RU2452683C2 - Safety system for construction equipment (versions) - Google Patents
Safety system for construction equipment (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2452683C2 RU2452683C2 RU2010134083/11A RU2010134083A RU2452683C2 RU 2452683 C2 RU2452683 C2 RU 2452683C2 RU 2010134083/11 A RU2010134083/11 A RU 2010134083/11A RU 2010134083 A RU2010134083 A RU 2010134083A RU 2452683 C2 RU2452683 C2 RU 2452683C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- machine
- digital computer
- parameters
- sensors
- boundaries
- Prior art date
Links
Landscapes
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике обеспечения безопасности работы строительных машин, преимущественно грузоподъемных кранов.The invention relates to techniques for ensuring the safety of construction vehicles, mainly hoisting cranes.
Известна система защиты от столкновений группы строительных машин - башенных кранов типа «SMIE-AC30» (Франция), содержащая устройства проводного (по кабелю) или беспроводного (по радиоканалу) обмена информацией между устройствами защиты, установленными на каждом из N работающих в группе башенных кранов, о положении, движениях и нагрузке его оборудования, а также установленное на каждом кране устройство защиты крана, включающее в себя группу датчиков контроля параметров оборудования крана и цифровой вычислитель, содержащий центральный процессор (микроконтроллер), дисплей и исполнительный блок. Положение крана и его оборудования в этой системе «привязаны» к определенным точкам стройплощадки. Цифровой вычислитель, контролируя положение, нагрузку и скорость перемещения крана и его оборудования, выявляет опасные сближения грузоподъемных кранов. Цифровой вычислитель на другом кране производит аналогичные вычисления для своего крана [1].A known system of protection against collisions of a group of construction vehicles - tower cranes of the type "SMIE-AC30" (France), containing devices for wire (cable) or wireless (over the air) information exchange between protection devices installed on each of the N operating in the group of tower cranes , on the position, movements and load of its equipment, as well as a crane protection device installed on each crane, including a group of sensors for monitoring parameters of the crane equipment and a digital computer containing a central process litter (microcontroller), display and executive unit. The position of the crane and its equipment in this system is “tied” to certain points on the construction site. The digital computer, controlling the position, load and speed of movement of the crane and its equipment, identifies dangerous proximity of hoisting cranes. A digital computer on another crane performs similar calculations for its crane [1].
В этой системе, когда расчеты свидетельствуют об опасном сближении оборудования кранов, каждый цифровой вычислитель формирует соответствующие предупредительные сигналы и сигналы блокирования движений своего крана.In this system, when the calculations indicate a dangerous approach of the crane equipment, each digital computer generates corresponding warning signals and signals blocking the movements of its crane.
Известна также аналогичная система безопасности, в которой с целью повышения безопасности и эффективности работы строительных машин (кранов) на экране дисплея дополнительно формируются информационные сигналы, предваряющие начало движения или ограничивающие движение оборудования кранов в случае возможного пересечения их траекторий [2].A similar safety system is also known, in which, in order to increase the safety and efficiency of construction machinery (cranes), information signals are additionally generated on the display screen that precede the beginning of movement or restrict the movement of crane equipment in the event of a possible intersection of their trajectories [2].
Недостатком этих систем является пониженная безопасность и пониженная эффективность одновременной работы строительных машин (кранов) за счет отсутствия как прямого определения расстояния между ними, так и предупреждения их столкновений с неподвижными объектами.The disadvantage of these systems is the reduced safety and reduced efficiency of the simultaneous operation of construction vehicles (cranes) due to the lack of both a direct determination of the distance between them and the prevention of their collisions with stationary objects.
Известны также способ и система автоматической координатной защиты строительной машины - подъемного башенного крана, работающего в стесненных условиях. В этом техническом решении, в соответствии с планом производства работ, задают зоны с разными типами ограничений движения крана, связанные с конкретными объектами. Эти зоны вводятся в ЭВМ, не входящую в приборный комплекс системы координатной защиты. В ЭВМ программно формируется массив данных, каждый элемент которого сопоставлен элементу строительной площадки и содержит информацию о запрещенных движениях крана в соответствующей точке. Полученный массив данных записывается в перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство системы координатной защиты, которая по сигналам от датчиков, определяющих положение крана и его элементов, формирует сигналы блокировки приводов при попадании крана и его рабочих органов в запрещенную зону [2].There is also known a method and a system of automatic coordinate protection of a construction machine - a tower crane operating in cramped conditions. In this technical solution, in accordance with the work plan, zones with different types of crane movement restrictions associated with specific objects are set. These zones are entered into a computer that is not included in the instrument complex of the coordinate protection system. A computer generates a data array in software, each element of which is mapped to an element of the construction site and contains information about the prohibited movements of the crane at the corresponding point. The resulting data array is written into the reprogrammable read-only memory of the coordinate protection system, which, based on signals from sensors that determine the position of the crane and its elements, generates drive lock signals when the crane and its working bodies get into the forbidden zone [2].
Недостатки этой системы защиты (безопасности) обусловлены тем, что она не обеспечивает защиту от столкновений группы одновременно работающих строительных машин (кранов), не реализует защиту машин о перегрузки, а также не позволяет использовать для реализации функций защиты машины датчики, расположенные (размещенные) за пределами этой машины.The disadvantages of this protection (safety) system are that it does not provide collision protection for a group of simultaneously working construction machines (cranes), does not implement overload protection of machines, and also does not allow sensors located (located) to be used to implement machine protection functions outside of this car.
Задачами, на решение которых направлена заявленная группа изобретений, являются:The tasks to be solved by the claimed group of inventions are:
- повышение безопасности строительных машин при их групповой работе путем реализации дополнительных функций защиты каждой из машин за счет использования технических средств, размещенных за пределами этой машины;- improving the safety of construction machines during their group work by implementing additional protection functions for each of the machines through the use of technical equipment located outside this machine;
- исключение дублирования отдельных составных частей системы безопасности группы строительных машин с соответствующим упрощением используемых технических средств, их монтажа, технического обслуживания и ремонта;- elimination of duplication of the individual components of the security system of a group of construction vehicles with a corresponding simplification of the used technical means, their installation, maintenance and repair;
- предотвращение несанкционированного доступа к управлению каждой строительной машиной;- prevention of unauthorized access to control each construction machine;
- повышение безопасности строительных машин при их групповой работе путем сокращения затрат времени на установку параметров или координат местоположения препятствий и объектов на строительной площадке;- improving the safety of construction vehicles during their group work by reducing the time spent on setting parameters or coordinates of the location of obstacles and objects at the construction site;
- повышение надежности системы безопасности строительных машин, а также расширение внешних климатических и механических условий ее эксплуатации и хранения путем переноса на стационарный пост, в дополнение к переносу ЭВМ, отдельных составных частей этой системы.- improving the reliability of the safety system of construction vehicles, as well as expanding the external climatic and mechanical conditions of its operation and storage by transferring it to a stationary post, in addition to transferring computers, certain components of this system.
Первый вариант системы безопасности строительных машин предусматривает использование датчиков, расположенных на одной строительной машине, для реализации функций защиты другой машины. В этой системе, содержащей установленные на каждой машине устройство проводного и/или беспроводного обмена данными, датчики нагрузки и пространственного положения машины и ее рабочего оборудования, а также по меньшей мере один датчик или одно устройство для измерения или задания положения (границ, координат, параметров) подвижных и/или неподвижных объектов, расположенных в зоне работы машины, цифровой вычислитель, оснащенный выходным устройством и выполненный с возможностью взаимодействия с устройством обмена данными, приема и обработки выходных сигналов датчиков, а также хранения в своей памяти, приема от устройства обмена данными и/или вычисления предельно допустимых значений параметров работы машины и последующего формирования и передачи на выходное устройство предупредительных сигналов и/или сигналов блокирования движений машины из условия предотвращения превышения текущих значений параметров работы машины их предельно допустимых значений, поставленные технические задачи решаются за счет того, что цифровые вычислители машин выполнены с возможностью обмена информацией о текущих и предельно допустимых значение параметров их работы и с последующей установкой или изменением предельно допустимых значений параметров или границ допустимых значений этих параметров для своей машины в зависимости от информации, полученной от другой машины.The first version of the safety system of construction vehicles involves the use of sensors located on one construction vehicle to implement the protection functions of another vehicle. In this system, containing wired and / or wireless data exchange devices installed on each machine, load and spatial position sensors of the machine and its working equipment, as well as at least one sensor or one device for measuring or setting the position (boundaries, coordinates, parameters ) movable and / or fixed objects located in the area of the machine, a digital computer equipped with an output device and configured to interact with a device for exchanging data, receiving and processing ki of the sensor output signals, as well as storing in its memory, receiving from the data exchange device and / or calculating the maximum permissible values of the machine operation parameters and the subsequent generation and transmission of warning signals and / or machine blocking signals to the output device from the condition of preventing exceeding the current values parameters of the machine their maximum permissible values, the technical tasks are solved due to the fact that the digital computers of the machines are made with the possibility of exchange information about the current and maximum permissible values of the parameters of their work and with the subsequent installation or change of the maximum permissible values of the parameters or the boundaries of the permissible values of these parameters for your machine, depending on the information received from another machine.
Второй вариант системы безопасности строительных машин предусматривает определение уровня нагрузки и реализацию функций защиты строительной машины от перегрузки с помощью вычислительного устройства, размещенного вне этой машины. В этой системе, содержащей установленные на машине устройство проводного и/или беспроводного обмена данными, датчики нагрузки и пространственного положения машины и ее рабочего оборудования, цифровой вычислитель, оснащенный выходным устройством и выполненный с возможностью взаимодействия с устройством обмена данными, с возможностью приема и обработки выходных сигналов этих датчиков, а также передачи на выходное устройство сигналов, направленных на предотвращение превышения текущих значений параметров работы машины их предельно допустимых значений, поставленные технические задачи решаются путем применения внешнего вычислителя, не входящего в приборный комплекс машины, соединенного с цифровым вычислителем машины и выполненным с возможностью хранения в памяти и/или вычисления предельно допустимых значений параметров работы машины, характеризующих ее нагрузку, формирования предупредительного сигнала и/или сигнала блокирования движений машины, а также передачи этого сигнала в цифровой вычислитель машины.The second version of the safety system of construction vehicles involves the determination of the load level and the implementation of the functions of protecting the construction vehicle from overload using a computing device located outside this machine. In this system, which contains a device for wired and / or wireless data exchange installed on the machine, load and spatial position sensors of the machine and its working equipment, a digital computer equipped with an output device and configured to interact with a data exchange device with the possibility of receiving and processing output the signals of these sensors, as well as transmitting to the output device signals aimed at preventing exceeding the current values of the machine operating parameters to their maximum values, technical tasks are solved by using an external computer that is not included in the instrument complex of the machine, connected to a digital computer of the machine and configured to store and / or calculate the maximum permissible values of the machine's operating parameters characterizing its load, generating an alarm signal and / or signal blocking the movements of the machine, as well as transmitting this signal to the digital computer of the machine.
При этом внешний вычислитель может быть реализован в виде мобильного устройства или стационарной ЭВМ. Либо цифровой вычислитель другой машины может быть дополнительно приспособлен для реализации функций внешнего вычислителя данной машины.In this case, an external computer can be implemented as a mobile device or a stationary computer. Or a digital computer of another machine can be additionally adapted to implement the functions of an external computer of this machine.
Кроме того, для решения поставленных задач в обоих вариантах системы безопасности дополнительно может быть реализовано:In addition, to solve the tasks in both versions of the security system, it can be additionally implemented:
- построение датчиков параметров (положений, границ, координат) подвижных и/или неподвижных объектов с использованием устройства технического зрения, радиолокационного средства, лазерного сканера и/или приемника сигналов с устройств позиционирования, установленных в граничных точках зоны работы машин, расположенных на объектах или прикрепленных к ним и выполненных, например, в виде GPS или RFID меток;- construction of sensors of parameters (positions, boundaries, coordinates) of moving and / or stationary objects using a technical vision device, radar, laser scanner and / or receiver of signals from positioning devices installed at the boundary points of the machines operating zone located on objects or attached to them and made, for example, in the form of GPS or RFID tags;
- обмен информацией о положении, координатах, параметрах и/или границах подвижных и/или неподвижных объектов, расположенных в зоне работы машин между цифровыми вычислителями машин, и установка каждым цифровым вычислителем в соответствии с полученной информацией предельно допустимых значений параметров пространственного положения этой машины и/или ее рабочего оборудования, или границ разрешенной рабочей зоны из условия предотвращения столкновений с этими объектами;- exchange of information on the position, coordinates, parameters and / or boundaries of moving and / or stationary objects located in the machine operating area between the digital computers of the machines, and the installation of each digital computer in accordance with the information received the maximum permissible values of the spatial position parameters of this machine and / or its working equipment, or the boundaries of the permitted working area from the condition of preventing collisions with these objects;
- оснащение системы датчиком расстояния между машинами и использование его сигналов цифровыми вычислителями для предотвращения столкновений машин и/или их рабочего оборудования;- equipping the system with a distance sensor between machines and using its signals with digital computers to prevent collisions of machines and / or their working equipment;
- дополнительное оснащение системы датчиками параметров, характеризующих внешние условия работы машин (величину уклона рабочей площадки, скорость ветра, температуру окружающей среды, освещенность рабочей площадки и т.д.), передачу информации о выходных сигналах этих датчиков с одной машины на другую и их использование для защиты машин, в том числе машин, не содержащих этих датчиков;- additional equipment of the system with sensors of parameters characterizing the external operating conditions of the machines (the slope of the working platform, wind speed, ambient temperature, illumination of the working platform, etc.), transmitting information about the output signals of these sensors from one machine to another and their use to protect machines, including machines that do not contain these sensors;
- назначение цифрового вычислителя одной машины ведущим с точки зрения определения допустимых значений параметров пространственного положения этой машины и/или ее рабочего оборудования, либо границ разрешенной зоны работы, передача этих параметров или границ в цифровые вычислители других машины (ведомые вычислители) для использования в качестве предельно допустимых параметров пространственного положения или границ рабочей зоны для машин, на которых они установлены;- the appointment of a digital computer of one machine as a leader in terms of determining the permissible values of the spatial parameters of this machine and / or its working equipment, or the boundaries of the permitted working area, transferring these parameters or boundaries to digital computers of other machines (slave computers) for use as permissible parameters of the spatial position or boundaries of the working area for the machines on which they are installed;
- реализация защиты от столкновений машин и/или их рабочего оборудования с учетом инерции машин и их перемещаемого оборудования;- implementation of protection against collisions of machines and / or their working equipment, taking into account the inertia of the machines and their moving equipment;
- оснащение системы графическим дисплеем, подключенным к цифровому вычислителю, для отображения на экране дисплея условного графического изображения строительных машин и их рабочего оборудования на плане строительной площадки, а также границ разрешенной зоны их работы;- equipping the system with a graphic display connected to a digital computer for displaying on the display screen a conditional graphic image of construction machines and their working equipment on the plan of the construction site, as well as the boundaries of the permitted area of their work;
- формирование и передача на выходное устройство сигналов блокирования движений машины в случае отсутствия сигналов от цифрового вычислителя другой машины или от от внешнего вычислителя;- formation and transmission to the output device of signals blocking the movements of the machine in the absence of signals from a digital computer of another machine or from an external computer;
- реализация защиты от перегрузки группы строительных машин с использованием выходных сигналов датчиков, передаваемых между цифровыми вычислителями этих машин либо под управлением внешнего вычислителя.- implementation of overload protection of a group of construction vehicles using the output signals of sensors transmitted between the digital computers of these machines or under the control of an external computer.
Общий изобретательский замысел, объединяющий оба варианта системы безопасности и обеспечивающий достижение одних и тех же технических результатов, заключается в использовании внешних технических средств для реализации тех функций защиты строительных машин, которые не могут быть самостоятельно реализованы с использованием только технических средств, которыми оснащена данная машина.The general inventive concept, combining both versions of the security system and ensuring the achievement of the same technical results, is to use external technical means to implement the protection functions of construction vehicles that cannot be independently implemented using only the technical means that this machine is equipped with.
Благодаря указанным отличительным признакам, не известным из уровня техники, для реализации функций защиты одной строительной машины используют датчики, установленные на другой машине, либо реализуется защита машины (группы машин) от перегрузки с помощью вычислительного устройства, размещенного вне этой машины, что и обеспечивает достижение указанных технических результатов.Due to the indicated distinguishing features, not known from the prior art, for implementing the protection functions of one construction machine, sensors installed on another machine are used, or the machine (group of machines) is protected against overload using a computing device located outside this machine, which ensures achievement specified technical results.
На чертеже показана упрощенная структурная схема системы безопасности строительных машин.The drawing shows a simplified structural diagram of the safety system of construction vehicles.
Система содержит установленные на каждой из N машин устройство проводного и/или беспроводного обмена данными 1, датчики 2 и цифровой вычислитель 3, оснащенный выходным устройством 4.The system comprises wired and / or wireless data exchange device 1 installed on each of the N machines, sensors 2 and a digital computer 3 equipped with an output device 4.
Цифровой вычислитель 3 реализован, в частности, на основе микроконтроллера и в общем случае содержит процессорное ядро, встроенные запоминающие устройства для хранения данных и программы его работы, тактовый генератор и периферийные устройства.The digital computer 3 is implemented, in particular, on the basis of a microcontroller and generally comprises a processor core, built-in memory devices for storing data and programs of its operation, a clock generator and peripheral devices.
Соединение цифрового вычислителя 3 с устройством обмена данными 1, датчиками 2 и выходным устройством 4 осуществляется с использованием отдельных проводов и/или мультиплексного канала обмена данными (CAN, LIN, RS-485 и т.д.).The connection of the digital computer 3 with the data exchange device 1, sensors 2 and the output device 4 is carried out using separate wires and / or a multiplex communication channel (CAN, LIN, RS-485, etc.).
Выходное устройство 4, соединенное с управляющими элементами или управляющими входами исполнительных приводов машины 5, может именоваться исполнительным или выходным блоком, контроллером и т.д. В зависимости от конструктивного исполнения исполнительных приводов машины 5 выходное устройство 4 выполнено в виде усилителей мощности (набора электронных ключей, реле, пускателей и т.д.), электрогидравлических распределителей, электромеханических позиционеров и т.п. Это устройство может содержать собственный микроконтроллер и средства для подключения к цифровому вычислителю 3 посредством отдельных проводов или мультиплексного канала обмена данными.The output device 4 connected to the control elements or control inputs of the actuators of the machine 5 may be referred to as the actuator or output unit, controller, etc. Depending on the design of the actuators of the machine 5, the output device 4 is made in the form of power amplifiers (a set of electronic keys, relays, starters, etc.), electro-hydraulic valves, electromechanical positioners, etc. This device may contain its own microcontroller and means for connecting to a digital computer 3 by means of separate wires or a multiplex communication channel.
В приборный комплекс машины может входить также графический дисплей 6 и иные дополнительные узлы и блоки, условно не показанные на чертеже и соединенные с цифровым вычислителем 3 непосредственно или при помощи каких-либо согласующих устройств. К ним относятся, в частности, дополнительный блок энергонезависимой памяти регистратора параметров с часами реального времени, интерфейс для беспроводного или проводного считывания данных регистратора параметров, органы управления системой и т.д.The instrument complex of the machine may also include a graphic display 6 and other additional units and blocks not conventionally shown in the drawing and connected to the digital computer 3 directly or using any matching devices. These include, in particular, an additional block of non-volatile memory of the parameter logger with a real-time clock, an interface for wireless or wired reading of data from the parameter logger, system controls, etc.
Датчики машины 2 предназначены для измерения параметров работы машины, характеризующих нагрузку и пространственное положение как самой машины, так и ее рабочего оборудования. Эти датчики в общем случае включают в себя датчики усилия в грузовом или стреловом канате (для грузоподъемной машины), давления в гидроцилиндрах подъема рабочего оборудования, угла азимута, угла наклона, длины и высоты подъема рабочего оборудования, угла наклона платформы, положения на строительной площадке (например, GPS приемник), приближения к линии электропередач и другие датчики, необходимость применения которых определяется конструкцией конкретной строительной машины и требованиям к ее системе безопасности.The sensors of the machine 2 are designed to measure the parameters of the machine, characterizing the load and the spatial position of both the machine itself and its working equipment. These sensors generally include force sensors in a cargo or boom rope (for a lifting machine), pressure in the hydraulic cylinders for lifting working equipment, azimuth angle, tilt angle, length and height of lifting working equipment, tilt angle of the platform, position on the construction site ( for example, GPS receiver), proximity to power lines and other sensors, the need for which is determined by the design of a particular construction machine and the requirements for its security system.
Датчики 2 могут именоваться периферийными устройствами регистрации, периферийными контроллерами, измерительными устройствами и т.д. Они размещены в различных зонах машины, могут быть объединены в группы и могут иметь как аналоговые, так и цифровые выходы.Sensors 2 may be referred to as peripheral recording devices, peripheral controllers, measuring devices, etc. They are located in different areas of the machine, can be grouped and can have both analog and digital outputs.
В зависимости от варианта исполнения системы в состав датчиков машины 2 могут входить датчики, осуществляющие измерения параметров (положений, границ, координат, размеров) подвижных и/или неподвижных объектов (препятствий для работы машины), расположенных в зоне работы машины (на строительной площадке). Такие датчики могут быть реализованы, в частности, с использованием принципов технического зрения (с определением необходимых параметров путем обработки видеоизображений с видеокамер, установленных на машине), радиолокационных средств, лазерного сканирования объектов, приемников сигналов с устройств позиционирования, например, GPS (англ. NAVigation Satellites providing Time And Range; Global Positioning System) или RFID меток (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация), установленных в граничных точках зоны работы машин и/или расположенных на объектах (препятствиях) или прикрепленных к ним.Depending on the version of the system, the sensors of machine 2 may include sensors that measure the parameters (positions, boundaries, coordinates, sizes) of moving and / or stationary objects (obstacles for the machine) located in the machine’s working area (at the construction site) . Such sensors can be implemented, in particular, using the principles of technical vision (with the determination of the necessary parameters by processing video images from video cameras installed on the machine), radar, laser scanning of objects, signal receivers from positioning devices, for example, GPS (NAVigation) Satellites providing Time And Range; Global Positioning System) or RFID tags (Radio Frequency IDentification) installed at the boundary points of the machines operating area and / or located on objects (obstruction ia) or attached to them.
Аналогичные датчики (датчики положения 7) могут быть также размещены вне строительной машины.Similar sensors (position sensors 7) can also be placed outside the construction machine.
Кроме того, в зависимости от варианта исполнения системы в состав датчиков машины 2 могут входить датчики, осуществляющие измерение параметров внешних условий работы машины - уклона рабочей площадки (креномер), скорости ветра (анемометр), температуры окружающей среды, освещенности рабочей площадки и т.п.In addition, depending on the version of the system, the sensors of machine 2 may include sensors that measure the parameters of the external conditions of the machine — the slope of the platform (roll gauge), wind speed (anemometer), ambient temperature, illumination of the platform, etc. .
Для повышения эффективности защиты группы машин от столкновений в состав датчиков 2 может быть включен датчик расстояния между машинами. Это расстояние, в случае использования беспроводных устройств обмена данными 1, может быть определено по времени прохождения ультразвукового, оптического или электромагнитного сигнала между машинами.To increase the efficiency of protecting a group of machines from collisions, a sensor between the machines can be included in the sensors 2. This distance, in the case of using wireless communication devices 1, can be determined by the transit time of an ultrasonic, optical or electromagnetic signal between the machines.
Система может содержать внешний вычислитель 8, соединенный посредством своего устройства обмена данными 9 с устройствами обмена данных 1, расположенных на машинах. Для этого в зависимости от исполнения устройств обмена данными 1, 9 используется проводная (кабель) или беспроводная (радиоканал, оптическая или ультразвуковая) линия связи 10.The system may include an external computer 8 connected via its data exchange device 9 to the data exchange devices 1 located on the machines. For this, depending on the design of the communication devices 1, 9, a wired (cable) or wireless (radio channel, optical or ultrasonic) communication line 10 is used.
В качестве внешнего вычислителя 8 может использоваться стационарная ЭВМ с монитором и с необходимыми периферийными устройствами.As an external computer 8 can be used stationary computer with a monitor and with the necessary peripheral devices.
Система безопасности строительных машин работает следующим образом.The security system of construction vehicles works as follows.
Перед началом работы машин производится настройка системы безопасности с целью ее «привязки» к стройплощадке и к установленному рабочему оборудованию машин. Настройка осуществляется машинистом в ручном режиме с помощью органов управления, подключенных к цифровому вычислителю 3 или внешнему вычислителю 8 (на чертеже условно не показано), или путем приема настроечных данных от внешнего вычислителя 8 или от цифрового вычислителя 3 другой машины. Она заключается в установке необходимой конфигурации рабочего оборудования, положения опор, противовеса и т.п. (при их наличии), а также единой системы координат для всех машин, их рабочего оборудования и объектов (препятствий), расположенных на строительной площадке.Before the machines begin to work, the security system is set up with the aim of “linking” it to the construction site and to the installed working equipment of the machines. Adjustment is carried out by the driver in manual mode using the controls connected to digital computer 3 or external computer 8 (not shown conventionally in the drawing), or by receiving configuration data from external computer 8 or from digital computer 3 of another machine. It consists in installing the necessary configuration of the working equipment, the position of the supports, counterweight, etc. (if available), as well as a single coordinate system for all machines, their working equipment and objects (obstacles) located at the construction site.
После завершения настройки в памяти цифрового вычислителя 3 и, при необходимости, на дисплее 6 отображается план рабочей (строительной) площадки с расположенными на ней объектами (препятствиями), строительными машинами и границами рабочей зоны для каждой машины, определенными из условия предотвращения столкновения каждой строительной машины и ее рабочего оборудования как с препятствиями, так и с другими машинами.After completing the settings, in the memory of the digital calculator 3 and, if necessary, on the display 6, a plan of the work (construction) site with objects (obstacles) located on it, construction machines and work area boundaries for each machine, determined from the collision avoidance condition of each construction machine, is displayed and its working equipment both with obstacles and with other machines.
В процессе работы строительных машин границы рабочей зоны (зоны допустимых пространственных положения машины и ее рабочего оборудования) каждой машины непрерывно корректируются цифровым вычислителем 3 с использованием информации, полученной от собственных датчиков 2, датчиков 2 других машин и датчиков положения 7, размещенных вне машины.During the operation of construction machines, the boundaries of the working zone (the zone of permissible spatial position of the machine and its working equipment) of each machine are continuously adjusted by a digital computer 3 using information received from own sensors 2, sensors 2 of other machines and position sensors 7 located outside the machine.
Одновременно с помощью датчиков 2 контролируется уровень нагрузки каждой машины. Допустимые режимы нагружения, например, в виде грузовых характеристик машины, предварительно записаны, в зависимости от варианта исполнения системы, в память цифрового вычислителя 3 либо внешнего вычислителя 8.At the same time, with the help of sensors 2, the load level of each machine is monitored. Allowable loading modes, for example, in the form of a truck’s cargo characteristics, are pre-recorded, depending on the version of the system, in the memory of digital computer 3 or external computer 8.
С использованием этих данных цифровой вычислитель 3, либо внешний вычислитель 8, определяет предельно допустимое значение нагрузки машины. Это значение, в общем случае, зависит от пространственного положения рабочего оборудования машины и от внешних условий эксплуатации (уклона рабочей площадки, скорости ветра и т.д.).Using this data, digital computer 3, or external computer 8, determines the maximum permissible load value of the machine. This value, in the general case, depends on the spatial position of the working equipment of the machine and on external operating conditions (slope of the working platform, wind speed, etc.).
Далее вычислитель 2 или 8 осуществляет сравнение текущего уровня нагрузки машины с предельно допустимым и передачу на выходное устройство 4 предупредительного сигнала для машиниста и/или сигнала блокирования движений машины из условия предотвращения перегрузки машины.Next, the calculator 2 or 8 compares the current load level of the machine with the maximum permissible and transmits to the output device 4 a warning signal for the driver and / or a signal blocking the movements of the machine from the condition of preventing machine overload.
Дополнительно цифровой вычислитель 2 определяет минимальное расстояние от машины и ее рабочего оборудования до границы рабочей зоны. Если это расстояние уменьшается до предельно допустимого значения, цифровой вычислитель 3 аналогичным образом передает на выходное устройство 4 предупредительный сигнал для машиниста и/или сигнал блокирования движений машины из условия предотвращения столкновения машины или ее рабочего оборудования с другой машиной или с подвижными или неподвижными препятствиями (объектами), расположенными в рабочей зоне данной машины (на строительной площадке).In addition, digital computer 2 determines the minimum distance from the machine and its working equipment to the border of the working area. If this distance decreases to the maximum permissible value, the digital computer 3 likewise transmits to the output device 4 a warning signal for the driver and / or a signal blocking the movements of the machine from the condition of preventing a collision of the machine or its working equipment with another machine or with moving or stationary obstacles (objects ) located in the working area of this machine (at a construction site).
Предельно допустимые значения расстояний до границ рабочей зоны, при которых осуществляется формирование предупредительного сигнала для машиниста и/или сигнала блокирования движений машины, в общем случае зависят от геометрии рабочего оборудования машины (например, от длины стрелы и высоты подъема грузозахватного органа грузоподъемной машины), скорости движения машины и ее рабочего оборудования, инерционности (массы, момента инерции, ускорения торможения) машины и ее оборудования, а также от внешних условий эксплуатации (например, скорости ветра и уклона строительной площадки). Необходимые корректировки этих предельно допустимых значений осуществляются цифровым вычислителем 3 в зависимости от сигналов, полученных от датчиков 2 своей машины, датчиков 2 других машин, а также от стационарных датчиков положения 7.The maximum permissible values of the distances to the boundaries of the working area at which the warning signal is generated for the driver and / or the signal blocking the movements of the machine, in general, depend on the geometry of the working equipment of the machine (for example, on the length of the boom and the lifting height of the lifting device of the lifting machine), speed the movement of the machine and its working equipment, inertia (mass, moment of inertia, acceleration of braking) of the machine and its equipment, as well as from external operating conditions (for example, speed growth of wind and slope of the construction site). The necessary adjustments to these maximum permissible values are carried out by a digital calculator 3, depending on the signals received from the sensors 2 of his car, the sensors 2 of other machines, as well as from the stationary position sensors 7.
Программно реализуемые алгоритмы защиты, а также численные значения отдельных параметров в этих алгоритмах зависят от допустимых скоростных и нагрузочных режимов работы каждой строительной машины в различных условиях эксплуатации, которые определяются в процессе проектирования этой строительной машины или экспериментальным путем. Далее они подлежат реализации цифровым вычислителем 3 или внешним вычислителем 8 при проектировании системы безопасности. Эта реализация осуществляется, преимущественно, с использованием математической модели машины, предварительно записанной в виде формул или таблиц в память цифрового вычислителя 3 или внешнего вычислителя 8.Software-based protection algorithms, as well as the numerical values of individual parameters in these algorithms, depend on the permissible speed and load operating modes of each construction machine under various operating conditions, which are determined during the design of this construction machine or experimentally. Further, they are subject to implementation by a digital computer 3 or external computer 8 when designing a security system. This implementation is carried out mainly using a mathematical model of a machine pre-recorded in the form of formulas or tables in the memory of a digital computer 3 or an external computer 8.
Все виды и направления движений строительных машин, а также значения выходных сигналов датчиков и сигналов в линии обмена данными 10 могут передаваться в запоминающее устройство регистратора параметров и записываться в нем в режиме реального времени для последующего контроля и анализа работы группы строительных машин.All types and directions of movements of construction vehicles, as well as the values of the output signals of sensors and signals in the data exchange line 10 can be transferred to the memory of the parameter logger and recorded in it in real time for subsequent monitoring and analysis of the work of a group of construction vehicles.
Из изложенного следует, что в данной системе безопасности, в любом варианте ее исполнения, обеспечивается реализация дополнительных функций защиты каждой машины за счет использования технических средств, не входящих в ее приборный комплекс, что обеспечивает повышение безопасности строительных машин при их групповой работе. Например, датчик наличия, параметров (размеров) и пространственного положения каких-либо объектов (препятствий) на строительной площадке, датчик скорости ветра, датчик уклона рабочей площадки и т.д. может быть единственным для всей группы строительных машин и использоваться для реализации функций защиты всех машин в группе. Такое исключение дублирования отдельных составных частей системы безопасности группы строительных машин приводит к упрощению используемых технических средств, их монтажа, технического обслуживания и ремонта.It follows from the foregoing that in this security system, in any version of its execution, the implementation of additional protection functions of each machine is ensured through the use of technical means that are not included in its instrument complex, which ensures increased safety of construction vehicles during their group work. For example, a sensor for the presence, parameters (dimensions) and spatial position of any objects (obstacles) at a construction site, a wind speed sensor, a slope sensor for a work site, etc. It can be unique for the whole group of construction machines and can be used to implement the protection functions of all machines in the group. This exclusion of duplication of the individual components of the security system of a group of construction vehicles leads to a simplification of the technical means used, their installation, maintenance and repair.
Необходимость обмена информацией между машинами либо между машиной и внешним вычислителем 8 (стационарным постом управления) исключает возможность автономной работы каждой машины и соответственно исключает возможность несанкционированного доступа к управлению каждой строительной машиной.The need for the exchange of information between machines or between the machine and external computer 8 (stationary control station) eliminates the possibility of autonomous operation of each machine and, accordingly, excludes the possibility of unauthorized access to control each construction machine.
Группа изобретений допускает также иные варианты реализации систем безопасности строительных машин при сохранении общего изобретательского замысла.The group of inventions also allows other options for the implementation of safety systems of construction vehicles while maintaining the overall inventive concept.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010134083/11A RU2452683C2 (en) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Safety system for construction equipment (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010134083/11A RU2452683C2 (en) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Safety system for construction equipment (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010134083A RU2010134083A (en) | 2012-02-20 |
| RU2452683C2 true RU2452683C2 (en) | 2012-06-10 |
Family
ID=45854302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010134083/11A RU2452683C2 (en) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Safety system for construction equipment (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2452683C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667997C2 (en) * | 2013-10-25 | 2018-09-25 | Рио Тинто Алкан Интернэшнл Лимитед | Vehicle and electrolysis plant comprising said vehicle |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103420291A (en) * | 2013-08-27 | 2013-12-04 | 浙江海康科技有限公司 | Tower crane safety monitoring system capable of carrying out remote parameter diagnosis |
| CN106064789B (en) * | 2016-06-29 | 2017-08-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | The method that monitoring of tools is carried out using signal and audio video synchronization |
| PL234187B1 (en) * | 2017-11-20 | 2020-01-31 | Politechnika Koszalinska | Method of prediction and elimination of the lifting device states of instability |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000313588A (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-14 | Kyoritsu Denshi Kogyo Kk | Crane controller |
| CN201321356Y (en) * | 2008-12-30 | 2009-10-07 | 赵洪 | Tower cranes group collision prevention and region and boundary protection system |
| RU2396202C1 (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Method of safe control over hoisting crane |
| RU2398728C1 (en) * | 2009-01-27 | 2010-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | System to prevent collision of hoisting cranes |
-
2010
- 2010-08-13 RU RU2010134083/11A patent/RU2452683C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000313588A (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-14 | Kyoritsu Denshi Kogyo Kk | Crane controller |
| CN201321356Y (en) * | 2008-12-30 | 2009-10-07 | 赵洪 | Tower cranes group collision prevention and region and boundary protection system |
| RU2398728C1 (en) * | 2009-01-27 | 2010-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | System to prevent collision of hoisting cranes |
| RU2396202C1 (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Method of safe control over hoisting crane |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Crane anti-collision system, [он-лайн], [найдено 2011-10-04]. - Найдено в Интернет: <URL: www.bouyguesasia.com/pages/b7a.htm. * |
| ТАС 3000 Tower Cranes Anti-collision boundary and zone protection system, [он-лайн] (2005-2008). [найдено 2011-10-04]. - Найдено в Интернет. Static and dynamic anti-collision protection with the help of the laser distance sensors [найдено 2011-10-04]. - найдено в Интернет: <URL: www.continental-industrial-sensors.com. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667997C2 (en) * | 2013-10-25 | 2018-09-25 | Рио Тинто Алкан Интернэшнл Лимитед | Vehicle and electrolysis plant comprising said vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010134083A (en) | 2012-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10899585B2 (en) | Method of construction site monitoring, work machine, and system for construction site monitoring | |
| ES2914630T3 (en) | System and method for the autonomous operation of heavy machinery | |
| JP7154362B2 (en) | work vehicle | |
| EP3164769B1 (en) | Machine safety dome | |
| KR101216871B1 (en) | System for preventing collision of crane and method for controlling a crane | |
| US20200255267A1 (en) | A safety system for a machine | |
| RU2452683C2 (en) | Safety system for construction equipment (versions) | |
| CA2519283A1 (en) | Arrangement for collision prevention of mine vehicle | |
| CN110482409B (en) | Tower crane automatic control system and control method based on two-dimension code | |
| RU2731939C2 (en) | System for central control of one or more valves | |
| RU2326806C1 (en) | Load-lifting crane safety device with graphic display (versions) | |
| KR20210139297A (en) | Construction machinery, support system | |
| KR20190078984A (en) | Monitoring system for preventing lift objects collision against crane | |
| EP3989198A1 (en) | Travel route generation device and control device | |
| CN102826456A (en) | Space positioning and intelligent anticollision system using encoders for large-scale construction equipment | |
| KR20230103002A (en) | System for managing safety in industrial site | |
| US11198985B2 (en) | Method for monitoring movement of a cantilever structure of an offshore platform, monitoring system, offshore platform | |
| KR101601644B1 (en) | Tower Crane Collision Prevention System | |
| WO2020095169A1 (en) | Systems and methods for crane site monitoring | |
| RU2398728C1 (en) | System to prevent collision of hoisting cranes | |
| RU2345944C1 (en) | Method of improvement of safety of work of erecting crane (versions) | |
| CN116853970A (en) | Unmanned control system and unmanned control method for tower crane | |
| KR102595161B1 (en) | A system for assisting the operator of a tower crane and a method for controlling a tower crane using the same | |
| RU2347736C2 (en) | Control system of load-lifting crane (versions) | |
| CN202766129U (en) | Space location intelligent anti-collision system of large construction device coder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160814 |