CN209177875U - 塔式起重机一体化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种塔式起重机一体化控制系统，涉及塔式起重机的技术领域，包括第一变频器、提升机构、第二变频器、变幅机构、第三变频器、回转机构、中央处理器、第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器；提升机构通过第一变频器与中央处理器相连；变幅机构通过第二变频器与中央处理器相连；回转机构通过第三变频器与中央处理器相连；第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器与中央处理器相连使得塔式起重机的控制系统加载了安全防护功能，提高了系统的集成化程度以及智能化程度，同时也提高了系统的可靠性。

Description

塔式起重机一体化控制系统

技术领域

本实用新型涉及塔式起重机技术领域，尤其是涉及一种集成化塔式起重机控制系统。

背景技术

随着施工技术的发展，建筑施工对塔式起重机(以下简称塔机)的技术性能要求越来越高，如图1所示，塔机共做三种运动：1、电机通过卷扬机带动起重小车做垂直方向的提升运动；2、电机通过卷扬机小车在起重臂上做水平运动；3、电机带动回转总成使得起重臂围绕塔身做轴向旋转，三种运动相互配合将重物进行提升。在物联网技术以及科学技术的发展今天，有必要提高塔机的智能化程度、集成化程度以及可靠性以提高塔机系统的作业工效。

综上所述，现有技术中塔机的智能化程度、集成化程度有待提高，塔机系统可靠性差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供塔式起重机一体化控制系统，以缓解了现有技术智能化程度、集成化程度的技术问题，同时可以提高系统的可靠性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种塔式起重机一体化控制系统，包括：第一变频器、提升机构、第二变频器、变幅机构、第三变频器、回转机构、中央处理器、第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器；

所述提升机构通过所述第一变频器与所述中央处理器相连；

所述变幅机构通过所述第二变频器与所述中央处理器相连；

所述回转机构通过所述第三变频器与所述中央处理器相连；

所述第一传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述提升机构相连；

所述第二传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述变幅机构相连；

所述第三传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述回转机构相连；

所述第四传感器与所述中央处理器相连；

所述第一传感器将测得的第一位移值以及重力值传输至所述中央处理器，所述中央处理器通过第一变频器对所述提升机构进行控制；

所述第二传感器将测得的第二位移值传输至所述中央处理器，所述中央处理器通过第二变频器对所述变幅机构进行控制；

所述第三传感器将测得的角度值传输至所述中央处理器，所述中央处理器通过第三变频器对所述回转机构进行控制；

所述第四传感器将测得的力矩值以及风速值传输至所述中央处理器，所述中央处理器对提升机构、变频器以及回转机构进行控制。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第一传感器包括第一位移传感器以及重量传感器。

结合第一方面第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述提升机构包括第一卷扬机、第一减速器以及第一电机；

所述中央处理器通过第一变频器与所述第一电机相连；

所述第一电机通过所述第一减速器与所述第一卷扬机相连；

所述第一位移传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述第一卷扬机和/或所述第一电机相连；

所述重量传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述第一卷扬机相连。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第二传感器包括第二位移传感器。

结合第一方面第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述变幅机构包括第二卷扬机、第二减速器以及第二电机；

所述中央处理器通过第二变频器与所述第二电机相连；

所述第二电机通过所述第二减速器与所述第二卷扬机相连；

所述第二位移传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述第二卷扬机和/或所述第二电机相连。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第三传感器包括角度传感器。

结合第一方面第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述回转机构包括第三电机、第三减速器以及回转总成；

所述中央处理器通过第三变频器与所述第三电机相连；

所述第三电机通过所述第三减速器与所述回转总成相连；

所述角度传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述第三电机和/或所述回转总成相连。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述第四传感器包括风速传感器以及力矩传感器；

所述风速传感器以及力矩传感器均与所述中央处理器相连。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述塔式起重机一体化控制系统还包括通信上位机，所述上位机与所述中央处理器相连；

所述上位机用于对所述塔式起重机一体化控制系统进行远程控制。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述塔式起重机一体化控制系统还包括显示装置，所述显示装置与所述中央处理器相连。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例提供了一种塔式起重机一体化控制系统，包括：第一变频器、提升机构、第二变频器、变幅机构、第三变频器、回转机构、中央处理器、第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器；提升机构通过第一变频器与中央处理器相连；变幅机构通过第二变频器与中央处理器相连；回转机构通过第三变频器与中央处理器相连；第一传感器一端与中央处理器相连，另一端与提升机构相连；第二传感器一端与中央处理器相连，另一端与变幅机构相连；第三传感器一端与中央处理器相连，另一端与回转机构相连；第四传感器与中央处理器相连；第一传感器将测得的第一位移值传输至中央处理器，中央处理器通过第一变频器对提升机构进行控制；第二传感器将测得的第二位移值传输至中央处理器，中央处理器通过第二变频器对变幅机构进行控制；第三传感器将测得的角度值传输至中央处理器，中央处理器通过第三变频器对回转机构进行控制；第四传感器将测得的力矩值以及风速值传输至中央处理器，中央处理器对提升机构、变频器以及回转机构进行控制。本实用新型实施例提供的塔式起重机一体化控制系统，在控制系统加载传感器，将塔式起重机的控制系统兼具安全防护的功能，提高了塔式起重机的智能化以及集成化程度，提高了塔式起重机的可靠性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中塔式起重机示意图；

图2为本实用新型实施例提供的塔式起重机一体化控制系统结构图；

图3为本实用新型实施例提供提升机构的结构图；

图4为本实用新型实施例提供变幅机构的结构图；

图5为本实用新型实施例提供回转机构的结构图。

图标：201-第一传感器；202-第二传感器；203-第三传感器；204-第四传感器；205-上位机；206-显示装置；301-第一电机；302-第一减速器；303-第一卷扬机；401-第二电机；402-第二减速器；403-第二卷扬机；501-第三电机；502-第三减速器；503-回转总成。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

研究塔机的系统可知，塔机系统集成度低很大程度上由于其外设安全控制装置。为了提高塔式起重机的安全性，行业内现有做法是在塔机上加载一套类似于黑匣子的安全控制装置，与塔机机构自带的安全装置并行对塔机的安全进行检测和控制。这种做法虽然增加了塔机的安全系数，有效的规避了由于塔机违规操作带来的安全事故，但由于它是独立塔机控制系统之外的系统，使得塔机的整个电控系统可靠性和集成度不高；另一方面，由于另加的安全控制系统的传感器是并联在原有机构的安全装置上，加大了原有安全装置的运行阻力，减少安全装置使用寿命；还有，另外增加一套控制装置，增加了客户的采购成本，若能在原有的塔机的控制系统中集成安全控制功能，则可在确保塔机的安全使用的同时，提高塔机控制系统的可靠性和集成化程度，同时增强塔机的人机交互能力，则可进一步的提高其智能化水平。

目前，基于此，本实用新型实施例提供的一种塔式起重机一体化控制系统，可以提高塔机的智能化程度以及集成化程度，同时提高塔机系统的可靠性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种塔式起重机一体化控制系统进行详细介绍。

实施例一：

图2为本实用新型实施例提供的塔式起重机一体化控制系统结构图，如图2所示，本实用新型实施例提供的塔式起重机一体化控制系统，包括：第一变频器、提升机构、第二变频器、变幅机构、第三变频器、回转机构、中央处理器、第一传感器201、第二传感器202、第三传感器203以及第四传感器204；

提升机构通过第一变频器与中央处理器相连；

变幅机构通过第二变频器与中央处理器相连；

回转机构通过第三变频器与中央处理器相连；

第一传感器201一端与中央处理器相连，另一端与提升机构相连；

第二传感器202一端与中央处理器相连，另一端与变幅机构相连；

第三传感器203一端与中央处理器相连，另一端与回转机构相连；

第四传感器204与中央处理器相连；

第一传感器201将测得的第一位移值传输至中央处理器，中央处理器通过第一变频器对提升机构进行控制；

第二传感器202将测得的第二位移值传输至中央处理器，中央处理器通过第二变频器对变幅机构进行控制；

第三传感器203将测得的角度值传输至中央处理器，中央处理器通过第三变频器对回转机构进行控制；

第四传感器204将测得的力矩值以及风速值传输至中央处理器，中央处理器对提升机构、变幅机构以及回转机构进行控制。

以下将对本实施提供的各部件以及工作流程进行介绍：

图3为本实用新型实施例提供提升机构的结构图，为了实现塔机的重物提升功能，本实用新型提供的塔式起重机一体化控制系统配有提升机构，提升机构包括第一电机301、第一减速器302以及第一卷扬机303，第一电机301通过第一减速器302与第一卷扬机303相连，第一卷扬机303配有卷筒以及钢丝绳，钢丝绳与塔机吊钩相连，当第一电机301工作时，第一电机301带动第一卷扬机303运动，第一卷扬机303带动钢丝绳运动即可带动吊钩运动，实现重物的升降。

需要说明的是，提升机构中的第一电机301与通过第一变频器与中央处理器相连，中央处理器通过第一变频器对第一电机301的转速以及启停进行控制。

本实施例提供的第一传感器201包括第一位移传感器以及重量传感器，第一位移传感器用于第测量第一位移值，第一位移值为吊钩到卷筒的垂直距离，重量传感器用于测量第一卷扬机303钢丝绳所受的拉力；

具体的，第一位移传感器一端与中央处理器相连，另一端与第一卷扬机303和/或第一电机301相连，重量传感器一端与中央处理器相连，另一端与第一卷扬机303相连；

进一步的，第一位移传感器可安装于第一电机301内部和/或第一卷扬机303卷筒处，重量传感器安装于与第一卷扬机303相连的可测量钢丝绳所受拉力的任意位置，本实施例中，第一位移传感器以及重量传感器均安装于第一卷扬机303卷筒处。

需要说明的是，第一传感器201将测量的第一位移值以及重力值传输至中央处理器后，中央处理器通过第一变频器对第一电机301进行控制；

具体的，中央处理器通过第一变频器对第一电机301的转速和/或启停进行控制，即中央处理器视需要可以通过第一变频器对第一电机301的转速进行控制和/或当第一传感器201测量数据出现异常时，中央处理器通过第一变频器控制第一电机301停止工作。

图4为本实用新型实施例提供变幅机构的结构图，变幅机构用于控制起重小车沿塔机起重臂运动；

具体的，变幅机构包括第二电机401、第二减速器402以及第二卷扬机403，第二电机401通过第二减速器402与第二卷扬机403相连。当第二电机401工作时，第二电机401带动第二卷扬机403运动并控制起重小车沿起重臂水平运动，同时第二电机401通过第二变频器与中央处理器相连以实现中央处理器对电机的控制；

进一步的，第二卷扬机403配有卷筒以及钢丝绳。

第二传感器202包括第二位移传感器，第二位移传感器用于第二位移值，第二位移值为起重小车沿起重臂运动的位移；

具体的，第二位移传感器一端与中央处理器相连，另一端与第二卷扬机403和/或第二电机401相连；

进一步的，第二位移传感器可安装于第二电机401内部和/或第二卷扬机403卷筒处，在本实例中，第二位移传感器安装于第二卷扬机403卷筒处。

需要说明的是，第二传感器202将测量的第二位移值传输至中央处理器后，中央处理器通过第二变频器对第二电机401进行控制；

具体的，中央处理器通过第二变频器对第二电机401的转速和/或启停进行控制，即中央处理器可视需要通过第二变频器的转速进行控制和/或当第二传感器202测量的数据出现异常时，中央处理器通过第二变频器控制第二电机401停止工作。

图5为本实用新型实施例提供回转机构的结构图，回转机构用于带动起重臂围绕塔身做轴向运动。如图5所示，回转机构包括第三电机501、第三减速器502以及回转总成503，第三电机501通过第三减速器502与回转总成503相连，第三电机501工作时，第三电机501带动回转总成503运动即可实现起重臂沿塔身的轴向运动，中央处理器通过第三变频器与第三电机501相连，中央处理器通过第三变频器对第三电机501进行控制。

第三传感器203包括角度传感器，用于测量起重臂与塔身的回转角度；

具体的，角度传感器一端与中央处理器相连，另一端与第三电机501和/或回转总成503相连；

进一步的，角度传感器一端安装于第三电机501内部和/或回转总成503内部。

需要说明的是，第三传感器203将测量的角度值传输至中央处理器后，中央处理器通过第三变频器对第三电机501进行控制；

具体的，中央处理器通过第三变频器对第三电机501的转速和/或启停进行控制，即中央处理器可视需要通过第三变频器的转速进行控制和/或当第三传感器203测量的数据出现异常时，中央处理器通过第三变频器控制第三电机501停止工作。

由于塔机施工安全规范中对施工现场的风速以及塔机所能承受的力矩做了规定，因此本实用新型实施例提供的塔式起重机一体化控制系统还配有第四传感器204，第四传感器204包括力矩传感器以及风速传感器，用于测量承受力矩值以及周围环境风速值，对塔机的施工安全进行防护。

具体的，风速传感器以及力矩传感器均与中央处理器相连；

进一步的，风速传感器安装于可测量周围环境的任意位置，力矩传感器安装于塔机塔身和/或起重臂处，通过测量钢体的形变程度获取塔机所承受的力矩值。

需要说明的是，中央处理器获取第四传感器204的力矩值以及风速值并依据第四传感器204测得的力矩值以及风速值对提升机构、变幅机构、回转机构进行控制；

具体的，中央处理器获取第四传感器204测得的力矩值以及风速值后，通过第一变频器对第一电机301进行控制，即通过第一变频器控制第一电机301的转速以及启停，即中央处理器依据第四传感器测量的数据通过第一变频器对第一电机301的转速进行调节，当第四传感器204测量数据异常时，中央处理器通过第一变频器控制第一电机301停止工作；

中央处理器获取第四传感器测得的力矩值以及风速值后，通过第二变频器对第二电机401进行控制，即通过第二变频器控制第二电机401的转速以及启停，即中央处理器依据第四传感器测量的数据通过第二变频器对第二电机401的转速进行调节，当第四传感器204测量数据异常时，中央处理器控制第二变频器控制第二电机401停止工作；

中央处理器获取第四传感器测得的力矩值以及风速值后，通过第二变频器对第三电机501进行控制，即通过第三变频器控制第三电机501的转速以及启停；即中央处理器依据第四传感器测量的数据通过第三变频器对第三电机501的转速进行调节，当第四传感器204测量数据异常时，中央处理器通过第三变频器控制第三电机501停止工作。

为了进一步提高塔机的智能化以及信息化程度，如图2所示，本实用新型实施例提供的塔式起重机一体化控制系统还包括上位机205，上位机205用于对塔式起重机一体化控制系统进行远程控制。

具体的，上位机205通过通信机构与中央处理器相连；

进一步的，上位机205可以通过无线通信与中央处理器相连，上位机205可以为计算机、平板电脑、手机的任意一种，施工人员可以利用上位机205获取塔式起重机一体化控制系统的运行数据并利用上位机205对塔式起重机一体化控制系统进行控制。

为了进一步提高塔机的智能化以及信息化程度，如图2所示塔式起重机一体化控制系统还包括显示装置206，显示装置206与中央处理器相连，显示装置206用于对塔式起重机的运行数据进行显示。

本实用新型实施例所提供的系统，其实现原理及产生的技术效果和前述装置实施例相同，为简要描述，系统实施例部分未提及之处，可参考前述装置实施例中相应内容。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

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。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，包括：第一变频器、提升机构、第二变频器、变幅机构、第三变频器、回转机构、中央处理器、第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器；

所述提升机构通过所述第一变频器与所述中央处理器相连；

所述变幅机构通过所述第二变频器与所述中央处理器相连；

所述回转机构通过所述第三变频器与所述中央处理器相连；

所述第一传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述提升机构相连；

所述第二传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述变幅机构相连；

所述第三传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述回转机构相连；

所述第四传感器与所述中央处理器相连；

所述第一传感器将测得的第一位移值以及重力值传输至所述中央处理器，所述中央处理器通过第一变频器对所述提升机构进行控制；

所述第二传感器将测得的第二位移值传输至所述中央处理器，所述中央处理器通过第二变频器对所述变幅机构进行控制；

所述第三传感器将测得的角度值传输至所述中央处理器，所述中央处理器通过第三变频器对所述回转机构进行控制；

所述第四传感器将测得的力矩值以及风速值传输至所述中央处理器，所述中央处理器对提升机构、变频器以及回转机构进行控制。

2.根据权利要求1所述的塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，所述第一传感器包括第一位移传感器以及重量传感器。

3.根据权利要求2所述的塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，所述提升机构包括第一卷扬机、第一减速器以及第一电机；

所述中央处理器通过第一变频器与所述第一电机相连；

所述第一电机通过所述第一减速器与所述第一卷扬机相连；

所述第一位移传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述第一卷扬机和/或所述第一电机相连；

所述重量传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述第一卷扬机相连。

4.根据权利要求1所述的塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，所述第二传感器包括第二位移传感器。

5.根据权利要求4所述的塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，所述变幅机构包括第二卷扬机、第二减速器以及第二电机；

所述中央处理器通过第二变频器与所述第二电机相连；

所述第二电机通过所述第二减速器与所述第二卷扬机相连；

所述第二位移传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述第二卷扬机和/或所述第二电机相连。

6.根据权利要求1所述的塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，所述第三传感器包括角度传感器。

7.根据权利要求6所述的塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，所述回转机构包括第三电机、第三减速器以及回转总成；

所述中央处理器通过第三变频器与所述第三电机相连；

所述第三电机通过所述第三减速器与所述回转总成相连；

所述角度传感器一端与所述中央处理器相连，另一端与所述第三电机和/或所述回转总成相连。

8.根据权利要求1所述的塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，所述第四传感器包括风速传感器以及力矩传感器；

所述风速传感器以及力矩传感器均与所述中央处理器相连。

9.根据权利要求1所述的塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，还包括通信上位机，所述上位机与所述中央处理器相连；

所述上位机用于对所述塔式起重机一体化控制系统进行远程控制。

10.根据权利要求1所述的塔式起重机一体化控制系统，其特征在于，还包括显示装置，所述显示装置与所述中央处理器相连。