CN215734326U - 用于塔式起重机的组网系统及塔式起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于塔式起重机的组网系统及塔式起重机。组网系统包括集电环；第一定子光端机和第一转子光端机，设置于集电环上；第一通讯模块和第一网络设备，设置于塔式起重机的上装部，第一通讯模块的第一端通过以太网线与第一网络设备通信，第一通讯模块的第二端通过光纤与第一定子光端机通信；第二通讯模块，设置于塔式起重机的下装部，第二通讯模块通过光纤与第一转子光端机通信，实现了塔式起重机的上装部网络设备与下装部网络设备通过以太网线和光纤进行组网，解决了塔式起重机通过现场控制总线和无线组网导致通信速度、通信数据量和稳定性较低的问题，提高了塔式起重机的通信可靠性。

Description

用于塔式起重机的组网系统及塔式起重机

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种用于塔式起重机的组网系统及塔式起重机。

背景技术

起重机是建筑工地上常用的物料运输机械，尤其是塔式起重机(简称塔机)，应用广泛。塔机控制系统从传统机械式操作，逐步向自动化、智能化方向发展。随着塔机控制系统的智能化程度增加，塔机中的传感器种类也随之增加，进而对组网的实时性要求也越来越高。

塔机的上装部通常需要进行360度回转，下装部则固定在地面上，提供支撑，塔机的组网包括上装部网络设备、集电环和下装部网络设备，上装部网络设备和下装部网络设备通过集电环连接，由集电环实现电信号的传输。由于集电环一般实现电信号的滑触连接，不能直接光信号的传输，因此，上装部网络设备和下装部网络设备通常只能通过现场控制总线方式或通过无线网络通讯方式，各个局部网络间通讯速度、数据量、稳定性较低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于塔式起重机的组网系统及塔式起重机，旨在解决现有技术中塔式起重机的上装部网络设备和下装部网络设备通常只能通过现场控制总线或通过无线网络通讯方式，进而导致局域网间通信速度、数据量、稳定性较低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于塔式起重机的组网系统，组网系统包括：

集电环；

第一定子光端机和第一转子光端机，设置于集电环上；

第一通讯模块和第一网络设备，设置于塔式起重机的上装部，第一通讯模块的第一端通过以太网线与第一网络设备通信，第一通讯模块的第二端通过光纤与第一定子光端机通信；

第二通讯模块，设置于塔式起重机的下装部，第二通讯模块通过光纤与第一转子光端机通信；其中，

第一通讯模块用于将第一网络设备接入以太网，将从第一网络设备接收到的电信号转换为光信号，并将光信号发送至第一定子光端机；

第一定子光端机用于将光信号转换为电信号，并经由集电环将转换的电信号发送至第一转子光端机，或，将光信号以光耦合的方式经由集电环发送至第一转子光端机；

第一转子光端机用于将接收的电信号转换成光信号后发送至第二通讯模块，或将接收到的光信号发送至第二通讯模块；

第二通讯模块用于对第一转子光端机发送的光信号进行光电转换，并输出经过光电转换后的光信号。

可选地，第一通讯模块包括：

第一交换机，第一交换机的第一端与第一网络设备通信；

第一光电转换单元，第一光电转换单元的第一端通过以太网线与第一交换机的第二端通信，第一光电转换单元的第二端与第一定子光端机通信。

可选地，第二通讯模块包括：

第二光电转换单元，第二光电转换单元的第一端与第一转子光端机通信；

第二交换机，第二交换机的第一端通过以太网线与第二光电转换单元的第二端通信；

第三光电转换单元，第三光电转换单元的第一端通过以太网线与第二交换机的第二端通信，第三光电转换单元的第二端与光纤连接。

可选地，组网系统还包括第二网络设备，设置于塔式起重机的下装部，第二网络设备通过以太网线与第二交换机的第三端通信。

可选地，组网系统还包括第三通讯模块，设置于地面网络柜，第三通讯模块通过光纤与第三光电转换单元的第二端通信，第三通讯模块还通过以太网线与外部网络通信。

可选地，组网系统还包括第三网络设备，设置于地面网络柜，第三网络设备通过以太网线与第三通讯模块通信。

可选地，第三通讯模块包括：

第四光电转换单元，第四光电转换单元的第一端与第三光电转换单元的第二端通信；

第三交换机，第三交换机的第一端与第四光电转换单元的第二端通信，第三交换机的第二端与第三网络设备通信；

路由器，路由器的第一端通过以太网线与第三交换机的第三端通信，路由器的第二端与外部网络通信。

可选地，组网系统还包括：

卷筒滑环，设置于塔式起重机的下装部；

第二定子光端机，设置于卷筒滑环上，第二定子光端机通过光纤与第三光电转换单元的第二端通信。

第二转子光端机，设置于卷筒滑环上，第二转子光端机通过光纤与第四光电转换单元的第一端通信。

可选地，第一光电转换单元、第二光电转换单元、第三光电转换单元及第四光电转换单元均为光纤收发器。

本实用新型还提出一种塔式起重机，塔式起重机包括上述的用于塔式起重机的组网系统。

本实用新型通过在组网系统中设置集电环；第一定子光端机和第一转子光端机，设置于集电环上；第一通讯模块和第一网络设备，设置于塔式起重机的上装部，第一通讯模块的第一端通过以太网线与第一网络设备通信，第一通讯模块的第二端通过光纤与第一定子光端机通信；第二通讯模块，设置于塔式起重机的下装部，第二通讯模块通过光纤与第一转子光端机通信，实现了塔式起重机的上装部网络设备与下装部网络设备通过以太网线和光纤进行组网，解决了塔式起重机通过现场控制总线和无线组网导致通信速度、通信数据量和稳定性较低的问题，提高了塔式起重机的通信可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例用于塔式起重机的组网系统一实施例的功能模块图；

图2是现有技术中塔式起重机的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的用于塔式起重机的组网系统一可选的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的用于塔式起重机的组网系统另一实施例的功能模块图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种用于塔式起重机的组网系统。

参照图1，在一实施例中，组网系统包括集电环R1；第一定子光端机D1和第一转子光端机Z1，设置于集电环R1上；第一通讯模块N1和第一网络设备DEV1，设置于塔式起重机的上装部，第一通讯模块N1的第一端通过以太网线与第一网络设备DEV1通信，第一通讯模块N1的第二端通过光纤与第一定子光端机D1通信；第二通讯模块N2，设置于塔式起重机的下装部，第二通讯模块N2通过光纤与第一转子光端机Z1通信；其中，第一通讯模块N1用于将第一网络设备DEV1接入以太网，将从第一网络设备DEV1接收到的电信号转换为光信号，并将光信号发送至第一定子光端机D1；第一定子光端机D1用于将光信号转换为电信号，并经由集电环R1将转换的电信号发送至第一转子光端机Z1，或，将光信号以光耦合的方式经由集电环R1发送至第一转子光端机Z1；第一转子光端机Z1用于将接收的电信号转换成光信号后发送至第二通讯模块N2，或将接收到的光信号发送至第二通讯模块N2；第二通讯模块N2用于对第一转子光端机Z1发送的光信号进行光电转换，并输出经过光电转换后的光信号。

请一并参照图2，塔式起重机的上装部通常包括塔臂、平衡臂、上支座、塔头及第一网络设备DEV1等部件，需要进行360度转动；塔式起重机的下装部通常包括塔身、顶升机构、机座及第二网络设备DEV2等部件，用于固定在地面上以提供支撑。在对塔式起重机进行组网时，上装部网络1与下装部网络2之间通过集电环R1进行电气连接，由于集电环R1无法直接通过光信号，现有的塔式起重机在组建局域网时，通常采用现场总线或无线组网方式，通信速度比较低，信息量小。

在一实施例中，第一通讯模块N1将电信号转换成光信号，使得信号可以通过光纤进行传输，第一定子光端机D1将光信号转换为电信号，第一转子光端机Z1将电信号再次转换为光信号，使得信号可以通过光纤继续传输，第二通讯模块N2将光信号进行再次转换，最终与外部网络N0通信，实现了上装部网络设备与下装部网络设备通过光纤和以太网进行局域网组网。

在另一实施例中，第一通讯模块N1将电信号转换成光信号，使得信号可以通过光纤进行传输，第一定子光端机D1将光信号以光耦合的方式经集电环R1传输至第一转子光端机Z1，第一转子光端机Z1将光信号经光纤传输至第二通讯模块N2，第二通讯模块N2将光信号进行再次转换，最终与外部网络N0通信，实现了上装部网络设备与下装部网络设备通过光纤和以太网进行局域网组网。

应当理解的是，无线局域网是依靠无线电波进行传输的，容易被障碍物阻碍，进而影响网络的性能，并且，无线局域网的传输速率远低于有线局域网的传输速率。现场控制总线组网方式，速率一般很低，数据量小。本实施中采用以太网和光纤组建局域网，网络延迟低，不易发生传输错误，网络性能稳定，并且传输速率有较大提升，有利于实现塔式起重机的实时控制。

进一步地，第一通讯模块N1包括：第一交换机10，第一交换机10的第一端与第一网络设备DEV1通信；第一光电转换单元11，第一光电转换单元11的第一端通过以太网线与第一交换机10的第二端通信，第一光电转换单元11的第二端与第一定子光端机D1通信。

应当理解的是，第一网络设备DEV1包括控制器、显示器、钢丝绳监控设备、视频设备等设备，第一交换机10中有若干个网口，第一网络设备DEV1通过以太网线连接至第一交换机10的各网口，实现第一网络设备DEV1的组网。

在具体实现中，第一光电转换单元11可以是光纤收发器，将电信号转换为光信号，使信号能通过光纤传输至第一定子光端机D1，第一定子光端机D1将光纤光信号转换为电信号，电信号经集电环R1传送至第一转子光端机Z1，第一转子光端机Z1将电信号转换为光信号并经光纤传输至第二通讯模块N2。或者，第一定子光端机D1将光纤光信号通过光耦合的方式经集电环R1传送至第一转子光端机Z1，第一转子光端机Z1将光信号经光纤传输至第二通讯模块N2。

进一步地，第二通讯模块N2包括：第二光电转换单元20，第二光电转换单元20的第一端与第一转子光端机Z1通信；第二交换机21，第二交换机21的第一端通过以太网线与第二光电转换单元20的第二端通信；第三光电转换单元22，第三光电转换单元22的第一端通过以太网线与第二交换机21的第二端通信，第三光电转换单元22的第二端与光纤连接。

其中，第二光电转换单元20和第三光电转换单元22均可以是光纤收发器，第二光电转换单元20将光纤光信号转换为电信号后传输至第二交换机21，第三光电转换单元22将第二交换机21输出的电信号转换为光信号后经光纤传输。

进一步地，组网系统还包括第二网络设备DEV2，设置于塔式起重机的下装部，第二网络设备DEV2通过以太网线与第二交换机21的第三端通信。

其中，第二网络设备DEV2包括箱变动环监测设备、以太网传感器等设备，第二交换机21上设置有多个网口，第二网络设备DEV2通过以太网线连接至第二交换机21的网口上，实现第二网络设备DEV2的组网。

本实施例通过在组网系统中设置集电环；第一定子光端机和第一转子光端机，设置于集电环上；第一通讯模块和第一网络设备，设置于塔式起重机的上装部，第一通讯模块的第一端通过以太网线与第一网络设备通信，第一通讯模块的第二端通过光纤与第一定子光端机通信；第二通讯模块，设置于塔式起重机的下装部，第二通讯模块通过光纤与第一转子光端机通信，实现了塔式起重机的上装部网络设备与下装部网络设备通过以太网线和光纤进行组网，解决了塔式起重机通过现场控制总线和无线组网导致通信速度、通信数据量和稳定性较低的问题，提高了塔式起重机的通信可靠性。

请一并参照图3及图4，图4是基于图1提出的本实用新型用于塔式起重机的组网系统的另一实施例的功能模块图。

应当理解的是，当塔式起重机的地面上还设置有地面网络柜4时，塔式起重机的组网系统还包括地面部网络3，通常下装部网络2和地面部网络3之间会经过卷筒滑环R2。然而，在塔式起重机的塔身不高的情况下，塔式起重机的下装部不会设置卷筒滑环R2，而是采用人工放线或收线，此时组网系统还包括第三通讯模块N3，设置于地面网络柜4，第三通讯模块N3通过光纤与第三光电转换单元22的第二端通信，第三通讯模块N3还通过以太网线与外部网络N0通信。

进一步地，组网系统还包括第三网络设备DEV3，设置于地面网络柜4，第三网络设备DEV3通过以太网线与第三通讯模块N3通信。

其中，第三网络设备DEV3可以是以太网传感器、地面调试接口等设备。

进一步地，第三通讯模块N3包括：第四光电转换单元32，第四光电转换单元32的第一端与第三光电转换单元22的第二端通信；第三交换机30，第三交换机30的第一端与第四光电转换单元32的第二端通信，第三交换机30的第二端与第三网络设备DEV3通信；路由器31，路由器31的第一端通过以太网线与第三交换机30的第三端通信，路由器31的第二端与外部网络N0通信。

应当理解的是，第四光电转换单元32可以为光纤收发器，用于将光纤光信号转换为电信号后传输至第三交换机30，第三交换机30输出的电信号通过路由器31传输至外部网络N0。

通过在地面网络柜中设置第三网络设备及第三通讯模块，实现了在地面实时调试塔式起重机的各个部件或设备，提高了测试和调试的便利性。

进一步地，在塔式起重机的塔身较高的情况下，塔式起重机的下装部设置有卷筒滑环R2，此时组网系统还包括：卷筒滑环R2，设置于塔式起重机的下装部；第二定子光端机D2，设置于卷筒滑环R2上，第二定子光端机D2通过光纤5与第三光电转换单元22的第二端通信；第二转子光端机Z2，设置于卷筒滑环R2上，第二转子光端机Z2通过光纤与第四光电转换单元32的第一端通信。

在一实施例中，第二定子光端机D2用于将光纤光信号转换为电信号，第二转子光端机Z2将电信号再次转换为光信号，使得信号可以通过光纤继续传输，第三通讯模块N3将光信号转换为电信号，最终与外部网络N0通信，实现了下装部网络设备与地面网络设备通过光纤和以太网进行局域网组网。

在另一实施例中，第二定子光端机D2将光信号以光耦合的方式经卷筒滑环R2传输至第二转子光端机Z2，第二转子光端机Z2将光信号经光纤传输至第三通讯模块N3，第三通讯模块N3将光信号转换为电信号，最终与外部网络N0通信，实现了下装部网络设备与地面网络设备通过光纤和以太网进行局域网组网。

本实施例的组网系统中上装部网络1包括第一网络设备DEV1、第一交换机10和第一光电转换单元11，下装部网络2包括第二网络设备DEV2、第二交换机21、第二光电转换单元20和第三光电转换单元22，地面部网络3包括第三网络设备DEV3、第三交换机30、第四光电转换单元32和路由器31，上装部网络1和下装部网络2之间设置有集电环R1，集电环R1上设置有第一定子光端机D1和第一转子光端机Z1，下装部网络2和地面部网络3之间设置有卷筒滑环R2，卷筒滑环R2上设置有第二定子光端机D2和第二转子光端机Z2，本实施例的工作原理为：

上装部网络1中，第一光电转换单元11将第一交换机10输出的电信号转换为光信号，通过光纤5连接到第一定子光端机D1，第一定子光端机D1将光纤5的光信号进行光电转换或将光信号以光耦合的方式通过集电环R1。集电环R1上的第一转子光端机Z1将电信号转换为光信号或接收光耦合传输的光信号，通过光纤5传输至下装部网络2中的第二光电转换单元20。

下装部网络2中，第二光电转换单元20将光信号转换为电信号后传输至第二交换机21，第二交换机21输出电信号，第三光电转换单元22将电信号转换为光信号，经光纤5传输至第二定子光端机D2，第二定子光端机D2将光信号进行光电转换或以光耦合的方式通过卷筒滑环R2。卷筒滑环R2上的第二转子光端机Z2将电信号转换为光信号或接收耦合的光信号，通过光纤5传输至地面部网络3中的第四光电转换单元32。

地面部网络3中，第四光电转换单元32将光信号转换为电信号，第三交换机30提供地面部各个传感器或终端接入以太网的网口，第三交换机30输出的电信号经过路由器31、以太网线传输至外部网络N0，从而实现上装部网络1、下装部网络2和地面部网络3的局域网组网，并与外部网络N0相连。

本实施例通过上述设计，实现了塔式起重机上装部网络、下装部网络及地面部网络的各网络设备互联，提高了塔式起重机控制的实时性。

本实用新型实施例还提出一种塔式起重机，塔式起重机包括如上的用于塔式起重机的组网系统，塔式起重机的用于塔式起重机的组网系统的结构可参照上述实施例，在此不再赘述；可以理解的是，由于本实施例的塔式起重机采用了上述用于塔式起重机的组网系统的技术方案，因此塔式起重机具有上述所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于塔式起重机的组网系统，其特征在于，包括：

集电环；

第一定子光端机和第一转子光端机，设置于所述集电环上；

第一通讯模块和第一网络设备，设置于塔式起重机的上装部，所述第一通讯模块的第一端通过以太网线与所述第一网络设备通信，所述第一通讯模块的第二端通过光纤与所述第一定子光端机通信；

第二通讯模块，设置于塔式起重机的下装部，所述第二通讯模块通过光纤与所述第一转子光端机通信；其中，

所述第一通讯模块用于将所述第一网络设备接入以太网，将从所述第一网络设备接收到的电信号转换为光信号，并将所述光信号发送至所述第一定子光端机；

所述第一定子光端机用于将所述光信号转换为电信号，并经由所述集电环将转换的电信号发送至所述第一转子光端机，或，将所述光信号以光耦合的方式经由所述集电环发送至所述第一转子光端机；

所述第一转子光端机用于将接收的电信号转换成光信号后发送至所述第二通讯模块，或将接收到的光信号发送至所述第二通讯模块；

所述第二通讯模块用于对所述第一转子光端机发送的光信号进行光电转换，并输出经过光电转换后的光信号。

2.如权利要求1所述的组网系统，其特征在于，所述第一通讯模块包括：

第一交换机，所述第一交换机的第一端与所述第一网络设备通信；

第一光电转换单元，所述第一光电转换单元的第一端通过以太网线与所述第一交换机的第二端通信，所述第一光电转换单元的第二端与所述第一定子光端机通信。

3.如权利要求2所述的组网系统，其特征在于，所述第二通讯模块包括：

第二光电转换单元，所述第二光电转换单元的第一端与所述第一转子光端机通信；

第二交换机，所述第二交换机的第一端通过以太网线与所述第二光电转换单元的第二端通信；

第三光电转换单元，所述第三光电转换单元的第一端通过以太网线与所述第二交换机的第二端通信，所述第三光电转换单元的第二端与光纤连接。

4.如权利要求3所述的组网系统，其特征在于，所述组网系统还包括第二网络设备，设置于塔式起重机的下装部，所述第二网络设备通过以太网线与所述第二交换机的第三端通信。

5.如权利要求3所述的组网系统，其特征在于，所述组网系统还包括第三通讯模块，设置于地面网络柜，所述第三通讯模块通过光纤与所述第三光电转换单元的第二端通信，所述第三通讯模块还通过以太网线与外部网络通信。

6.如权利要求5所述的组网系统，其特征在于，所述组网系统还包括第三网络设备，设置于地面网络柜，所述第三网络设备通过以太网线与所述第三通讯模块通信。

7.如权利要求6所述的组网系统，其特征在于，所述第三通讯模块包括：

第四光电转换单元，所述第四光电转换单元的第一端与所述第三光电转换单元的第二端通信；

第三交换机，所述第三交换机的第一端与所述第四光电转换单元的第二端通信，所述第三交换机的第二端与所述第三网络设备通信；

路由器，所述路由器的第一端通过以太网线与所述第三交换机的第三端通信，所述路由器的第二端与所述外部网络通信。

8.如权利要求7所述的组网系统，其特征在于，所述组网系统还包括：

卷筒滑环，设置于塔式起重机的下装部；

第二定子光端机，设置于所述卷筒滑环上，所述第二定子光端机通过光纤与所述第三光电转换单元的第二端通信；

第二转子光端机，设置于所述卷筒滑环上，所述第二转子光端机通过光纤与所述第四光电转换单元的第一端通信。

9.如权利要求8所述的组网系统，其特征在于，所述第一光电转换单元、所述第二光电转换单元、所述第三光电转换单元及所述第四光电转换单元均为光纤收发器。

10.一种塔式起重机，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任意一项权利要求所述的用于塔式起重机的组网系统。

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