CN202440239U - 吊头三维运动状态采集器 - Google Patents

Abstract

吊头三维运动状态采集器，是应用于常用吊车自动控制解决方案中的关键技术。发明的采集器由旋转角度采集电路、臂长度采集电路、吊头高度采集电路和模数转换电路构成。将传感器得到的代表旋转角度，平面长度和平面高度的电压分别送入各自的具有PID调节功能的放大器放大，放大后的电压由模数转换器转换为三个位置电压值对应的数字信号，然后供计算机处理。发明的采集器配合自动控制可有效解决吊车采用人工操作时易受自然气候、工作环境影响带来的不良缺陷，提高塔吊复杂运动控制功能，实施安全操作，具有极高的性价比，利于推广应用。

Description

吊头三维运动状态采集器

所属技术领域

塔吊控制技术。 

背景技术

目前市场常用吊车均为人工操作。这种工作方式受自然气候影响较大，可能由于工作环境条件恶劣发生不必要的事故。针对这种情况，我们发明了解决这类问题的自动控制方案，而三维运动状态采集器是为实现这一自动控制方案的关键技术。如果实现此目标，必须要能采集到吊头的位置信息，因此我们将吊头作业分为三部分：旋转角度、平面长度和平面高度。将这三个值转换为电压值，即可由电压代替一个空间位置，并将上述电压转换为数字量，供计算机进行处理使用。 

发明内容

为了解决常用吊车人工操作存在的缺陷，提升吊车的使用安全性，本发明提供了解决自动控制方案的关键技术。 

本发明解决方案是：吊头三维运动状态采集器由旋转角度采集电位器、臂长度采集电位器、吊头高度采集电位器、比例分压电阻、旋转角度信号放大电路、臂长度采集放大电路、吊头高度采集放大电路、多路模数转换集成电路组成，其特征是：旋转角度采集电位器

的滑动端，接比例分压电阻R₁₀和R₁₁串联电路中R₁₀的一端，电阻R₁₀和R₁₁的连接端，接电阻R₁与电容C₁并联后的一端，其并联的另一端，接旋转角度信号放大电路IC₁的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC₄的输入端A₀₊端；臂长度采集电位器Rx的滑动端，接比例分压电阻R₁₃和R₁₄串联电路中R₁₃的一端，电阻R₁₃和R₁₄的连接端，接电阻R₄与电容C₃并联后的一端，其并联的另一端，接臂长度采集放大电路IC₂的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC₄的输入端B₀₊端；吊头高度采集电位器Rh的滑动端，接比例分压电阻R₁₆和R₁₇串联电路中的R₁₆的一端，电阻R₁₆和R₁₇的连接端，接电阻R₇与电容C₅并联后的一端，其并联的另一端，接臂长采集放大电路IC₃的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC₄的输入端C₀₊端。该采集器的传感器由三部分组成：一部分传感器由旋转电位器取出不同角度对应的电压；另一部分传感器由直拉电位器组成，该电位器位置传感器代表吊头臂伸出长度，并转换成相应的电压；另一部分直线电位器传感器的长度代表对应的吊头高度，并将此电压转换为对应代表高度的电压。将三个传感器得到的代表角度电压，代表平面长度电压，代表平面高度电压，送入放大器放大，放大后的电压由模数转换器转换为数字信号，即 可得到状态空间的三个位置电压值对应的数字信号值，该值可供计算机处理。 

本发明的有益效果是：提高塔吊的网络化控制水平，即可以实现驱动的控制，也可以实现复杂的运动控制功能。吊头三维运动状态采集器能够通过远程控制解决塔吊的运动空间的检测，在复杂环境中对塔吊的空间变换实施安全操作控制，具有极高的性价比，利于推广应用。 

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。 

具体实施方式

在图1中，吊头三维运动状态采集器由旋转角度采集电位器 

、臂长度采集电位器R_x、吊头高度采集电位器R_h。 

旋转角度采集电路组成为：比例分压电阻R₁₀和R₁₁、同相信号放大器集成电路IC₁、电阻R₁、R₂、R₃、微分电容C₁、积分电容C₂、积分常数调节电阻R₁₂。 

臂长度采集电路组成为：比例分压电阻R₁₃和R₁₄、同相信号放大器集成电路IC₂、电阻R₄、R₅、R₆、微分电容C₃、积分电容C₄、积分常数调节电阻R₁₅。 

吊头高度采集电路组成为：比例分压电阻R₁₆和R₁₇、同相信号放大器集成电路IC₃、电阻R₇、R₈、R₉、微分电容C₅、积分电容C₆、积分常数调节电阻R₁₈。 

模数转换电路组成是集成电路IC₄。 

旋转角度采集电路连接为：由电位器 

采集角度信号由滑动端经比例分压电阻R₁₀和R₁₁分压后，送给电阻R₁与电容C₁相并联的一端，电阻R₁与电容C₁并联的另一端接集成电路IC₁的3脚进行同相放大，经IC₁放大的信号由IC₁的6脚送出至模数转换集成电路IC₄的63脚，其IC₄的33脚至48脚输出的为16位数字信号。 

臂长度采集电路连接为：由电位器R_x采集的臂长信号由滑动端送入，经比例分压电阻R₁₃和R₁₄分压后，送给电阻R₄与电容C₃相并联的一端，电阻R₄与电容C₃并联的另一端接集成电路IC₂的3脚，由IC₂进行同相放大后，经IC₂的6脚送出至模数转换集成电路IC₄的6脚，其IC₄的33脚至48脚输出的为16位数字信号。 

吊头高度采集电路连接为：由电位器R_h采集的高度信号由滑动端送入，经比例分压电阻 R₁₆和R₁₇分压后，送给电阻R₇与电容C₅相并联的一端，电阻R₇与电容C₅并联的另一端接集成电路IC₃的3脚，由IC₃进行同相放大后，经IC₃的6脚送出至模数转换集成电路IC₄的16脚，被转换后的数字信号由33脚至48脚送出。 

模数转换集成电路IC₄：A₀₊、A_0-脚为一路模拟信号输入端，B₀₊、B_0-脚为另一路模拟信号输入端，C₀₊、C_0-脚为另一路模拟信号输入端，DATA[0]～DATA[15]脚为数字信号输出端。其中A₀A₁A₂脚为输入信号A₀路B₀路C₀路选择控制端。 

Claims (1)

1.吊头三维运动状态采集器由旋转角度采集电位器、臂长度采集电位器、吊头高度采集电位器、比例分压电阻、旋转角度信号放大电路、臂长度采集放大电路、吊头高度采集放大电路、多路模数转换集成电路组成，其特征是：

旋转角度采集电位器 

的滑动端，接比例分压电阻R₁₀和R₁₁串联电路中R₁₀的一端，电阻R₁₀和R₁₁的连接端，接电阻R₁与电容C₁并联后的一端，其并联的另一端，接旋转角度信号放大电路IC₁的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC₄的输入端A₀₊端；

臂长度采集电位器R_x的滑动端，接比例分压电阻R₁₃和R₁₄串联电路中R₁₃的一端，电阻R₁₃和R₁₄的连接端，接电阻R₄与电容C₃并联后的一端，其并联的另一端，接臂长度采集放大电路IC₂的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC₄的输入端B₀₊端；

吊头高度采集电位器R_h的滑动端，接比例分压电阻R₁₆和R₁₇串联电路中的R₁₆的一端，电阻R₁₆和R₁₇的连接端，接电阻R₇与电容C₅并联后的一端，其并联的另一端，接臂长采集放大电路IC₃的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC₄的输入端C₀₊端。 

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