CN220913746U - 堆取料机无线遥控装置 - Google Patents

Abstract

堆取料机无线遥控装置，涉及无线遥控技术领域，具体属于一种堆取料机无线遥控装置。包括遥控器和终端控制器；所述遥控器包括遥控控制模块、按键模块、GPS定位模块、显示模块、提醒模块、遥控收发模块、遥控稳压电源模块；所述终端控制器包括终端控制模块、终端收发模块、数据采集模块、输出模块、终端稳压电源模块。本实用新型实现了对堆取料机的远程操作，提高了作业效率，保证了人员和设备运行安全，解决了在恶劣天气条件下司机不能进入堆场操作设备的问题，同时还具有安全性、可靠性高的有益效果。

Description

堆取料机无线遥控装置

技术领域

本实用新型涉及无线遥控技术领域，具体属于一种堆取料机无线遥控装置。

背景技术

堆取料机是港口装卸作业的主要设备，主要由行走、旋转、俯仰、悬臂皮带机、尾车等机构组成。堆取料机的操作方式是司机室手动操作和现场机侧操作，主要以司机室手动操作为主，司机须在驾驶室内边操作边观察，由于司机室视角问题作业效率低，且易出现对垛错误、撞垛等问题，特别在恶劣天气环境下视线受限，运行人员进行大机锚固时，上下大机易造成人身伤害，存在较大安全隐患，为保证人身安全通常恶劣天气条件下司机不能进入堆场操作设备。如果采用无线遥控装置，则可实现对堆取料机的远程操控，避免上述问题发生。但考虑到堆取料机附近环境复杂，干扰严重，且堆取料机的控制必须安全可靠，所以市面上通用的遥控装置无法满足堆取料机的操控要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种堆取料机无线遥控装置，以达到对堆取料机进行安全性高、可靠性高的远程操作，提高作业效率，保证人员和设备运行安全，解决在恶劣天气条件下司机不能进入堆场操作设备问题的目的。

本实用新型提供的一种堆取料机无线遥控装置，包括遥控器和终端控制器；

所述遥控器包括遥控控制模块，与遥控控制模块连接的按键模块、GPS定位模块、显示模块、提醒模块和遥控收发模块，与遥控控制模块、按键模块、GPS定位模块、显示模块、提醒模块以及遥控收发模块连接的遥控稳压电源模块；所述遥控控制模块包括第一遥控MCU和第二遥控MCU，第一遥控MCU与第二遥控MCU通过遥控冗余通信模块连接；

所述终端控制器包括终端控制模块，与终端控制模块连接的终端收发模块、数据采集模块、输出模块，与终端控制模块、数据采集模块、终端收发模块相连接的终端稳压电源模块；所述输出模块连接主控电路；所述终端控制模块包括第一终端MCU和第二终端MCU，第一终端MCU与第二终端MCU通过终端冗余通信模块连接。

进一步的，所述按键模块包括俯仰使能按键、俯仰控制按键、旋转使能按键、旋转控制按键、行走使能按键、行走控制按键、钥匙开关、急停按钮；俯仰使能按键与俯仰控制按键串接，旋转使能按键与旋转控制按键串接，行走使能按键与行走控制按键串接。

进一步的，所述俯仰控制按键、旋转控制按键，行走控制按键选用三位双向钮子开关。

进一步的，所述提醒模块包括接收指示灯、报警指示灯、震动器。

进一步的，所述输出模块包括1路公共端和6路输出端。

进一步的，所述主控电路包括并联在6路输出端的俯仰上继电器、俯仰下继电器、旋转左继电器、旋转右继电器，行走前继电器、行走后继电器；所述俯仰上继电器与俯仰下继电器互锁连接，所述旋转左继电器与旋转右继电器互锁连接，行走前继电器与行走后继电器互锁连接。

进一步的，所述数据采集模块包括安装在堆取料机相应位置的倾角传感器和限位开关。

本实用新型提供的一种堆取料机无线遥控装置，司机可在不进入司机室的情况下通过无线遥控装置在堆取料机附近边观察边操作，以达到对堆取料机进行远程操作，提高作业效率，保证人员和设备运行安全，解决在恶劣天气条件下司机不能进入堆场操作设备问题的目的。在使用遥控器时需由专业人员通过钥匙开关打开遥控器，可防止非专业人员误操作造成安全事故，提高装置可靠性；遥控器和终端控制器通过遥控收发模块和终端收发模块进行双向无线通信，实现通信应答及终端数据交互，可有效避免干扰，提高系统可靠性；遥控器和终端控制器的控制模块均采用双MCU冗余设计，其中一台作为主控MCU,另一台自动进入备用状态，当主控MCU发生故障时可通过程序设定自动切换到备用MCU，同时主控MCU和备用MCU之间通过冗余通信模块进行数据传递，使备用MCU数据的能够及时更新，保证切换到备用MCU后可稳定运行，提高了装置的可靠性和稳定性。按键模块中对于堆取料机的动作控制按钮采用双键发码方式进行发码，仅当相应动作使能按钮和相应动作的控制按钮同时有效时才发码，这种双键发码可有效避免误操作，同时有效提高对码抗干扰能力。终端控制器设置数据采集模块通过倾角传感器和限位开关感知堆取料机的运动状态，并通过终端收发模块将数据发送给遥控器，遥控器接收到数据后经过遥控控制模块处理后通过显示模块显示，同时如果数据达到预设报警值，报警指示灯将亮起，很好的实现了人机交互，使操作人员能够及时掌握堆取料机运行状态，及时调整处理，提高堆取料机运行的稳定性和安全性。遥控器上设置GPS定位模块，通过遥控控制器的计算可得到遥控器距离终端控制器的距离并将该距离传递到显示模块显示，同时将该距离与预设的可靠传输距离进行比较，如果超出可靠传输距离，震动器将发出震动，提醒操作人员超出可靠传输距离，提高堆取料机操作的可靠性。主控电路各继电器之间设置了相反动作之间的互锁，硬件上避免误动作，提高系统的安全性和可靠性。

综上所述，本实用新型实现了对堆取料机的远程操作，提高了作业效率，保证了人员和设备运行安全，解决了在恶劣天气条件下司机不能进入堆场操作设备的问题，同时还具有安全性、可靠性高的有益效果。

附图说明

图1为本实用新型堆取料机无线遥控装置遥控器原理框图。

图2为本实用新型堆取料机无线遥控装置终端控制器原理框图。

图3为本实用新型遥控器外观结构示意图。

图4为本实用新型主控电路原理图。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型提供的一种堆取料机无线遥控装置，包括遥控器和终端控制器；遥控器包括遥控控制模块4、与遥控控制模块连接的按键模块2、GPS定位模块3、显示模块5、提醒模块6和遥控收发模块7、与遥控控制模块、按键模块、GPS定位模块，显示模块，提醒模块以及遥控收发模块连接的遥控稳压电源模块1。遥控器还包括壳体60；壳体包括遥控器手柄601，遥控器显示区602。

按键模块用于提供主令信号，设置在遥控器手柄上，包括启动遥控器工作的钥匙开关22，控制堆取料机动作的俯仰使能按键23、俯仰控制按键26、旋转使能按键24、旋转控制按键27、行走使能按键25、行走控制按键28，控制堆取料机随时停止动作的急停按钮21。俯仰控制按钮、旋转控制按钮，行走控制按钮选用三位双向钮子开关，俯仰控制按钮处于中位时提供停止俯仰动作主令信号，往一侧拨动时提供俯仰上主令信号，往另一侧拨动时提供俯仰下主令信号；旋转控制按钮处于中位时提供停止旋转动作主令信号，往一侧拨动时提供旋转左主令信号，往另一侧拨动时提供旋转右主令信号；行走控制按钮处于中位时提供停止行走动作主令信号，往一侧拨动时提供行走前主令信号，往另一侧拨动时提供行走后主令信号。俯仰使能按键、旋转使能按键、行走使能按键采用非自锁按钮，按下时导通，松开时断开。其中俯仰使能按键与俯仰控制按键串联，使按下俯仰使能按键时拨动俯仰控制按键才有效；旋转使能按键与旋转控制按键串联，使得按下旋转使能按键时拨动旋转控制按钮才有效；其中行走使能按键与行走控制按键串联，使按下行走使能按键时拨动行走控制按键才有效；遥控器手柄上在各按键对应位置处设置与按键功能相对应的标签29。

GPS定位模块用于获取遥控器距离终端控制器的距离，GPS定位模块包括UP501GPS定位芯片，GPS定位芯片与遥控控制模块连接，遥控控制模块通过读取GPS定位芯片信息，对GPS内容进行解析，获取遥控器距离终端控制器的距离，并将该距离发送到显示模块显示，同时与遥控控制模块预设的可靠传输距离进行比较，若果大于可靠传输距离，控制器将控制震动器震动，提醒操作人员，超出可靠传输距离。

显示模块用于显示堆取料机运行的状态信息、遥控器电量信息、GPS定位距离信息、遥控控制模块的运行信息，包括液晶显示屏52和液晶显示屏驱动电路51，液晶显示屏通过液晶显示屏驱动电路与遥控器控制模块连接，液晶显示屏设置在遥控器显示区。

提醒模块用于发出灯光和震动的提醒信号，包括报警指示灯61，接收指示灯62，震动器；报警指示灯和接收指示灯设置在遥控器显示区的液晶显示屏一侧，并在对应位置处的壳体上设置有与报警指示灯和接收指示灯功能相对应的标签；震动器设置在遥控器手柄安装按键模块另一侧的内壁上，方便操作人员感知震动效果。

遥控器的稳压电源模块包括充电口11，与充电口相连的储能电路14和遥控稳压电路13及电源监测电路12，所述充电口设置在遥控器手柄上，与充电口相连的储能电路和遥控稳压电路及电源监测电路设置在壳体内部，其中遥控稳压电路与显示模块、GPS定位模块、按键模块、遥控控制模块、提醒模块和遥控收发模块连接并提供电能；电源监测电路与遥控控制模块相连接，提供电量储能信息给遥控控制模块，遥控控制模块通过显示模块将电量信息显示在液晶显示屏上。

遥控控制模块包括第一遥控MCU 41和第二遥控MCU 43，第一遥控MCU与第二遥控MCU通过遥控冗余通信模块42连接，通过程序设定，先上电的遥控MCU自动成为主控MCU,接收数据并发送控制信号；另一台遥控MCU自动进入备机状态，接收主令信号和主控MCU通过冗余通信模块提供的主机MCU数据和主机正常运行的心跳包，同时也向主机发送待机正常心跳包，但不会向输出设备发送控制信号和数据。一旦备机检测到主机故障会自动切换到备机控制；如果运行过程中，主机检测到备机故障则会自主独立运行；主控MCU工作和备用MCU的切换可通过液晶显示屏显示。

遥控收发模块包括遥控收发电路71以及与遥控收发电路连接的遥控接收天线72，遥控收发电路包括433MHZ射频芯片；遥控接收天线设置在遥控壳体上。遥控收发模块将遥控控制模块从按键模块获取的主令信号发射给终端控制器，并接受来自终端控制器的应答信号和堆取料机运行状态数据。

所述终端控制器包括终端控制模块9，与终端控制模块连接的终端收发模块30、数据采集模块10、输出模块40，与终端控制模块、数据采集模块、终端收发模块相连接的终端稳压电源模块8；所述输出模块连接主控电路20；所述终端控制模块包括第一终端MCU 91和第二终端MCU 93，第一终端MCU与第二终端MCU通过终端冗余通信模块92连接。

终端稳压电源模块包括整流电路81和终端稳压电路82，整流电路输入端接220V交流电，输出端接终端稳压电路，终端稳压电路与终端控制模块、数据采集模块、终端收发模块连接并提供电能。

数据采集模块包括设置在堆取料机相应位置的倾角传感器101和限位开关102，倾角传感器和限位开关通过终端控制器的不同通信接口与终端控制器连接，用于采集堆取料机的运行状态数据，终端控制器将采集到的堆取料机运行状态数据通过终端收发模块发送给遥控器，遥控器通过遥控收发模块接收到该数据后，传递给遥控控制模块，遥控控制模块通过显示模块显示堆取料机运行状态，同时如果接收到的堆取料机运行状态数据达到预设的报警值，则遥控控制模块会控制报警指示灯报警。

输出模块包括1路公共端401和至少6路输出端402，用于连接主控电路，主控电路包括6个并联在6路输出端的继电器，6个继电器分别为俯仰上继电器201、俯仰下继电器202、旋转左继电器203、旋转右继电器204，行走前继电器205、行走后继电器206； 6个继电器线圈一端分别接在6路输出端，俯仰上继电器线圈另一端上串联俯仰下继电器的常闭触点，俯仰下继电器线圈另一端上串联俯仰上继电器的常闭触点，旋转左继电器线圈另一端上串联旋转右继电器的常闭触点，旋转右继电器线圈另一端上串联旋转左继电器的常闭触点，行走前继电器线圈另一端上串联行走后继电器的常闭触点，行走后继电器线圈另一端上串联行走前继电器的常闭触点，使得俯仰上继电器与俯仰下继电器互锁连接，所述旋转左继电器与旋转右继电器互锁连接，行走前继电器与行走后继电器互锁连接，从硬件上进行堆取料机反方向动作互锁。6个互锁常闭触点与24V开关电源207负极连接，24V开关电源的正极接公共端，24V开关电源的输入端接220V交流电。6个继电器的常开触点分别用以连接所对应的俯仰上动作电磁阀，俯仰下动作电磁阀，旋转左动作电磁阀，旋转右动作电磁阀，行走前动作电磁阀，行走后动作电磁阀，控制堆取料机动作。

终端控制模块包括第一终端MCU和第二终端MCU，第一终端MCU与第二终端MCU通过终端冗余通信模块连接，通过程序设定，先上电的终端MCU自动成为主控MCU接收和发送控制信号和数据；另一台终端MCU自动进入备机状态，接收主控MCU通过冗余通信模块提供的主机MCU数据和主机正常运行的心跳包，同时也向主机发送待机正常心跳包，但不会发送控制信号和数据。一旦备机检测到主机故障会自动切换到备机控制；如果运行过程中，主机检测到备机故障则会自主独立运行。

终端收发模块包括终端收发电路301以及与终端收发电路连接的终端接收天线302，遥控收发电路包括433MHZ射频芯片。终端收发模块与遥控收发模块进行双向无线数据传输，将终端控制器从数据采集模块获取的信息发射给遥控收发模块，并接收来自遥控收发模块发射的主令信号。

在使用过程中，专业技术人员手持遥控器站在堆取料器周围可靠的传输距离内，通过遥控器向终端控制器发送主令信号，从而控制堆取料机动作，实现了对堆取料机的远程操作，提高了作业效率，保证了人员和设备运行安全。在使用遥控器时，首先要由专业人员打开钥匙开关，按住相应操作的使能按钮，同时拨动相应动作的控制按钮到相应动作状态，遥控控制模块接受到相应主令信号后通过遥控收发模块发射给终端控制器的终端收发模块，终端收发模块接受到主令信号后传递给终端控制器，再由终端控制器通过输出模块输出，控制连接在输出模块上的相应继电器线圈通电，从而控制相应继电器的常开触点闭合，使与该常开触点相连的电磁阀通电，控制堆取料机动作。堆取料机动作后通过数据采集模块的倾角传感器和限位开关采集堆取料机的动作状态，并将数据传送给控制器，在由控制器传送给终端收发模块，终端收发模块无线传输给遥控收发模块，遥控收发模块接收到数据后经遥控控制模块分析后通过显示模块显示，提醒模块发出提醒。在遥控收发模块向终端收发模块发送数据时，终端模块接收到数据后会回传应答信号，当遥控控制器接收到通过遥控收发模块接收的应答信号后，接收指示灯常亮，当未能接收到应答信号时接收指示灯闪烁提示未能正常接收。显示模块除显示堆取料机运行状态外，还将显示从电源监控电路、GPS定位模块获取并经过遥控控制器分析计算得到的电量信息和GPS定位信息。同时通过GPS定位模块得到的遥控器和终端控制器的距离如果超出预设的可靠传输距离，遥控控制器将控制振动器振动以提醒操作人员。在遥控控制模块中还设有按键互锁程序，通过软件实现按键互锁，在主控电路中相反动作之间通过继电器常闭触点设置应件互锁，避免误操作或者干扰信号带来的误动作。

Claims (7)

1.一种堆取料机无线遥控装置，其特征在于，包括遥控器和终端控制器；所述遥控器包括遥控控制模块（4），与遥控控制模块连接的按键模块（2）、GPS定位模块（3）、显示模块（5）、提醒模块（6）和遥控收发模块（7），与遥控控制模块、按键模块、GPS定位模块、显示模块、提醒模块以及遥控收发模块连接的遥控稳压电源模块（1）；所述遥控控制模块包括第一遥控MCU（41）和第二遥控MCU（43），所述第一遥控MCU与第二遥控MCU通过遥控冗余通信模块（42）连接；

所述终端控制器包括终端控制模块（9），与终端控制模块连接的终端收发模块（30）、数据采集模块（10）、输出模块（40），与终端控制模块、数据采集模块、终端收发模块相连接的终端稳压电源模块（8）；所述输出模块连接主控电路（20）；所述终端控制模块包括第一终端MCU（91）和第二终端MCU（93），所述第一终端MCU与第二终端MCU通过终端冗余通信模块（92）连接。

2.根据权利要求1所述的一种堆取料机无线遥控装置，其特征在于，所述按键模块包括俯仰使能按键（23）、俯仰控制按键（26）、旋转使能按键（24）、旋转控制按键（27）、行走使能按键（25）、行走控制按键（28）、钥匙开关（22）、急停按钮（21）；俯仰使能按键与俯仰控制按键串接，旋转使能按键与旋转控制按键串接，行走使能按键与行走控制按键串接。

3.根据权利要求2所述的一种堆取料机无线遥控装置，其特征在于，所述俯仰控制按键、旋转控制按键，行走控制按键选用三位双向钮子开关。

4.根据权利要求1所述的一种堆取料机无线遥控装置，其特征在于，所述提醒模块包括接收指示灯（62）、报警指示灯（61）、震动器。

5.根据权利要求1所述的一种堆取料机无线遥控装置，其特征在于，所述输出模块包括1路公共端（401）和6路输出端（402）。

6.根据权利要求5所述的一种堆取料机无线遥控装置，其特征在于，所述主控电路包括并联在6路输出端的俯仰上继电器（201）、俯仰下继电器（202）、旋转左继电器（203）、旋转右继电器（204），行走前继电器（205）、行走后继电器（206）；所述俯仰上继电器与俯仰下继电器互锁连接，所述旋转左继电器与旋转右继电器互锁连接，行走前继电器与行走后继电器互锁连接。

7.根据权利要求1所述的一种堆取料机无线遥控装置，其特征在于，所述数据采集模块包括安装在堆取料机相应位置的倾角传感器（101）和限位开关（102）。