塔吊全自動控制系統的製作方法
2023-04-22 16:32:36 2
專利名稱：塔吊全自動控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種塔吊全自動控制系統，尤其是包含一個全方位重物運輸的自動控
制系統。
背景技術：
塔吊作為一種運輸工具，廣泛應用於建築、港口、鐵路貨運等場合。目前塔吊都是 由位於塔吊頂部的駕駛室內的塔司進行施工吊裝操作。由於吊塔本身結構的限制，塔司的 視線難免有死角，在接近地面時，需要地面工作人員打手勢進行聯絡，很難保障操作的準確 性。所以塔司是一個勞動強度大、責任重的工作崗位，每天都要爬上爬下，非常危險。所以 設計一種能夠代替塔司進行操作的自動控制系統成為一種必然的趨勢。
專利號為200410037882. 5的名為"塔吊無線遙控作業系統"提供了一種解決方 法，採用地面遙控器操作塔吊。這種方法，由於地面人員視線、熟練程度的限制，如果操作不 當可能會造成嚴重後果；而且操作效率不高。所以不實用。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供了一種塔吊全自動控制系統，本發明 克服上述缺陷，綜合考慮重物的升降、運輸、避障等控制問題，提供一種安全、高效的塔吊全 自動控制系統。 為達到上述的目的，本發明採用如下技術方案， —種塔吊全自動控制系統，由手持GPS控制器、吊鉤GPS位置傳感器和中央控制器 構成；其中手持GPS控制器、吊鉤GPS位置傳感器和中央控制器之間相互通過無線通訊模塊 進行信號傳輸；其中手持GPS控制器先請求吊鉤命令，通過無線通訊模塊將請求吊鉤命令 和手持GPS控制器自身的GPS信息傳輸給中央控制器，中央控制器通過無線通訊模塊向吊 鉤GPS位置傳感器發送請求吊鉤GPS的命令，吊鉤GPS位置傳感器收到查詢命令後將當前 GPS信息通過無線通訊模塊發送回中央控制器，中央控制器通過吊鉤GPS位置傳感器得到 的當前GPS信息和手持GPS控制器自身的GPS信息，來規劃吊鉤移動路徑，驅動相應的電機 運行，當吊鉤到達手持GPS控制器的位置附近，將吊鉤的控制權交給手持GPS控制器，手持 控制器通過吊鉤方向控制按紐細調吊鉤到合理位置進行裝卸貨，完成後中央控制器收到手 持GPS控制器通過信號傳輸的吊鉤控制權釋放命令後，再廣播吊鉤準備就緒命令，等待下 一個手持GPS控制器的請求信號。 所述的手持GPS控制器由第一無線通訊模塊、第一電源、第一處理器、第一 GPS接 收器、第一撥碼開關、操作面板構成；其中第一無線通訊模塊、第一電源、第一GPS接收器、 第一撥碼開關和操作面板分別與第一處理器連接。 所述的操作面板上設置有吊鉤請求和釋放按鈕，顯示屏，GPS和無線信號狀態顯示 燈和吊鉤控制權狀態顯示燈和吊鉤方向控制按紐，其中吊鉤方向控制按紐包括第一細調開 關，第二細調開關，第三細調開關。
所述的吊鉤GPS位置傳感器由第二無線通訊模塊、第二電源、第二處理器、第二 GPS接收器、撥碼開關構成；其中第二無線通訊模塊、第二電源、第二 GPS接收器和第二撥碼 開關分別與第二處理器連接。 所述的中央控制器由第三無線通訊模塊、第三電源、第三處理器和驅動輸出部件
構成；其中第三無線通訊模塊、第三電源和驅動輸出部件分別與第一處理器連接。 本發明的有益效果是該發明中央控制器通過GPS信息，規劃控制吊鉤移動路徑，
到達目標地點後控制權交給手持GPS控制器，手持控制器細調吊鉤到合理位置，然後交出
控制器，其它手持GPS控制器請求吊鉤，重複上述過程。從而將塔司解放出來，本發明綜合
考慮重物的升降、運輸、避障等控制問題，提供一種安全、高效的塔吊全自動控制系統；實現
了吊鉤的自動控制，提高了塔吊的工作效率。
圖1是本發明手持GPS控制器示意圖；
圖2是本發明吊鉤GPS位置傳感器示意圖；
圖3是本發明中央控制器示意圖； 圖4是本發明手持GPS控制器操作面板的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1至圖4所示。 一種塔吊全自動控制系統，由手持GPS控制器1、吊鉤GPS位 置傳感器2和中央控制器3構成；其中手持GPS控制器1、吊鉤GPS位置傳感器2和中央控 制器3之間相互通過無線通訊模塊進行信號傳輸；手持GPS控制器1由第一無線通訊模塊 11、第一電源12、第一處理器13、第一 GPS接收器14、第一撥碼開關15、操作面板16構成； 其中第一無線通訊模塊11、第一電源12、第一 GPS接收器14、第一撥碼開關15和操作面板 16分別與第一處理器13連接。操作面板16上設置有吊鉤請求和釋放按鈕84，顯示屏85， GPS和無線信號狀態顯示燈80和吊鉤控制權狀態顯示燈86和吊鉤方向控制按紐，其中吊鉤 方向控制按紐包括第一細調開關81第二細調開關82，第三細調開關83。
吊鉤GPS位置傳感器2由第二無線通訊模塊21、第二電源22、第二處理器23、第二 GPS接收器24、撥碼開關25構成；其中第二無線通訊模塊21、第二電源22、第二 GPS接收器 24和第二撥碼開關25分別與第二處理器23連接。 中央控制器3由第三無線通訊模塊31、第三電源32、第三處理器33和驅動輸出部 件34構成；其中第三無線通訊模塊31、第三電源32和驅動輸出部件34分別與第三處理器 33連接。 其中手持GPS控制器1先按下吊鉤請求和釋放按鈕84，請求吊鉤移動到手持GPS 控制器l當前位置。通過無線通訊模塊將請求吊鉤命令和手持GPS控制器1自身的GPS信 息傳輸給中央控制器3，中央控制器3通過無線通訊模塊向吊鉤GPS位置傳感器2發送請求 吊鉤GPS的命令，吊鉤GPS位置傳感器2收到查詢命令後將當前GPS信息通過無線通訊模 塊發送回中央控制器3，中央控制器3通過吊鉤GPS位置傳感器2得到的當前GPS信息和手 持GPS控制器3自身的GPS信息，來規劃吊鉤移動路徑，驅動相應的電機運行，使吊鉤到達 手持GPS控制器3位置附近。隨後中央控制器3將吊鉤的控制權交給手持GPS控制器1，手持GPS控制器1通過吊鉤方向控制按紐，將吊鉤調整到合理位置進行裝卸貨。完成後釋放 手持GPS控制器1按吊鉤請求和釋放按鈕84，通知中央控制器3吊鉤控制權釋放，中央控制 器3再向各手持GPS控制器1廣播吊鉤準備就緒命令，等待下一個手持GPS控制器1的請 求信號。 首次使用前的設置操作首先將設置吊鉤GPS位置傳感器2和中央控制器3地址， 並將吊鉤GPS位置傳感器2固定在吊鉤上後接通電源。其次是將中央控制器3安裝在塔吊 駕駛室內，並設置中央控制器3、吊鉤GPS位置傳感器2和手持GPS控制器1之間的地址，然 後輸出控制分別連接到對應的原開關位置上，檢查無誤後把電源連接到駕駛室內電源。最 後是將設置手持GPS控制器1和中央控制器3通訊地址，然後開機。 系統進行前述的初始化過程。通訊初始化中央控制器3按照設置的吊鉤GPS位 置傳感器2和手持GPS控制器1的地址發出查詢信息，如果在規定時間內沒有收到吊鉤GPS 位置傳感器2和手持GPS控制器3正確的應答信息，則初始化失敗，聲光報警。當吊鉤GPS 位置傳感器2完成地址設置開機後，如果在規定時間內沒有收到中央控制器3的查詢信息， 則初始化失敗，聲光報警。當手持GPS控制器1完成地址設置開機後，如果在規定時間內沒 有收到中央控制器3的查詢信息，則初始化失敗，聲光報警。如果中央控制器3按照約定發 出查詢信息、吊鉤GPS位置傳感器2和手持GPS控制器1能夠收到查詢信息並發出正常的 應答信息，中央控制器2能夠收到它們的應答信息，則初始化成功。中央控制器3、吊鉤GPS 位置傳感器2和手持GPS控制器1發出初始化成功的聲光信息。 通訊初始化後，中央控制器3向各手持GPS控制器1廣播吊鉤準備就緒命令，等待 手持GPS控制器1的吊鉤請求信號。 當有一個手持GPS控制器1按下吊鉤請求和釋放按鈕84，來自手持GPS控制器1 中的第一處理器33的信息通過第一無線通訊模塊11發送和第三無線通訊模塊31接收，將 請求吊鉤命令和手持GPS控制器1通過第一 GPS接收模塊14接收到的自身的GPS信息傳 輸給中央控制器3中的第三處理器33，然後第三處理器33發出命令，通過第三無線通訊模 塊31發送和第二無線通訊模塊21接收，向吊鉤GPS位置傳感器2中的第二處理器23發送 請求吊鉤GPS的命令，第二處理器23收到查詢命令後通過第二 GPS接收模塊24接收GPS 信息，將當前GPS信息通過第二無線通訊模塊21發送，第三無線通訊模塊31接收，發回中 央控制器3中的第三處理器33，第三處理器33通過吊鉤GPS位置傳感器2得到的當前GPS 信息和手持GPS控制器3自身的GPS信息，來規劃吊鉤移動路徑，通過驅動輸出部件34驅 動相應的電機運行，使吊鉤到達手持GPS控制器3請求的位置附近，然後通過第三無線通訊 模塊31發送，第一無線通訊模塊11接收，中央控制器3的第三處理器33將吊鉤的控制權 交給手持GPS控制器1的第一處理器13。 這時如果最終吊鉤位置不合理，可以通過手持GPS控制器1的第一按鈕81、第二按 鈕82和第三按鈕83進行細調。第一按鈕81向上按時，吊鉤順時針運動；向下按時，吊鉤逆 時針運動。第二按鈕82向上按時，吊鉤上升；向下按時，吊鉤下降。第三按鈕83向上按時， 吊鉤在吊臂上前進；向下按時，吊鉤在吊臂上後退。當吊鉤調整到合適位置，並裝卸貨完成 後，再按吊鉤請求和釋放按鈕84釋放吊鉤請求。所有的操作過程會在顯示面板85中顯示。 然後信號通過第一無線通訊模塊11發送和第三無線通訊模塊31接收，使中央控制器3收 到手持GPS控制器1發送來的吊鉤控制權釋放命令後，先查詢吊鉤GPS信息，再廣播吊鉤準
5備就緒命令，等待下一個手持GPS控制器1的請求信號。其中整個過程中當有GPS和無線 信號GPS通信時，GPS和無線信號狀態顯示燈80亮，當吊鉤有控制權命令時，吊鉤控制權狀 態顯示燈86亮。然後重複上一段的動作。從而將塔司解放出來，實現吊鉤的自動控制，提 高了塔吊的工作效率。
權利要求
一種塔吊全自動控制系統，其特徵在於由手持GPS控制器(1)、吊鉤GPS位置傳感器(2)和中央控制器(3)構成；其中手持GPS控制器(3)、吊鉤GPS位置傳感器(2)和中央控制器(3)之間相互通過無線通訊模塊進行信號傳輸；其中手持GPS控制器(1)先請求吊鉤命令，通過無線通訊模塊將請求吊鉤命令和手持GPS控制器(1)自身的GPS信息傳輸給中央控制器(3)，中央控制器(3)通過無線通訊模塊向吊鉤GPS位置傳感器(2)發送請求吊鉤GPS的命令，吊鉤GPS位置傳感器(2)收到查詢命令後將當前GPS信息通過無線通訊模塊發送回中央控制器(3)，中央控制器(3)通過吊鉤GPS位置傳感器(2)得到的當前GPS信息和手持GPS控制器(3)自身的GPS信息，來規劃吊鉤移動路徑，驅動相應的電機運行，當吊鉤到達手持GPS控制器(3)的位置附近，將吊鉤的控制權交給手持G PS控制器(1)，手持控制器(1)通過吊鉤方向控制按紐細調吊鉤到合理位置進行裝卸貨，完成後中央控制器(3)收到手持GPS控制器(1)通過信號傳輸的吊鉤控制權釋放命令後，再廣播吊鉤準備就緒命令，等待下一個手持GPS控制器(1)的請求信號。
2. 如權利要求l所述的塔吊全自動控制系統，其特徵在於所述的手持GPS控制器(1) 由第一無線通訊模塊(11)、第一電源(12)、第一處理器(13)、第一GPS接收器(14)、第一撥 碼開關(15)、操作面板(16)構成；其中第一無線通訊模塊(11)、第一電源(12)、第一GPS接 收器(14)、第一撥碼開關(15)和操作面板(16)分別與第一處理器(13)連接。
3. 如權利要求1或2所述的塔吊全自動控制系統，其特徵在於所述的操作面板(16) 上設置有吊鉤請求和釋放按鈕(84)，顯示屏(85)，GPS和無線信號狀態顯示燈(80)和吊鉤 控制權狀態顯示燈(86)和吊鉤方向控制按紐，其中吊鉤方向控制按紐包括第一細調開關 (81)第二細調開關(82)，第三細調開關(83)。
4. 如權利要求1所述的塔吊全自動控制系統，其特徵在於所述的吊鉤GPS位置傳感 器(2)由第二無線通訊模塊(21)、第二電源(22)、第二處理器(23)、第二GPS接收器(24)、 撥碼開關(25)構成；其中第二無線通訊模塊(21)、第二電源(22)、第二GPS接收器(24)和 第二撥碼開關(25)分別與第二處理器(23)連接。
5. 如權利要求l所述的塔吊全自動控制系統，其特徵在於所述的中央控制器(3)由 第三無線通訊模塊(31)、第三電源(32)、第三處理器(33)和驅動輸出部件(34)構成；其中 第三無線通訊模塊(31)、第三電源(32)和驅動輸出部件(34)分別與第三處理器(33)連 接。
全文摘要
本發明公開了一種塔吊全自動控制系統，由手持GPS控制器、吊鉤GPS位置傳感器和中央控制器構成；其中手持GPS控制器、吊鉤GPS位置傳感器和中央控制器之間相互通過無線通訊模塊進行信號傳輸。本發明克服了原有系統的缺陷，綜合考慮重物的升降、運輸、避障等控制問題，提供一種安全、高效的塔吊全自動控制系統。
文檔編號B66C13/40GK101704472SQ200910154250
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月19日 優先權日2009年11月19日
發明者石松泉, 魏佩敏 申請人:紹興文理學院