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)代建筑施工中過程中，塔吊是最為常見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，塔吊的自動化和智能化也提上了日程。
[0003]現(xiàn)在的塔吊(塔式起重機)一般都采用附著式，起重機的塔身是附著在建筑物上的。安裝塔吊的平面位置，在開始施工前，已經(jīng)設(shè)計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、臨時設(shè)施、高壓線、鄰近的其它塔吊等，不過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，塔吊駕駛員須隨駕駛艙升到塔身頂端，進行塔吊的操作。因為塔吊吊鉤常常處于駕駛員看不見的盲區(qū)，所以，駕駛塔吊時，一般需配備兩名指揮人員來掌握吊鉤的起吊、下降、就位等情況，通過對講機通知駕駛員進行相應(yīng)操作，浪費人力，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)，包括通過無線連接的前位機和后位機，所述前位機上連接有傳感器接口電路和電器開關(guān)接口電路，所述后位機上連接有操作面板，后位機內(nèi)嵌入有施工建筑信息數(shù)據(jù)識別和數(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)包括對塔吊在吊臂回轉(zhuǎn)有效半徑范圍內(nèi)的建筑物、臨時設(shè)施、高壓線和鄰近的其它塔吊進行的三維定義數(shù)據(jù)。
[0007]優(yōu)選的，所述傳感器接口電路連接有風(fēng)力測速子系統(tǒng)、起重力矩測量子系統(tǒng)、吊鉤高度測量子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)角度測量子系統(tǒng)。
[0008]優(yōu)選的，所述施工建筑信息數(shù)據(jù)識別和數(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)，配合前位機傳送過來的塔身位置坐標(biāo)、吊臂小車變幅坐標(biāo)、吊臂回轉(zhuǎn)角度、吊鉤高度位置信號，進行實時處理，對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)在建建筑物實際施工進度情況，每天建筑物的高度變化情況；通過無線電通訊的方式，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轉(zhuǎn)信息；本塔吊自身的吊鉤高度、吊物伸出吊鉤最長的尺寸信息。
[0010]優(yōu)選的，所述后位機上還連接有作業(yè)畫面顯示子系統(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。
[0011]優(yōu)選的，所述后位機還包括工作狀態(tài)記錄子系統(tǒng)，記錄、查詢、輸出塔吊在一段日期內(nèi)每天的開、關(guān)機時間和所進行的所有操作。
[0012]優(yōu)選的，所述前位機是由單片機組成的控制器，后位機是由微機組成的控制器。
[0013]優(yōu)選的，所述起重力矩測量子系統(tǒng)包括吊鉤測重模塊和小車變幅測量模塊。
[0014]進一步優(yōu)選的，電器開關(guān)接口電路兩分別連接有電力開關(guān)、起重電機開關(guān)、回轉(zhuǎn)電機開關(guān)和變幅電機開關(guān)。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.本發(fā)明所提供的智能塔吊控制系統(tǒng)，由計算機根據(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行軌跡，計算出吊鉤可以安全運行的三維空間，對可能發(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，改成無線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)明的前位機控制器被設(shè)計成便攜背包式，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)動等動作，對吊物的就位來說，更直觀、準(zhǔn)確、高效。
[0016]
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
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)，包括通過無線連接的前位機和后位機，前位機是由單片機組成的控制器，完成塔吊吊鉤高度、小車變幅距離、吊臂回轉(zhuǎn)角度、起重量、風(fēng)速等所有傳感器的信號采集工作，并把所有實時測量信號打包后通過無線的方式傳輸給后位機。后位機是由微機組成的控制器，對前位機傳送過來的信號進行計算、儲存、顯示、報警等處理，后位機同時還要完成向前位機傳送塔吊駕駛員操作指令的工作。前位機和后位機上各連接有無線信號收發(fā)模塊，用于前位機與后位機之間各種測量、控制信號的可靠傳輸，達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。所述前位機上連接有傳感器接口電路和電器開關(guān)接口電路，所述傳感器接口電路連接有風(fēng)力測速子系統(tǒng)、起重力矩測量子系統(tǒng)、吊鉤高度測量子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)角度測量子系統(tǒng)；電器開關(guān)接口電路兩分別連接有電力開關(guān)、起重電機開關(guān)回轉(zhuǎn)電機開關(guān)和變幅電機開關(guān)。
[0019]所述后位機內(nèi)嵌入有施工建筑信息數(shù)據(jù)識別和數(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、臨時設(shè)施、高壓線和鄰近的其它塔吊進行的三維定義數(shù)據(jù)。所述建筑信息模型數(shù)據(jù)還包括塔吊的實際運行過程中的一些物體的活動信息:(I)根據(jù)在建建筑物實際施工進度情況，每天建筑物的高度變化情況；(2)通過無線電通訊的方式，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轉(zhuǎn)信息；
(3)本塔吊自身的吊鉤高度、吊物伸出吊鉤最長的尺寸信息。
[0020]施工建筑信息數(shù)據(jù)識別和數(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)，配合前位機傳送過來的塔身位置坐標(biāo)、吊臂小車變幅坐標(biāo)、吊臂回轉(zhuǎn)角度、吊鉤高度位置信號，進行實時處理，對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)所有的操作開關(guān)、按鈕、操縱桿等，完成對塔吊的吊鉤上下、小車變幅(前后)、吊臂回轉(zhuǎn)(左右)等動作的控制操作。
[0022]后位機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)計成便攜背包式，由塔吊駕駛員掛在身上操作。
[0023]下面對前位機上通過傳感器接口電路連接的風(fēng)力測速子系統(tǒng)、起重力矩測量子系統(tǒng)、吊鉤高度測量子系統(tǒng)、行走坐標(biāo)測量子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)角度測量子系統(tǒng)作具體介紹。
[0024]風(fēng)力測速子系統(tǒng)主要由安裝在塔身上部的風(fēng)速傳感器來測量當(dāng)時的風(fēng)速，測量數(shù)據(jù)