基于WiFi無線船舶起重機吊臂安全檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及安全檢測系統，具體涉及一種基于WiFi無線船舶起重機吊臂安全檢測系統。
【背景技術】
[0002]船用起重機(ship’s cargo handling gear)是船舶自備的用于裝卸貨物的裝置。船用起重機是在內河或海上環境中執行運輸作業的一種特殊起重機，主要用于艦船間貨物的運輸轉移、海上補給、水下作業設備的投放與回收等重要任務。它主要由吊桿、起重柱(或起重桅)、索具和絞車(或起貨機)等組成。吊桿是船上傳統的起貨設備，雖然繩索繁多，操作麻煩，但結構簡單，制造容易，成本低廉，至今仍被廣泛采用。
[0003]用吊桿裝卸貨物時，吊桿首先吊起貨物，再拉動牽索使貨物隨吊桿一起擺向舷外或貨艙口，然后放下貨物，把吊桿轉回至原位，如此往返作業。內河或海上特殊的應用環境給船用起重機的控制帶來了很大的挑戰性。一方面，類似陸上各種欠驅動吊車設備，需要控制負載運輸過程中產生的擺動，保證其定位精度與運輸效率；另一方面，由于這種起重機固定于船舶等運動平臺上，平臺本身的運動會對負載運動產生強烈的影響，且很多情況下，負載起吊與降落點處的運動情況與吊車本身的運動不一致。具體而言，在工作過程中，吊車船與接收船會隨海浪縱搖、橫搖與升沉，這些運動將導致負載發生擺動；特別是在升降過程中，船舶的此類運動易導致已吊起的負載再次與甲板相撞，或使已放下但尚未脫離吊鉤的負載再次懸空，這些都會威脅作業的安全，由于裝卸時每次都要用牽索擺動吊桿，這樣吊桿長年累月的負荷很容易彎曲變形，安全急患是一個不容忽視的問題。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于:提供一種基于WiFi無線船舶起重機吊臂安全檢測系統，有效的克服了這一安全問題，為起重機的進一步安全應用奠定基礎。
[0005]本實用新型的技術解決方案是:該安全檢測系統包括微處理器、彎曲傳感器、運放放大器、A/D轉換器、按鍵、存儲器、報警器、WiFi模塊和電源，若干個彎曲傳感器經各自的運放放大器連接A/D轉換器，微處理器上依電回路方式連接A/D轉換器、按鍵、存儲器、報警器、WiFi模塊和電源，整體構成基于WiFi無線船舶起重機吊臂安全檢測系統的電路。
[0006]安裝時，把若干個彎曲傳感器按檢測陣列排列放置在吊臂受力最重的區域，在這一檢測范圍的任意一區域，只要有某一部分稍微有變形，系統就通過無線WiFi把報警信號實時傳遞給用戶。
[0007]本實用新型的優點是:
[0008]1、把檢測傳感器放置在吊臂受力最重的區域，只要保證這段在合理區間，起重機的吊臂工作基本上就可以認為是正常的。
[0009]2、傳感器采用彎曲傳感器flex，每個傳感器的長度是5cm，當傳感器的金屬面向外彎曲時，傳感器的電阻值會發生變化，把一到十號10個傳感器按檢測陣列分布排列在吊臂容易變形區，在這一檢測范圍的任意一區域，只要有某一部分稍微有變形，系統就通過無線WiFi把報警信號實時傳遞給用戶。
[0010]3、傳感器實時動態檢測起重機吊臂受力彎曲情況，采用WiFi無線傳輸，高效可靠，不易受干擾，用戶采用手機或筆記本做為接收終端，使用方便，無需再另外開發接收設備，成本低廉，實用性強。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型原理框圖。
[0012]圖2為圖1的電路原理圖。
[0013]圖3為傳感器安裝吊臂示意圖。
[0014]圖4為傳感器檢測陣列分布示意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1-4所示，該安全檢測系統包括微處理器、彎曲傳感器、運放放大器、A/D轉換器、按鍵、存儲器、報警器、WiFi模塊和電源，若干個彎曲傳感器經各自的運放放大器連接A/D轉換器，微處理器上依電回路方式連接A/D轉換器、按鍵、存儲器、報警器、WiFi模塊和電源，整體構成基于WiFi無線船舶起重機吊臂安全檢測系統的電路。
[0016]該安全檢測系統的工作流程如下:把10路彎曲傳感器按檢測陣列排列放置在吊臂受力最重的區域，檢測信號給運放放大器后經A/D轉換器送給微處理器；
[0017]微處理器通過AD轉換器實時輪循讀取各傳感器的值，再和各路傳感器的修正值進行運算得到彎曲度的值，如發現任何一點有彎曲變形，立即啟動本地蜂鳴器報警提示有危險，同進把彎曲程度及報警信號通過WiFi模塊傳給用戶的手機或筆記本電腦，用戶收到信號后停止起重機操作然后進行檢修；當鋰電池電壓不足時，啟動低壓報警，并把電量和低壓信號通過WiFi傳給用戶，以提示充電。
[0018]微處理器采用STC15W408AS，它具有如下特點:
[0019]I)增強8051CPU，1T，單時鐘/機器周期，速度比普通8051快8-12倍；
[0020]2)寬工作電壓:5.5V-2.4V ;
[0021]3) 4K/8K/10K/12K/13K字節片內Flash程序存儲器，擦寫次數10萬次以上；
[0022]4)片內集成512字節的SRAM ；
[0023]5)有片內EEPROM功能，擦寫次數10萬次以上；
[0024]6) ISP/IAP，在系統可編程/在應用可編程，無需編程器/仿真器；
[0025]7) 8通道10位高速ADC，速度可選30萬次/秒，3路PWM還可當3路DA使用；
[0026]8 )共3通道捕獲/比較單元(CCP/PWM/PCA)，也可用來在實現3個定時器或3個外部中斷；
[0027]9)內部高可靠復位，8級可選復位門檻電壓，可徹底省掉外部復位電路；
[0028]10)內部高精度R/C時鐘，土 1%溫飄(_40°C - +85°C )，常溫、溫飄千分之5，內部時鐘從 5MHz-35MHz。
[0029]WiFi模塊采用以太網轉串口 WIF1-232，串口服務器-RS232/RS485設備聯網轉換器是用來將TCP網絡數據包或UDP數據包與RS232或RS485接口數據實現透明傳輸的設備，產品體積小巧，功耗低，處理速度快，響應迅速，穩定性高。它集成10/100M自適應以太網接口，串口通信最高波特率高達230.4kbps，具有TCP Server，TCP Client，UDP以及UDPServer工作模式，通過軟件輕松配置，通過網口進行設置。
[0030]報警部分采用蜂鳴器，存儲器采用24⑶8。
[0031]AD轉換器采用10路12位SPI接口的TLC2543，TI公司的TLC2543 12位串行A/D轉換器，使用開關電容逐次逼近技術完成A/D轉換過程。由于是串行輸入結構，能夠節省1 口，其特點有:
[0032](1)12位分辨率A/D轉換器；
[0033](2)在工作溫度范圍內10 μ s轉換時間；
[0034](3)11個模擬輸入通道；
[0035](4) 3路內置自測試方式；
[0036](5)米樣率為 66kbps ；
[0037](6)線性誤差+ILSB (max)
[0038](7)有轉換結束(EOC)輸出；
[0039](8 )具有單、雙極性輸出；
[0040](9)可編程的MSB或LSB前導；
[0041](10)可編程的輸出數據長度。
[0042]各路運算放大器采用LM358，LM358內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。
[0043]電源采用7.4伏1200mA可充電鋰電池。
【主權項】
1.基于WiFi無線船舶起重機吊臂安全檢測系統，其特征是:該安全檢測系統包括微處理器、彎曲傳感器、運放放大器、A/D轉換器、按鍵、存儲器、報警器、WiFi模塊和電源，若干個彎曲傳感器經各自的運放放大器連接A/D轉換器，微處理器上依電回路方式連接A/D轉換器、按鍵、存儲器、報警器、WiFi模塊和電源，整體構成基于WiFi無線船舶起重機吊臂安全檢測系統的電路。
【專利摘要】本實用新型公開了基于WiFi無線船舶起重機吊臂安全檢測系統，若干個彎曲傳感器經各自的運放放大器連接A/D轉換器，微處理器上依電回路方式連接A/D轉換器、按鍵、存儲器、報警器、WiFi模塊和電源，整體構成基于WiFi無線船舶起重機吊臂安全檢測系統的電路。本實用新型的傳感器實時動態檢測起重機吊臂受力彎曲情況，采用WiFi無線傳輸，高效可靠，不受干擾，采用手機或筆記本做為接收終端，使用方便，無需再另外開發接收設備，成本低廉，實用性強。
【IPC分類】B66C13-16, B66C23-88
【公開號】CN204569243
【申請號】CN201520179711
【發明人】刁志剛, 盧志珍, 朱彩霞
【申請人】淮安信息職業技術學院
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月27日