專利名稱：圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置，特別涉及一種利用多種傳感器實現(xiàn)塔吊安全實現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
一種塔吊群交叉作業(yè)的安全防護智能檢測儀器，其特征在于，其特征在于，該儀器由多套終端設(shè)備和一臺地面控制臺構(gòu)成，終端設(shè)備設(shè)置在每臺作業(yè)塔吊上；所述的終端設(shè)備包括1) 一終端控制器，內(nèi)置終端軟件，用于相關(guān)塔吊群各項工作參數(shù)的設(shè)定，狀態(tài)信息的采集與計算，防碰撞算法的運行，塔吊群運行狀態(tài)的實時圖形化顯示；幻一無線通信模塊，該模塊具有RS232標(biāo)準(zhǔn)接口，具備9. 6Kbps以上波特率，用于完成塔吊之間的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸；3) 1 3個AB相增量編碼器，用于采集塔臂回轉(zhuǎn)，小車運動，吊鉤提升的相對位置信息；4)2 8個PNP型接近開關(guān)，用于采集塔吊回轉(zhuǎn)，小車運動的矯正信息，以及采集塔臂回轉(zhuǎn)，小車運動，吊鉤提升的相對位置信息；5) 2個滑動變阻器，用于采集小車運動，吊鉤提升的位置信息；6) 1個4 20mA輸出的壓力傳感器，用于測量塔吊的吊重；7) 12個MVDC或 110VAC以下額定耐壓的斷路器，用于控制塔吊2檔位6方向共12組輸出；上述AB相編碼器、接近開關(guān)、滑動變阻器、壓力傳感器作為儀器的檢測單元與終端控制器提供的輸入接口相連，斷路器在與終端控制器提供的輸出接口連接后，串聯(lián)到各向電機控制回路中，無線通信模塊通過RS232接口與控制終端連接；所述的地面控制臺包括1) 一臺計算機，內(nèi)置基于虛擬儀器設(shè)計的監(jiān)控軟件，用于地面人員對塔吊群遠(yuǎn)程設(shè)定、實時監(jiān)測和人工調(diào)度；2) — 無線通信模塊，該模塊具有RS232標(biāo)準(zhǔn)接口，具備9. 6Kbps以上波特率，用于完成地面控制臺與終端測控設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸；無線通信模塊通過RS232接口與計算機連接。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題解決現(xiàn)有塔吊操作中的防撞問題。技術(shù)方案如圖1所示為圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置，傳感器(101) 通過模擬、數(shù)字信號線連接處理器(104)；傳感器(101)通過總線連接處理器(104)；傳感器(101)通過VF轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為頻率信號后連接處理器(104) ；GPS(103)通過串行口連接處理器(104) ；GSM模塊或3G模塊(10 通過串口連接處理器(104)；控制器(10 連接處理器(104)；由傳感器(101)、控制器(102)、GPS模塊(103)、處理器(104)、GSM模塊或3G 模塊(10 組成圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置的探測和控制部分；處理器(107)、帶OSG的畫面分割器芯片(108)、攝像機(109)、LCD/CRT/顯示器 (110)組成圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置的顯示部分；處理器(107)通過485或CAN總線連接處理器(104)；處理器(107)連接帶OSG的畫面分割器芯片(108)；帶OSG的畫面分割器芯片(108)連接攝像機(109)；帶OSG的畫面分割器芯片(108)連接LCD/CRT/顯示器(110) ；ZigBee、FSK、WiFi通信模塊(111)連接處理器(107)。
如圖2所示，傳感器(201)通過VF轉(zhuǎn)換芯片(202)轉(zhuǎn)換為頻率信號后連接處理器 (203)；傳感器(201)有溫度傳感器、濕度傳感器、纜長傳感器、重量傳感器、油位傳感器；VF 轉(zhuǎn)換芯片 O02)ADI 公司的 AD7740、AD7741、AD652、AD654、AD650、ADVFC32、AD537 ；處理器有ARM的MO、M3、M4系列處理器，ARM9系列處理器，ARM A8、A9系列處理器，Microchip系列處理器，F(xiàn)reescale PowerPC系列處理器，TI的M430系列處理器及TI的DSP系列處理
ο圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置由重力傳感器、纜長傳感器、小車位置傳感器、塔吊角度傳感器、風(fēng)速傳感器組成；重力傳感器測量吊物的重量，小車位置傳感器測量小車距離塔吊中心的距離，用重量X塔吊中心的距離得到塔吊的力矩；塔吊達到額定起重量和額定起重力矩的一定值以上時，裝置應(yīng)能向司機發(fā)出斷續(xù)的聲光報警。當(dāng)起重量和起重力矩達到額定工作能力 100%以上時，裝置向司機發(fā)出連續(xù)清晰報警，且只有在降低到額定能力的100%以內(nèi)時停止報警；并停止重物的起吊；如圖3所示，重力傳感器(301)、纜長傳感器(302)、力臂傳感器(303)、轉(zhuǎn)角傳感器 (304)、風(fēng)速傳感器(305)；重力傳感器(301)串聯(lián)接入掛鉤上，當(dāng)塔吊掛鉤上吊上重物時，會在傳感器上產(chǎn)生一個與掛鉤上物體重量成正比的一個電壓，該電壓通過運放轉(zhuǎn)換為一個0-20mA或 4-20mA的一個電流信號；如圖4所示，0-20mA或4_20mA電流環(huán)路輸入001)，將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出 002)，精密電阻003)，電容(404)；工作原理由(401)輸入的電流，通過精密電阻(403) 將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過電容(404)濾波后由電壓信號輸出(40 輸出；如圖5所示，VF轉(zhuǎn)換芯片(501)，電壓信號輸出(402)連接電壓輸入口 VIN(503)， 經(jīng)過VF轉(zhuǎn)換芯片(501)轉(zhuǎn)換為頻率信號由FOUT (50 輸出，連接到處理器，由處理器計數(shù)單位時間內(nèi)脈沖的個數(shù)，從而計算出掛在塔吊上物體的重量；塔吊掛鉤上重物的測量的工作原理根據(jù)重力傳感器上掛勾重物的重量產(chǎn)生一個電壓，利用運算放大器生成一個0-20mA或4-20mA的一個電流，利用電阻將電流轉(zhuǎn)換為電壓，利用V/F轉(zhuǎn)換芯片將采樣的電壓轉(zhuǎn)換為脈沖，通過光耦隔離電路將脈沖傳送給處理器進行處理，處理器根據(jù)單位時間內(nèi)采樣的脈沖數(shù)得到塔機掛鉤上物體的重量。有益效果利用塔吊的安全監(jiān)控裝置，當(dāng)塔吊轉(zhuǎn)載的重量超過塔吊的承受力矩時， 切斷塔吊上升電源，在操作員控制下可放下重物；塔吊吊置的物體，當(dāng)小車變幅小于設(shè)定值時，報警并停止；
四

圖1圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置系統(tǒng)2V/F變換原理框3多傳感器采樣原理框4 AD取樣原理5 AD7740 V/F轉(zhuǎn)換原理圖五具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細(xì)描述優(yōu)選實例1 如圖1所示為圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置，傳感器(101) 通過模擬、數(shù)字信號線連接處理器(104)；傳感器(101)通過總線連接處理器(104)；傳感器(101)通過VF轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為頻率信號后連接處理器(104) ；GPS(103)通過串行口連接處理器(104) ；GSM模塊或3G模塊(10 通過串口連接處理器(104)；控制器(10 連接處理器(104)；由傳感器(101)、控制器(102)、GPS模塊(103)、處理器(104)、GSM模塊或3G 模塊(10 組成圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置的探測和控制部分；處理器(107)、帶OSG的畫面分割器芯片(108)、攝像機(109)、LCD/CRT/顯示器 (110)組成圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置的顯示部分；處理器(107)通過485或CAN總線連接處理器(104)；處理器(107)連接帶OSG的畫面分割器芯片(108)；帶OSG的畫面分割器芯片(108)連接攝像機(109)；帶OSG的畫面分割器芯片(108)連接LCD/CRT/顯示器(110) ；ZigBee、FSK、WiFi通信模塊(111)連接處理器(107)。優(yōu)選實例2 如圖2所示，傳感器(201)通過VF轉(zhuǎn)換芯片(202)轉(zhuǎn)換為頻率信號后連接處理器 (203)；傳感器(201)有溫度傳感器、濕度傳感器、纜長傳感器、重量傳感器、油位傳感器；VF 轉(zhuǎn)換芯片 O02)ADI 公司的 AD7740、AD7741、AD652、AD654、AD650、ADVFC32、AD537 ；處理器有ARM的MO、M3、M4系列處理器，ARM9系列處理器，ARM A8、A9系列處理器，Microchip系列處理器，F(xiàn)reescale PowerPC系列處理器，TI的M430系列處理器及TI的DSP系列處理
ο優(yōu)選實例3:圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置由重力傳感器、纜長傳感器、小車位置傳感器、塔吊角度傳感器、風(fēng)速傳感器組成；重力傳感器測量吊物的重量，小車位置傳感器測量小車距離塔吊中心的距離，用重量X塔吊中心的距離得到塔吊的力矩；塔吊達到額定起重量和額定起重力矩的一定值以上時，裝置應(yīng)能向司機發(fā)出斷續(xù)的聲光報警。當(dāng)起重量和起重力矩達到額定工作能力 100%以上時，裝置向司機發(fā)出連續(xù)清晰報警，且只有在降低到額定能力的100%以內(nèi)時停止報警；并停止重物的起吊；如圖3所示，重力傳感器(301)、纜長傳感器(302)、力臂傳感器(303)、轉(zhuǎn)角傳感器 (304)、風(fēng)速傳感器(305)；重力傳感器(301)串聯(lián)接入掛鉤上，當(dāng)塔吊掛鉤上吊上重物時，會在傳感器上產(chǎn)生一個與掛鉤上物體重量成正比的一個電壓，該電壓通過運放轉(zhuǎn)換為一個0-20mA或 4-20mA的一個電流信號；如圖4所示，0-20mA或4_20mA電流環(huán)路輸入001)，將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出 002)，精密電阻003)，電容(404)；工作原理由(401)輸入的電流，通過精密電阻(403) 將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過電容(404)濾波后由電壓信號輸出(40 輸出；如圖5所示，VF轉(zhuǎn)換芯片(501)，電壓信號輸出(402)連接電壓輸入口 VIN(503)， 經(jīng)過VF轉(zhuǎn)換芯片(501)轉(zhuǎn)換為頻率信號由FOUT (50 輸出，連接到處理器，由處理器計數(shù)單位時間內(nèi)脈沖的個數(shù)，從而計算出掛在塔吊上物體的重量；
塔吊掛鉤上重物的測量的工作原理根據(jù)重力傳感器上掛勾重物的重量產(chǎn)生一個電壓，利用運算放大器生成一個0-20mA或4-20mA的一個電流，利用電阻將電流轉(zhuǎn)換為電壓，利用V/F轉(zhuǎn)換芯片將采樣的電壓轉(zhuǎn)換為脈沖，通過光耦隔離電路將脈沖傳送給處理器進行處理，處理器根據(jù)單位時間內(nèi)采樣的脈沖數(shù)得到塔機掛鉤上物體的重量。雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變形或修改。
權(quán)利要求
1.圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置，其特征是圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置，傳感器(101)通過模擬、數(shù)字信號線連接處理器(104)；傳感器(101)通過總線連接處理器(104)；傳感器(101)通過VF轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為頻率信號后連接處理器(104)； GPS (103)通過串行口連接處理器(104) ；GSM模塊或3G模塊(10 通過串口連接處理器 (104)；控制器(102)連接處理器(104)；由傳感器(101)、控制器(102)、GPS模塊(103)、處理器(104)、GSM模塊或3G模塊(10 組成圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置的探測和控制部分；處理器(107)、帶OSG的畫面分割器芯片(108)、攝像機(109)、LCD/CRT/顯示器(110) 組成圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置的顯示部分；處理器(107)通過485或CAN總線連接處理器(104)；處理器(107)連接帶OSG的畫面分割器芯片(108)；帶OSG的畫面分割器芯片(108)連接攝像機(109)；帶OSG的畫面分割器芯片(108)連接IXD/CRT/顯示器 (110) ；ZigBee、FSK、WiFi 通信模塊(111)連接處理器(107)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置，其特征是傳感器 (201)通過VF轉(zhuǎn)換芯片(20 轉(zhuǎn)換為頻率信號后連接處理器O03)；傳感器(201)有溫度傳感器、濕度傳感器、纜長傳感器、重量傳感器、油位傳感器；VF轉(zhuǎn)換芯片(20 ADI公司的 AD7740、AD7741、AD652、AD654、AD650、ADVFC32、AD537 ；處理器有 ARM 的 MO、M3、M4 系列處理器,ARM9系列處理器，ARMA8、A9系列處理器，Microchip系列處理器，F(xiàn)reescale PowerPC 系列處理器，TI的M430系列處理器及TI的DSP系列處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置，其特征是根據(jù)重力傳感器上掛勾重物的重量產(chǎn)生一個電壓，利用運算放大器生成一個0-20mA或4-20mA的一個電流，利用電阻將電流轉(zhuǎn)換為電壓，利用V/F轉(zhuǎn)換芯片將采樣的電壓轉(zhuǎn)換為脈沖，通過光耦隔離電路將脈沖傳送給處理器進行處理，處理器根據(jù)單位時間內(nèi)采樣的脈沖數(shù)得到塔機掛鉤上物體的重量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圖像監(jiān)控、防撞一體化塔吊安全實現(xiàn)裝置，特別涉及一種利用多種傳感器實現(xiàn)塔吊安全實現(xiàn)裝置。解決現(xiàn)有塔吊操作中的防撞問題。根據(jù)重力傳感器上掛勾重物的重量產(chǎn)生一個電壓，利用運算放大器生成一個0-20mA或4-20mA的一個電流，利用電阻將電流轉(zhuǎn)換為電壓，利用V/F轉(zhuǎn)換芯片將采樣的電壓轉(zhuǎn)換為脈沖，通過光耦隔離電路將脈沖傳送給處理器進行處理，處理器根據(jù)單位時間內(nèi)采樣的脈沖數(shù)得到塔機掛鉤上物體的重量。
文檔編號B66C23/88GK102515044SQ201210004608
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者何軍強, 華東, 季華, 張旭東, 錢仕龍 申請人:杭州鴻泉數(shù)字設(shè)備有限公司