CN213622962U - 一种基于5g的塔吊远程操控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于5G的塔吊远程操控系统，在塔机内部设置通讯模块、身份认证模块、多角度摄像头及远程操控装置，在远程控制室内设置显示屏及操作机构，传感器机构及身份认证模块。塔吊司机在控制室内选择目标塔机，并向目标塔机认证身份信息，经目标塔机身份认证通过后，目标塔机将远程操作权限释放给控制室，并将多角度摄像头的视频信息传输给控制室，塔吊司机通过在控制室内操作机构，传感器机构感知操作机构的动作并实时传递给目标塔机，由远程操控装置实现对目标塔机实体的远程操作。由此，本实用新型可以实现在远程控制室内对多个塔机进行远程控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及智慧工地领域，尤其涉及一种基于5G的塔吊远程操控系统。
背景技术
现代建筑业离不开塔吊，相对于现在火热的建筑需求而言，塔吊司机比较紧缺，经常需要在多个工地之间匆忙赶工，在这个塔吊上作业完毕后，再赶往下一个工地操作另一个塔吊，无论是对于工地而言，还是对塔吊司机而言，都很费劲。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于5G的塔吊远程操控系统，实现对塔吊的远程控制，进而使得塔吊司机可以在远程控制室内实现对多台塔机的控制。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于5G的塔吊远程操控系统，包括塔机侧终端和远程控制侧终端；
所述塔机侧终端包括塔机侧通讯模块、塔机状态监测装置及远程操纵装置。
所述塔机状态监测装置包括多角度摄像头、载重传感器、第一距离传感器、角度传感器、电压传感器、电流传感器，多角度摄像头用于采集现场多角度的视频，包括载重传感器设于塔吊的吊钩上，用于测量被吊物体的重量，第一距离传感器设于吊臂上的移动小车上，用于检测吊钩与吊臂的距离，角度传感器设于塔吊驾驶室上，用于检测塔吊当前的角度方向，电压传感器和电流传感器用于检测塔吊的工作电压和电流，所述塔机状态监测装置电连接塔机侧通讯模块，并将检测到的驾驶员角度视频、重量、距离、角度、电压、电流信号传送给塔机侧通讯模块。
所述塔机侧通讯模块安装于塔机上，用于通过5G通信技术接收外界发送来的控制信号和无线对讲语音信号，将控制信号解析成控制指令传输给远程操纵装置及将无线对讲语音信息、塔机状态监测装置监测的塔机状态信息发送给远程控制侧终端；
所述远程操纵装置安装于塔机上，用于执行控制指令，实现对塔吊的操纵；
所述远程控制侧终端包括控制侧通讯模块、人机交互装置和远程控制装置；
所述控制侧通讯模块用于与塔机侧通讯模块实现信息通讯；
所述人机交互装置用于显示现场的视频、塔机状态信息及塔机侧驾驶舱内的无线对讲语音信息；
所述远程控制装置包括与塔机操作机构相同的远程操作机构及设于远程操作机构上的位置传感器组件，位置传感器组件用于检测远程造作机构上各操作杆的位置信息，进而生成操作指令，传输给控制侧通讯模块。
与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：
实现了在远程控制侧对塔机的控制，无需驾驶员登高操作，节约了上下塔机的时间，提高了作业人员的安全。
本方案在塔机内部设置通讯模块、身份认证模块、多角度摄像头及远程操控装置，在远程控制室内设置显示屏及操作机构，传感器机构及身份认证模块。
塔吊司机在控制室内选择目标塔机，并向目标塔机认证身份信息，经目标塔机身份认证通过后，目标塔机将远程操作权限释放给控制室，并将多角度摄像头的视频信息传输给控制室，塔吊司机通过在控制室内操作机构，传感器机构感知操作机构的动作并实时传递给目标塔机，由远程操控装置实现对目标塔机实体的远程操作。
由此，避免了司机多地奔波的情况，可以集中在一个控制室内实现多个塔机的集中控制。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
优选地，所述塔机侧通讯模块中包括塔机身份验证模块，所述远程控制侧终端包括塔机选择模块，塔机身份验证模块用于验证控制信号是否来自授权的远程控制侧终端；所述塔机选择模块用于选择需要远程控制的目标塔机，所述人机交互装置展示播放目标塔机的信息。
采用上述进一步方案的有益效果是
可以实现在远程控制侧终端切换控制多台塔机，而无需实际奔赴现场登高操作，节约了转场途中耗费的时间。
优选地，所述塔机侧终端还包括与塔机侧通讯模块电连接的本地防撞系统，所述本地防撞系统包括防撞主机及设于塔臂上的若干第二距离传感器和设于吊钩四周的第三距离传感器；
设于塔臂上的若干第二距离传感器用于检测塔臂距离最近障碍物的距离；
设于吊钩四周的第三距离传感器，用于在吊钩运动过程中持续检测吊钩到四周最近障碍物的距离；
所述防撞主机持续接收第二距离传感器与第三距离传感器传来的距离信息，判断与障碍物发生碰撞的概率，若概率超过设定阈值，以最高权限控制塔机停止动作，并向远程控制侧终端发送防碰撞警告信息。
采用上述进一步方案的有益效果是
可以有效提高塔机工作过程中的安全性，在驾驶员误操作的情况下实现对塔机防碰撞控制。
优选地，所述本地防撞系统将测得的塔臂与障碍物距离信息、吊钩与障碍物距离信息发送给远程控制侧终端，所述远程控制侧终端还包括三维场景建模模块，所述三维场景建模模块根据塔机侧终端中的本地防撞系统发来的吊臂与四周障碍物的距离、吊钩与附近障碍物的距离实时建模，实时分析计算当前作业范围的安全性，为驾驶员提供操作参考。
采用上述进一步方案的有益效果是进一步提高了远程操作的安全性。
优选地，所述塔机侧终端包括安装在塔机不同位置的3个定位基站及移动定位模块，所述移动定位模块由呼叫塔机的工作人员携带，移动定位模块接收三个定位基站发送的定位信号，从而获得其自身相对于三个定位基站的相对位置坐标，并将此位置坐标实时通过塔机侧通讯模块发送给远程控制侧终端，远程控制侧终端根据移动定位模块的相对位置信息，实时计算抵达呼叫位置的最优路径，并在人机交互模块上进行展示。
采用上述进一步方案的有益效果是，对塔机的远程控制以定位模块发送的位置信息为起始终点，即便在远程控制过程中存在信号延时的情况下，也可以避免运输过头，提高远程控制效率和安全。
附图说明
图1为本实用新型的基于5G的塔吊远程操控系统的功能框图；
图2为实施例中部分组件安装位置示意图。
在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：
1、塔机侧终端；
1-1、远程操纵装置；
1-2、塔机状态监测装置；
1-2-1、多角度摄像头；
1-2-2、载重传感器；
1-2-3、第一距离传感器；
1-2-4、角度传感器；
1-3、塔机侧通讯模块；
1-4、本地防撞系统；
1-4-1、防撞主机；
1-4-2、第二距离传感器；
1-4-3、第三距离传感器；
1-5、定位基站；
1-6、移动定位模块；
2、远程控制侧终端；
2-1、人机交互装置；
2-2、控制侧通讯模块；
2-3、远程控制装置；
2-4、塔机选择模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
请参照图1所示，其为本实用新型的基于5G的塔吊远程操控系统的结构示意图。所述基于5G的塔吊远程操控系统包括：塔机侧终端1和远程控制侧终端2；
所述塔机侧终端1包括塔机侧通讯模块1-3、塔机状态监测装置1-2及远程操纵装置1-1。
所述塔机状态监测装置1-2包括多角度摄像头1-2-1、载重传感器1-2-2、第一距离传感器1-2-3、角度传感器1-2-4、电压传感器、电流传感器，多角度摄像头1-2-1用于采集现场多角度的视频，包括载重传感器1-2-2设于塔吊的吊钩上，用于测量被吊物体的重量，第一距离传感器1-2-3设于吊臂上的移动小车上，用于检测吊钩与吊臂的距离，角度传感器1-2-4设于塔吊驾驶室上，用于检测塔吊当前的角度方向，电压传感器和电流传感器用于检测塔吊的工作电压和电流，所述塔机状态监测装置1-2电连接塔机侧通讯模块 1-3，并将检测到的驾驶员角度视频、重量、距离、角度、电压、电流信号传送给塔机侧通讯模块1-3；
所述塔机侧通讯模块1-3安装于塔机上，用于接收外界发送来的控制信号和无线对讲语音信号，将控制信号解析成控制指令传输给远程操纵装置 1-1及将无线对讲语音信息、塔机状态监测装置1-2监测的塔机状态信息发送给远程控制侧终端2；
所述远程操纵装置1-1安装于塔机上，用于执行控制指令，实现对塔吊的操纵；
所述远程控制侧终端2包括控制侧通讯模块2-2、人机交互装置2-1和远程控制装置2-3；
所述控制侧通讯模块2-2用于与塔机侧通讯模块1-3实现信息通讯；
所述人机交互装置2-1用于显示现场的视频、塔机状态信息及塔机侧驾驶舱内的无线对讲语音信息；
所述远程控制装置2-3包括与塔机操作机构相同的远程操作机构及设于远程操作机构上的位置传感器组件，位置传感器组件用于检测远程造作机构上各操作杆的位置信息，进而生成操作指令，传输给控制侧通讯模块2-2
所述塔机侧通讯模块1-3中包括塔机身份验证模块，所述远程控制侧终端2包括塔机选择模块2-4，塔机身份验证模块用于验证控制信号是否来自授权的远程控制侧终端2；所述塔机选择模块2-4用于选择需要远程控制的目标塔机，所述人机交互装置2-1展示播放目标塔机的信息。
所述塔机侧终端1还包括与塔机侧通讯模块1-3电连接的本地防撞系统 1-4，所述本地防撞系统1-4包括防撞主机1-4-1及设于塔臂上的若干第二距离传感器1-4-2和设于吊钩四周的第三距离传感器1-4-3；
设于塔臂上的若干第二距离传感器1-4-2用于检测塔臂距离最近障碍物的距离；
设于吊钩四周的第三距离传感器1-4-3，用于在吊钩运动过程中持续检测吊钩到四周最近障碍物的距离；
所述防撞主机1-4-1持续接收第一距离传感器1-2-3、第二距离传感器 1-4-2与第三距离传感器1-4-3传来的距离信息，判断与障碍物发生碰撞的概率，若概率超过设定阈值，以最高权限控制塔机停止动作，并向远程控制侧终端2发送防碰撞警告信息；
所述本地防撞系统1-4将测得的塔臂与障碍物距离信息、吊钩与障碍物距离信息发送给远程控制侧终端2，所述远程控制侧终端2还包括三维场景建模模块，所述三维场景建模模块根据塔机侧终端1中的本地防撞系统1-4 发来的吊臂与四周障碍物的距离、吊钩与附近障碍物的距离以及吊臂与吊钩的距离实时建模，实时分析计算当前作业范围的安全性，为驾驶员提供操作参考；
所述塔机侧终端1包括安装在塔机不同位置的3个定位基站1-5及移动定位模块1-6，所述移动定位模块1-6由呼叫塔机的工作人员携带，移动定位模块1-6接收三个定位基站1-5发送的定位信号，获得其自身相对于三个定位基站1-5的相对位置坐标，并将此位置坐标实时通过塔机侧通讯模块1-3 发送给远程控制侧终端2，远程控制侧终端2根据移动定位模块1-6的相对位置信息，实时计算抵达呼叫位置的最优路径，并在人机交互模块上进行展示；
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于5G的塔吊远程操控系统，其特征在于，包括塔机侧终端和远程控制侧终端；
所述塔机侧终端包括塔机侧通讯模块、塔机状态监测装置及远程操纵装置；
所述塔机状态监测装置包括多角度摄像头、载重传感器、第一距离传感器、角度传感器、电压传感器、电流传感器，多角度摄像头用于采集现场多角度的视频，包括载重传感器设于塔吊的吊钩上，用于测量被吊物体的重量，所述第一距离传感器设于吊臂上的移动小车上，用于检测吊钩与吊臂的距离，角度传感器设于塔吊驾驶室上，用于检测塔吊当前的角度方向，电压传感器和电流传感器用于检测塔吊的工作电压和电流，所述塔机状态监测装置电连接塔机侧通讯模块，并将检测到的驾驶员角度视频、重量、距离、角度、电压、电流信号传送给塔机侧通讯模块；
所述塔机侧通讯模块安装于塔机上，用于通过5G通信技术接收外界发送来的控制信号和无线对讲语音信号，将控制信号解析成控制指令传输给远程操纵装置及将无线对讲语音信息、塔机状态监测装置监测的塔机状态信息发送给远程控制侧终端；
所述远程操纵装置安装于塔机上，用于执行控制指令，实现对塔吊的操纵；
所述远程控制侧终端包括控制侧通讯模块、人机交互装置和远程控制装置；
所述控制侧通讯模块用于与塔机侧通讯模块实现信息通讯；
所述人机交互装置用于显示现场的视频、塔机状态信息及塔机侧驾驶舱内的无线对讲语音信息；
所述远程控制装置包括与塔机操作机构相同的远程操作机构及设于远程操作机构上的位置传感器组件，位置传感器组件用于检测远程造作机构上各操作杆的位置信息，进而生成操作指令，传输给控制侧通讯模块。
2.根据权利要求1所述的基于5G的塔吊远程操控系统，其特征在于，所述塔机侧通讯模块中包括塔机身份验证模块，所述远程控制侧终端包括塔机选择模块，塔机身份验证模块用于验证控制信号是否来自授权的远程控制侧终端；所述塔机选择模块用于选择需要远程控制的目标塔机，所述人机交互装置展示播放目标塔机的信息。
3.根据权利要求1或2所述的基于5G的塔吊远程操控系统，其特征在于，所述塔机侧终端还包括与塔机侧通讯模块电连接的本地防撞系统，所述本地防撞系统包括防撞主机及设于塔臂上的若干第二距离传感器和设于吊钩四周的第三距离传感器；
设于塔臂上的若干第二距离传感器用于检测塔臂距离最近障碍物的距离；
设于吊钩四周的第三距离传感器，用于在吊钩运动过程中持续检测吊钩到四周最近障碍物的距离；
所述防撞主机持续接收第二距离传感器与第三距离传感器传来的距离信息，判断与障碍物发生碰撞的概率，若概率超过设定阈值，以最高权限控制塔机停止动作，并向远程控制侧终端发送防碰撞警告信息。
4.根据权利要求3所述的基于5G的塔吊远程操控系统，其特征在于，所述本地防撞系统将测得的塔臂与障碍物距离信息、吊钩与障碍物距离信息发送给远程控制侧终端，所述远程控制侧终端还包括三维场景建模模块，所述三维场景建模模块根据塔机侧终端中的本地防撞系统发来的吊臂与四周障碍物的距离、吊钩与附近障碍物的距离实时建模，实时分析计算当前作业范围的安全性，为驾驶员提供操作参考。
5.根据权利要求1或2所述的基于5G的塔吊远程操控系统，其特征在于，所述塔机侧终端包括安装在塔机不同位置的3个定位基站及移动定位模块，所述移动定位模块由呼叫塔机的工作人员携带，移动定位模块接收三个定位基站发送的定位信号，获得其自身相对于三个定位基站的相对位置坐标，并将此位置坐标实时通过塔机侧通讯模块发送给远程控制侧终端，远程控制侧终端根据移动定位模块的相对位置信息，实时计算抵达呼叫位置的最优路径，并在人机交互模块上进行展示。
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| CN202022377880.8U CN213622962U (zh) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | 一种基于5g的塔吊远程操控系统 |
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| CN202022377880.8U CN213622962U (zh) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | 一种基于5g的塔吊远程操控系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN114019889A (zh) * | 2021-09-23 | 2022-02-08 | 成都新泰高科技术有限公司 | 一种塔机远程智能控制系统及方法 |
| CN114873463A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-08-09 | 杭州未名信科科技有限公司 | 塔吊集群的通信系统操控方法、装置、塔吊设备及介质 |
| WO2024067699A1 (zh) * | 2022-09-28 | 2024-04-04 | 北京东土科技股份有限公司 | 塔吊控制方法、装置、调度平台和存储介质 |
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