CN220201212U - 智能塔机物料运输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于智能塔吊技术领域，本实用新型提出了一种智能塔机物料运输系统，包括塔吊、起重运输车和控制装置，控制装置与塔吊和起重运输车通信连接，控制装置被配置为根据塔吊的位置控制起重运输车搬运物料。本实用新型提出的智能塔机物料运输系统通过利用物联网技术使得无人驾驶起重运输车能够与塔吊和智慧工地系统互通互联，使得无人驾驶运输车能够全自动无人化地根据工作任务对待运输物料进行取料运输和卸料，将待运输物料精准快速自动地运输至塔吊的起吊位置，实现了物料运输的无人化、自动化。

Description

智能塔机物料运输系统

技术领域

本实用新型属于智能塔吊技术领域，具体涉及一种智能塔机物料运输系统。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

现有的塔吊需要人员在塔吊的操作室进行操控，并且工地的物料运输也需要人员驾驶运输车对物料进行运输。需要的工作人员较多，实际工作需要大量的沟通协调组织，整体协同能力较差，不能适应现代化施工的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决现有技术中塔吊和无人运输车无法协同工作的问题，该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提出了一种智能塔机物料运输系统，包括：

塔吊；

起重运输车，所述起重运输车为本实用新型的第一方面提出的起重运输车；

控制装置，所述控制装置与所述塔吊和所述起重运输车通信连接，所述控制装置被配置为根据所述塔吊的位置控制所述起重运输车搬运物料。

本实用新型提出的智能塔机物料运输系统通过利用物联网技术使得无人驾驶起重运输车能够与塔吊和智慧工地系统互通互联，使得无人驾驶运输车能够全自动无人化地根据工作任务对待运输物料进行取料运输和卸料，将待运输物料精准快速自动地运输至塔吊的起吊位置，实现了物料运输的无人化、自动化。

另外，根据本实用新型的智能塔机物料运输系统，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述起重运输车包括：

运输车主体；

通讯模块，用于与外部设备通讯连接；

雷达模块，设于所述运输车主体上，用于感应外部环境；

装载模块，设于所述运输车主体上，用于装载建筑材料；

驱动模块，设于所述运输车主体上，用于驱动所述运输车主体移动；

控制模块，分别与所述驱动模块、所述雷达模块和所述通讯模块电连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述雷达模块包括多个雷达，所述多个雷达布置于所述运输车的四周。

在本实用新型的一些实施例中，所述装载模块包括设置于所述运输车主体的顶部的载具，所述载具的顶部具有开口。

在本实用新型的一些实施例中，所述起重运输车还包括设置于所述运输车主体的顶部的龙门架，所述龙门架的吊装范围覆盖所述开口。

在本实用新型的一些实施例中，所述起重运输车还包括吊臂，所述吊臂以可沿水平方向转动的方式设置于所述运输车主体。

在本实用新型的一些实施例中，所述驱动模块包括多个车轮，所述车轮以可沿水平方向转动的方式设置于所述运输车主体。

在本实用新型的一些实施例中，所述装载模块包括设置于所述运输车主体的顶部的多个限位件，所述多个限位件沿所述运输车主体的长度或者宽度方向间隔设置。

在本实用新型的一些实施例中，所述起重运输车还包括平台，所述平台与所述运输车主体的前部连接。

在本实用新型的一些实施例中，物料运输系统还包括设置于所述塔吊上的传感器组件，所述传感器组件与所述控制装置通信连接。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的智能塔机物料运输系统的结构示意图；

图2示意性地示出了根据本实用新型实施方式的智能塔机物料运输系统的起重运输车(带载具)的结构示意图；

图3示意性地示出了根据本实用新型实施方式的智能塔机物料运输系统的起重运输车(运输管件)的结构示意图；

图4示意性地示出了根据本实用新型实施方式的智能塔机物料运输系统的工作流程示意图；

附图中各标记表示如下：

10：控制系统、11：塔吊、12：起重运输车、120：运输车主体、121：吊臂、122：装载模块、123：雷达模块、124：驱动模块、125：龙门架、13：物料。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1所示，本实用新型提出了一种智能塔机物料运输系统，用于智能塔吊11，包括：

塔吊11；

起重运输车12，起重运输车12为本实用新型的第一方面提出的起重运输车12；

控制装置，控制装置与塔吊11和起重运输车12通信连接，控制装置被配置为根据塔吊11的位置控制起重运输车12搬运物料13。

控制装置可以根据实际需要设置在塔吊11、起重运输车12或者工地的控制中心处。通过无线连接与塔吊11和起重运输车12通信连接。

本实用新型提出的智能塔机物料运输系统通过利用物联网技术使得无人驾驶起重运输车12能够与塔吊11和智慧工地系统互通互联，使得无人驾驶运输车能够全自动无人化地根据工作任务对待运输物料13进行取料运输和卸料，将待运输物料13精准快速自动地运输至塔吊11的起吊位置，实现了物料13运输的无人化、自动化。

如图2和图3所示，起重运输车12包括：

运输车主体120；

通讯模块，用于与外部设备通讯连接；

雷达模块123，设于运输车主体120上，用于感应外部环境；

装载模块122，设于运输车主体120上，用于装载建筑材料；

驱动模块124，设于运输车主体120上，用于驱动运输车主体120移动；

控制模块，分别与驱动模块124、雷达模块123和通讯模块电连接。

可以理解的是，运输车主体120为起重运输车12的主体部分，可包括底盘及底盘上的承载结构等，通讯模块为设置在运输车主体120上的无线通信装置，通讯模块用于起重运输车12与智能塔吊11或者外部控制系统10通信连接，使得外部信号可传输至起重运输车12，对其进行驾驶控制。雷达模块123可根据实际需要布置在运输车主体120上，在起重运输车12运行中，雷达模块123通过雷达波测距反馈来感知外部环境，将信号传递给控制模块，使得控制模块能够根据外部环境自动规划路线实现自动驾驶。装载模块122可以装载斗或者装载盘结构，其可根据施工工地的运输物料13进行设计，如需要装载管件可配置与管件适配的限位结构，类似锯齿形的结构。如需要装载砖块水泥等，可配置筒型结构，方便运输。驱动模块124为运输车的发动机及行走系统，可根据实际需要设置履带或者四轮驱动系统，方便起重运输车12在工地现场移动。控制模块为起重运输车12的处理器，其通过接收信号并根据信号控制起重运输车12进行起重运输。

在本实用新型的一些实施例中，雷达模块123包括多个雷达，多个雷达布置于起重运输车12的四周。可在运输车主体120的四周，比如前后和两侧，还可以在运输车主体120的四角处设置雷达，具体地可沿运输车主体120的周向间隔设置12个雷达，前后各两个，左右各四个。使得起重运输车12能够通过雷达感知周围环境，根据周围环境规划路线行驶。

在本实用新型的一些实施例中，装载模块122包括设置于运输车主体120的顶部的载具，载具的顶部具有开口。载具可以是立方体形，其顶部设有矩形开口，使用时，可将建筑材料如砖块、水泥袋等通过吊臂121放置在载具中。

在本实用新型的一些实施例中，起重运输车12还包括设置于运输车主体120的顶部的龙门架125，龙门架125的吊装范围覆盖开口。龙门架125设置成可沿运输车主体120的长度方向移动，以调整吊装的位置，在运输车主体120的顶部两侧设置龙门架125的轨道，龙门架125以可沿轨道滑动的方式设置在轨道上，龙门架125横梁的高度高于载具的高度，使得龙门架125可跨载具移动，以将物料13放置在载具中不同的位置。

在本实用新型的一些实施例中，起重运输车12还包括吊臂121，吊臂121以可沿水平方向转动的方式设置于运输车主体120。吊臂121可选液压吊臂121，其伸缩长度可调，并且吊臂121的底部设有转盘，可通过转盘旋转使得吊臂121旋转，以将起重运输车12外部的物料13吊装并搬运至载具中。

在本实用新型的一些实施例中，驱动模块124包括多个车轮，车轮以可沿水平方向转动的方式设置于运输车主体120。车轮可设置4个，并且车轮具有四驱和自由转向的功能，为方便在工地起伏的路面移动，车轮设置较大口径的轮胎，车轮的驱动装置选用转向电机和轮毂电机以实现更快更平稳的物料13中转。

在本实用新型的一些实施例中，装载模块122包括设置于运输车主体120的顶部的多个限位件，多个限位件沿运输车主体120的长度或者宽度方向间隔设置。限位件可选用锯齿形结构，管件在限位件上可被限位，使得钢筋管材等柱形件在运输时不易掉落。

在本实用新型的一些实施例中，起重运输车12还包括平台，平台与运输车主体120的前部连接。该平台可以是设置在运输车主体120的车头处的升降平台，可以用作辅助上下料或者配合叉臂使用，方便较重物料13的搬运。

在本实用新型的一些实施例中，物料运输系统还包括设置于塔吊11上的传感器组件，传感器组件与控制装置通信连接。

如图4所示，在本实用新型的一些实施例中，智能塔机物料运输系统的工作流程包括以下步骤：

接收智慧工地系统的工作任务推送信号；

根据工作任务推送信号确定智能塔吊11和待运输物料13；

根据智能塔吊11和待运输物料13的位置进行自主路径规划；

控制无人驾驶起重运输车12根据自主路径规划对待运输物料13进行取料并且将待运输物料13运输至智能塔吊11的吊装起点；

控制无人驾驶起重运输车12对待运输物料13进行卸料。

在本实用新型的实施例中，智慧工地系统是设置在项目施工管理部的中控电脑中的管理系统，其存储有施工的详细方案，在工作过程中施工人员可调取施工方案进行分析使用。在本实用新型提出的物料13运输方法中，有关智能塔吊11的控制部分可由智能塔吊11管理系统进行实施，智能塔吊11管理系统可设置在智能塔吊11的控制室中以方便采集信号。关于无人驾驶起重车的控制部分可由无人车控制系统10进行实施，该无人车控制系统10可设置在无人驾驶起重车上。具体地，无人驾驶起重车是根据行业和使用环境要求定制的专用设备，可与智能塔机进行信息交互和配合。其自身可根据车载重量携带选配的标准液压动力吊臂121或叉车脚和移动平台，实现自身的取料、卸料过程自动化。

需要说明的是，智慧工地系统根据施工方案确定待运输物料13以及待运输物料13的运输起点和终点，然后将上述信息推送给智能塔吊11管理系统和无人车控制系统10，智能塔吊11管理系统根据待运输物料13的终点确定参加吊装的塔吊11，无人车控制系统10根据运输起点和终点控制无人驾驶起重车行驶至待运输物料13所在处，进而对待运输物料13进行取料，然后无人车控制系统10自动进行路径规划，将待运输物料13运输至智能塔吊11处进行卸料，由此实现物料13运输的自动智能化。

在本实用新型的一些实施例中，工作任务推送信号包括待运输物料13任务单和时间节点，并且工作任务推送信号基于施工方案生成。

施工方案存储在智慧工地系统中，其中包括施工的详细步骤和时间节点，以及施工现场的各设备物料13人员信息等资料。当施工进行到某一步时，需要运输物料13至某处，智慧工地系统可将物料13信息、运输起点和终点推送出，进行下一步处理。

在本实用新型的一些实施例中，根据工作任务推送信号确定智能塔吊11和待运输物料13，包括步骤：

根据工作任务推送信号确定距离待运输物料13目标吊装位置最近的智能塔吊11，并且根据工作任务推送信号确定待运输物料13的位置和信息。

需要说明的是，智能塔吊11的位置以及待运输物料13的位置可事先由工作人员进行确定，或者在智能塔吊11和待运输物料13上设置位置传感器，并将位置传感器与智慧工地系统通信连接，实现工地中各设备物料13的位置实时监控。

确定待运输物料13的运输起点和终点后，智慧工地系统调取智能塔吊11的位置信息，确定覆盖运输终点的全部智能塔吊11，然后将运输物料13的运输起点与覆盖运输终点的全部智能塔吊11的位置信息进行综合对比，找出能够实现无人驾驶起重运输车12运输路径最短并且智能塔吊11吊装距离最短的智能塔吊11。

在本实用新型的一些实施例中，根据智能塔吊11和待运输物料13的位置进行自主路径规划，包括步骤：

接收智能塔吊11的起吊位置坐标信号、待运输物料13的存放位置坐标信号和工地环境数据信号；

根据起吊位置坐标信号、存放位置坐标信号和位置坐标信号基于电子地图获得无人驾驶起重运输车12的行走路径规划。

可以理解的是，智慧工地系统中预存有工地现场的电子地图，该电子地图可以由工作人员预先人工标记智能塔吊11的位置和各物料13的位置以及环境三维数据。也可由设置在工地各设备和物料13上的位置传感器获取信息由计算机进行实时绘制电子地图。在工作中可将电子地图推送给塔吊11和无人车的控制系统10。

在接收到智能塔吊11的起吊位置坐标信号、待运输物料13的存放位置坐标信号和工地环境数据信号后，无人车控制系统10先再电子地图上标注待运输物料13的存放位置坐标和起吊位置坐标，然后根据确定两点之间的最短路径，确定路径时根据电子地图上的标注绕开不能经过的区域，无人驾驶起重运输车12的行驶速度可设置为40km/h。

在本实用新型的一些实施例中，控制无人驾驶起重运输车12对待运输物料13进行卸料，包括步骤：

接收智能塔吊11的物料13摆放信号；

根据物料13摆放信号控制无人驾驶起重运输车12的吊臂121对待运输物料13进行摆放。

在本实用新型的一些实施例中，根据物料13摆放信号控制无人驾驶起重运输车12的吊臂121对待运输物料13进行摆放，包括步骤：

根据物料13摆放信号控制无人驾驶起重运输车12的吊臂121对待运输物料13进行重心调整和吊装高度调整。

需要说明的是，该无人驾驶起重运输车12是根据行业和使用环境要求定制的专用设备，可与智能塔吊11进行信息交互和配合。其自身可根据车载重量携带选配的标准液压动力吊臂121或叉车脚和移动平台，实现自身的取料、卸料过程自动化；同时液压动力吊臂121带有电动姿态调整功能，可实现按照适合智能塔机吊挂的方式摆放物料13，便于智能塔机自动吊挂提升。

该无人驾驶起重运输车12能够配合塔吊11无人化作业物料13整理能力，接受智能塔吊11指令，将智能塔吊11工作半径内相关物料13按照适合智能塔吊11的吊挂方式进行摆放，同时借助无人驾驶起重运输车12上的姿态传感器和吊具、抓具、摄像头识别进行重新换位抓取，保证物料13的中心偏差在允许范围内进行作业，协助智能塔吊11进行非标物料13的重心定位调整和挂吊提升。

具体地，根据物料13摆放信号控制无人驾驶起重运输车12的吊臂121对待运输物料13进行重心调整和吊装高度调整，包括步骤：

接收待运输物料13上的姿态传感器的姿态信号；

根据物料13摆放信号和姿态信号，控制无人驾驶起重运输车12的吊臂121和抓具对待运输物料13进行姿态调整；

接收无人驾驶起重运输车12上的摄像头的摄像视频信号；

根据摄像视频信号，控制无人驾驶起重运输车12的吊臂121和抓具对待运输物料13的姿态进行微调。

在某些非标物料13起吊时，需要对非标物料13的重心进行调整，以方便塔吊11对其进行起吊，此时无人驾驶起重运输车12可利用车上的吊具、抓具，如液压吊臂121和机械抓手，对非标物料13的姿态进行调整，在调整过程中非标物料13上的姿态传感器能够将非标物料13的姿态(角度、高度、位置)传递给控制系统10，方便对其进行精确地姿态调整。同时塔吊11或者无人驾驶起重运输车12上的摄像头还能够对卸料和姿态调整过程进行实时摄像，方便后台工作人员对其进行监控。

在本实用新型的一些实施例中，物料运输系统还包括计算机可读存储介质、处理器及存储在计算机可读存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器运行计算机程序以实现如本实用新型第一方面提出的方法。

计算机可读存储介质和处理器可设置在塔吊11和无人车的控制系统10中，与塔吊11和无人车的各装置电连接，通过执行上述计算机程序控制塔吊11和无人车实现本实用新型第一方面提出的方法，使得工地物料13运输无人化自动化。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种智能塔机物料运输系统，其特征在于，包括：

塔吊；

起重运输车；

控制装置，所述控制装置与所述塔吊和所述起重运输车通信连接，所述控制装置被配置为根据所述塔吊的位置控制所述起重运输车搬运物料；

所述起重运输车包括：

运输车主体；

通讯模块，用于与所述控制装置通讯连接；

雷达模块，设于所述运输车主体上，用于感应外部环境；

装载模块，设于所述运输车主体上，用于装载建筑材料；

驱动模块，设于所述运输车主体上，用于驱动所述运输车主体移动；

控制模块，分别与所述驱动模块、所述雷达模块和所述通讯模块电连接；

所述智能塔机物料运输系统还包括设置在所述塔吊上的智能塔吊管理系统，所述智能塔吊管理系统与所述控制装置通信连接。

2.根据权利要求1所述的智能塔机物料运输系统，其特征在于，所述雷达模块包括多个雷达，所述多个雷达布置于所述运输车主体的四周。

3.根据权利要求1所述的智能塔机物料运输系统，其特征在于，所述装载模块包括设置于所述运输车主体的顶部的载具，所述载具的顶部具有开口。

4.根据权利要求3所述的智能塔机物料运输系统，其特征在于，所述起重运输车还包括设置于所述运输车主体的顶部的龙门架，所述龙门架的吊装范围覆盖所述开口。

5.根据权利要求1所述的智能塔机物料运输系统，其特征在于，所述起重运输车还包括吊臂，所述吊臂以可沿水平方向转动的方式设置于所述运输车主体。

6.根据权利要求1所述的智能塔机物料运输系统，其特征在于，所述驱动模块包括多个车轮，所述车轮以可沿水平方向转动的方式设置于所述运输车主体。

7.根据权利要求1所述的智能塔机物料运输系统，其特征在于，所述装载模块包括设置于所述运输车主体的顶部的多个限位件，所述多个限位件沿所述运输车主体的长度或者宽度方向间隔设置。

8.根据权利要求1至7任一项所述的智能塔机物料运输系统，其特征在于，所述起重运输车还包括平台，所述平台与所述运输车主体的前部连接。

9.根据权利要求1至7任一项所述的智能塔机物料运输系统，其特征在于，物料运输系统还包括设置于所述塔吊上的传感器组件，所述传感器组件与所述控制装置通信连接。