一種智能塔吊控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑吊塔控制，特別涉及一種智能塔吊控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代建筑施工中過(guò)程中，塔吊是最為常見(jiàn)的和必不可少的垂直起重設(shè)備。隨著建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展，塔吊的自動(dòng)化和智能化也提上了日程。
[0003]現(xiàn)在的塔吊(塔式起重機(jī))一般都采用附著式，起重機(jī)的塔身是附著在建筑物上的。安裝塔吊的平面位置，在開(kāi)始施工前，已經(jīng)設(shè)計(jì)在施工平面布置圖上，在塔吊安裝就位后，其塔身與建筑物之間的距離、位置就基本固定了。施工平面布置圖上除了有待建建筑物的坐標(biāo)位置以外，還繪有與該建筑物臨近的其它建筑物、臨時(shí)設(shè)施、高壓線(xiàn)、鄰近的其它塔吊等，不過(guò)這些都只有二維的平面數(shù)據(jù)。塔吊駕駛艙一般是可升降的，操作時(shí)，塔吊駕駛員須隨駕駛艙升到塔身頂端，進(jìn)行塔吊的操作。因?yàn)樗醯蹉^常常處于駕駛員看不見(jiàn)的盲區(qū)，所以，駕駛塔吊時(shí)，一般需配備兩名指揮人員來(lái)掌握吊鉤的起吊、下降、就位等情況，通過(guò)對(duì)講機(jī)通知駕駛員進(jìn)行相應(yīng)操作，浪費(fèi)人力，且效率低下，不夠安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是:提供一種能對(duì)可能發(fā)生的碰撞做出規(guī)避，有效防止發(fā)生安全事故的智能塔吊控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種智能塔吊控制系統(tǒng)，包括通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接的前位機(jī)和后位機(jī)，所述前位機(jī)上連接有傳感器接口電路和電器開(kāi)關(guān)接口電路，所述后位機(jī)上連接有操作面板，后位機(jī)內(nèi)嵌入有施工建筑信息數(shù)據(jù)識(shí)別和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。
[0006]優(yōu)選的，所述施工建筑信息數(shù)據(jù)識(shí)別和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)入有建筑信息模型數(shù)據(jù)，所述建筑信息模型數(shù)據(jù)包括對(duì)塔吊在吊臂回轉(zhuǎn)有效半徑范圍內(nèi)的建筑物、臨時(shí)設(shè)施、高壓線(xiàn)和鄰近的其它塔吊進(jìn)行的三維定義數(shù)據(jù)。
[0007]優(yōu)選的，所述傳感器接口電路連接有風(fēng)力測(cè)速子系統(tǒng)、起重力矩測(cè)量子系統(tǒng)、吊鉤高度測(cè)量子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)角度測(cè)量子系統(tǒng)。
[0008]優(yōu)選的，所述施工建筑信息數(shù)據(jù)識(shí)別和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)入的建筑信息模型數(shù)據(jù)，配合前位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的塔身位置坐標(biāo)、吊臂小車(chē)變幅坐標(biāo)、吊臂回轉(zhuǎn)角度、吊鉤高度位置信號(hào)，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，對(duì)塔吊在所有操作中可能出現(xiàn)的碰撞做出規(guī)避。
[0009]優(yōu)選的，所述建筑信息模型數(shù)據(jù)還包括:根據(jù)在建建筑物實(shí)際施工進(jìn)度情況，每天建筑物的高度變化情況；通過(guò)無(wú)線(xiàn)電通訊的方式，獲知在本塔吊吊臂回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，有可能與之碰撞的其它塔吊的運(yùn)轉(zhuǎn)信息；本塔吊自身的吊鉤高度、吊物伸出吊鉤最長(zhǎng)的尺寸信息。
[0010]優(yōu)選的，所述后位機(jī)上還連接有作業(yè)畫(huà)面顯示子系統(tǒng)，所述吊塔的塔鉤上安裝有變焦攝像頭，所述變焦攝像頭連接到后位機(jī)。
[0011]優(yōu)選的，所述后位機(jī)還包括工作狀態(tài)記錄子系統(tǒng)，記錄、查詢(xún)、輸出塔吊在一段日期內(nèi)每天的開(kāi)、關(guān)機(jī)時(shí)間和所進(jìn)行的所有操作。
[0012]優(yōu)選的，所述前位機(jī)是由單片機(jī)組成的控制器，后位機(jī)是由微機(jī)組成的控制器。
[0013]優(yōu)選的，所述起重力矩測(cè)量子系統(tǒng)包括吊鉤測(cè)重模塊和小車(chē)變幅測(cè)量模塊。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的，電器開(kāi)關(guān)接口電路兩分別連接有電力開(kāi)關(guān)、起重電機(jī)開(kāi)關(guān)、回轉(zhuǎn)電機(jī)開(kāi)關(guān)和變幅電機(jī)開(kāi)關(guān)。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明所提供的智能塔吊控制系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)根據(jù)建筑信息模型(BIM)記錄的在建建筑物周邊靜止物體和活動(dòng)物體的三維數(shù)據(jù)信息，以及自身吊鉤的回轉(zhuǎn)平面和吊鉤起吊高度所決定的吊鉤三維運(yùn)行軌跡，計(jì)算出吊鉤可以安全運(yùn)行的三維空間，對(duì)可能發(fā)生的碰撞做出規(guī)避，有效防止發(fā)生安全事故；
2.本發(fā)明把高懸在塔吊頂端的駕駛艙控制臺(tái)，改成無(wú)線(xiàn)操縱的便攜式地面遙控控制器，至少省去一名指揮人員，塔吊駕駛員更安全；
3.本發(fā)明的前位機(jī)控制器被設(shè)計(jì)成便攜背包式，由塔吊駕駛員掛在身上操作，駕駛員甚至可以在作業(yè)面上直接控制吊鉤的升、降、轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)作，對(duì)吊物的就位來(lái)說(shuō)，更直觀、準(zhǔn)確、高效。
[0016]
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明所述的智能塔吊控制系統(tǒng)的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明所揭示的智能塔吊控制系統(tǒng)，包括通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接的前位機(jī)和后位機(jī)，前位機(jī)是由單片機(jī)組成的控制器，完成塔吊吊鉤高度、小車(chē)變幅距離、吊臂回轉(zhuǎn)角度、起重量、風(fēng)速等所有傳感器的信號(hào)采集工作，并把所有實(shí)時(shí)測(cè)量信號(hào)打包后通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式傳輸給后位機(jī)。后位機(jī)是由微機(jī)組成的控制器，對(duì)前位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、儲(chǔ)存、顯示、報(bào)警等處理，后位機(jī)同時(shí)還要完成向前位機(jī)傳送塔吊駕駛員操作指令的工作。前位機(jī)和后位機(jī)上各連接有無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊，用于前位機(jī)與后位機(jī)之間各種測(cè)量、控制信號(hào)的可靠傳輸，達(dá)到塔吊駕駛員在地面或在作業(yè)面上完成吊物就位的控制操作。所述前位機(jī)上連接有傳感器接口電路和電器開(kāi)關(guān)接口電路，所述傳感器接口電路連接有風(fēng)力測(cè)速子系統(tǒng)、起重力矩測(cè)量子系統(tǒng)、吊鉤高度測(cè)量子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)角度測(cè)量子系統(tǒng)；電器開(kāi)關(guān)接口電路兩分別連接有電力開(kāi)關(guān)、起重電機(jī)開(kāi)關(guān)回轉(zhuǎn)電機(jī)開(kāi)關(guān)和變幅電機(jī)開(kāi)關(guān)。
[0019]所述后位機(jī)內(nèi)嵌入有施工建筑信息數(shù)據(jù)識(shí)別和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。所述施工建筑信息數(shù)據(jù)識(shí)別和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)入有建筑信息模型數(shù)據(jù)，所述建筑信息模型數(shù)據(jù)包括對(duì)塔吊在吊臂回轉(zhuǎn)有效半徑范圍內(nèi)的靜態(tài)的建筑物、臨時(shí)設(shè)施、高壓線(xiàn)和鄰近的其它塔吊進(jìn)行的三維定義數(shù)據(jù)。所述建筑信息模型數(shù)據(jù)還包括塔吊的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的一些物體的活動(dòng)信息:(I)根據(jù)在建建筑物實(shí)際施工進(jìn)度情況，每天建筑物的高度變化情況；(2)通過(guò)無(wú)線(xiàn)電通訊的方式，獲知在本塔吊吊臂回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，有可能與之碰撞的其它塔吊的運(yùn)轉(zhuǎn)信息；
(3)本塔吊自身的吊鉤高度、吊物伸出吊鉤最長(zhǎng)的尺寸信息。
[0020]施工建筑信息數(shù)據(jù)識(shí)別和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)入的建筑信息模型數(shù)據(jù)，配合前位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的塔身位置坐標(biāo)、吊臂小車(chē)變幅坐標(biāo)、吊臂回轉(zhuǎn)角度、吊鉤高度位置信號(hào)，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，對(duì)塔吊在所有操作中可能出現(xiàn)的碰撞做出規(guī)避。
[0021]所述后位機(jī)上連接有操作面板，操作面板上有普通塔吊駕駛室內(nèi)所有的操作開(kāi)關(guān)、按鈕、操縱桿等，完成對(duì)塔吊的吊鉤上下、小車(chē)變幅(前后)、吊臂回轉(zhuǎn)(左右)等動(dòng)作的控制操作。
[0022]后位機(jī)及其所連接的操作面板構(gòu)成地面遙控子系統(tǒng)，地面遙控子系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成便攜背包式，由塔吊駕駛員掛在身上操作。
[0023]下面對(duì)前位機(jī)上通過(guò)傳感器接口電路連接的風(fēng)力測(cè)速子系統(tǒng)、起重力矩測(cè)量子系統(tǒng)、吊鉤高度測(cè)量子系統(tǒng)、行走坐標(biāo)測(cè)量子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)角度測(cè)量子系統(tǒng)作具體介紹。
[0024]風(fēng)力測(cè)速子系統(tǒng)主要由安裝在塔身上部的風(fēng)速傳感器來(lái)測(cè)量當(dāng)時(shí)的風(fēng)速，測(cè)量數(shù)據(jù)