CN202245888U - 卷扬机自动定位*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卷扬机自动定位***，主要应用于建筑施工卷扬机或与卷扬机有类似工作性质的机械设备。本实用新型由主控显示模块、位移检测模块、电机控制模块三个部分组成，用加速度传感器计算位移，采用无线数据传输技术，用手持设备遥控卷扬机吊车运动，实现一键精确定位，提高了施工过程中建筑材料的运送效率，解决了现有卷扬机定位精度不高的问题，满足了建筑业对卷扬机提升设备的需求。用手持设备对卷扬机遥控操作，以弱电控制强电，提高了卷扬机操作人员的工作安全保障系数。

Description

卷扬机自动定位***

技术领域

本实用新型涉及一种卷扬机自动定位***，涉及无线数据传输、按键查询、液晶显示、数据采集、数据处理、电气控制、工业过程控制技术。 

背景技术

在现代建筑工地上，建筑施工卷扬机的应用十分广泛，它是一种安装在井架(龙门架)在施工楼层间上下运输工件、建筑材料和建筑垃圾的机械设备。 

通过研究分析当前施工卷扬机的工作状况，现有施工卷扬机存在以下现状： 

1、没有定位***：国内生产的用于建筑的各类卷扬机大都按国标GB1955-1986生产设计，这些卷扬机没有楼层选择、楼层显示和楼层定位***，操作员完全靠眼睛观测吊车运动进行定位，定位精度不高，需要反复升降吊车才能准确定位，工作效率低，特别是在天黑、能见度不高的天气或楼层较高时，靠人眼观测吊车运动位置来控制卷扬机精确定位难度很大。 

2、采用旋转编码器或光电编码器等编码器对卷扬机卷筒转动圈数进行检测，实现对吊车的定位。 

专利号为98234741.3公开的一种建筑卷扬机平层信号采样传感装置，当卷扬机转动时，带动旋转编码器同步转动，通过记录卷扬机转动圈数监测卷扬机牵引的吊车上升或下降的位移，从而完成平层定位，由于吊绳的伸缩、吊绳与卷轮间的打滑系数、吊车的载重量及吊绳缠绕使卷筒上的吊绳环绕直径不断变化，导致定位精度误差大。 

3、在龙门架或井架上安装接近开关、光电开关、微动开关等位置开关进行定位。 

专利号为200420044389.1公开了一种卷扬机定位电路，其若干个定位信号开关(限位开关或光电开关)要分别安装在井架(龙门架)上经过调试后合适的位置上，定位信号开关安装数量的多少取决于楼层和定位点的多少，每个定位点都需要安装定位信号开关，且每个定位信号开关都需要单独布线，定位信号开关的安装和布线非常繁琐。 

4、卷扬机操作人员在施工危险区工作，直接对强电进行操作，严重威胁到操作人员的人身安全。 

以上方面不尽人如意，本实用新型一举解决上述难题，将拥有广阔的应用前景。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通过传感器检测吊车位置、无线传输模块进行无线数据传输并及时控制电机转动或停止从而完成吊车准确定位的卷扬机自动定位***。 

为实现上述目的，本实用新型采用以下方案：由主控显示模块、位移检测模块、电机控制模块三个部分组成。主控显示模块用于发出控制命令并显示预到达楼层的数字和卷扬机运动方向(上升或下降)的标志；安装在吊篮上的香烟盒大小的位移检测模块直接检测卷扬机吊车的加速度，并计算出吊车移动位移；电机控制模块用于接收主控显示模块和位移检测模块的控制信号，从而控制电机的启动、停止、加速、减速及正转和反转，实现卷扬机吊车的准确定位。位移检测模块首先测出各楼层间的位移，把测得的数据通过无线数据传输传送给电机控制模块并存入数据存储模块，作为定位数据。当主控显示模块通过按键选择楼层后，通过无线传输，把楼层控制信号传送给电机控制模块，控制吊车上升或下降，同时位移检测模块不断检测当前吊车位移，并通过无线传输把数据传送给电机控制模块，电机控制模块的MCU把当前数据与储存的定位数据进行比较，当达到预定楼层时，电机控制模块的MCU控制继电 器动作，电机断电，实现吊车的准确定位；也可以把当前位移数据与储存的定位比较数据进行比较，当快要到达预定楼层时，电机控制模块控制电机减速运动，从而使吊车平稳而准确的到达定位点。该实用新型提高了输送物料的效率。无线数据传输技术的使用，使卷扬机操作人员也能用遥控器操作控制卷扬机，实现了操作人员用弱电控制强电的梦想，保证了操作人员的人身安全。 

所述的卷扬机自动定位***，由主控显示模块、电机控制模块、位移检测模块三个部分组成，三个模块通过无线数据传输进行信息交换，主控显示模块为手持设备，通过无线收发模块，与电机控制模块无线连接，用于发出控制命令并显示预到达楼层的数字和卷扬机运动方向(上升或下降)的标志；位移检测模块安装于吊车之上，检测卷扬机吊车的移动位移，通过无线收发模块，与电机控制模块无线连接；电机控制模块通过无线收发模块，与主控显示模块和位移检测模块无线连接，接收主控显示模块和位移检测模块的控制信号，控制电机的启动、停止、加速、减速及正转和反转，对卷扬机吊车准确定位。 

所述的主控显示模块由主控芯片、液晶显示模块、按键模块、无线收发模块、电源模块组成，电源模块与主控芯片、液晶显示模块、按键模块、无线收发模块连接，主控芯片与液晶显示模块、按键模块、无线收发模块、电源模块连接。 

所述的电机控制模块由主控芯片、继电控制模块、无线收发模块、数据存储模块、电源模块组成，电源模块与主控芯片、继电控制模块、无线收发模块、数据存储模块连接，主控芯片与继电控制模块、无线收发模块、数据存储模块、电源模块连接。 

所述的位移检测模块由主控芯片、加速度传感器、无线收发模块、电源模块组成，电源模块与主控芯片、加速度传感器、无线收发模块连接，主控芯片与加速度传感器、无线收发模块、电源模块连接。 

附图说明

图1是本实用新型电机控制模块和位移检测模块安装的位置示意图； 

示意图的各部件编号说明： 

【1】主控显示模块       【2】电机控制模块  【3】电气控制箱 

【4】电机               【5】吊车          【6】位移检测模块 

【7】井架 

图2是本实用新型主控显示模块的手持设备外观及按键功能示意图； 

示意图的各部件编号说明： 

【8】主控显示模块壳体   【9】液晶显示屏    【10】设置键 

【11】液晶显示屏灯开关键【12】确定键       【13】开锁键 

【14】第3层楼键         【15】第6层楼键    【16】第5层楼键 

【17】第9层楼键         【18】停止键       【19】第0层楼键 

【20】微升键            【21】微降键       【22】降1层键 

【23】升1层键           【24】组合键-/--   【25】第8层楼键 

【26】第7层楼键         【27】第4层楼键    【28】第2层楼键 

【29】第1层楼键         【30】加锁键 

图3为本实用新型主控显示模块原理示意图； 

示意图的各部件编号说明： 

【31】主控芯片1    【32】液晶显示模块    【33】按键模块 

【34】无线收发模块1【35】电源模块1 

图4为本实用新型电机控制模块原理示意图； 

示意图的各部件编号说明： 

【36】主控芯片2    【37】继电器控制模块  【38】数据存储模块 

【39】无线收发模块2【40】电源模块2 

图5为本实用新型位移检测模块原理示意图； 

示意图的各部件编号说明： 

【41】主控芯片3    【42】加速度传感器    【43】无线收发模块3 

【44】电源模块3 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，该实施例可以使本专业的技术人员更理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。 

图1是本实用新型电机控制模块和位移检测模块安装的位置示意图。主控显示模块【1】是操作方便的手持设备，其外观及按键功能如图2所示。电机控制模块【2】安装于电气控制箱【3】中，通过对电气控制箱【3】中电路的控制使电机【4】正转、反转、减速、制动。位移检测模块【6】安装于卷扬机的吊车【5】上。主控显示模块【1】、电机控制模块【2】和位移检测模块【6】都是通过无线数据传输进行相互通信，因此彼此不需要用导线连接，主控显示模块【1】和位移检测模块【6】都由电池独立供电，使用和安装方便。井架【7】是实施例的一种，在该实用新型位移检测模块【6】用来检测吊车位移的精神下，对于其它形式的井架本安装同样适用。 

该实用新型如图3、图4、图5所示，它有主控显示模块【1】、电机控制模块【2】、位移检测模块【6】三个部分。主控显示模块【1】包含主控芯片1【31】、液晶显示模块【32】、按键模块【33】、无线收发模块1【34】、电源模块1【35】，电机控制模块【2】包含主控芯片2【36】、继电器控制模块【37】、数据存储模块【38】、无线收发模块2【39】、电源模块2【40】，位移检测模块【6】包含主控芯片3【41】、加速度传感器【42】、无线收发模块3【43】、电源模块3【44】。 

首次使用该实用新型，首先应建立各楼层间位移的数据库，保存到数据存储模块【38】，作为定位数据。具体是这样实施的：当吊车【5】在各楼层间运动时，位移检测模块【6】中的加速度传感器【42】检测吊车【5】运动的加速度，然后主控芯片3【41】对测得的加速度数据进行软件滤波、积分，再通过一定的算法，得出楼层间的位移数据，作为定位数据；主控芯片3【41】把各定位数据写入无线收发模块3【43】的寄存器，由无线收发模块3【43】把各定位数据传送给电机控制模块【2】的无线收发模块2【39】；主控芯片2【36】读取无线收发模块2【39】中的数据，然后把数据保存到数据存储模块【38】中，建立各楼层间位移的数据库。 

完成定位数据库的建立后，便可进行定位操作。当主控显示模块【1】通过按键选择楼层后，通过无线传输，把运行信号传输给电机控制模块【2】，电机控制模块【2】控制吊车【5】运行，此时位移检测模块【6】不断检测当前吊车【5】的位移，并通过无线传输把数据传送 给电机控制模块【2】，电机控制模块【2】的主控芯片2【36】把当前接收到的数据与储存的定位数据进行比较，当达到预定楼层时，接收到的数据与储存的定位数据相匹配，电机控制模块【2】的主控芯片2【36】控制继电器动作，切断电机【4】的供电，从而实现吊车【5】的准确定位；也可以把当前位移数据与储存的定位数据进行比较，当与预定楼层达到一定距离时，电机控制模块【2】发出控制信号，控制电机【4】减速运动，从而使吊车【5】平稳而准确地到达定位点。 

下面结合主控显示模块【2】手持设备的按键操作盘具体介绍该实用新型的操作方法： 

a、建立各楼层间位移的数据库(假设施工楼宇共有n层，此时吊车【5】停在第m层位置，第p层为吊车预到达的楼层，且m和p都小于n)： 

(1)按下按键操作盘的开锁键【13】，对按键操作盘各按键操作将有效。 

(2)按下按键操作盘上的设置键【10】，准备记录两楼层间位移。 

(3)按下第p楼层键，吊车【5】从第m层开始向第p层运动(p大于10时，先按组合键-/--【24】，然后按p各位上的数字从高位到低位依次按下楼层键)。 

(4)吊车【5】运动到第p层的定位点时，按下停止键【18】，吊车【5】停止在定位点。 

(5)按下确定键【12】，从第m层到第p层的位移数据保存在数据存储模块【38】中。 

依此方法存储各楼层间的位移数据，建立定位数据库。设置时当反复记录两个楼层间位移数据时，最后一次记录的楼层间位移数据有效。 

b、完成建立定位数据库，就可通过手持设备，方便地控制卷扬机的运行，实现卷扬机吊车的准确定位。 

Claims (4)

1.一种卷扬机自动定位***，其特征在于：由主控显示模块、电机控制模块、位移检测模块三个部分组成，三个模块通过无线数据传输进行信息交换，主控显示模块为手持设备，通过无线收发模块，与电机控制模块无线连接，用于发出控制命令并显示预到达楼层的数字和卷扬机运动方向(上升或下降)的标志；位移检测模块安装于吊车之上，检测卷扬机吊车的移动位移，通过无线收发模块，与电机控制模块无线连接；电机控制模块通过无线收发模块，与主控显示模块和位移检测模块无线连接，接收主控显示模块和位移检测模块的控制信号，控制电机的启动、停止、加速、减速及正转和反转，对卷扬机吊车准确定位。

2.根据权利要求1所述的卷扬机自动定位***，其特征在于：主控显示模块由主控芯片、液晶显示模块、按键模块、无线收发模块、电源模块组成，电源模块与主控芯片、液晶显示模块、按键模块、无线收发模块连接，主控芯片与液晶显示模块、按键模块、无线收发模块、电源模块连接。

3.根据权利要求1所述的卷扬机自动定位***，其特征在于：电机控制模块由主控芯片、继电控制模块、无线收发模块、数据存储模块、电源模块组成，电源模块与主控芯片、继电控制模块、无线收发模块、数据存储模块连接，主控芯片与继电控制模块、无线收发模块、数据存储模块、电源模块连接。

4.根据权利要求1所述的卷扬机自动定位***，其特征在于：位移检测模块由主控芯片、加速度传感器、无线收发模块、电源模块组成，电源模块与主控芯片、加速度传感器、无线收发模块连接，主控芯片与加速度传感器、无线收发模块、电源模块连接。 

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