可视化塔吊控制系统技术方案

可视化塔吊控制系统，包括塔吊、吊物辅助支持组件、安全监测组件、PC机、单片机；吊物辅助支持组件包括摄像头A、摄像头B、摄像头C及毫米波雷达；安全监测组件包括激光测距模块、平臂变形检测模块、塔身倾斜检测模块及风力检测模块。PC机分别与摄像头A、摄像头B、摄像头C、毫米波雷达通信连接，其用于数据进行可视化展示。本实用新型专利技术通过毫米波雷达和多个摄像头的组合，获取吊塔周边的视野及障碍物分布情况，操作人员基于摄像头获取的图像和毫米波雷达获取的雷达图，即可准确把握作业现场环境信息，进而在地面操控室内就可以对塔吊进行远程精准操控，降低了操作人员的工作强度。降低了操作人员的工作强度。降低了操作人员的工作强度。

【技术实现步骤摘要】
可视化塔吊控制系统


[0001]本技术涉及建筑机械控制
，特别是一种可视化塔吊控制系统。

技术介绍

[0002]在新型城镇化发展进程中，塔吊是一种不可或缺的起重装置，其安全问题不容忽视，为了兼顾发展时的安全问题，我们对此投入了极大的关注和重视，因为其安全问题不仅作为城镇化发展质量的一大标量，更是关乎塔吊作业人员的生命安全，其严重性不容小觑。
[0003]目前常见的塔吊结构如图3所示，包括塔基11、塔身12、平臂13、第一驱动装置(图中未示出)、小车15、第二驱动装置(图中未示出)和吊物组件。塔基11固定安装在地面上。塔身12固定连接在塔基11上端。平臂13通过第一驱动装置可转动的连接在塔身12上端，平臂13在第一驱动装置的驱动下做水平面上的转动，平臂13以转动连接点为界，两端分别为平衡臂段131和起重臂段132。小车15通过第二驱动装置活动连接在平臂13的起重臂段132上，小车15在第二驱动装置的驱动下沿着平臂13的起重臂段132做往复直线运动。吊物组件包括钢缆171、第三驱动装置(图中未示出)和吊钩173，钢缆171设置在小车15下端，并通过第三驱动装置与小车15关联，吊钩连接在钢缆171下端，通过第三驱动装置控制钢缆171的收线或放线，进而控制吊钩173做竖直升降移动。
[0004]塔吊驾驶员需在位于高空的小车中控制塔吊，一方面，驾驶员高空作业存在一定的安全隐患，驾驶员高空作业精神长时间处于高度紧张状态，容易产生疲劳感；另一方面，吊取物件时，通常是通过驾驶员本人肉眼观察、驾驶员本人经验分析、地面人员通过对讲机联络驾驶员等方式辅助吊取物件，这种方式比较粗放和原始，吊取物件的效率和成功率较大程度上依赖驾驶员的个人能力；再一方面，驾驶员操控塔吊执行各种动作的时候存在一定的误操作几率，若因误操作撞到障碍物或伤害到人，后果不堪设想。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是克服现有技术的不足，而提供一种可视化塔吊控制系统，它解决了目前的塔吊控制方式比较粗放和原始，吊运物件的效率难以保障，存在一定的误操作几率的问题。
[0006]本技术的技术方案是：可视化塔吊控制系统，包括塔吊；塔吊包括塔基、塔身、平臂、第一驱动装置、小车、第二驱动装置和吊物组件；塔基固定安装在地面上；塔身固定连接在塔基上端；平臂通过第一驱动装置可转动的连接在塔身上端，平臂在第一驱动装置的驱动下做水平面上的转动，平臂以转动连接点为界，两端分别为平衡臂段和起重臂段；小车通过第二驱动装置活动连接在平臂的起重臂段上，小车在第二驱动装置的驱动下沿着平臂的起重臂段做往复直线运动；吊物组件包括钢缆、第三驱动装置和吊钩，钢缆设置在小车下端，并通过第三驱动装置与小车关联，吊钩连接在钢缆下端，通过第三驱动装置控制钢缆的收线或放线，进而控制吊钩做竖直升降移动；
[0007]其还包括吊物辅助支持组件、安全监测组件、PC机、单片机；
[0008]吊物辅助支持组件包括摄像头A、摄像头B、摄像头C及毫米波雷达；摄像头A安装在塔身上，其用于获取塔身周边的地面及空中的视野，摄像头B安装在起重臂段下端，其用于获取起重臂段的下部区域的视野，摄像头C安装在小车下端，其用于获取吊钩及吊钩正下方的视野；毫米波雷达安装在起重臂段下端，其用于获取起重臂段的下部区域的障碍物分布情况；
[0009]安全监测组件包括激光测距模块、平臂变形检测模块、塔身倾斜检测模块及风力检测模块；两个激光测距模块分别安装在平臂起重臂段相对的两侧壁上，两个激光测距模块的光线射出方向均平行于起重臂段并向起重臂段末端延伸，其用于检测起重臂段的转动路径上是否存在阻挡物；平臂变形检测模块安装在起重臂段下端，其用于检测起重臂段的弯曲变形程度；塔身倾斜检测模块安装在塔身上，其用于检测塔身的弯曲变形程度；风力检测模块安装在塔身和/或平臂上，其用于检测风力等级；
[0010]PC机分别与摄像头A、摄像头B、摄像头C、毫米波雷达通信连接，其用于对摄像头A、摄像头B、摄像头C获取的图像及毫米波雷达获取的雷达数据进行可视化展示；
[0011]单片机的信号输入端分别与激光测距模块、平臂变形检测模块、塔身倾斜检测模块、风力检测模块通信连接，单片机的信号输出端分别与第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、PC机通信连接。
[0012]本技术进一步的技术方案是：PC机还包含快速帧抓取器和图像边缘计算模块；快速帧抓取器分别与摄像头A、摄像头B、摄像头C通信连接，以捕捉摄像头A、摄像头B、摄像头C拍摄的视频图像中的每一帧；图像边缘计算模块与快速帧抓取器通信连接，以对快速帧抓取器提取出的帧画面进行物体轮廓描边处理。
[0013]本技术与现有技术相比具有如下优点：
[0014]1、通过毫米波雷达和多个摄像头的组合，获取吊塔周边的视野及障碍物分布情况，操作人员基于摄像头获取的图像和毫米波雷达获取的雷达图，即可准确定位物料和把握作业现场环境信息，进而在地面操控室内就可以对塔吊进行远程精准高效的操控，降低了操作人员的工作强度。
[0015]2、通过安全监测组件对塔吊的运行状态信息及外部环境信息进行监测，并建立了一整套完善的风险预警及处置流程，帮助操作人员实时了解到塔吊的状态信息，确保塔吊安全工作，极大提高了塔吊作业的安全性。
[0016]以下结合图和实施例对本技术作进一步描述。
附图说明
[0017]图1为本技术的结构示意图；
[0018]图2为本技术各部件的通信连接关系示意图；
[0019]图3为现有的塔吊结构示意图。
[0020]图例说明：塔基11；塔身12；平臂13；平衡臂段131；起重臂段132；第一驱动装置14；小车15；第二驱动装置16；钢缆171；第三驱动装置172；吊钩173；摄像头A21；摄像头B22；摄像头C23；毫米波雷达24；激光测距模块31；平臂变形检测模块32；塔身倾斜检测模块33；风力检测模块34；PC机4；快速帧抓取器41；图像边缘计算模块42；单片机5。
具体实施方式
[0021]实施例1：
[0022]如图1
‑
2所示，可视化塔吊控制系统，包括塔吊、吊物辅助支持组件、安全监测组件、PC机、单片机。
[0023]塔吊包括塔基11、塔身12、平臂13、第一驱动装置14、小车15、第二驱动装置16和吊物组件。塔基11固定安装在地面上。塔身12固定连接在塔基11上端。平臂13通过第一驱动装置14可转动的连接在塔身12上端，平臂13在第一驱动装置14的驱动下做水平面上的转动，平臂13以转动连接点为界，两端分别为平衡臂段131和起重臂段132。小车15通过第二驱动装置16活动连接在平臂13的起重臂段132上，小车15在第二驱动装置16的驱动下沿着平臂13的起重臂段132做往复直线运动。吊物组件包括钢缆171、第三驱动装置172和吊钩173，钢缆171设置在小车15下端，并通过第三驱动装置172与小车15关联，吊钩173连接在钢缆1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可视化塔吊控制系统，包括塔吊；塔吊包括塔基、塔身、平臂、第一驱动装置、小车、第二驱动装置和吊物组件；塔基固定安装在地面上；塔身固定连接在塔基上端；平臂通过第一驱动装置可转动的连接在塔身上端，平臂在第一驱动装置的驱动下做水平面上的转动，平臂以转动连接点为界，两端分别为平衡臂段和起重臂段；小车通过第二驱动装置活动连接在平臂的起重臂段上，小车在第二驱动装置的驱动下沿着平臂的起重臂段做往复直线运动；吊物组件包括钢缆、第三驱动装置和吊钩，钢缆设置在小车下端，并通过第三驱动装置与小车关联，吊钩连接在钢缆下端，通过第三驱动装置控制钢缆的收线或放线，进而控制吊钩做竖直升降移动；其特征是，其还包括吊物辅助支持组件、安全监测组件、PC机、单片机；吊物辅助支持组件包括摄像头A、摄像头B、摄像头C及毫米波雷达；摄像头A安装在塔身上，其用于获取塔身周边的地面及空中的视野，摄像头B安装在起重臂段下端，其用于获取起重臂段的下部区域的视野，摄像头C安装在小车下端，其用于获取吊钩及吊钩正下方的视野；毫米波雷达安装在起重臂段下端，其用于获取起重臂段的下部区域的障碍物分布情况；安全监测组件包括激光测距模块、平臂变形检测模块、塔身倾斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢铭涵，王湘江，黄予，梁继烨，王浩源，黎泽庭，陆瀚元，郑军斌，袁克凯，曾宪睿，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：新型
国别省市：