CN205257839U - 一种用于起重机的安全监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供种用于起重机的安全监控装置。包括有一台安装在司机室的主机，主机机箱的上表面设置有液晶触摸屏，主机内安装有嵌入式单板机（ARM），嵌入式单板机（ARM）分别与信号采集模块（Data）、通信模块（COM）、视频采集板（S）和存储硬盘（Disk）连接；其中视频采集板还连接有四个摄像头；所述的摄像头一个安装在起重机臂架上，一个安装在司机室中，另外两个安装在与轨道平行的转台两侧。本实用新型可以实现起重机运行时重要监测信息的在线监测，不仅能够提高作业效率，还可以为现场作业人员的安全提供保障。

Description

一种用于起重机的安全监控装置

技术领域

本实用新型涉及起重监控设备技术领域，具体涉及到一种用于起重机的安全监控装置。

背景技术

起重机械一般应用于特殊的场合，如基建场地、港口、建设工作和一些大型过程中。由于其主要构成部分都是金属，自身载重量比较大，在作业时，吊重物在空中大范围移动。起重机械承受自身载荷与吊重载荷长期作业，使其金属结构产生疲劳，导致起重机存在安全隐患容易发生故障，因此要定期的对其进行维护。比较有效的检测手段—金属结构应力检测，能够在一定程度上有效了解起重机械金属结构的疲劳情况，通过对检测数据的分析可以得知起重机械的工作。然而，这种相对传统的检测方法，只是将一些检测传感器安装在特定的检测位置，让起重机械运行一段时间记录检测数据，再对检测数据进行分析；这种形式的检测并不能实时掌握起重机械的工作动态，存在很大的安全隐患。因此，为了能够实时的了解起重机械的运行状况，促使相关科研单位和机构开始展开对起重机械安全性能监控的研究。

为了促使更多的科研机构投入对起重机械安全作业的研究，国家技术监督局也不断推出新的行业设计标准规范，特别是在2010年国务院2010[23]号文件的出台，督促要在大型起重机械上安装先进技术装备，以保障对生产过程的安全监控和管理。在2012年开始推行的国标文件《起重机械安全监控管理系统》中，明确规定了不同类型、不同行业的起重机在生产作业过程中必须要监视的数据，比如起重机的作业起重量、起升力矩、各机构的限位保护器状态等等。该文件的推出，为起重机安全监控研究方向提供了重要的理论指导和参考依据。

开展对起重机械安全运行的研究将会有很多需要解决的实际问题，随着社会经济的发展也会带来一定的实用价值和社会价值。因为监控系统的研发，一方面会给用户和生产厂家带来长久的利益，从而不断促进社会经济的发展；另一方面，也为起重机械领域的工作人员的安全提供了有效的保障。对于起重机械的制造厂家来说，通过用户反馈机械作业中存在的问题，能够为后续的机械设备的进一步改进提供有效的理论依据，不断促进监控系统的不断升级改进。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种可以实现起重机运行时重要监测信息的在线监测，不仅能够提高作业效率，还可以为现场作业人员的安全提供保障的用于起重机的安全监控装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于起重机的安全监控装置，包括有一台安装在司机室的主机，主机机箱的上表面设置有液晶触摸屏，主机内安装有嵌入式单板机（ARM），嵌入式单板机（ARM）分别与信号采集模块（Data）、通信模块（COM）、视频采集板（S）和存储硬盘（Disk）连接；其中视频采集板还连接有四个摄像头；所述的摄像头一个安装在起重机臂架上，一个安装在司机室中，另外两个安装在与轨道平行的转台两侧。

在上述方案中，所述的信号采集模块（Data）实用信号线接入到嵌入式单板机（ARM）的通用输入输出口（GPIO），将传感器采集到的信号送给嵌入式单板机（ARM）进行处理。

在上述方案中，所述的通信模块（COM）使用RS232信号线或者RS485信号线接入到嵌入式单板机（ARM）上对应的通信口，将接受的数据送给嵌入式单板机（ARM）。

在上述方案中，所述的视频采集板（S）使用排线和嵌入式单板机（ARM）相连。

在上述方案中，所述的嵌入式单板机中集成有电源接口、通用输入输出接口（GPIO）、通信接口、视频接口。

本实用新型的原理在于：采用嵌入式单板机（ARM）作为核心控制单元，能够实现起重机的运行时的数据采集、传输、处理与显示等功能，同时还可以根据用户需要添加远程数据传输与监控功能。当起重机在作业过程中遇到危险情况或者发生故障时，该装置能够及时的给出报警声光信号，通知会显示出现故障的原因，使得维护人员能够及时准确的找到故障并排除故障，大大提高了作业效率，使现场作业人员能够更加放心的投入到作业中。

本装置中，使用触摸屏（LCD）和嵌入式单板机（ARM）进行人机交互，作业人员通过点击触摸屏上的对应按钮，可以直观的看到每个机构的工作状态，包括电机运行状态、限位保护装置状态和电压电流等工作参数值。特别是视频画面，由于司机室离地面较高，司机无法清除看到地面人员和货物情况，通过观察视频信号可以清晰的了解地面作业情况，提高作业效率。另外，当管理人员需要了解历史作业信息时，可以通过人机交互界面中的历史数据查询来查看过去某一时间段的历史作业数据和视频信息。

本实用新型的有益效果在于：

采用工业级高性能嵌入式处理器设计嵌入式单板机，能够实现实时监控的要求，该装置能够实现运行数据的传输、处理、保存和显示的功能，是完全意义上的起重机黑匣子，不仅提高了起重机的作业效率，还为现场作业人员的人身安全提供了很大的保障；对于一些监控数据的采集，可以直接从PLC中读取，节约了用户成本。另外，带有远程通信接口和远程控制人机交互功能，方便管理者在中央控制室即可方便了解现场起重机作业情况，更好的实现了管理的实时性，为用户创造更多的效益。

附图说明

图1为本实用新型实施例结构框架图；

图2为本实用新型实施例嵌入式单板机结构示意图；

图3为CAN通信接口电路原理图；

图4RS485通信接口电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本实用新型作进一步的说明：

如图1所示用于起重机的安全监控装置，本装置中嵌入式单板机（ARM）1、信号采集模块（DATA）2、通信模块（COM）5、视频采集板（S）3和存储硬盘（Disk）6安装在专门的机箱中并固定在司机室；液晶触摸屏（LCD）4固定在机箱的上表面；摄像头（V1~V4）7一个安装在起重机臂架上，一个安装在司机室中，另外两个安装在与轨道平行的转台两侧。

本实施例中：

如图2所示嵌入式单板机（ARM）1：作为该装置的核心控制单元，主要是包括ARM核心处理器和常用的外围接口，如电源接口PI、通用输入输出接口GPIO、通信接口CI（如CAN、RS232、以太网Ethernet）、视频接口VI、存储接口SI（包括SD卡、硬盘接口DI），实现整个系统的数据传输、处理、存储与显示等功能。

信号采集模块（DATA）2：主要是一个信号采集转换单元，用于将现场传感器的标准电信号转换成嵌入式单板机可以接受的信号格式，从而可以保护嵌入式单板机的外围接口。

通信模块（COM）5：通信模块主要是实现嵌入式单板机和起重机自身的可编程控制器之间的数据交换，即实现不同通信协议的转换功能，将可编程控制器的通信协议转换成单板机可以接受的数据协议。

液晶触摸屏（LCD）4：液晶触摸屏主要是实现安全监控数据的实时显示和人机交互功能，包括实时参数值、参数状态、历史数据和视频画面。

视频采集板（S）3：由于嵌入式视频输入通道数量有限，视频采集板可以实现将现场的多路视频信号转换成总线的形式输入到嵌入式单板机（ARM）1中，从而可以实现同时监测多路视频信号的功能。

摄像头（V1~V4）7：摄像头主要用于采集作业现场的实时画面，作业人员通过观看监控画面可以更加准确方便的进行现场作业，从而提高作业效率。

存储硬盘（Disk）6：主要是一个物理存储单元，用于存储安全监控的历史数据和视频数据。

本实施例中，信号采集模块（DATA）2实用信号线接入到嵌入式单板机（ARM）1的通用输入输出口（GPIO），将传感器采集到的信号送给嵌入式单板机（ARM）1进行处理；通信模块（COM）5使用RS232信号线或者RS485信号线接入到嵌入式单板机（ARM）1上对应的通信口，将接受的数据送给嵌入式单板机（ARM）1；视频采集板（S）3使用排线和嵌入式单板机（ARM）1相连（见附图1）；存储硬盘（Disk）6使用专用的接口线连接到嵌入式单板机（ARM）1；液晶触摸屏（LCD）4使用专用排线与嵌入式单板机（ARM）1进行连接，显示起重机的监测参数状态和监测视频画面等信息；摄像头（V1~V4）7信号使用视频线连接到视频采集板中，将采集到的视频信号传输到视频采集板中。另外，电源接口、通用输入输出接口（GPIO）、通信接口（CAN（见附图3）、RS232（见附图4）、以太网等）、视频接口等集成在嵌入式单板机中（见附图2）。

当该安全监控系统启动后，起重机作业人员打开人机交互应用软件，当起重机所有电源打开后正常作业时，该装置上的人机交互界面便会显示当前工作的电压、电流等信息，当有某一处的电源空开没有闭合该装置回给出报警信号。作业时，作业人员会较多时间切换到人机交互界面中的视频画面，来观察地面作业情况，同时还会常常参考作业起重量数值，使实际起重量不能超过额定起重量，确保起重机的作业安全。当作业过程中出现故障时，可以直接切换到数据记录界面查看故障原因和故障位置，对起重机进行定期维护时，也可以参考历史记录数据，更加快速有效的对起重机进行维护保养。

以上说明仅为本实用新型的应用实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于起重机的安全监控装置，其特征在于：包括有一台安装在司机室的主机，主机机箱的上表面设置有液晶触摸屏，主机内安装有嵌入式单板机，嵌入式单板机分别与信号采集模块、通信模块、视频采集板和存储硬盘连接；其中视频采集板还连接有四个摄像头；所述的摄像头一个安装在起重机臂架上，一个安装在司机室中，另外两个安装在与轨道平行的转台两侧。

2.如权利要求1所述的用于起重机的安全监控装置，其特征在于，所述的信号采集模块使用信号线接入到嵌入式单板机的通用输入输出口，将传感器采集到的信号送给嵌入式单板机进行处理。

3.如权利要求1所述的用于起重机的安全监控装置，其特征在于，所述的通信模块使用RS232信号线或者RS485信号线接入到嵌入式单板机上对应的通信口，将接受的数据送给嵌入式单板机。

4.如权利要求1所述的用于起重机的安全监控装置，其特征在于，所述的视频采集板使用排线和嵌入式单板机相连。

5.如权利要求1所述的用于起重机的安全监控装置，其特征在于，所述的嵌入式单板机中集成有电源接口、通用输入输出接口、通信接口、视频接口。