專利名稱：天車智能遙控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種天車操作的智能遙控裝置，特別是采用了單片機、雙音多頻及射頻數(shù)字放大等控制技術(shù)。
目前，天車的使用領(lǐng)域十分廣范，但大都采用人機同行的手工操作方式，操作人員直接在天車上操作，只能通過信號旗、口哨、手勢與地面人員聯(lián)絡(luò)，靠經(jīng)驗控制天車，且不易觀察吊裝細節(jié)，這樣很難使被吊裝物快速準確地到達指定位置，同時上述操作需要多方人員的配合才能完成，故工作效率低，如果遇到煙霧環(huán)境，則天車工與地面的配合就更加困難。另外天車工活動空間小，易疲勞，所處環(huán)境差，冬天寒冷，夏天炎熱，尤其是在冶金等重工業(yè)，天車工是一個很辛苦也很危險的工種，采用本智能遙控裝置則可極大地改善天車工的勞動條件。
本實用新型的目的在于設(shè)計了一種智能天車遙控裝置，操作人員站在地面的被吊物附近就可遙控天車動作，一身多職，不需要其它人員配合就能將被吊裝物很容易地運到指定位置。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的它由發(fā)射機和接收機組成。其中發(fā)射機由手機控制鍵盤、發(fā)射機智能單元、模擬開關(guān)單元、DTMF信號處理單元、載波調(diào)制單元、信號整形單元、數(shù)字放大、輸出單元和電源單元組成，控制命令通過薄膜鍵盤面板輸入，送到發(fā)射機智能單元，它把控制鍵盤送來的命令分析、計算后生成二進制控制編碼及校驗碼，并把該編碼以3∶1的占空比送到模擬開關(guān)單元。模擬開關(guān)單元采用樹狀膜擬開關(guān)電路把智能單元送來的編碼進行譯碼，把對應(yīng)的行選模擬通道和列選模擬通道接通，做為DTMF信號處理單元的選通及頻率選擇信號。DTMF信號處理單元把摸擬開關(guān)送來的信號變成相應(yīng)的DTMF音頻信號，通過電容藕合送至載波調(diào)制單元。載波調(diào)制單元對DTMF信號單元送來的信號進行調(diào)制、選頻、放大，再經(jīng)電容藕合到信號整形單元進行信號整形，后經(jīng)數(shù)字放大及輸出單元對信號進行數(shù)字放大、帶通濾波，然后經(jīng)天線發(fā)射出去。電源單元由Ni-Gd電池組組成，為發(fā)射機的各個環(huán)節(jié)供電。接收機由信號檢拾單元、解調(diào)單元、DTMF解碼單元和接收機智能單元組成，信號檢拾單元把天線藕合到的微弱的載波信號經(jīng)帶通濾波器選頻濾波后，由電容藕合至解調(diào)單元，解調(diào)單元進行信號高頻放大，兩次混頻及靜噪處理后送至DTMF解碼單元，由DTMF解碼單元把信號變成二進制的編碼信息送至接收機智能單元，接收機智能單元對送來的二進制信號經(jīng)軟件數(shù)字濾波、命令識別、優(yōu)化計算后，得到對應(yīng)的控制命令信息，然后再根據(jù)天車電氣設(shè)備當(dāng)前工作狀態(tài)排列出可行的控制輸出碼，最后將這組命令碼送到電氣柜，控制可控硅的導(dǎo)通或閉合來控制天車相應(yīng)部分的運行、點動或停止等功能。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1)由于采用遙控，天車操作工可以與吊裝物處于同一作業(yè)面，對吊裝情況一目了然，故而作業(yè)效率高，吊裝定位精度高，降低事故率，減少定員，最大限度地保障人身安全；2)由于接收機采用智能單元使其具有①當(dāng)天車接到命令要運行時，接收機首先自動給出一定時間的聲光報警，然后再控制天車開始運行，這樣可提醒周圍無關(guān)人員注意，又可給操作人員一個重新考濾的機會(如遇情況可立即取消本次命令)，防患于未然；②最優(yōu)化地根據(jù)設(shè)備電氣特性設(shè)定最小距離的點動功能，進一步提高了吊裝定位的精確度；3)對于天車的運行全過程，接收機可以時刻跟蹤監(jiān)視其運行狀態(tài)，如遇到情況就會自動停止天車的運行，切斷主電源，并進行報警；4)對主鉤的放鉤功能可根據(jù)電機的工作特性經(jīng)程序優(yōu)化處理自動進行柔性制動降速控制，以保護天車的電氣設(shè)備；5)具有自檢功能，在按裝時可幫助檢測本裝置的工作情況；6)發(fā)射機采用智能單元，既發(fā)送命令碼，又發(fā)送校驗碼接收機接到該碼后就可識別出該碼是真碼還是偽碼，提高了控制的可靠性；同時還可控制發(fā)送的節(jié)奏，可使接收機更可靠地辨別控制命令碼，另一方面還可以節(jié)省電池的能量。
以下結(jié)合附圖進行詳細說明

圖1為發(fā)射機電原理圖圖2為發(fā)射機電原理圖圖3為接收機電原理圖本實用新型由發(fā)射機和接收機組成，其中接收機由手機控制鍵盤、發(fā)射機智能單元，模擬開關(guān)單元、DTMF信號處理單元、載波調(diào)制單元、信號整形單元、數(shù)字放大、輸出單元和電源單元構(gòu)成?？刂泼钔ㄟ^鍵盤輸入，有18個功能鍵和4個方向轉(zhuǎn)換開關(guān)與智能單元相連，如圖1所示，18個功能鍵分別是一個啟動/恢復(fù)鍵(ST/RC)；一個緊急事故按鍵(IMM)；大車、小車、主鉤和副鉤停止按鍵各一個(T)，低速運行按鍵各一個(M)，高速運行各一個(K)，以及點動按鍵各一個(D)，大車前后移動(SD)，小車左右移動(SX)，主鉤及副鉤上下移動(SZ、SF)的方向轉(zhuǎn)換開關(guān)各一個。手機智能單元對手機鍵盤送來的命令碼進行分析、計算后，產(chǎn)生該控制命令的二進制編碼，該編碼以3∶1的占空比送到模擬開關(guān)單元做為發(fā)射控制碼。模擬開關(guān)單元由U1和U2兩個集成電路及周邊電路組成，U1采用MC14066，U2采用MC14052，U1對C1、C2、C3、C4端信號進行譯碼，把對應(yīng)的行選模擬通道接通，U2對A、B、INH端信號譯碼后，把對應(yīng)的列選模擬通道接通，這兩個行選、列選信號通過U2的x、y端及U1的IO1、IO2、IO3、IO4端連起來形成可控通路，共同作為DTMF信號發(fā)生單元的信號選通及頻率選擇信號。DTMF信號發(fā)生單元采用了TCM5087DTMF信號發(fā)生器電路，C1—C4為行選線，R1—R4為列選線，晶振X1＝3.58MHz；根據(jù)模擬開關(guān)單元送來的選通信號產(chǎn)生相應(yīng)的DTMF信號。DTMF信號通過U316腳由電容C1藕合到載波調(diào)制單元，載波調(diào)制單元采用了摩托羅拉公司的小信號調(diào)頻發(fā)射電路MC2833，如圖2所示，DTMF信號送到MC2833的第5腳，R2可以設(shè)定放大倍數(shù)，放大后的信號通過C25、C26、R1去調(diào)整U4內(nèi)部的電抗值，從而實現(xiàn)對X2振蕩頻率為基頻的調(diào)制，基頻頻率由X2、L3確定，通過倍頻電路及C5、C3得到X2的三倍頻信號3X2，再經(jīng)C6、L1、C8的選頻放大，由C7藕合到U4內(nèi)部的高頻放大三極管的基極2B，經(jīng)高頻放大后通過C9、L2再次對3X2信號進行選頻后，由R5、C12藕合到信號整形單元。信號整形單元采用型號為74AC132的高速CMOS集成電路U5，對信號兩次放大整形后送到放大及輸出單元，R7用于調(diào)整整形的幅度及穩(wěn)定度。整形好的高頻載波信號送到由場效應(yīng)管Q1、Q2組成的E類放大器，從而產(chǎn)生更強的載頻信號，D1起過載保護作用，然后經(jīng)L4、L5、L6、C16、C17、C33選頻并進行帶通濾波后由天線發(fā)射出去，至此完成了信號的發(fā)射。發(fā)射機的電源單元由8節(jié)NIi—Gd電池供電(9.6DCV)，電源一路經(jīng)C21、C30、78LO6三端穩(wěn)壓器、D2、C31、C32、C22進行電壓調(diào)整后向發(fā)射機的智能單元及周邊電路提供6V的工作電壓；另一路9.6V電壓送到PNP開關(guān)管Q4的發(fā)射極上，該三極管采用2SA1160，Q4的通斷控制由小功率NPN管Q3完成，Q3采用2SC1959，當(dāng)智能單元要發(fā)射命令信號時，智能單元就通過控制Q3導(dǎo)通或截止來達到控制Q4導(dǎo)通/截止的目的，Q4導(dǎo)通后，9.6V的電壓通過Q4經(jīng)L7穩(wěn)流后直接加到E類放大器Q1、Q2的漏極，為發(fā)射單元供電。
接收機由信號檢拾單元、解調(diào)單元、DTMF解碼單元和智能單元組成，如圖3所示。信號檢拾單元將天線藕合到的微弱載波信號經(jīng)L8、L9、L10、C34、C35、C52、D3、D4組成的帶通濾波器進行濾波后送到L11、C37進行選頻，D3、D4用于防止信號過載，它與L11配合共同完成信號放大前的調(diào)整和限幅工作。經(jīng)信號檢拾單元送來的微弱信號由電容C37藕合至解調(diào)單元U6，接收單元采用摩托羅拉公司的調(diào)頻信號接收集成電路MC3363，經(jīng)U6內(nèi)部的射頻放大，產(chǎn)生放大了的射頻信號，然后該信號與C45、L13、X3、R17產(chǎn)生的一本振進行第一次混頻，經(jīng)10.7MHz陶瓷濾波器F1進行窄帶濾波后再與X4……產(chǎn)生的二本振進行第二次混頻然后經(jīng)455KH2陶瓷濾波器F2進行窄帶濾波，由C41、C42輸入限幅放大電路，再經(jīng)積分槽路L12、C44，最后在U6的16腳經(jīng)RA輸出解調(diào)出的信號。R18起限流作用，C48、C49起濾波作用，15腳MI通過R15提供靜噪控制輸入信號，由19腳MO輸出靜噪控制信號。由解調(diào)單元送來的信號經(jīng)R20、R23送到DTMF解碼單元U7，U7采用米特爾公司的DTMF解碼電路MT8870，R20、R23用來設(shè)定信號的放大倍數(shù)，X5為3.58MHz，然后在Q1、Q2、Q3、Q4腳解碼出二進制的編碼信息，15腳STD起著與接收機智能單元的信號聯(lián)絡(luò)作用，接收機智能單元隨時查詢DTMF解碼單元的工作狀態(tài)信息，當(dāng)查到有載波信號后，就輸入該二進制信號并經(jīng)軟件數(shù)字濾波，命令識別及優(yōu)化處理后，得到本次控制命令信息，然后再根據(jù)天車的電氣設(shè)備的當(dāng)前工作狀態(tài)計算出可行的控制輸出碼，最后將這組命令碼送到電氣柜控制可控硅的導(dǎo)通或閉合，從而控制相應(yīng)環(huán)節(jié)(大車、小車、主鉤、副鉤)的運行、點動或停止。
當(dāng)需要進行一次吊裝作業(yè)時，操作人員先按下啟動/恢復(fù)鍵，此時手機將啟動準備命令發(fā)出去，接收機接到這個命令后，就做好運行前的所有準備工作如接通控制柜電源，檢查電氣設(shè)備工作狀態(tài)，響鈴等。根據(jù)作業(yè)的具體情況，操作人員通過手中的遙控器可按下大車運行命令鍵，如果天車需遠距離運行，就采用高速方式(高速鍵)，如果近就采用低速運行(低速鍵)，當(dāng)運行到指定位置后，按下停止鍵，天車就會停在指定位置。按下小車運行鍵(高速、低速)，可使主鉤或副鉤沿大車跨度方向運行。根據(jù)吊裝物的重量等級選擇使用主鉤還是副鉤，按下放鉤鍵，鉤開始向下運動，使鉤到達吊裝物上方的合適位置時，按下停止鍵后，鉤停止運行，此時可以進行人工掛鉤工作。人工掛鉤工作完畢后，按動鉤的上升鍵，吊裝物開始被提升，此時可同時配合大車、小車的運行控制鍵，將吊裝物運到指定位置。同時操作人員應(yīng)根據(jù)主鉤、副鉤，大車、小車的運行狀態(tài)及時按下相應(yīng)的慢速鍵，停止鍵，以保證吊裝物被準確運到指定位置。吊裝物運到指定位置后，按下大車、小車停止鍵及放鉤鍵，把吊裝物放到合適位置后，按停止放鉤鍵，然后再由操作人員人工摘鉤，至此一次吊裝作業(yè)完成。
如遇精確吊裝定位時，可按下點動按鈕，接收機接到這個點動命令后就會控制大車、小車、主鉤或副鉤進行微小距離的移動，實現(xiàn)精確定位。
遇到緊急情況時，可按下緊急按鈕，接收機接到本命令后就會將所有控制環(huán)節(jié)鎖定為停止裝態(tài)，保持原狀，并自動切斷電氣控制柜的電源。
權(quán)利要求一種天車智能遙按裝置，其特征在于它由發(fā)射機和接收機組成，其中發(fā)射機包括①、手機控制鍵盤，用于產(chǎn)生不同的控制命令；②、發(fā)射機智能單，它把控制鍵盤送來的命令分析、計算后變成二進制控制碼及校驗碼，并把該編碼以3∶1的占空比送到模擬開關(guān)單元；③、模擬開關(guān)單元，采用樹狀模擬開關(guān)電路把智能單元送來的編碼進行譯碼，把對應(yīng)的行選模擬通道和列選模擬通道接通，做為DTMF信號處理單元的選通及頻率選擇信號；④、DTMF信號處理單元，把模擬開關(guān)送來的信號變成相應(yīng)的DTMF音頻信號，通過電容耦合送到載波調(diào)制單元；⑤、載波調(diào)制單元，對DTMF信號單元送來的信號進行調(diào)制、選頻、放大，再經(jīng)電容耦合送至信號整形單元；⑥、信號整形單元，對信號進行整形后送到輸出單元；⑦、輸出單元，對整形的調(diào)制信號進行數(shù)字放大、帶通濾波，然后由天線發(fā)射出去；⑧、電源單元，由電池為發(fā)射機提供可控制的電源；接收機包括①、信號檢拾單元，由天線耦合到的微弱的載波信號經(jīng)帶通濾波器選頻濾波后，由電容耦合到解調(diào)單元；②、解調(diào)單元，對信號進行高頻放大，兩次混頻及靜噪處理后，送至DTMF解碼單元；③、DTMF解碼單元，把信號變成二進制的編碼信息送至智能單元；④、接收機智能單元，對送來的二進制信號經(jīng)軟件數(shù)字濾波，命令識別、優(yōu)化計算后，得到對應(yīng)的控制命令信息，去控制天車電氣柜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控裝置，其特征在于模擬開關(guān)單元由兩個集成塊U1和U2組成，U1采用MC14066，U2采用MC14052；DTMF信號發(fā)生單元由集成塊U3及周邊電路組成，U3采用TCM5087；載波調(diào)制單元由集成塊U4及周邊電路組成，U4采用MC2833；信號整形單元由集成塊U5及周邊電路組成，U5采用74AC132；解調(diào)單元由集成塊U6及周邊電路組成，U6采用MC3363；DTMF解碼單元由集成塊U7及周邊電路組成，U7采用MT8870。
專利摘要天車智能遙控裝置涉及一種采用單片機智能優(yōu)化控制、DTMF信號耦合及載波數(shù)字調(diào)頻放大技術(shù)控制天車運行的智能遙控裝置，由發(fā)射機和接收機組成，手控鍵盤發(fā)出的控制命令，經(jīng)軟件分析，然后再控制產(chǎn)生相應(yīng)的DTMF信號，再經(jīng)調(diào)制、選頻放大、整形、帶通濾波后由天線發(fā)射出去，接收機接到微弱的調(diào)制信號后，對信號進行放大解調(diào)后控制天車控制柜。使用該裝置安全迅速、吊裝定位置精度高、智能化、誤操作率低，可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、汽車、建筑等行業(yè)。
文檔編號B66C13/40GK2256416SQ95250059
公開日1997年6月18日 申請日期1995年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月15日
發(fā)明者韓精華, 裴守龍 申請人:韓精華, 裴守龍