專利名稱：塔吊全自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塔吊全自動控制系統(tǒng)，尤其是包含一個全方位重物運輸?shù)淖詣涌?br> 制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
塔吊作為一種運輸工具，廣泛應(yīng)用于建筑、港口、鐵路貨運等場合。目前塔吊都是 由位于塔吊頂部的駕駛室內(nèi)的塔司進行施工吊裝操作。由于吊塔本身結(jié)構(gòu)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(lián)絡(luò)，很難保障操作的準確 性。所以塔司是一個勞動強度大、責(zé)任重的工作崗位，每天都要爬上爬下，非常危險。所以 設(shè)計一種能夠代替塔司進行操作的自動控制系統(tǒng)成為一種必然的趨勢。
專利號為200410037882. 5的名為"塔吊無線遙控操作系統(tǒng)"提供了一種解決方 法，采用地面遙控器操作塔吊。這種方法，由于地面人員視線、熟練程度的限制，如果操作不 當(dāng)可能會造成嚴重后果；而且操作效率不高。所以不實用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種塔吊全自動控制系統(tǒng)，本發(fā)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(tǒng)。 為達到上述的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案， —種塔吊全自動控制系統(tǒng)，由手持GPS控制器、吊鉤GPS位置傳感器和中央控制器 構(gòu)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(fā)送請求吊鉤GPS的命令，吊鉤GPS位置傳感器收到查詢命令后將當(dāng)前 GPS信息通過無線通訊模塊發(fā)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(dāng)前GPS信息和手持GPS控制器自身的GPS信息，來規(guī)劃吊鉤移動路徑，驅(qū)動相應(yīng)的電機 運行，當(dāng)?shù)蹉^到達手持GPS控制器的位置附近，將吊鉤的控制權(quán)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(diào)吊鉤到合理位置進行裝卸貨，完成后中央控制器收到手 持GPS控制器通過信號傳輸?shù)牡蹉^控制權(quán)釋放命令后，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(guān)、操作面板構(gòu)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(guān)和操作面板分別與第一處理器連接。 所述的操作面板上設(shè)置有吊鉤請求和釋放按鈕，顯示屏，GPS和無線信號狀態(tài)顯示 燈和吊鉤控制權(quán)狀態(tài)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(diào)開 關(guān)，第二細調(diào)開關(guān)，第三細調(diào)開關(guān)。
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(guān)構(gòu)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(guān)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(qū)動輸出部件
構(gòu)成；其中第三無線通訊模塊、第三電源和驅(qū)動輸出部件分別與第一處理器連接。 本發(fā)明的有益效果是該發(fā)明中央控制器通過GPS信息，規(guī)劃控制吊鉤移動路徑，
到達目標(biāo)地點后控制權(quán)交給手持GPS控制器，手持控制器細調(diào)吊鉤到合理位置，然后交出
控制器，其它手持GPS控制器請求吊鉤，重復(fù)上述過程。從而將塔司解放出來，本發(fā)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(tǒng)；實現(xiàn)
了吊鉤的自動控制，提高了塔吊的工作效率。


圖1是本發(fā)明手持GPS控制器示意圖；
圖2是本發(fā)明吊鉤GPS位置傳感器示意圖；
圖3是本發(fā)明中央控制器示意圖； 圖4是本發(fā)明手持GPS控制器操作面板的結(jié)構(gòu)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(tǒng)，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(gòu)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(guān)15、操作面板16構(gòu)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(guān)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(shè)置有吊鉤請求和釋放按鈕84，顯示屏85， GPS和無線信號狀態(tài)顯示燈80和吊鉤控制權(quán)狀態(tài)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(diào)開關(guān)81第二細調(diào)開關(guān)82，第三細調(diào)開關(guān)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(guān)25構(gòu)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(guān)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(qū)動輸出部 件34構(gòu)成；其中第三無線通訊模塊31、第三電源32和驅(qū)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(dāng)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(fā)送請求 吊鉤GPS的命令，吊鉤GPS位置傳感器2收到查詢命令后將當(dāng)前GPS信息通過無線通訊模 塊發(fā)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(dāng)前GPS信息和手 持GPS控制器3自身的GPS信息，來規(guī)劃吊鉤移動路徑，驅(qū)動相應(yīng)的電機運行，使吊鉤到達 手持GPS控制器3位置附近。隨后中央控制器3將吊鉤的控制權(quán)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(diào)整到合理位置進行裝卸貨。完成后釋放 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(quán)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(shè)置操作首先將設(shè)置吊鉤GPS位置傳感器2和中央控制器3地址， 并將吊鉤GPS位置傳感器2固定在吊鉤上后接通電源。其次是將中央控制器3安裝在塔吊 駕駛室內(nèi)，并設(shè)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 后輸出控制分別連接到對應(yīng)的原開關(guān)位置上，檢查無誤后把電源連接到駕駛室內(nèi)電源。最 后是將設(shè)置手持GPS控制器1和中央控制器3通訊地址，然后開機。 系統(tǒng)進行前述的初始化過程。通訊初始化中央控制器3按照設(shè)置的吊鉤GPS位 置傳感器2和手持GPS控制器1的地址發(fā)出查詢信息，如果在規(guī)定時間內(nèi)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(yīng)答信息，則初始化失敗，聲光報警。當(dāng)?shù)蹉^GPS 位置傳感器2完成地址設(shè)置開機后，如果在規(guī)定時間內(nèi)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(dāng)手持GPS控制器1完成地址設(shè)置開機后，如果在規(guī)定時間內(nèi)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(fā) 出查詢信息、吊鉤GPS位置傳感器2和手持GPS控制器1能夠收到查詢信息并發(fā)出正常的 應(yīng)答信息，中央控制器2能夠收到它們的應(yīng)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(fā)出初始化成功的聲光信息。 通訊初始化后，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(dāng)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(fā)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，然后第三處理器33發(fā)出命令，通過第三無線通訊模 塊31發(fā)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(fā)送 請求吊鉤GPS的命令，第二處理器23收到查詢命令后通過第二 GPS接收模塊24接收GPS 信息，將當(dāng)前GPS信息通過第二無線通訊模塊21發(fā)送，第三無線通訊模塊31接收，發(fā)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(dāng)前GPS 信息和手持GPS控制器3自身的GPS信息，來規(guī)劃吊鉤移動路徑，通過驅(qū)動輸出部件34驅(qū) 動相應(yīng)的電機運行，使吊鉤到達手持GPS控制器3請求的位置附近，然后通過第三無線通訊 模塊31發(fā)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(quán) 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(diào)。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，吊鉤在吊臂上后退。當(dāng)?shù)蹉^調(diào)整到合適位置，并裝卸貨完成 后，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。 然后信號通過第一無線通訊模塊11發(fā)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(fā)送來的吊鉤控制權(quán)釋放命令后，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(dāng)有GPS和無線 信號GPS通信時，GPS和無線信號狀態(tài)顯示燈80亮，當(dāng)?shù)蹉^有控制權(quán)命令時，吊鉤控制權(quán)狀 態(tài)顯示燈86亮。然后重復(fù)上一段的動作。從而將塔司解放出來，實現(xiàn)吊鉤的自動控制，提 高了塔吊的工作效率。
權(quán)利要求
一種塔吊全自動控制系統(tǒng)，其特征在于由手持GPS控制器(1)、吊鉤GPS位置傳感器(2)和中央控制器(3)構(gòu)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(fā)送請求吊鉤GPS的命令，吊鉤GPS位置傳感器(2)收到查詢命令后將當(dāng)前GPS信息通過無線通訊模塊發(fā)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(dāng)前GPS信息和手持GPS控制器(3)自身的GPS信息，來規(guī)劃吊鉤移動路徑，驅(qū)動相應(yīng)的電機運行，當(dāng)?shù)蹉^到達手持GPS控制器(3)的位置附近，將吊鉤的控制權(quán)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(diào)吊鉤到合理位置進行裝卸貨，完成后中央控制器(3)收到手持GPS控制器(1)通過信號傳輸?shù)牡蹉^控制權(quán)釋放命令后，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(quán)利要求l所述的塔吊全自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的手持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(guān)(15)、操作面板(16)構(gòu)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(guān)(15)和操作面板(16)分別與第一處理器(13)連接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的塔吊全自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的操作面板(16) 上設(shè)置有吊鉤請求和釋放按鈕(84)，顯示屏(85)，GPS和無線信號狀態(tài)顯示燈(80)和吊鉤 控制權(quán)狀態(tài)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(diào)開關(guān) (81)第二細調(diào)開關(guān)(82)，第三細調(diào)開關(guān)(83)。
4. 如權(quán)利要求1所述的塔吊全自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的吊鉤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(guān)(25)構(gòu)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(guān)(25)分別與第二處理器(23)連接。
5. 如權(quán)利要求l所述的塔吊全自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的中央控制器(3)由 第三無線通訊模塊(31)、第三電源(32)、第三處理器(33)和驅(qū)動輸出部件(34)構(gòu)成；其中 第三無線通訊模塊(31)、第三電源(32)和驅(qū)動輸出部件(34)分別與第三處理器(33)連 接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塔吊全自動控制系統(tǒng)，由手持GPS控制器、吊鉤GPS位置傳感器和中央控制器構(gòu)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(fā)明克服了原有系統(tǒng)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(tǒng)。
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(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者石松泉, 魏佩敏 申請人:紹興文理學(xué)院