的盲区操作，解决了驾驶人员因视野遮挡、恶劣天气等原因产生的危险操作，可大大减少事故的发生。同时，地面遥控操作装置上通过第一影像显示单元、第二影像显示单元的使用，更好地结合驾驶人员视野和监控吊钩的情况，可视化遥控，进一步提高操作过程中的安全保障。
2、本发明的一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，实施、安装简单，可在保存原有塔吊的控制和驱动部分的基础上做相应改动、改造即可，达到进一步增加塔吊使用过程中的安全性能的效果。
附图说明
图1为具体实施例的一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置的结构框图；
图2为具体实施例中的地面遥控操作装置的示意图；
其中，壳体10，视频接口1，监控接口2，回转制动3，操控切换按钮4，第一影像显示单元5，第二影像显示单元6，吊钩控制器A，行车控制器B，急停按钮c，总控开关d。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
请参见图1，具体实施例的一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，包括塔吊，塔吊上端固定设置的驾驶室内设有控制塔吊驱动系统的控制单元；所述驾驶室设有第一影像收集单元以用于模拟采集驾驶人员视野影像信息，塔吊的吊钩上设有第二影像收集单元以用于采集吊钩周围（主要是下方）的影像信息；还包括与塔吊分体设置的地面遥控操作装置，所述地面遥控操作装置与控制单元无线信号连接以便可在驾驶室外对塔吊的运行进行遥控操作；所述地面遥控操作装置上设有第一影像显示单元，所述第一影像收集单元与地面遥控操作装置无线信号连接以便在第一影像显示单元显示其采集的影像信息；所述地面遥控操作装置上还设有第二影像显示单元，所述第二影像收集单元与地面遥控操作装置无线信号连接以便在第二影像显示单元显示其采集的影像信息。
实施例的一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，通过地面遥控操作装置连接塔吊的控制单元，可以在驾驶室外对塔吊的运行进行遥控操作。通过远程遥控操作，原驾驶人员可不用攀爬至很高的塔吊驾驶室，降低人员要求并提高安全性；原塔吊驾驶室位置相对固定，而通过地面遥控操作装置实施塔吊的操控可以任意移动，操作人员可选择最优视野进行塔吊操作，有效防止原驾驶室操作方式因为视野被建筑或构筑物遮挡而进行的盲区操作，解决了驾驶人员因视野遮挡、恶劣天气等原因产生的危险操作，可大大减少事故的发生。同时，地面遥控操作装置上通过第一影像显示单元、第二影像显示单元的使用，更好地结合驾驶人员视野和监控吊钩的情况，进一步提高操作过程中的安全保障。
其中，所述驾驶室内设有显示器，所述第二影像收集单元与显示器无线信号连接以便在显示器显示其采集的影像信息。
这样，采用原驾驶室内操控方式时，也可以监控吊钩的情况，提高操作过程中的安全保障，减少地面配合人员需求。
其中，所述第一影像收集单元包括第一摄像头和第一信号发射器，第一摄像头信号连接第一信号发射器并通过第一信号发射器与地面遥控操作装置信号连接；所述第二影像收集单元包括第二摄像头和第二信号发射器，第二摄像头信号连接第二信号发射器并通过第二信号发射器与显示器和地面遥控操作装置信号连接。
这样，保障实施，实施时，第一摄像头可以安装于驾驶室内，也可以设于驾驶室外，目的是模拟替代原驾驶人员视角，第一摄像头聚焦于吊钩并可随吊钩的运动而上下转动并自动变换焦距，以达到最好的影响信息采集效果，而塔吊本身设计的驾驶室和吊钩自成一个平面，故第一摄像头在左右方向上不用专门作旋转，仅需普通的上下转动，追视吊钩即可。第一摄像头朝向吊钩下方。
其中，所述吊钩上还设有供电单元，所述供电单元供电连接第二摄像头和第二信号发射器。
这样，通过供电单元连接所述第二摄像头和第二信号发射器并供电，有效保证使用和待机时长。
其中，所述供电单元包括太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板电连接蓄电池，蓄电池电连接所述第二摄像头和第二信号发射器。
这样，可以保障为第二摄像头和第二信号发射器提供持续电力。
其中，所述地面遥控操作装置包括壳体，壳体内设有控制器，控制器通过壳体内的无线信号收发单元信号连接所述控制单元，第一影像显示单元和第二影像显示单元通过所述无线信号收发单元信号连接第一信号发射器和第二信号发射器。
实施时，可以理解的，驾驶室可设无线信号接收器，第二信号发射器和无线信号收发单元信号连接所述无线信号接收器，无线信号接收器电连接所述显示器和控制单元。这样，保障信号的有效传输。装置中采用的无线信号传输，优选WIA-PA，WIA-PA是一种经过实际应用验证的、适合于复杂工程环境应用的无线通信网络协议，可降低安装复杂性，使无线网络传输具有长期而且稳定的性能。
请参见图2，其中，所述第一影像显示单元5和第二影像显示单元6设于壳体10的表面，实施时，结合影像显示单元的种类，也可以是影像显示单元的显示屏对应位于壳体10表面的开口部位，与壳体10的表面相平齐，壳体10的表面还设有吊钩控制器A、行车控制器B、急停按钮c以及总控开关d，所述吊钩控制器A、行车控制器B、急停按钮c以及总控开关d与控制器电连接以便实施对应的控制操作。
实施时，吊钩控制器A和行车控制器B通常采用操控杆的形式。
其中，所述壳体10上还设有与控制器电连接的视频接口1、监控接口2、回转制动3和操控切换按钮4。这样，方便影像的上位传输，便于进一步监控和保存，各接口、按钮完善了功能设置，操控切换按钮4可实现地面遥控操作装置遥控操作和驾驶室手动操作塔吊驱动系统的控制转换。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，包括塔吊，塔吊上端固定设置的驾驶室内设有控制塔吊驱动系统的控制单元；其特征在于：所述驾驶室设有第一影像收集单元以用于模拟驾驶人员的视野并采集影像信息，塔吊的吊钩上设有第二影像收集单元以用于采集吊钩周围的影像信息；
还包括与塔吊分体设置的地面遥控操作装置，所述地面遥控操作装置与控制单元无线信号连接以便可在驾驶室外对塔吊的运行进行遥控操作；所述地面遥控操作装置上设有第一影像显示单元，所述第一影像收集单元与地面遥控操作装置无线信号连接以便在第一影像显示单元显示其采集的影像信息；所述地面遥控操作装置上还设有第二影像显示单元，所述第二影像收集单元与地面遥控操作装置无线信号连接以便在第二影像显示单元显示其采集的影像信息。
2.根据权利要求1所述一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，其特征在于：所述驾驶室内设有显示器，所述第二影像收集单元与显示器无线信号连接以便在显示器显示其采集的影像信息。
3.根据权利要求2所述一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，其特征在于：所述第一影像收集单元包括第一摄像头，第一摄像头信号连接第一信号发射器并通过第一信号发射器与地面遥控操作装置信号连接；
所述第二影像收集单元包括第二摄像头，第二摄像头信号连接第二信号发射器并通过第二信号发射器与显示器和地面遥控操作装置信号连接。
4.根据权利要求3所述一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，其特征在于：所述吊钩上还设有供电单元，所述供电单元供电连接第二摄像头和第二信号发射器。
5.根据权利要求4所述一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，其特征在于：所述供电单元包括太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板电连接蓄电池，蓄电池电连接所述第二摄像头和第二信号发射器。
6.根据权利要求3所述一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，其特征在于：所述地面遥控操作装置包括壳体，壳体内设有控制器，控制器通过壳体内的无线信号收发单元信号连接所述控制单元，第一影像显示单元和第二影像显示单元通过所述无线信号收发单元信号连接第一信号发射器和第二信号发射器。
7.根据权利要求6所述一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，其特征在于：驾驶室设有无线信号接收器，第二信号发射器和无线信号收发单元信号连接所述无线信号接收器，无线信号接收器电连接所述显示器和控制单元。
8.根据权利要求6所述一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，其特征在于：所述第一影像显示单元和第二影像显示单元设于壳体的表面，壳体的表面还设有吊钩控制器、行车控制器、急停按钮以及总控开关，所述吊钩控制器、行车控制器、急停按钮以及总控开关与控制器电连接以便实施对应的控制操作。
9.根据权利要求8所述一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，其特征在于：所述壳体上还设有与控制器电连接的视频监控接口、回转制动和操控切换按钮。
10.根据权利要求3-9任一项所述一种塔吊遥控可视及人机互动操控装置，其特征在于：所述第一摄像头聚焦于吊钩并可随吊钩的运动而上下转动并自动变换焦距。
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