專利名稱：圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置的制作方法
技術領域：
本專利涉及一種圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置，特別涉及一種利用多種傳感器實現塔吊安全實現裝置。
背景技術：
一種塔吊群交叉作業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備和一臺地面控制臺構成，終端設備設置在每臺作業塔吊上；所述的終端設備包括1) 一終端控制器，內置終端軟件，用于相關塔吊群各項工作參數的設定，狀態信息的采集與計算，防碰撞算法的運行，塔吊群運行狀態的實時圖形化顯示；幻一無線通信模塊，該模塊具有RS232標準接口，具備9. 6Kbps以上波特率，用于完成塔吊之間的相關數據傳輸；3) 1 3個AB相增量編碼器，用于采集塔臂回轉，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，用于采集塔吊回轉，小車運動的矯正信息，以及采集塔臂回轉，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、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，內置基于虛擬儀器設計的監控軟件，用于地面人員對塔吊群遠程設定、實時監測和人工調度；2) — 無線通信模塊，該模塊具有RS232標準接口，具備9. 6Kbps以上波特率，用于完成地面控制臺與終端測控設備間的數據傳輸；無線通信模塊通過RS232接口與計算機連接。
發明內容
要解決的問題解決現有塔吊操作中的防撞問題。技術方案如圖1所示為圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置，傳感器(101) 通過模擬、數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轉換芯片轉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 組成圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現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)組成圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置的顯示部分；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轉換芯片(202)轉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，Freescale PowerPC系列處理器，TI的M430系列處理器及TI的DSP系列處理
ο圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置由重力傳感器、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，裝置應能向司機發出斷續的聲光報警。當起重量和起重力矩達到額定工作能力 100%以上時，裝置向司機發出連續清晰報警，且只有在降低到額定能力的100%以內時停止報警；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)、轉角傳感器 (304)、風速傳感器(305)；重力傳感器(301)串聯接入掛鉤上，當塔吊掛鉤上吊上重物時，會在傳感器上產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電流環路輸入001)，將電流轉換為電壓信號輸出 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) 將電流信號轉換為電壓信號，經過電容(404)濾波后由電壓信號輸出(40 輸出；如圖5所示，VF轉換芯片(501)，電壓信號輸出(402)連接電壓輸入口 VIN(503)， 經過VF轉換芯片(501)轉換為頻率信號由FOUT (50 輸出，連接到處理器，由處理器計數單位時間內脈沖的個數，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重力傳感器上掛勾重物的重量產生一個電壓，利用運算放大器生成一個0-20mA或4-20mA的一個電流，利用電阻將電流轉換為電壓，利用V/F轉換芯片將采樣的電壓轉換為脈沖，通過光耦隔離電路將脈沖傳送給處理器進行處理，處理器根據單位時間內采樣的脈沖數得到塔機掛鉤上物體的重量。有益效果利用塔吊的安全監控裝置，當塔吊轉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，當小車變幅小于設定值時，報警并停止；
四
圖1圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置系統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轉換原理圖五具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施方式進行詳細描述優選實例1 如圖1所示為圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置，傳感器(101) 通過模擬、數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轉換芯片轉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 組成圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現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)組成圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置的顯示部分；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)。優選實例2 如圖2所示，傳感器(201)通過VF轉換芯片(202)轉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，Freescale PowerPC系列處理器，TI的M430系列處理器及TI的DSP系列處理
ο優選實例3:圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置由重力傳感器、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，裝置應能向司機發出斷續的聲光報警。當起重量和起重力矩達到額定工作能力 100%以上時，裝置向司機發出連續清晰報警，且只有在降低到額定能力的100%以內時停止報警；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)、轉角傳感器 (304)、風速傳感器(305)；重力傳感器(301)串聯接入掛鉤上，當塔吊掛鉤上吊上重物時，會在傳感器上產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電流環路輸入001)，將電流轉換為電壓信號輸出 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) 將電流信號轉換為電壓信號，經過電容(404)濾波后由電壓信號輸出(40 輸出；如圖5所示，VF轉換芯片(501)，電壓信號輸出(402)連接電壓輸入口 VIN(503)， 經過VF轉換芯片(501)轉換為頻率信號由FOUT (50 輸出，連接到處理器，由處理器計數單位時間內脈沖的個數，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重力傳感器上掛勾重物的重量產生一個電壓，利用運算放大器生成一個0-20mA或4-20mA的一個電流，利用電阻將電流轉換為電壓，利用V/F轉換芯片將采樣的電壓轉換為脈沖，通過光耦隔離電路將脈沖傳送給處理器進行處理，處理器根據單位時間內采樣的脈沖數得到塔機掛鉤上物體的重量。雖然結合附圖對本發明的實施方式進行說明，但本領域普通技術人員可以在所附權利要求的范圍內作出各種變形或修改。
權利要求
1.圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置，其特征是圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置，傳感器(101)通過模擬、數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轉換芯片轉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 組成圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現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) 組成圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置的顯示部分；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.根據權利要求1所述的圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置，其特征是傳感器 (201)通過VF轉換芯片(20 轉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，Freescale PowerPC 系列處理器，TI的M430系列處理器及TI的DSP系列處理器。
3.根據權利要求1所述的圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置，其特征是根據重力傳感器上掛勾重物的重量產生一個電壓，利用運算放大器生成一個0-20mA或4-20mA的一個電流，利用電阻將電流轉換為電壓，利用V/F轉換芯片將采樣的電壓轉換為脈沖，通過光耦隔離電路將脈沖傳送給處理器進行處理，處理器根據單位時間內采樣的脈沖數得到塔機掛鉤上物體的重量。
全文摘要
本發明涉及一種圖像監控、防撞一體化塔吊安全實現裝置，特別涉及一種利用多種傳感器實現塔吊安全實現裝置。解決現有塔吊操作中的防撞問題。根據重力傳感器上掛勾重物的重量產生一個電壓，利用運算放大器生成一個0-20mA或4-20mA的一個電流，利用電阻將電流轉換為電壓，利用V/F轉換芯片將采樣的電壓轉換為脈沖，通過光耦隔離電路將脈沖傳送給處理器進行處理，處理器根據單位時間內采樣的脈沖數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 優先權日2012年1月4日
發明者何軍強, 華東, 季華, 張旭東, 錢仕龍 申請人:杭州鴻泉數字設備有限公司