本發(fā)明涉及一種建筑使用的塔吊，具體是指一種具有自我學(xué)習(xí)功能的安全塔吊。

背景技術(shù)：

塔吊是建筑工地上最常用的一種起重設(shè)備，用來(lái)搬運(yùn)施工用的鋼筋、混凝土、鋼管等各種建筑原材料。現(xiàn)有技術(shù)中的塔吊主要釆用人工在高空操作間進(jìn)行操控，對(duì)操作工人的熟練度以及操作精確度要求較高，保障性較低。并且，很多情況下搬運(yùn)的貨物相對(duì)固定，塔吊操控是重復(fù)、單調(diào)、繁重的高強(qiáng)度工作，容易造成疲勞，帶來(lái)安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種智能塔吊系統(tǒng)及其工作方法，以實(shí)現(xiàn)塔吊的智能化控制。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種智能塔吊系統(tǒng)，包括：吊臂，控制單元，吊鉤單元和位于裝卸作業(yè)區(qū)的信標(biāo)發(fā)生器；其中所述控制單元安裝于塔吊操作間內(nèi)，且用于對(duì)吊臂及吊鉤單元進(jìn)行控制；所述吊鉤單元包括：安全間距檢測(cè)單元、聲光報(bào)警單元；以及所述吊鉤單元通過(guò)安全間距檢測(cè)單元與信標(biāo)發(fā)生器實(shí)時(shí)測(cè)距，當(dāng)距離低于限定值時(shí)，所述聲光報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至控制單元。

進(jìn)一步，所述控制單元包括：控制器，以及與該控制器相連的鍵盤(pán)單元、操控動(dòng)作采集單元；其中所述鍵盤(pán)單元適于輸入吊裝指令；所述操控動(dòng)作采集單元適于記錄與吊裝指令相匹配的塔吊主體及吊鉤單元的吊裝軌跡。

進(jìn)一步，所述操控動(dòng)作采集單元包括：用于檢測(cè)吊臂轉(zhuǎn)向的地磁傳感器，安裝于變幅機(jī)構(gòu)內(nèi)的第一光電旋轉(zhuǎn)編碼器，以采集吊鉤單元對(duì)應(yīng)的載重小車在吊臂上的行進(jìn)距離，以及還包括：用于檢測(cè)吊鉤懸吊高度的第二光電旋轉(zhuǎn)編碼器，用于檢測(cè)吊鉤所掛物重量的稱重傳感器；所述控制器內(nèi)存儲(chǔ)有與物料類型、重量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)稱重傳感器獲得當(dāng)前所掛物的重量時(shí)，即獲得該物料的類型；所述控制器適于在一物料首次完成吊裝后，記錄該物料的吊裝軌跡，并將該物料對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中；當(dāng)控制器切換成自動(dòng)控制模式時(shí)，所述控制器按照該物料的第一次的吊裝軌跡將物料進(jìn)行吊裝運(yùn)輸。

進(jìn)一步，所述控制器適于對(duì)物料存放點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定，以及對(duì)物料卸料點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定；所述吊裝軌跡包括，向物料存放點(diǎn)位置方向移動(dòng)的第一吊臂轉(zhuǎn)向軌跡、載重小車的第一行進(jìn)軌跡和吊鉤的第一懸吊軌跡；以及向物料卸料點(diǎn)位置方向移動(dòng)的第二吊臂轉(zhuǎn)向軌跡、載重小車的第二行進(jìn)軌跡和吊鉤的第二懸吊軌跡；通過(guò)鍵盤(pán)單元選擇需要自動(dòng)執(zhí)行的相應(yīng)軌跡；若全選，則為自動(dòng)控制模式；若部分選擇，則為混合操作模式；若未選擇，則為人工模式。

進(jìn)一步，當(dāng)聲光報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警后，所述控制器控制吊鉤單元減速運(yùn)行；或切換成人工控制。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種所述智能塔吊系統(tǒng)的工作方法，即

所述吊鉤單元通過(guò)安全間距檢測(cè)單元與信標(biāo)發(fā)生器實(shí)時(shí)測(cè)距，當(dāng)距離低于限定值時(shí)，所述聲光報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至控制單元。

進(jìn)一步，所述控制單元包括：控制器，以及與該控制器相連的鍵盤(pán)單元、操控動(dòng)作采集單元；其中所述鍵盤(pán)單元適于輸入吊裝指令；所述操控動(dòng)作采集單元適于記錄與吊裝指令相匹配的塔吊主體及吊鉤單元的吊裝軌跡。

進(jìn)一步，所述操控動(dòng)作采集單元包括：用于檢測(cè)吊臂轉(zhuǎn)向的地磁傳感器，安裝于變幅機(jī)構(gòu)內(nèi)的第一光電旋轉(zhuǎn)編碼器，以采集吊鉤單元對(duì)應(yīng)的載重小車在吊臂上的行進(jìn)距離，以及還包括：用于檢測(cè)吊鉤懸吊高度的第二光電旋轉(zhuǎn)編碼器，用于檢測(cè)吊鉤所掛物重量的稱重傳感器；所述控制器內(nèi)存儲(chǔ)有與物料類型、重量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)稱重傳感器獲得當(dāng)前所掛物的重量時(shí)，即獲得該物料的類型；所述控制器適于在一物料首次完成吊裝后，記錄該物料的吊裝軌跡，并將該物料對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中；當(dāng)控制器切換成自動(dòng)控制模式時(shí)，所述控制器按照該物料的第一次的吊裝軌跡將物料進(jìn)行吊裝運(yùn)輸。

進(jìn)一步，所述控制器適于對(duì)物料存放點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定，以及對(duì)物料卸料點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定；所述吊裝軌跡包括，向物料存放點(diǎn)位置方向移動(dòng)的第一吊臂轉(zhuǎn)向軌跡、載重小車的第一行進(jìn)軌跡和吊鉤的第一懸吊軌跡；以及向物料卸料點(diǎn)位置方向移動(dòng)的第二吊臂轉(zhuǎn)向軌跡、載重小車的第二行進(jìn)軌跡和吊鉤的第二懸吊軌跡；通過(guò)鍵盤(pán)單元選擇需要自動(dòng)執(zhí)行的相應(yīng)軌跡；若全選，則為自動(dòng)控制模式；若部分選擇，則為混合操作模式；若未選擇，則為人工模式。

進(jìn)一步，所述限定值包括：安全距離范圍，以及在安全距離范圍內(nèi)再劃定危險(xiǎn)范圍，即當(dāng)?shù)蹉^進(jìn)入安全距離范圍內(nèi)，聲光報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警，所述控制器控制吊鉤單元減速運(yùn)行；若吊鉤進(jìn)入危險(xiǎn)范圍，塔吊將停止運(yùn)行并強(qiáng)制切換成人工控制。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的智能塔吊系統(tǒng)及其工作方法通過(guò)安全間距檢測(cè)單元與信標(biāo)發(fā)生器實(shí)時(shí)測(cè)距，當(dāng)距離低于限定值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，避免發(fā)生吊裝事故，以及本智能塔吊系統(tǒng)還具有自我學(xué)習(xí)功能，即能夠通過(guò)重量識(shí)別物料類型，并且根據(jù)物料類型記錄吊裝軌跡，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化吊裝，提高了塔吊的智能化程度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的智能塔吊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的智能塔吊系統(tǒng)的原理框圖。

圖中：吊臂1、變幅機(jī)構(gòu)11、載重小車12、塔吊操作間13、吊鉤單元2、吊鉤201、信標(biāo)發(fā)生器3。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例1提供了一種智能塔吊系統(tǒng)，包括：吊臂1，控制單元，吊鉤單元2和位于裝卸作業(yè)區(qū)的信標(biāo)發(fā)生器3；其中所述控制單元安裝于塔吊操作間13內(nèi)，且用于對(duì)吊臂1及吊鉤單元2進(jìn)行控制；所述吊鉤單元2包括：安全間距檢測(cè)單元、聲光報(bào)警單元；以及所述吊鉤單元通過(guò)安全間距檢測(cè)單元與信標(biāo)發(fā)生器實(shí)時(shí)測(cè)距，當(dāng)距離低于限定值時(shí)，所述聲光報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至控制單元。

所述限定值包括安全距離，以及位于安全距離內(nèi)在設(shè)定危險(xiǎn)范圍，所述控制器還連接有報(bào)警模塊，且距離進(jìn)入安全距離范圍內(nèi)后，由聲光報(bào)警單元發(fā)出第一級(jí)的報(bào)警信號(hào)，當(dāng)距離更加接近后，進(jìn)入危險(xiǎn)范圍，所述控制器所連接的報(bào)警模塊與聲光報(bào)警單元同時(shí)報(bào)警。

所述信標(biāo)發(fā)生器例如但不限于攜帶于裝卸作業(yè)區(qū)操作人員的身上，或者放置在建筑物重要部位。

進(jìn)一步，所述控制單元包括：控制器，以及與該控制器相連的鍵盤(pán)單元、操控動(dòng)作采集單元；其中所述鍵盤(pán)單元適于輸入吊裝指令；所述操控動(dòng)作采集單元適于記錄與吊裝指令相匹配的塔吊主體及吊鉤單元的吊裝軌跡。

所述操控動(dòng)作采集單元包括：用于檢測(cè)吊臂轉(zhuǎn)向的地磁傳感器，安裝于變幅機(jī)構(gòu)11內(nèi)的第一光電旋轉(zhuǎn)編碼器，以采集吊鉤單元對(duì)應(yīng)的載重小車在吊臂上的行進(jìn)距離，以及還包括：用于檢測(cè)吊鉤懸吊高度的第二光電旋轉(zhuǎn)編碼器，用于檢測(cè)吊鉤所掛物重量的稱重傳感器；所述控制器內(nèi)存儲(chǔ)有與物料類型、重量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)稱重傳感器獲得當(dāng)前所掛物的重量時(shí)，即獲得該物料的類型；所述控制器適于在一物料首次完成吊裝后，記錄該物料的吊裝軌跡，并將該物料對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中；當(dāng)控制器切換成自動(dòng)控制模式時(shí)，所述控制器按照該物料的第一次的吊裝軌跡將物料進(jìn)行吊裝運(yùn)輸。

所述控制器適于對(duì)物料存放點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定，以及對(duì)物料卸料點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定；所述吊裝軌跡包括往返運(yùn)動(dòng)，具體的，向物料存放點(diǎn)位置方向移動(dòng)的第一吊臂轉(zhuǎn)向軌跡（塔吊主體對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡）、載重小車12的第一行進(jìn)軌跡和吊鉤201的第一懸吊軌跡（吊鉤單元對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡）；以及向物料卸料點(diǎn)位置方向移動(dòng)的第二吊臂轉(zhuǎn)向軌跡（塔吊主體對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡）、載重小車的第二行進(jìn)軌跡和吊鉤的第二懸吊軌跡（吊鉤單元對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡）；通過(guò)鍵盤(pán)單元選擇需要自動(dòng)執(zhí)行的相應(yīng)軌跡；若全選，則為自動(dòng)控制模式；若部分選擇，則為混合操作模式；若未選擇，則為人工模式。

各種軌跡選擇可以通過(guò)與控制器相連的顯示模塊進(jìn)行顯示操作。

其中，自動(dòng)控制模式即為無(wú)需人工控制，由控制器自動(dòng)控制吊裝軌跡；

混合操作模式即為半自動(dòng)控制，人工選擇相應(yīng)軌跡，例如，單獨(dú)選擇第一吊臂轉(zhuǎn)向軌跡、第一行進(jìn)軌跡，則控制器自動(dòng)執(zhí)行上述軌跡動(dòng)作，其余動(dòng)作則由人工完成；人工模式，則全手動(dòng)控制。

若上述物料存放點(diǎn)位置或物料卸料點(diǎn)位置不是唯一，即物料存放點(diǎn)位置或物料卸料點(diǎn)位置為多點(diǎn)分布，本控制器同樣也可以記錄各軌跡進(jìn)行存儲(chǔ)，因此，本智能塔吊系統(tǒng)具有較高的學(xué)習(xí)能力。

當(dāng)?shù)蹉^進(jìn)入安全距離范圍內(nèi)，聲光報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警，所述控制器控制吊鉤單元減速運(yùn)行；若吊鉤進(jìn)入危險(xiǎn)范圍，塔吊將停止運(yùn)行并強(qiáng)制切換成人工控制。

因此，本智能塔吊系統(tǒng)能夠?qū)⑺醯母鬟\(yùn)行軌跡進(jìn)行拆分，并且可以根據(jù)需要有選擇的進(jìn)行設(shè)定，所以操作的自由度更高。

可選的，所述控制器例如但不限于采用處理器stm32f103zet6構(gòu)成的工控板，所述地磁傳感器例如但不限于采用wavesharemag3110電子羅盤(pán)模塊；第一、第二光電旋轉(zhuǎn)編碼器例如但不限于采用歐姆龍旋轉(zhuǎn)編碼器e6b2-cwz6c，稱重傳感器例如但不限于采用拉壓用s型稱重傳感器。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，本實(shí)施例2提供了一種所述的智能塔吊系統(tǒng)的工作方法，其中所述吊鉤單元通過(guò)安全間距檢測(cè)單元與信標(biāo)發(fā)生器實(shí)時(shí)測(cè)距，當(dāng)距離低于限定值時(shí)，所述聲光報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至控制單元。

所述控制單元包括：控制器，以及與該控制器相連的鍵盤(pán)單元、操控動(dòng)作采集單元；其中所述鍵盤(pán)單元適于輸入吊裝指令；所述操控動(dòng)作采集單元適于記錄與吊裝指令相匹配的塔吊主體及吊鉤單元的吊裝軌跡。

所述操控動(dòng)作采集單元包括：用于檢測(cè)吊臂轉(zhuǎn)向的地磁傳感器，安裝于變幅機(jī)構(gòu)內(nèi)的第一光電旋轉(zhuǎn)編碼器，以采集吊鉤單元對(duì)應(yīng)的載重小車在吊臂上的行進(jìn)距離，以及還包括：用于檢測(cè)吊鉤懸吊高度的第二光電旋轉(zhuǎn)編碼器，用于檢測(cè)吊鉤所掛物重量的稱重傳感器；所述控制器內(nèi)存儲(chǔ)有與物料類型、重量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)稱重傳感器獲得當(dāng)前所掛物的重量時(shí)，即獲得該物料的類型；所述控制器適于在一物料首次完成吊裝后，記錄該物料的吊裝軌跡，并將該物料對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中；當(dāng)控制器切換成自動(dòng)控制模式時(shí)，所述控制器按照該物料的第一次的吊裝軌跡將物料進(jìn)行吊裝運(yùn)輸。

所述控制器適于對(duì)物料存放點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定，以及對(duì)物料卸料點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定；所述吊裝軌跡包括往返運(yùn)動(dòng)，具體的，向物料存放點(diǎn)位置方向移動(dòng)的第一吊臂轉(zhuǎn)向軌跡（塔吊主體對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡）、載重小車12的第一行進(jìn)軌跡和吊鉤201的第一懸吊軌跡（吊鉤單元對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡）；以及向物料卸料點(diǎn)位置方向移動(dòng)的第二吊臂轉(zhuǎn)向軌跡（塔吊主體對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡）、載重小車的第二行進(jìn)軌跡和吊鉤的第二懸吊軌跡（吊鉤單元對(duì)應(yīng)的吊裝軌跡）；通過(guò)鍵盤(pán)單元選擇需要自動(dòng)執(zhí)行的相應(yīng)軌跡；若全選，則為自動(dòng)控制模式；若部分選擇，則為混合操作模式；若未選擇，則為人工模式。

所述限定值包括：安全距離范圍，以及在安全距離范圍內(nèi)再劃定危險(xiǎn)范圍，即當(dāng)?shù)蹉^進(jìn)入安全距離范圍內(nèi)，聲光報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警，所述控制器控制吊鉤單元減速運(yùn)行；若吊鉤進(jìn)入危險(xiǎn)范圍，塔吊將停止運(yùn)行并強(qiáng)制切換成人工控制。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。