專利名稱：塔機(jī)駕駛員智能管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于塔機(jī)駕駛員智能管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及塔吊人機(jī)管理一體化遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的許多塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)和塔吊群防碰撞報(bào)警系統(tǒng)只考慮了如何管理和控制塔機(jī)本身，而沒有從根本上管理和監(jiān)控操作塔機(jī)的駕駛員。從而導(dǎo)致了塔機(jī)駕駛司機(jī)的管理和塔機(jī)本身的管理控制是脫節(jié)的，沒有真正做到人機(jī)管理一體化的功能。 該系統(tǒng)的智能化人機(jī)管理功能，從單一的塔機(jī)安全監(jiān)控上升到對(duì)塔機(jī)司機(jī)和塔機(jī)的統(tǒng)一管理，增強(qiáng)了塔吊司機(jī)的安全意識(shí)和憂患意識(shí)，如果塔機(jī)司機(jī)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(jī)管理監(jiān)控系統(tǒng)，將塔機(jī)的運(yùn)行情況和塔機(jī)駕駛員的違章信息實(shí)時(shí)傳輸給安全管理部門。極大的降低了監(jiān)管人員的工作強(qiáng)度， 提高了管理部門的工作效率。本系統(tǒng)還具備群塔機(jī)防碰撞監(jiān)控和塔機(jī)安全監(jiān)控的功能。目前，法國(guó)、韓國(guó)等塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)只考慮了塔吊回轉(zhuǎn)碰撞問題，實(shí)際是一種二維防護(hù)模型技術(shù)，對(duì)于高度防護(hù)采取塔吊高度差布設(shè)等傳統(tǒng)方式進(jìn)行補(bǔ)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(shí)現(xiàn)塔吊自主進(jìn)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(shí)只能無線監(jiān)控5臺(tái)以內(nèi)的塔吊運(yùn)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。國(guó)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(duì)超載保護(hù)裝置進(jìn)行了研究、設(shè)計(jì)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(bào)警裝置、啟動(dòng)報(bào)警器以及起升高度限位器等。近年來，在我國(guó)建筑領(lǐng)域安全事故高發(fā)的背景下，塔吊運(yùn)行安全監(jiān)控已經(jīng)受到國(guó)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(hù)裝置在塔吊運(yùn)行到極限或超載時(shí)，能夠自動(dòng)切斷各運(yùn)行機(jī)構(gòu)電源，使其停止工作，但是，這些裝置的控制作用對(duì)塔吊產(chǎn)生的沖擊大，直接損害塔吊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，縮短塔吊使用壽命，同時(shí)，這些保護(hù)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(cè)和顯示功能，不具備超前預(yù)測(cè)能力，加上塔吊工作環(huán)境惡劣，作業(yè)空間大，司機(jī)在這種條件下工作，難以準(zhǔn)確判斷塔吊的運(yùn)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(chǎng)，塔吊經(jīng)常處于接近極限狀態(tài)作業(yè)，司機(jī)注意力長(zhǎng)時(shí)間高度集中，勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易疲勞，這些都為塔吊重大事故埋下隱患。從目前國(guó)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(yùn)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(shí)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(dòng)態(tài)運(yùn)行的需要。據(jù)用戶反映，國(guó)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(jī)性能及完善系統(tǒng)功能?？傮w上看，塔機(jī)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(hù)模型技術(shù)，對(duì)于高度防護(hù)采取塔吊高度差布設(shè)傳統(tǒng)方式進(jìn)行補(bǔ)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(tái)，具有發(fā)射功率大，抗干擾能力弱，監(jiān)控?cái)?shù)目少等缺點(diǎn)。同時(shí)不具備人機(jī)管理一體化功能，無法將塔機(jī)駕駛員的違章操作信息準(zhǔn)確詳實(shí)的記錄出來，無法真正達(dá)到塔機(jī)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(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，這樣的設(shè)計(jì)導(dǎo)致連接線的增加，從而使得故障率增加和信號(hào)的衰減增大；現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)體積龐大相當(dāng)于臺(tái)式電腦大小。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種塔機(jī)安全監(jiān)控和塔機(jī)駕駛員管理相結(jié)合的系統(tǒng)，同時(shí)具有防碰撞的可靠性強(qiáng)、抗干擾能力好和監(jiān)控?cái)?shù)目多的特
點(diǎn)ο為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種塔機(jī)駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，主要由七個(gè)部分組成包括主機(jī)箱、液晶顯示器、無線數(shù)傳電臺(tái)、傳感器、人機(jī)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(jī)，主機(jī)的視屏接口端連有液晶顯示器， 主機(jī)的第一串口端連有無線數(shù)傳電臺(tái)，主機(jī)的第二串口端連有GPRS通訊模塊，主機(jī)的第三串口端連有智能人機(jī)管理卡，主機(jī)的數(shù)字1 20端連有輸出控制單元，主機(jī)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(jī)的高度接口端連有高度傳感器，主機(jī)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。所述的力矩傳感器設(shè)在塔吊的吊鉤導(dǎo)向輪處。所述的位移傳感器設(shè)在塔吊的小車卷?yè)P(yáng)機(jī)限位開關(guān)處。所述的高度傳感器設(shè)在塔吊的吊鉤卷?yè)P(yáng)機(jī)限位開關(guān)處。所述的回轉(zhuǎn)傳感器設(shè)在塔吊的大臂回轉(zhuǎn)大齒輪處。所述的風(fēng)速傳感器設(shè)在塔吊的平衡臂后橋處。本發(fā)明的有益效果是1)首先采用無線自組網(wǎng)技術(shù)和三維立體計(jì)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(tái)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(tái)，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(jī)結(jié)合，從而使塔吊可以自由進(jìn)出。網(wǎng)絡(luò)通訊同時(shí)做到斷電保護(hù)、高抗干擾，自動(dòng)動(dòng)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(qiáng)，速度為15ms， 聯(lián)網(wǎng)總數(shù)高達(dá)100臺(tái)，極大的方便塔群的安全管理。使用累計(jì)工作時(shí)間和塔吊運(yùn)行狀態(tài)的記錄功能，為塔吊安全管理者提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。同時(shí)也為塔吊的強(qiáng)制大修及淘汰提供時(shí)間參考依據(jù)。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。2)結(jié)構(gòu)更加緊湊和簡(jiǎn)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(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，這樣的設(shè)計(jì)導(dǎo)致連接線的增加，從而使得故障率增加和信號(hào)的衰減增大。新的設(shè)計(jì)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(hào)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(tái)式電腦大小，新的技術(shù)體積小巧只有筆記本電腦大小。3)創(chuàng)新性的使用了塔機(jī)人機(jī)一體化智能管理，從單一的塔機(jī)安全監(jiān)控上升到對(duì)塔機(jī)司機(jī)和塔機(jī)的統(tǒng)一管理，增強(qiáng)了塔吊司機(jī)的安全意識(shí)和憂患意識(shí)，使得塔機(jī)管理者的管理更加及時(shí)和準(zhǔn)確和詳細(xì)。舊的技術(shù)沒有考慮到塔機(jī)司機(jī)智能管理，沒有塔機(jī)駕駛員的運(yùn)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(xiàng)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(yùn)行狀態(tài)和違章記錄。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明在塔吊中的位置示意圖。圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1、2，一種塔機(jī)駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，主要由七個(gè)部分組成其中包括主機(jī)箱、液晶顯示器、無線數(shù)傳電臺(tái)、傳感器、人機(jī)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(jī)1，主機(jī)1的視屏接口端連有液晶顯示器2，主機(jī)1的第一串口端連有無線數(shù)傳電臺(tái)3，主機(jī)1的第二串口端連有GPRS通訊模塊4，主機(jī)1的第三串口端連有智能人機(jī)管理卡5，主機(jī)1的數(shù)字1 20端連有輸出控制單元6，主機(jī)1的力矩端口端連有力矩傳感器7，主機(jī)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(jī) 1的角度端口端連有回轉(zhuǎn)傳感器10，主機(jī)1的風(fēng)速端口端連有風(fēng)速傳感器11。所述的力矩傳感器7設(shè)在塔吊12的吊鉤導(dǎo)向輪處。所述的位移傳感器8設(shè)在塔吊12的小車卷?yè)P(yáng)機(jī)限位開關(guān)處。所述的高度傳感器9設(shè)在塔吊12的吊鉤卷?yè)P(yáng)機(jī)限位開關(guān)處。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。所述的風(fēng)速傳感器11設(shè)在塔吊12的平衡臂后橋處。本發(fā)明的工作原理是參見圖3，塔機(jī)人機(jī)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(jī)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(jī)控制器，同時(shí)相鄰的塔機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息也通過系統(tǒng)的無線數(shù)傳電臺(tái)3發(fā)送給主機(jī)控制器1，主機(jī)控制器1進(jìn)行計(jì)算判斷，同時(shí)將計(jì)算判斷的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)信息通過液晶顯示器2顯示出來，供塔機(jī)駕駛員參考；并且將判斷信息通過無線數(shù)傳電臺(tái)3發(fā)送給相關(guān)塔機(jī)的無線數(shù)傳電臺(tái)；如果塔機(jī)未發(fā)生碰撞和未違章超載，則系統(tǒng)指示塔機(jī)正常運(yùn)行；如果塔機(jī)要發(fā)生碰撞或塔機(jī)違章超載運(yùn)行，則系統(tǒng)及時(shí)發(fā)出報(bào)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(shí)還將違章超載信息記錄輸入到系統(tǒng)的人機(jī)智能管理卡進(jìn)行扣分，并通過GPRS通訊模塊遠(yuǎn)程發(fā)送到管理部門的計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行管理。
權(quán)利要求
1.一種塔機(jī)駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括有主機(jī)(1)，其特征在于，主機(jī)(1)的視屏接口端連有液晶顯示器O)，主機(jī)(1)的第一串口端連有無線數(shù)傳電臺(tái)(3)，主機(jī)(1)的第二串口端連有GPRS通訊模塊，主機(jī)⑴的第三串口端連有智能人機(jī)管理卡(5)，主機(jī)⑴的 1 20端連有輸出控制單元(6)，主機(jī)⑴的力矩端口端連有力矩傳感器(7)，主機(jī)⑴的半徑端口端連有位移傳感器(8)，主機(jī)(1)的高度端口端連有高度傳感器(9)，主機(jī)(1)的角度端口端連有回轉(zhuǎn)傳感器(10)，主機(jī)(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(jī)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(jī)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?yè)P(yáng)機(jī)限位開關(guān)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塔機(jī)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?yè)P(yáng)機(jī)限位開關(guān)處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塔機(jī)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(jī)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。
全文摘要
一種塔機(jī)駕駛員智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括由主機(jī)，主機(jī)連有液晶顯示器、無線數(shù)傳電臺(tái)、GPRS通訊模塊、智能人機(jī)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(jī)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(jī)，同時(shí)相鄰的塔機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息也通過系統(tǒng)的無線數(shù)傳電臺(tái)發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)進(jìn)行計(jì)算判斷，同時(shí)將計(jì)算判斷的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)信息通過液晶顯示器顯示出來，供塔機(jī)駕駛員參考；并且將判斷信息發(fā)送給相關(guān)塔機(jī)，具有防碰撞的可靠性強(qiáng)、抗干擾能力好和監(jiān)控?cái)?shù)目多、更便于管理的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B66C15/06GK102285593SQ20111019470
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)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(qǐng)人:貴州建工樓宇工程有限責(zé)任公司, 貴州建工集團(tuán)有限公司, 陜西蓋勒普電子科技有限公司