專利名稱：塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于塔機駕駛員智能管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及塔吊人機管理一體化遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的許多塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)和塔吊群防碰撞報警系統(tǒng)只考慮了如何管理和控制塔機本身，而沒有從根本上管理和監(jiān)控操作塔機的駕駛員。從而導(dǎo)致了塔機駕駛司機的管理和塔機本身的管理控制是脫節(jié)的，沒有真正做到人機管理一體化的功能。 該系統(tǒng)的智能化人機管理功能，從單一的塔機安全監(jiān)控上升到對塔機司機和塔機的統(tǒng)一管理，增強了塔吊司機的安全意識和憂患意識，如果塔機司機任意的違章操作，就很有可能下崗或被辭職，真正做到了防患于未然。GPRS遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)人機管理監(jiān)控系統(tǒng)，將塔機的運行情況和塔機駕駛員的違章信息實時傳輸給安全管理部門。極大的降低了監(jiān)管人員的工作強度， 提高了管理部門的工作效率。[0003]本系統(tǒng)還具備群塔機防碰撞監(jiān)控和塔機安全監(jiān)控的功能。目前，法國、韓國等塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)只考慮了塔吊回轉(zhuǎn)碰撞問題，實際是一種二維防護模型技術(shù)，對于高度防護采取塔吊高度差布設(shè)等傳統(tǒng)方式進行補救。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面，采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，未能實現(xiàn)塔吊自主進入和自主退出功能，這給群塔吊工作中途升高、拆除或增設(shè)帶來極大不便。 同時只能無線監(jiān)控5臺以內(nèi)的塔吊運行狀態(tài)。在力矩、風(fēng)向、回轉(zhuǎn)、高程、位移等傳感器方面均采用模擬傳感器，抗干擾能力差，特別是傳感器與限位器分開布設(shè)使用，在塔吊狹小空間有很大缺陷。[0004]國內(nèi)的安全監(jiān)控產(chǎn)品開發(fā)起步較晚，從上世紀(jì)80年代初，有關(guān)行業(yè)、大專院校、研究院所等單位對超載保護裝置進行了研究、設(shè)計及生產(chǎn)，早期塔吊的安全監(jiān)控產(chǎn)品主要有起重量超載限制器、起重力矩限制器、幅度限位器、風(fēng)速報警裝置、啟動報警器以及起升高度限位器等。近年來，在我國建筑領(lǐng)域安全事故高發(fā)的背景下，塔吊運行安全監(jiān)控已經(jīng)受到國家高度重視，一些企業(yè)單位已經(jīng)相繼開始研發(fā)此類產(chǎn)品。雖然這些保護裝置在塔吊運行到極限或超載時，能夠自動切斷各運行機構(gòu)電源，使其停止工作，但是，這些裝置的控制作用對塔吊產(chǎn)生的沖擊大，直接損害塔吊結(jié)構(gòu)強度，縮短塔吊使用壽命，同時，這些保護裝置靈敏度低，可靠性和適應(yīng)性都很差，功能單一，缺乏自我監(jiān)測和顯示功能，不具備超前預(yù)測能力，加上塔吊工作環(huán)境惡劣，作業(yè)空間大，司機在這種條件下工作，難以準(zhǔn)確判斷塔吊的運行狀態(tài)，不能有效地操作塔吊，工作效率偏低，而且，現(xiàn)代施工現(xiàn)場，塔吊經(jīng)常處于接近極限狀態(tài)作業(yè)，司機注意力長時間高度集中，勞動強度大，容易疲勞，這些都為塔吊重大事故埋下隱患。[0005]從目前國內(nèi)研究現(xiàn)狀來看，現(xiàn)有的研究已經(jīng)能夠較好的滿足單塔吊安全運行狀態(tài)監(jiān)控的要求。然而，就塔吊安全監(jiān)控和塔吊防碰撞功能而言，雖然可以通過軟件設(shè)定塔吊的限制區(qū)域來實現(xiàn)，但其未能給出具體的操作流程，另外，這種預(yù)設(shè)的方法很難滿足復(fù)雜限制區(qū)域塔吊動態(tài)運行的需要。據(jù)用戶反映，國內(nèi)產(chǎn)品的最主要問題是可靠性問題，在解決可靠性前提下還需提高整機性能及完善系統(tǒng)功能。[0006]總體上看，塔機安全監(jiān)控和防碰撞技術(shù)還處于起步階段，產(chǎn)品在功能和性能上沒有太大突破，一般只是考慮了一種二維防護模型技術(shù)，對于高度防護采取塔吊高度差布設(shè)傳統(tǒng)方式進行補救。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上采用的是更為落后的數(shù)據(jù)傳輸電臺，具有發(fā)射功率大，抗干擾能力弱，監(jiān)控數(shù)目少等缺點。同時不具備人機管理一體化功能，無法將塔機駕駛員的違章操作信息準(zhǔn)確詳實的記錄出來，無法真正達(dá)到塔機安全監(jiān)控管理的功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和傳感器輸入的數(shù)據(jù)為兩個獨立的系統(tǒng)，這樣的設(shè)計導(dǎo)致連接線的增加，從而使得故障率增加和信號的衰減增大；現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)體積龐大相當(dāng)于臺式電腦大小。發(fā)明內(nèi)容[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種塔機安全監(jiān)控和塔機駕駛員管理相結(jié)合的系統(tǒng)，同時具有防碰撞的可靠性強、抗干擾能力好和監(jiān)控數(shù)目多的特點。[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，主要由七個部分組成包括主機箱、液晶顯示器、無線數(shù)傳電臺、傳感器、人機管理卡、 GPRS通訊模塊、輸出控制單元；傳感器包括力矩傳感器、位移傳感器、高度傳感器、回轉(zhuǎn)角度傳感器、風(fēng)速傳感器；具體連接關(guān)系為塔吊上設(shè)有主機，主機的視屏接口端連有液晶顯示器，主機的第一串口端連有無線數(shù)傳電臺，主機的第二串口端連有GPRS通訊模塊，主機的第三串口端連有智能人機管理卡，主機的數(shù)字1 20端連有輸出控制單元，主機的力矩接口端連有力矩傳感器，半徑接口端連有位移傳感器，主機的高度接口端連有高度傳感器， 主機的角度接口端連有回轉(zhuǎn)傳感器，風(fēng)速接口端連有風(fēng)速傳感器。[0009]所述的力矩傳感器設(shè)在塔吊的吊鉤導(dǎo)向輪處。[0010]所述的位移傳感器設(shè)在塔吊的小車卷揚機限位開關(guān)處。[0011]所述的高度傳感器設(shè)在塔吊的吊鉤卷揚機限位開關(guān)處。[0012]所述的回轉(zhuǎn)傳感器設(shè)在塔吊的大臂回轉(zhuǎn)大齒輪處。[0013]所述的風(fēng)速傳感器設(shè)在塔吊的平衡臂后橋處。[0014]本實用新型的有益效果是[0015]1)首先采用無線自組網(wǎng)技術(shù)和三維立體計算技術(shù)。與同類產(chǎn)品相比，舊技術(shù)使用的數(shù)據(jù)傳輸電臺功率為2W，功率較大，抗干擾弱，影響正常的民用通訊。其速度為100ms，速度較慢。聯(lián)網(wǎng)總數(shù)少于5臺，不便于集群監(jiān)控。無線自組網(wǎng)技術(shù)真正做到了星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合，從而使塔吊可以自由進出。網(wǎng)絡(luò)通訊同時做到斷電保護、高抗干擾，自動動態(tài)組網(wǎng)。新的無線自組網(wǎng)技術(shù)傳輸功率小lOOmw，抗干擾能力強，速度為15ms， 聯(lián)網(wǎng)總數(shù)高達(dá)100臺，極大的方便塔群的安全管理。[0016]使用累計工作時間和塔吊運行狀態(tài)的記錄功能，為塔吊安全管理者提供及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。同時也為塔吊的強制大修及淘汰提供時間參考依據(jù)。[0017]采用GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，真正使管理部門做到了足不出戶，縱觀全局，使得管理者可以在千里之外控制指定的工地的特定的塔吊。[0018]2)結(jié)構(gòu)更加緊湊和簡化。舊的結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和傳感器輸入的數(shù)據(jù)為兩個獨立的系統(tǒng)，這樣的設(shè)計導(dǎo)致連接線的增加，從而使得故障率增加和信號的衰減增大。新的設(shè)計做到傳感器數(shù)據(jù)輸入和系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理一體化，從而大大降低故障率，信號的衰減也相應(yīng)地降低。由于結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，使得產(chǎn)品體積變小，舊的技術(shù)體積龐大相當(dāng)于臺式電腦大小，新的技術(shù)體積小巧只有筆記本電腦大小。[0019]3)創(chuàng)新性的使用了塔機人機一體化智能管理，從單一的塔機安全監(jiān)控上升到對塔機司機和塔機的統(tǒng)一管理，增強了塔吊司機的安全意識和憂患意識，使得塔機管理者的管理更加及時和準(zhǔn)確和詳細(xì)。舊的技術(shù)沒有考慮到塔機司機智能管理，沒有塔機駕駛員的運行記錄和違章記錄功能，使得管理者無法可依，無據(jù)可考。新的技術(shù)增加此項功能，最大記錄量可以達(dá)到3G的容量，也就是說可以連續(xù)不間斷的記錄10年的塔吊運行狀態(tài)和違章記錄。


[0020]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖2為本實用新型在塔吊中的位置示意圖。[0022]圖3為本實用新型的系統(tǒng)工作原理示意圖。
具體實施方式
[0023]
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進一步詳細(xì)說明。[0024]參見圖1、2，一種塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，主要由七個部分組成其中包括主機箱、液晶顯示器、無線數(shù)傳電臺、傳感器、人機管理卡、GPRS通訊模塊、輸出控制單元；傳感器包括力矩傳感器、位移傳感器、高度傳感器、回轉(zhuǎn)角度傳感器、風(fēng)速傳感器；具體連接關(guān)系為塔吊12上設(shè)有主機1，主機1的視屏接口端連有液晶顯示器2，主機1的第一串口端連有無線數(shù)傳電臺3，主機1的第二串口端連有GPRS通訊模塊4，主機1的第三串口端連有智能人機管理卡5，主機1的數(shù)字1 20端連有輸出控制單元6，主機1的力矩端口端連有力矩傳感器7，主機1的半徑端口端連有位移傳感器8，高度端口端連有高度傳感器9，主機1的角度端口端連有回轉(zhuǎn)傳感器10，主機1的風(fēng)速端口端連有風(fēng)速傳感器11。[0025]所述的力矩傳感器7設(shè)在塔吊12的吊鉤導(dǎo)向輪處。[0026]所述的位移傳感器8設(shè)在塔吊12的小車卷揚機限位開關(guān)處。[0027]所述的高度傳感器9設(shè)在塔吊12的吊鉤卷揚機限位開關(guān)處。[0028]所述的回轉(zhuǎn)傳感器10設(shè)在塔吊12的大臂回轉(zhuǎn)大齒輪處。[0029]所述的風(fēng)速傳感器11設(shè)在塔吊12的平衡臂后橋處。[0030]本實用新型的工作原理是[0031]參見圖3，塔機人機智能管理系統(tǒng)是通過力矩傳感器7、位移傳感器8、高度傳感器 9、回轉(zhuǎn)傳感器10和風(fēng)速傳感器11將塔機的力矩信息、位移信息、高度信息、角度信息和當(dāng)前的風(fēng)速信息傳送給主機控制器，同時相鄰的塔機實時運行信息也通過系統(tǒng)的無線數(shù)傳電臺3發(fā)送給主機控制器1，主機控制器1進行計算判斷，同時將計算判斷的實時運行狀態(tài)信息通過液晶顯示器2顯示出來，供塔機駕駛員參考；并且將判斷信息通過無線數(shù)傳電臺3 發(fā)送給相關(guān)塔機的無線數(shù)傳電臺；如果塔機未發(fā)生碰撞和未違章超載，則系統(tǒng)指示塔機正常運行；如果塔機要發(fā)生碰撞或塔機違章超載運行，則系統(tǒng)及時發(fā)出報警信息并輸出控制， 并且將違章超載信息記錄到系統(tǒng)的黑匣子當(dāng)中，同時還將違章超載信息記錄輸入到系統(tǒng)的人機智能管理卡進行扣分，并通過GPRS通訊模塊遠(yuǎn)程發(fā)送到管理部門的計算機終端進行管理。
權(quán)利要求1.一種塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括有主機(1)，其特征在于，主機(1)的視屏接口端連有液晶顯示器O)，主機(1)的第一串口端連有無線數(shù)傳電臺(3)，主機(1)的第二串口端連有GPRS通訊模塊，主機⑴的第三串口端連有智能人機管理卡(5)，主機⑴的 1 20端連有輸出控制單元(6)，主機⑴的力矩端口端連有力矩傳感器(7)，主機⑴的半徑端口端連有位移傳感器(8)，主機(1)的高度端口端連有高度傳感器(9)，主機(1)的角度端口端連有回轉(zhuǎn)傳感器(10)，主機(1)的風(fēng)速端口端連有風(fēng)速傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的力矩傳感器(7)設(shè)在塔吊(1 的吊鉤導(dǎo)向輪處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的位移傳感器( 設(shè)在塔吊(1 的小車卷揚機限位開關(guān)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的高度傳感器(9)設(shè)在塔吊(1 的吊鉤卷揚機限位開關(guān)處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的回轉(zhuǎn)傳感器(10)設(shè)在塔吊(12)的大臂回轉(zhuǎn)大齒輪處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的風(fēng)速傳感器(11)設(shè)在塔吊(1 的平衡臂后橋處。
專利摘要一種塔機駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括由主機，主機連有液晶顯示器、無線數(shù)傳電臺、GPRS通訊模塊、智能人機管理卡、輸出控制單元、力矩傳感器、位移傳感器、高度傳感器、回轉(zhuǎn)傳感器和風(fēng)速傳感器，傳感器將塔機的力矩信息、位移信息、高度信息、角度信息和當(dāng)前的風(fēng)速信息傳送給主機，同時相鄰的塔機的實時運行信息也通過系統(tǒng)的無線數(shù)傳電臺發(fā)送給主機，主機進行計算判斷，同時將計算判斷的實時運行狀態(tài)信息通過液晶顯示器顯示出來，供塔機駕駛員參考；并且將判斷信息發(fā)送給相關(guān)塔機，具有防碰撞的可靠性強、抗干擾能力好和監(jiān)控數(shù)目多、更便于管理的特點。
文檔編號B66C13/44GK202272663SQ201120245068
公開日2012年6月13日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者劉湘黔, 張放明, 江羿 申請人:貴州建工樓宇工程有限責(zé)任公司, 貴州建工集團有限公司, 陜西蓋勒普電子科技有限公司