一种塔吊的远程控制装置、控制方法和智能塔吊制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种塔吊的远程控制装置、控制方法和智能塔吊，该装置包括摄像单元、定位单元、报警单元、控制单元和地面遥控显示装置，摄像单元采集塔吊所在工位的地面环境图像信息，定位单元采集吊钩的位置信息，并发送至控制单元和地面遥控显示装置；所述报警单元设置在塔吊的吊钩上，通过定位单元检测，通过报警单元设置检测吊钩在运行过程中与障碍物的距离，当距离低于设定的安全距离时，所述报警单元进行报警，并将报警信号传输至控制单元；所述控制单元将接收到的地面环境图像信息和吊钩的位置信息无线发送至地面遥控显示装置，并根据接收到的报警信号或地面遥控显示装置发送的操作指令对塔吊的吊钩进行控制。

A remote control device for tower crane, control method and intelligent tower crane

The invention discloses a remote control device, a control method and an intelligent tower crane for a tower crane. The device comprises an imaging unit, a positioning unit, an alarm unit, a control unit and a remote control display device on the ground. The camera unit collects the ground environment image information of the station location of the tower crane, and the location unit collects the position information of the hook. It is sent to the control unit and the ground remote control display device; the alarm unit is set on the hook of the tower crane, detects through the positioning unit, and sets the distance between the obstacle and the obstacle during the operation of the hook through the alarm unit. When the distance is lower than the set safety distance, the alarm unit is alarm and the alarm signal is sent. The control unit transfers the received ground environment image information and the position information of the hook to the ground remote control display device, and controls the hook of the tower crane according to the received alarm signal or the operation instructions sent by the remote control display device on the ground.

【技术实现步骤摘要】
一种塔吊的远程控制装置、控制方法和智能塔吊
本专利技术涉及建筑设备领域，具体涉及一种塔吊的远程控制装置、控制方法和智能塔吊。
技术介绍
塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备，又名“塔式起重机”，用来吊运施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔吊是目前建筑工地上一种必不可少的设备。目前中国正在大力发展基础设施建设，塔吊在建筑工地几乎不可或缺，传统的塔吊的操作室安装在主体支架上，离地面很高，操作员上下操作室需要花费很多的时间且在攀爬时容易发生事故，高空操作对操作员的心理也是一种挑战；另外，恶劣的天气环境下，操作员的视线受阻，导致难以准确的进行施工操作，在冬夏两季由于气温太高或太低，操作员难以长时间进行工作，导致施工效率低。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种塔吊的远程控制装置、控制方法和智能塔吊，通过摄像头拍摄塔吊所在工位的地面环境，定位装置确定吊钩的空间三维坐标，定位装置以及摄像头将获取到的信息实时发送给中央控制器以及地面遥控显示装置，地面遥控装置的屏幕上显示塔吊的三维模型及吊钩的坐标位置，根据接收到的信息该模型姿态会实时发生变化。本专利技术所采用的技术方案是：一种塔吊的远程控制装置，包括定位单元、报警单元、控制单元和地面遥控显示装置；所述定位单元用于采集吊钩的坐标位置信息，并发送至控制单元和地面遥控显示装置，地面遥控显示装置将接收到的吊钩的坐标位置信息赋值到塔吊三维模型上，并在显示该塔吊三维模型；所述报警单元设置在塔吊的吊钩上，检测吊钩在运行过程中与障碍物的距离，当距离低于设定的安全距离时，所述报警单元进行报警，并将报警信号传输至控制单元和地面遥控显示装置；所述控制单元根据接收到的报警信号或地面遥控显示装置发送的操作指令向塔吊电机和钢缆电机输送控制指令，塔吊电机和电缆电机根据接收到的控制指令控制吊钩移动。进一步的，所述控制单元包括中央处理器和第一无线信号收发模块，所述中央处理器设置在塔吊的操作室内；第一无线信号收发模块安装在塔吊的操作室的下方，并与中央处理器连接，所述中央处理器通过第一无线信号收发模块与摄像单元、定位单元、报警单元和地面遥控显示装置通信连接，所述中央处理器还与塔吊电机相连，用于对吊臂的控制；所述中央处理器还与钢缆电机连接，用于对钢缆收放控制。进一步的，还包括摄像单元，所述摄像单元设置在塔吊主体支架的顶端，采集塔吊所在工位的地面环境图像信息，并发送至控制单元和地面遥控显示装置；所述摄像单元、定位单元和报警单元内均设有无线通信模块。进一步的，所述定位单元包括GNSS主天线、GNSS副天线、编码器和GNSS处理板，GNSS主天线、GNSS副天线、编码器分别与GNSS处理板连接；所述GNSS主天线安装于塔吊的操作室内，获取塔吊操作室的位置信息，所述GNSS副天线安装在吊臂上滑动组件的上端，获取吊臂上滑动组件的位置信息；所述编码器安装在吊臂上滑动组件上，用于检测滑轮的滚动圈数从而确定吊钩的下放距离；所述GNSS处理板安装在吊臂上，根据接收到的塔吊操作室的位置信息、吊臂上滑动组件的位置信息以及吊钩的下放距离，计算吊钩的三维坐标位置，并发送至控制单元和地面遥控显示装置。进一步的，所述报警单元包括红外传感器、控制器和报警器，所述红外传感器和报警器分别与控制器连接，所述红外传感器用于采集吊钩在运行过程中与障碍物的距离，并发送给控制器，当距离低于设定的安全距离时，控制器控制报警器报警，并将报警信号发生至控制单元和地面遥控显示装置。进一步的，所述地面遥控显示装置采用工业平板电脑，所述工业平板电脑包括主机、显示屏、触摸屏、电源接口、电源开关、第二无线信号收发模块和电源，所述显示屏、触摸屏、电源接口、电源开关和第二无线信号收发模块分别与主机连接，所述主机通过触摸屏获取用户针对塔吊的远程操作指令，并通过第二无线信号收发模块发送至控制单元，且接收控制单元发送的吊钩的位置信息及塔吊所在工位的地面环境图像信息，并在显示屏上显示。采用上述的塔吊的远程控制装置进行远程控制方法，该方法包括以下步骤：获取塔吊和施工现场的数据，建立塔吊的三维模型；确定当前吊钩的坐标位置信息，并将吊钩的坐标位置信息输入到塔吊的三维模型上；设置吊钩的目标位置坐标，根据塔吊的三维模型获得移动至吊钩的目标位置所需的吊臂转角及吊钩下放长度；根据所需的吊臂转角及吊钩下放长度，控制塔吊电机带动吊臂移动相应的角度，控制钢缆电机带动钢缆收放一定长度，从而使吊钩移动到指定位置。。进一步的，还包括：获取吊钩在运行过程中与障碍物的距离，当距离低于设定的安全距离时，进行报警，并控制塔吊电机停止工作。进一步的，所述当前吊钩的坐标位置信息的确定方法为：获取塔吊的操作室的位置信息以及当前吊臂上滑动组件的位置信息，计算吊臂的航向角以及操作室与吊臂上滑动组件之间的距离；获取吊臂上滑动组件的滑轮滚动的圈数，确定吊钩的下放距离，将吊臂上的滑动组件与吊钩之间的初始距离与吊钩的下放距离相加，得到吊臂上的滑动组件与吊钩之间的距离；根据塔吊的操作室的位置信息、吊臂的航向角、操作室与吊臂上滑动组件之间的距离以及吊臂上的滑动组件与吊钩之间的距离，计算吊钩的三维坐标位置。一种智能塔吊，其特征是，包括上述的塔吊的远程控制装置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过地面遥控显示装置远程遥控操作塔吊，工作人员只需在地面遥控，无需人工坐在高空操作室进行操作，减少了安全隐患，节约了人工上下操作室的时间；(2)本专利技术在在操作塔吊的过程中也不受施工环境的影响，可保证塔吊的连续工作，提高了施工效率；(3)本专利技术采用摄像头和定位单元将地面信息以及吊钩的三维坐标位置信息传输到地面遥控显示装置上，操作人员通过遥控显示装置对塔吊的吊钩进行远程操作，该操作方式更加智能化和人性化，操作精度和操作速度大大提高。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是智能塔吊结构示意图；图2是塔吊的远程控制装置框图；图3是地面遥控装置结构图；图4是塔吊上各点位置示意图；图5是滑轮与编码器关系图；其中，1、塔吊主体支架，2、吊臂，3、吊钩，4、滑动组件，5、中央处理器，6、摄像单元，7、报警单元，8、地面遥控显示装置，9、定位单元，10、第一无线信号收发模块，11、电源接口，12、显示屏，13、电源开关，14、第二无线信号收发模块，15、钢缆，16、滑轮，17、编码器。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在在恶劣的天气环境下，操作员的视线受阻，难以准确的进行施工，在冬夏两季由于气温太高或太本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔吊的远程控制装置，其特征是，包括定位单元、报警单元、控制单元和地面遥控显示装置；所述定位单元用于采集吊钩的坐标位置信息，并发送至控制单元和地面遥控显示装置，地面遥控显示装置将接收到的吊钩的坐标位置信息赋值到塔吊三维模型上，并在显示该塔吊三维模型；所述报警单元设置在塔吊的吊钩上，检测吊钩在运行过程中与障碍物的距离，当距离低于设定的安全距离时，所述报警单元进行报警，并将报警信号传输至控制单元和地面遥控显示装置；所述控制单元根据接收到的报警信号或地面遥控显示装置发送的操作指令向塔吊电机和钢缆电机输送控制指令，塔吊电机和电缆电机根据接收到的控制指令控制吊钩移动。

【技术特征摘要】
1.一种塔吊的远程控制装置，其特征是，包括定位单元、报警单元、控制单元和地面遥控显示装置；所述定位单元用于采集吊钩的坐标位置信息，并发送至控制单元和地面遥控显示装置，地面遥控显示装置将接收到的吊钩的坐标位置信息赋值到塔吊三维模型上，并在显示该塔吊三维模型；所述报警单元设置在塔吊的吊钩上，检测吊钩在运行过程中与障碍物的距离，当距离低于设定的安全距离时，所述报警单元进行报警，并将报警信号传输至控制单元和地面遥控显示装置；所述控制单元根据接收到的报警信号或地面遥控显示装置发送的操作指令向塔吊电机和钢缆电机输送控制指令，塔吊电机和电缆电机根据接收到的控制指令控制吊钩移动。2.根据权利要求1所述的塔吊的远程控制装置，其特征是，所述控制单元包括中央处理器和第一无线信号收发模块，所述中央处理器设置在塔吊的操作室内；第一无线信号收发模块安装在塔吊的操作室的下方，并与中央处理器连接，所述中央处理器通过第一无线信号收发模块与摄像单元、定位单元、报警单元和地面遥控显示装置通信连接，所述中央处理器与塔吊电机相连，用于对吊臂的控制；所述中央处理器还与钢缆电机连接，用于对钢缆收放控制。3.根据权利要求1所述的塔吊的远程控制装置，其特征是，还包括摄像单元，所述摄像单元设置在塔吊主体支架的顶端，采集塔吊所在工位的地面环境图像信息，并发送至控制单元和地面遥控显示装置；所述摄像单元、定位单元和报警单元内均设有无线通信模块。4.根据权利要求1所述的塔吊的远程控制装置，其特征是，所述定位单元包括GNSS主天线、GNSS副天线、编码器和GNSS处理板，GNSS主天线、GNSS副天线、编码器分别与GNSS处理板连接；所述GNSS主天线安装于塔吊的操作室内，获取塔吊操作室的位置信息，所述GNSS副天线安装在吊臂上滑动组件的上端，获取吊臂上滑动组件的位置信息；所述编码器安装在吊臂上滑动组件上，用于检测滑轮的滚动圈数从而确定吊钩的下放距离；所述GNSS处理板安装在吊臂上，根据接收到的塔吊操作室的位置信息、吊臂上滑动组件的位置信息以及吊钩的下放距离，计算吊钩的三维坐标位置，并发送至控制单元和地面遥控显示装置。5.根据权利要求1所述的塔吊的远程控制装置，其特征是，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，王胜利，于明卫，肖发坤，王思又，
申请(专利权)人：山东天星北斗信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37