CN116654784A - 一种用于起重机智能避让预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于起重机智能避让预警系统，涉及起重机智能避让预警技术领域，包括：避让预警控制系统、避让模块、数据采集模块、声光报警模块和区域警示模块，该用于起重机智能避让预警系统，通过雷达监测模块与编码器可以对地面障碍物高度进行实时监测，避免货物碰撞到障碍物产生损失及事故的发生，通过雷达监测模块可以对吊具及周围工作人员进行距离探测，通过编码器可以将雷达监测模块探测出的数字信号进行处理，通过自动运行模块可以提高启动设备效率，使整个避让模块具有较高的自动化功能，从而使起重机在作业时可以大幅度降低事故的产生，提高起重机在作业过程中的安全性。

Description

一种用于起重机智能避让预警系统

技术领域

本发明涉及起重机智能避让预警技术领域，具体为一种用于起重机智能避让预警系统。

背景技术

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称天车，航吊，吊车，起重机主要分为轮胎起重机与桥式起重机，起重机的工作特点是做间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的，起重机在市场上的发展和使用越来越广泛，由于起重机体型较大，操作人员视野盲区较多，起重机在使用的过程中通常使用智能避让预警系统来降低事故的发生，从而使起重机可以安全运行。

现有技术中起重机智能避让预警系统可以避免对视野盲区的工作人员造成伤害，且起重机智能避让预警系统可以实时跟踪识别吊具与工件的距离及周边人员位置的变化，起重机在吊运作业时一旦出现障碍物的高度高于正在吊运货物的高度会产生碰撞，从而造成财产损失以及安全事故，甚至碰撞以后因为坠落的重物将地面的人员砸伤或砸死，通常避让模块在紧急制动后需要人员重新启动起重机，难以及时有效的继续作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于起重机智能避让预警系统，以解决上述背景技术提出的起重机智能避让预警系统在紧急制动后难以及时有效的继续作业的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于起重机智能避让预警系统，包括：避让预警控制系统、避让模块、数据采集模块、声光报警模块和区域警示模块，所述避让预警控制系统的输出端分别连接有避让模块、数据采集模块、声光报警模块和区域警示模块，所述避让预警控制系统与数据采集模块之间构成串联连接。

优选的，所述避让模块的输出端分别连接有雷达监测模块、超声波传感器和影像接收模块，所述雷达监测模块的输出端连接有编码器。

优选的，所述超声波传感器、影像接收模块与编码器的输出端共同连接有数据整合模块，所述数据整合模块的输出端连接有行为判断模块，所述行为判断模块的输出端分别连接有语音提醒模块和自动制动模块。

优选的，所述自动制动模块的输出端分别连接有自动报警模块、自动断电模块和自动运行模块，所述编码器采用数字信号处理技术。

优选的，所述数据采集模块的输出端分别连接有数据储存模块、视频采集模块和信号接收模块。

优选的，所述信号接收模块的输出端连接有抗干扰模块，所述数据储存模块的输出端连接有自动压缩模块，所述自动压缩模块的输出端连接有自动分类模块。

优选的，所述视频采集模块的输出端连接有图像分析模块，所述图像分析模块的输出端连接有数据处理模块，所述数据处理模块的输出端连接有无线传输模块。

优选的，所述声光报警模块的输出端分别连接有位置探测模块、扬声器和警报闪光灯。

优选的，所述位置探测模块、扬声器和警报闪光灯的输出端共同连接有指令控制模块，所述指令控制模块的输出端分别连接有太阳能供电模块和语音发送模块。

优选的，所述语音发送模块的输出端连接有语音接收模块，所述语音接收模块的输出端连接有智能控制模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该用于起重机智能避让预警系统，通过雷达监测模块与编码器可以对地面障碍物高度进行实时监测，避免货物碰撞到障碍物产生损失及事故的发生，通过雷达监测模块可以对吊具及周围工作人员进行距离探测，通过编码器可以将雷达监测模块探测出的数字信号进行处理，通过自动运行模块可以提高启动设备效率，使整个避让模块具有较高的自动化功能，从而使起重机在作业时可以大幅度降低事故的产生，提高起重机在作业过程中的安全性。

1、起重机智能避让预警系统能够对指定区域范围的人员及设备进行实时监控，当起重机在运行时人员离吊具距离较近时会进行紧急避让，从而可以避免吊具对作业人员造成伤害，而起重机发生紧急避让时会发生制动停止，此时起重机需要重新启动继续作业，无法及时有效的继续作业，避让模块中的雷达监测模块是一种利用电磁波进行探测和测距的激光雷达，其工作原理是利用电磁波的反射和回波来确定目标物体的位置和距离，通过雷达监测模块可以对吊具及周围工作人员进行距离探测，但难以对障碍物高度进行检测，会导致吊运货物与障碍物发生碰撞，此时可以通过编码器可以将雷达监测模块探测出的数字信号进行处理，编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，编码器把角位移或直线位移转换成电信号并进行相应的计算和分析，从而计算出障碍物的高度是否会影响货物的吊运作业，一旦检测出障碍物高度影响货物的吊运作业可以控制起重机将被吊运货物抬高，从而可以避免障碍物过高导致货物的碰撞，通过事先设定距离，当起重机运行的时候检测到设定距离范围内障碍物的高度超过预设值，就会触发报警系统发出语音预警，同时起重机停止运行，使起重机在运行时可以对障碍物高度进行实时监测及避让，通过超声波传感器可以对起重机本身进行位置探测，通过影像接收模块可以对监控的影像信息进行接收；

而影像接收模块接收的信息与编码器、超声波传感器发出的数据可以通过数据整合模块进行整合统一，通过行为判断模块可以对数据整合模块内部的信息进行分析处理，当人员离吊具或起重机较近时可以通过语音提醒模块对现场人员进行及时提醒，当人员在作业时离起重机或吊具较近可以触发自动制动模块，自动制动模块一旦运行时可以通过自动报警模块发出警报声，并且通过自动断电模块进行自动断电，使起重机无法继续进行移动或操作，当危险解除后通过自动运行模块可以自动启动起重机，从而使人员可以及时继续作业，避免重启带来的时间浪费，导致作业效率较低，通过自动运行模块可以提高启动设备效率，使整个避让模块具有较高的自动化功能，从而使起重机在作业时可以大幅度降低事故的产生，提高起重机在作业过程中的安全性，且通过雷达监测模块与编码器可以对地面障碍物高度进行实时监测，避免货物碰撞到障碍物产生损失及事故的发生。

2、起重机智能避让预警系统在使用的过程中通过数据采集模块可以对现场各种数据进行收集，并传输给避让预警控制系统，通过数据储存模块可以对采集的数据及视频采集模块收集的影像进行储存，视频采集模块可以对地面进行实时视频扫描，操作人员可以实时了解地面信息，由于视频采集模块所采集的各种数据占用内存较大，通过自动压缩模块可以对所收集的各种数据进行压缩，从而可以减少收集到的数据占用数据储存模块内存较多的情况，当需要对以往采集的数据进行检查观看时可以通过自动分类模块对以往的数据进行查看，自动分类模块可以对起重机运行的安全时间段与异常时间段进行自动分类，自动分类模块使用时无需使用网络就可以对数据进行查看，通过自动分类模块可以及时有效的查找出对应的数据资料，并能够提高工作效率；

视频采集模块所采集的到的数据资料通过图像分析模块可以对采集的数据资料进行自动分析，并进行比较，从而得出相应数据结果，通过数据处理模块可以对图像分析模块得出的资料结果进行相应处理，通过无线传输模块可以将需要处理的数据传输到避让预警控制系统中，数据采集模块在使用的过程中通过信号接收模块可以进行信号采集作业，可以及时有效的使数据采集模块进行数据采集作业，通过抗干扰模块可以使信号接收模块可以准确无误的接收信号，不会出现信号不稳定而导致信号接收模块无法有效的对信号进行接收，从而影响数据采集模块的采集作业，通过自动分类模块可以做到数据资料自动分类的功能，无需人员在进行分类，且查找相应数据资料速度快。

3、起重机智能避让预警系统在使用的过程中通过声光报警模块可以对作业区域的人员及一定范围的人员进行提醒，当起重机作业时可以通过声光报警模块发出声光报警、检测到人员进入警戒区域内进行语音报警同时司机可对地喊话通知地面危险人员避让离开，降低事故发生，通过位置探测模块可以探测出起重机周围的人员分布情况，可以对起重机周围情况进行实时监测，当起重机作业区域有人员进入时可以通过位置探测模块进行观察到，此时可以通过扬声器进行喊话让其避让，同时警报闪光灯会进行启动，从而提醒人员，需要通过扬声器进行喊话时可以通过指令控制模块进行操作；

指令控制模块的供电系统可以通过太阳能供电模块进行供电，无需使用电线进行连接，从而可以进行节约用电，指令控制模块使用时可以通过语音发送模块对指令进行发出，而发出的指令可以通过语音接收模块进行接收，语音接收模块接收的指令通过智能控制模块进行控制发出，可以使司机在作业时无需分心就可以对作业区域的人员及一定范围的人员进行提醒，通过智能控制模块可以减轻司机的劳动程度，且智能控制模块自动化程度较高，并且可以及时做出相应指令的动作，无需等待就可以进行预警作业。

附图说明

图1为本发明避让预警控制系统主框架结构示意图；

图2为本发明避让模块框架结构示意图；

图3为本发明数据采集模块框架结构示意图；

图4为本发明声光报警模块框架结构示意图。

图中：1、避让预警控制系统；2、避让模块；3、数据采集模块；4、声光报警模块；5、区域警示模块；6、雷达监测模块；7、超声波传感器；8、影像接收模块；9、编码器；10、数据整合模块；11、行为判断模块；12、语音提醒模块；13、自动制动模块；14、自动报警模块；15、自动断电模块；16、自动运行模块；17、数据储存模块；18、视频采集模块；19、信号接收模块；20、抗干扰模块；21、自动压缩模块；22、自动分类模块；23、图像分析模块；24、数据处理模块；25、无线传输模块；26、位置探测模块；27、扬声器；28、警报闪光灯；29、指令控制模块；30、太阳能供电模块；31、语音发送模块；32、语音接收模块；33、智能控制模块。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1和图2可知，本发明提供一种技术方案：一种用于起重机智能避让预警系统，包括：避让预警控制系统1、避让模块2、数据采集模块3、声光报警模块4和区域警示模块5，避让预警控制系统1的输出端分别连接有避让模块2、数据采集模块3、声光报警模块4和区域警示模块5，避让预警控制系统1与数据采集模块3之间构成串联连接，避让模块2的输出端分别连接有雷达监测模块6、超声波传感器7和影像接收模块8，雷达监测模块6的输出端连接有编码器9，超声波传感器7、影像接收模块8与编码器9的输出端共同连接有数据整合模块10，数据整合模块10的输出端连接有行为判断模块11，行为判断模块11的输出端分别连接有语音提醒模块12和自动制动模块13，自动制动模块13的输出端分别连接有自动报警模块14、自动断电模块15和自动运行模块16，编码器9采用数字信号处理技术。

具体实施时，起重机智能避让预警系统能够对指定区域范围的人员及设备进行实时监控，确保起重机作业区域内无危险人员进入，且起重机在运行时可以通过避让模块2降低设备对周围作业人员造成的伤害，当起重机在运行时人员离吊具距离较近时会进行紧急避让，从而可以避免吊具对作业人员造成伤害，而起重机发生紧急避让时会发生制动停止，此时起重机需要重新启动继续作业，重新启动等待时间较长，无法及时有效的继续作业，避让模块2中的雷达监测模块6是一种利用电磁波进行探测和测距的激光雷达，其工作原理是利用电磁波的反射和回波来确定目标物体的位置和距离，通过雷达监测模块6可以对吊具及周围工作人员进行距离探测，但难以对障碍物高度进行检测，会导致吊运货物与障碍物发生碰撞，此时可以通过编码器9可以将雷达监测模块6探测出的数字信号进行处理，编码器9是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，编码器9把角位移或直线位移转换成电信号并进行相应的计算和分析，从而计算出障碍物的高度是否会影响货物的吊运作业，一旦检测出障碍物高度影响货物的吊运作业可以控制起重机将被吊运货物抬高，从而可以避免障碍物过高导致货物的碰撞，通过事先设定距离，当起重机运行的时候检测到设定距离范围内障碍物的高度超过预设值，就会触发报警系统发出语音预警，同时起重机停止运行，使起重机在运行时可以对障碍物高度进行实时监测及避让，通过超声波传感器7可以对起重机本身进行位置探测，通过影像接收模块8可以对监控的影像信息进行接收；

而影像接收模块8接收的信息与编码器9、超声波传感器7发出的数据可以通过数据整合模块10进行整合统一，通过行为判断模块11可以对数据整合模块10内部的信息进行分析处理，当人员离吊具或起重机较近时可以通过语音提醒模块12对现场人员进行及时提醒，使人员可以从危险区域离开，避免发生意外情况，当人员在作业时离起重机或吊具较近可以触发自动制动模块13，自动制动模块13一旦运行时可以通过自动报警模块14发出警报声，并且通过自动断电模块15进行自动断电，使起重机无法继续进行移动或操作，从而可以避免人员受到伤害，当危险解除后通过自动运行模块16可以自动启动起重机，从而使人员可以及时继续作业，避免重启带来的时间浪费，导致作业效率较低。

参阅图1和图2可知，通过自动运行模块16可以提高启动设备效率，使整个避让模块2具有较高的自动化功能，从而使起重机在作业时可以大幅度降低事故的产生，提高起重机在作业过程中的安全性，且通过雷达监测模块6与编码器9可以对地面障碍物高度进行实时监测，避免货物碰撞到障碍物产生损失及事故的发生。

参阅图1和图3可知，数据采集模块3的输出端分别连接有数据储存模块17、视频采集模块18和信号接收模块19，信号接收模块19的输出端连接有抗干扰模块20，数据储存模块17的输出端连接有自动压缩模块21，自动压缩模块21的输出端连接有自动分类模块22，视频采集模块18的输出端连接有图像分析模块23，图像分析模块23的输出端连接有数据处理模块24，数据处理模块24的输出端连接有无线传输模块25。

具体实施时，起重机智能避让预警系统在使用的过程中通过数据采集模块3可以对现场各种数据进行收集，并传输给避让预警控制系统1，通过数据储存模块17可以对采集的数据及视频采集模块18收集的影像进行储存，视频采集模块18可以对地面进行实时视频扫描，操作人员可以实时了解地面信息，由于视频采集模块18所采集的各种数据占用内存较大，且视频采集模块18为全天实时监测，通过自动压缩模块21可以对所收集的各种数据进行压缩，从而可以减少收集到的数据占用数据储存模块17内存较多的情况，导致数据储存模块17无法存放更多的数据，当需要对以往采集的数据进行检查观看时可以通过自动分类模块22对以往的数据进行查看，自动分类模块22可以对起重机运行的安全时间段与异常时间段进行自动分类，自动分类模块22使用时无需使用网络就可以对数据进行查看，通过自动分类模块22可以及时有效的查找出对应的数据资料，减少等待搜索时间，并能够提高工作效率；

视频采集模块18所采集的到的数据资料通过图像分析模块23可以对采集的数据资料进行自动分析，并进行比较，从而得出相应数据结果，通过数据处理模块24可以对图像分析模块23得出的资料结果进行相应处理，通过无线传输模块25可以将需要处理的数据传输到避让预警控制系统1中，无线传输模块25为无线网络技术，可以实时进行数据传输作业，且传输速度快，数据采集模块3在使用的过程中通过信号接收模块19可以进行信号采集作业，可以及时有效的使数据采集模块3进行数据采集作业，通过抗干扰模块20可以使信号接收模块19可以准确无误的接收信号，不会出现信号不稳定而导致信号接收模块19无法有效的对信号进行接收，从而影响数据采集模块3的采集作业。

参阅图1和图3可知，通过自动分类模块22可以做到数据资料自动分类的功能，无需人员在进行分类，且查找相应数据资料速度快。

参阅图1和图4可知，声光报警模块4的输出端分别连接有位置探测模块26、扬声器27和警报闪光灯28，位置探测模块26、扬声器27和警报闪光灯28的输出端共同连接有指令控制模块29，指令控制模块29的输出端分别连接有太阳能供电模块30和语音发送模块31，语音发送模块31的输出端连接有语音接收模块32，语音接收模块32的输出端连接有智能控制模块33，位置探测模块26为高清智能摄像机。

具体实施时，起重机智能避让预警系统在使用的过程中通过声光报警模块4可以对作业区域的人员及一定范围的人员进行提醒，从而有效的避免在照明条件较差的环境下发生人员意外的情况，当起重机作业时可以通过声光报警模块4发出声光报警、检测到人员进入警戒区域内进行语音报警同时司机可对地喊话通知地面危险人员避让离开，降低事故发生，通过位置探测模块26可以探测出起重机周围的人员分布情况，位置探测模块26为高清智能摄像机，可以对起重机周围情况进行实时监测，当起重机作业区域有人员进入时可以通过位置探测模块26进行观察到，此时可以通过扬声器27进行喊话让其避让，同时警报闪光灯28会进行启动，从而提醒人员，通过扬声器27与警报闪光灯28可以起到双重警告的作用，需要通过扬声器27进行喊话时可以通过指令控制模块29进行操作；

指令控制模块29的供电系统可以通过太阳能供电模块30进行供电，无需使用电线进行连接，从而可以进行节约用电，指令控制模块29使用时可以通过语音发送模块31对指令进行发出，而发出的指令可以通过语音接收模块32进行接收，语音接收模块32接收的指令通过智能控制模块33进行控制发出，无需人员手动控制，可以使司机在作业时无需分心就可以对作业区域的人员及一定范围的人员进行提醒。

参阅图1和图4可知，通过智能控制模块33可以减轻司机的劳动程度，且智能控制模块33自动化程度较高，并且可以及时做出相应指令的动作，无需等待就可以进行预警作业。

综上所述，在使用该用于起重机智能避让预警系统在使用时，通过雷达监测模块6与编码器9可以对地面障碍物高度进行实时监测，避免货物碰撞到障碍物产生损失及事故的发生，通过自动运行模块16可以提高启动设备效率，使整个避让模块2具有较高的自动化功能，从而使起重机在作业时可以大幅度降低事故的产生，提高起重机在作业过程中的安全性，通过自动分类模块22可以做到数据资料自动分类的功能，无需人员在进行分类，且查找相应数据资料速度快，通过智能控制模块33可以减轻司机的劳动程度，且智能控制模块33自动化程度较高，并且可以及时做出相应指令的动作，无需等待就可以进行预警作业，本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

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 (10)

1.一种用于起重机智能避让预警系统，包括：避让预警控制系统(1)、避让模块(2)、数据采集模块(3)、声光报警模块(4)和区域警示模块(5)，其特征在于：

所述避让预警控制系统(1)的输出端分别连接有避让模块(2)、数据采集模块(3)、声光报警模块(4)和区域警示模块(5)，所述避让预警控制系统(1)与数据采集模块(3)之间构成串联连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于起重机智能避让预警系统，其特征在于：所述避让模块(2)的输出端分别连接有雷达监测模块(6)、超声波传感器(7)和影像接收模块(8)，所述雷达监测模块(6)的输出端连接有编码器(9)。

3.根据权利要求2所述的一种用于起重机智能避让预警系统，其特征在于：所述超声波传感器(7)、影像接收模块(8)与编码器(9)的输出端共同连接有数据整合模块(10)，所述数据整合模块(10)的输出端连接有行为判断模块(11)，所述行为判断模块(11)的输出端分别连接有语音提醒模块(12)和自动制动模块(13)。

4.根据权利要求3所述的一种用于起重机智能避让预警系统，其特征在于：所述自动制动模块(13)的输出端分别连接有自动报警模块(14)、自动断电模块(15)和自动运行模块(16)，所述编码器(9)采用数字信号处理技术。

5.根据权利要求1所述的一种用于起重机智能避让预警系统，其特征在于：所述数据采集模块(3)的输出端分别连接有数据储存模块(17)、视频采集模块(18)和信号接收模块(19)。

6.根据权利要求5所述的一种用于起重机智能避让预警系统，其特征在于：所述信号接收模块(19)的输出端连接有抗干扰模块(20)，所述数据储存模块(17)的输出端连接有自动压缩模块(21)，所述自动压缩模块(21)的输出端连接有自动分类模块(22)。

7.根据权利要求6所述的一种用于起重机智能避让预警系统，其特征在于：所述视频采集模块(18)的输出端连接有图像分析模块(23)，所述图像分析模块(23)的输出端连接有数据处理模块(24)，所述数据处理模块(24)的输出端连接有无线传输模块(25)。

8.根据权利要求1所述的一种用于起重机智能避让预警系统，其特征在于：所述声光报警模块(4)的输出端分别连接有位置探测模块(26)、扬声器(27)和警报闪光灯(28)。

9.根据权利要求8所述的一种用于起重机智能避让预警系统，其特征在于：所述位置探测模块(26)、扬声器(27)和警报闪光灯(28)的输出端共同连接有指令控制模块(29)，所述指令控制模块(29)的输出端分别连接有太阳能供电模块(30)和语音发送模块(31)。

10.根据权利要求9所述的一种用于起重机智能避让预警系统，其特征在于：所述语音发送模块(31)的输出端连接有语音接收模块(32)，所述语音接收模块(32)的输出端连接有智能控制模块(33)。