專利名稱：基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及屬于建筑腳手架機電設備的監測控制技術領域，具體涉及一種基 于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置。
背景技術：
隨著高層、超高層建筑迅猛發展，在高層及超高層建筑施工過程中常規的滿高腳 手架凸顯出搭設困難、耗資(費時、費工、費料)巨大、安全性差等缺陷。20世紀80年代后 期，國內的專家學者研制出了適宜于高層、超高層建筑施工的附著升降腳手架，并在90年 代初開始走向市場并迅速推廣。附著升降腳手架突出的經濟性、適用性和專項技術特點使 其發展走上了腳手架工程專業化發展之路。附著升降腳手架主要由架體結構、附著支承結構和升降動力控制設備三部分組 成。升降動力控制設備主要由電控柜和電動葫蘆組成，大多數動力控制設備缺乏對提升過 程中腳手架各個吊點的載荷監控，使得提升過程中的安全性和可靠性大大降低。有關升降 式腳手架提升過程中的絞索載荷檢測的研究工作受到重視，附著升降腳手架提升過程中各 吊點的同步性完全可以通過載荷平衡來實現，如果吊點間提升不同步，則會引起吊點間的 載荷不平衡，如果吊點間的載荷差過大，則會引起腳手架的變形，甚至破壞腳手架的結構， 從而影響提升過程的安全性和可靠性。已推出了一些升降式腳手架的載荷檢測系統，如青 島海洋大學和上海第三建筑公司合作開發的分布式腳手架檢測系統，南京建筑工程學院開 發的腳手架計算機監控系統，山東大學設計的導軌式自升降腳手架遙控系統，桂林電子科 技大學與廣西區一建合作開發的腳手架提升拉力監測系統等。但是這些系統并沒有很快的 在建筑行業進行推廣應用，其主要原因就是這些系統結構復雜，安裝困難，可靠性差，成本
曰蟲 印貝。
實用新型內容本實用新型的目的在于公開一種基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝 置，該裝置能夠高效、可靠地解決工程中廣泛存在的附著升降腳手架提升過程中的載荷不 平衡和不同步問題，且因采用嵌入式系統，具有低功耗、體積小、集成度高的特點。本實用新型設計的基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置包括控制中 心，與之連接的電控柜，布置在腳手架的各個吊點的測力傳感器。本監控裝置的控制中心為 嵌入式系統，嵌入式系統的核心為嵌入式微處理器，測力傳感器內置有電流變送器，1 32 個吊點的測力傳感器經信號調理電路接入嵌入式系統，嵌入式系統接有輸入裝置，還接有 聲光報警器。如果系統只使用1個吊點，則可應用于單片式升降腳手架，或者其他起重設備的 載荷監控。測力傳感器內置有電流變送器，其壓力/拉力傳感器采集的載荷信號經電流變送 器轉換為電流信號輸出。[0008]信號調理電路包括I/V轉換子電路和A/D轉換器。各測力傳感器的電流信號接入 I/V轉換子電路，I/V轉換子電路的輸出端連接A/D轉換器，A/D轉換器的輸出端接入嵌入 式微處理器。各測力傳感器的電流信號經I/V轉換子電路為電壓信號。A/D轉換器將模擬 電壓信號轉換為數字電壓信號由輸出端送入嵌入式微處理器。為了使信號調理電路具有共模抑制能力避免干擾，嵌入式系統不受信號調理電路 及傳感器輸入干擾，A/D轉換器經光電隔離子電路接入嵌入式微處理器。嵌入式微處理器包括有數據采集模塊、數據分析模塊、參數設置模塊及控制模塊， 數據采集模塊從信號調理電路的A/D轉換器采集各個吊點的實時載荷數據；數據分析模塊 分析各個吊點的實時載荷，與存儲的各吊點的設定的報警載荷值比較，當某吊點的載荷值 大于高限報警值或小于低限報警值即向聲光報警器發送指令報警；控制模塊將各個吊點的 實時載荷與存儲的各吊點設定的停機載荷值比較，當某吊點的載荷值大于高限停機值或小 于低限停機值即向電控柜發出停機指令，保護腳手架系統的安全運行。輸入裝置經參數設 置模塊設置報警載荷值和停機載荷值。本嵌入式系統還接有顯示器，其嵌入式微處理器還包括有圖形界面模塊和數據顯 示模塊，圖形界面模塊將各吊點的實時載荷數據轉換為直觀圖形，經數據顯示模塊，將各吊 點的實時載荷數據送入顯示器，動態顯示各吊點的載荷變化圖形，可為柱形圖、曲線圖，還 可顯示報警提示。使操作者對各個吊點載荷情況更加直觀、方便地觀看。本嵌入式系統還接有數據轉儲模塊，該模塊保存各吊點的設定的報警載荷值和停 機載荷值，還可將各吊點的實時載荷數據保存方便對施工過程的管理和研究。本裝置開始使用時通過測試，獲得附著升降腳手架提升初始狀態的各個吊點載荷 值，通過電控柜的點動按鍵控制各個吊點處于同一高度平面即載荷值基本相同，用輸入裝 置設置提升過程中的載荷報警值及停機值。本裝置通過各吊點的測力傳感器實時監測各個 吊點的載荷值，送至嵌入式系統進行決策，判斷提升過程是否處于安全狀態，如果實時監測 某一吊點的載荷值大于高限報警值或小于低限報警值，聲光報警器發出報警提示。如果實 時監測的載荷值大于高限停機值或者小于低限停機值，則發出停機指令，電控柜強制停止 電動裝置運行并發出報警。本實用新型基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置與傳統的電動附著 升降腳手架提升系統的相比的顯著優勢為1、實時在線掌握各個吊點的載荷值，提升過程 某個吊點超載或欠載及時報警或直接停機，保證腳手架系統的運行安全；2、嵌入式系統功 耗低、體積小、集成度高，使本裝置結構輕巧，便攜，方便與電控柜聯合使用，無需外接電腦 等附加設備；3、整體電路架構優化，性能穩定，可靠性強，便于使用。
圖1為本基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置實施例的結構框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本本基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置實施例作 進一步詳細說明如圖1所示，本基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置實施例包括作為控制中心的嵌入式系統，與之連接的電控柜，均布于腳手架的各吊點的32個測力傳感器經 信號調理電路接入嵌入式系統，嵌入式系統接有輸入裝置，還接有顯示器、存儲器、聲光報
目命O嵌入式系統的核心為嵌入式微處理器，采用基于ARM核的32位高性能嵌入式微處 理器，包括有數據采集模塊、數據分析模塊、參數設置模塊、控制模塊，圖形界面模塊、數據 顯示模塊和數據轉儲模塊。測力傳感器為適應粉塵大、濕度高、電磁干擾大的惡劣工作環境的柱式拉力傳感 器，內置有電流變送器，可測量拉、壓力值，輸出對稱性好，抗偏載能力強，輸出標準4 20mA信號。信號調理電路包括I/V轉換子電路、光電隔離子電路和A/D轉換器。各測力傳感 器的電流信號接入Ι/ν轉換子電路，I/V轉換子電路的輸出端連接各A/D轉換器，各A/D轉 換器經光電隔離電路接入嵌入式微處理器，為了降低硬件成本，減少硬件系統的冗余性，本 例采用4個A/D轉換器，每個A/D轉換器分時采集8個測力傳感器的數據。A/D轉換器的輸 出端接入嵌入式微處理器。上述實施例，僅為對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進一步詳細說明的 具體個例，本實用新型并非限定于此。凡在本實用新型的公開的范圍之內所做的任何修改、 等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置，包括控制中心，與之連接的電控 柜，布置在腳手架的各個吊點的測力傳感器；其特征在于所述控制中心為嵌入式系統，嵌入式系統的核心為嵌入式微處理器，測力傳感器內置 有電流變送器，1 32個吊點的測力傳感器經信號調理電路接入嵌入式系統，嵌入式系統 接有輸入裝置，還接有聲光報警器。
2.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置，其特征在于所述信號調理電路包括I/V轉換子電路和A/D轉換器；各測力傳感器的電流信號接入 I/V轉換子電路，I/V轉換子電路的輸出端連接A/D轉換器，A/D轉換器的輸出端連接嵌入 式微處理器。
3.根據權利要求2所述的基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置，其特征在于所述A/D轉換器經光電隔離子電路接入嵌入式微處理器。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝 置，其特征在于所述嵌入式微處理器包括有數據采集模塊、數據分析模塊、參數設置模塊及控制模塊。
5.根據權利要求4所述的基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置，其特征在于所述嵌入式系統接有顯示器，其嵌入式微處理器還包括有圖形界面模塊和數據顯示模塊。
6.根據權利要求4所述的基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置，其特征在于所述嵌入式系統還接有數據轉儲模塊。
專利摘要本實用新型為基于嵌入式系統的附著升降腳手架提升監控裝置，本監控裝置的控制中心為以嵌入式微處理器為核心，1～32個內置電流變送器的測力傳感器經信號調理電路接入嵌入式系統，嵌入式系統接有輸入裝置和聲光報警器。信號調理電路包括I/V轉換子電路和A/D轉換器。為使嵌入式系統不受信號調理電路及傳感器輸入干擾，A/D轉換器經光電隔離子電路接入嵌入式微處理器。嵌入式微處理器包括有數據采集模塊、數據分析模塊、參數設置模塊及控制模塊，采集各個吊點的實時載荷數據；分析實時載荷，與各吊點設定的報警及停機載荷值比較，超限即報警或停機。本裝置保證腳手架提升過程安全運行；功耗低、體積小、集成度高，可靠性強，便于使用。
文檔編號E04G3/32GK201924578SQ201120021340
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月21日 優先權日2011年1月21日
發明者劉光宇, 劉夫云, 張應紅, 張旭, 莫秋云 申請人:桂林電子科技大學