CN202594643U - 起重机操作记录仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种起重机操作记录仪，包括报警保护装置、记录显示装置、起重机定位装置和处理终端，该起重机定位装置包括行车诱导定位装置及吊钩高度检测装置。该处理终端用以实时监控起重机的动作，以及记录并且能够回放所述动作。该行车诱导定位装置用以获取行车的实时位置数据，并将所述实时位置数据传入所述处理终端。该吊钩高度检测装置用以检测吊钩高度数据，并将所述吊钩高度数据输入所述处理终端。本新型起重机操作记录装置的优点主要体现在实现了真正意义上的起重机作业“黑匣子”功能，既能实时跟踪起业情况，又能回放反映某一时间段起重机作业情况，对发生事故后的原因分析，日常作业过程中的过程分析和技能提高起到很大作用。

Description

起重机操作记录仪

技术领域

本实用新型涉及一种作业安全装置，更具体地说，涉及一种起重机操作记录仪。 

背景技术

现有的起重机工况记录仪大致分为2种：塔机记录仪和桥式起重机记录仪。现有起重机工况记录仪多用于塔吊，作为塔吊安全保护装置的一部分，一般具有变幅超限位报警保护、吊重量分段限重报警保护、供电电源超压、欠压、缺相报警保护、塔机运行工况实时记录、显示、历史数据等功能。在桥式起重机上安装较少，一般所谓的桥式起重机记录仪一般只起到超载限制器的作用，不能实时记录起重机各机构作业状态。 

上述的塔式起重机记录仪可以连续记录长达12个月中每日塔机工作中的最大吊重及发生时间、最大力矩及发生时间、超力矩起吊和超重起吊的次数并可通过记录仪键盘操作实现历史数据就地查询。能实时显示塔机当前的起吊重量，小车位置等与塔机安全相关的重要参数。当塔机吊重达到90%最大吊重或90%最大力矩***将发出预报警信号，提示操作者谨慎作业，当变幅小车运行至距离限位点2M时***自动切断变幅高速电源，只允许塔机低速运行，可有效避免因操作不当而引发的“冲限位”事故，当塔机进入超力矩限位状态时能自动切断塔机向危险方向运行的电源，同时允许塔机向安全方向运行，并给出声光报警信号。 

上述的桥式起重机记录仪的功能是根据起重机的监控记录仪的控制需求，以实现监控、维护、管理一体化为目标进行了设计。其主要功能为起重超载限制器，既吊重达到90%最大吊重***将发出预报警信号，当超过最大吊重则切断上升回路电源，起重机只能下降。记录仪还能将起重机吊重的过程进行记录，可随时调取。 

从上述现有技术分析可知，现有起重机作业记录仪均不能真正起到类似飞机黑匣子的功能，即无法实时记录起重机当时的工作状态，包括主、副吊钩位置和高度，起重机大车位置，无法复原操作过程，只能进行超载提醒，无法对驾驶员进行操作位置提醒。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种起重机操作记录仪，用以实时跟踪起重机作业情况，并且通过回放反映某一时间段起重机作业情况。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种起重机操作记录仪，该起重机操作记录仪包括报警保护装置、记录显示装置以、起重机定位装置和处理终端，该起重机定位装置包括行车诱导定位装置及吊钩高度检测装置。该处理终端用以实时监控起重机的动作，以及记录并且能够回放所述动作。该行车诱导定位装置用以获取行车的实时位置数据，并将所述实时位置数据传入所述处理终端。该吊钩高度检测装置用以检测吊钩高度数据，并将所述吊钩高度数据输入所述处理终端。 

采用上述结构，行车诱导定位装置及吊钩高度检测装置分别作为平面与高度的传感装置，可以实时跟踪起重机的位置，并可以将持续跟踪的起重机信息传输给处理终端，该处理终端可以根据接收到的起重机信息来分析起重机的作业情况。 

此外，上述的记录显示装置可以记录处理终端所分析的起重机信息，以便于日后回放之前某时间段内起重机的作业情况。对发生事故后的原因分析，日常作业过程中的过程分析和技能提高起到很大作用。 

作为本实用新型的一个改进，该起重机操作记录仪还可以包括到位提醒装置。该到位提醒装置可以通过诱导定位***获得行车的当前位置，在处理终端中将所述当前位置与预先存储的固定工位位置对比，当行车到达某工位时给出提醒信息。 

作为本实用新型的另一个改进，该起重机操作记录仪还可以包括防碰撞提醒装置。该防碰撞提醒装置可以通过诱导定位***获得同跨两台 起重机的行车位置，并进行比较，当两行车位置小于一预设值时给出声光提醒信息。 

附图说明

图1是本实用新型起重机操作记录仪所应用的行车***的正视图。 

图2是图1所示的行车***的俯视图。 

图3是无线诱导定位***的功能模块图。 

图4是吊钩高度检测***的功能模块图。 

图5为图3所示的无线诱导定位***及图4所示的吊钩高度检测***之间的互相连接关系模块图。 

其中，附图标记如下： 

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。 

对于实现本实用新型的起重机操作记录仪，主要分为4大步骤：建立坐标系和坐标数据、建立无线诱导定位***、建立吊钩高度检测***以及涉及***软件。下面来就每个步骤进行详细的说明。 

1.建立坐标系和坐标数据 

请参考图1，图1是本实用新型起重机操作记录仪所应用的行车***的正视图，该行车***包括大车11、副小车12、主小车13，主小车13下方连接有主钩15、副小车12下方连接有副钩16.副小车12、主小车13均运行于大车11之上，该大车11运行于行车轨道14之上。在图1中，该行车轨道14具有一定的长度，沿图1中两平行线D、E所示的方向延伸。 

图2是图1所示的行车***的俯视图，图2中所示的D、E方向即为图1所示的D、E方向，行车11在行车轨道14上（图2中未示出）可沿D、E的轴向运行。 

下面以上述的行车***来建立坐标系： 

以图2所示的D线方向建立x轴，以副小车12、主小车13的运行方向建立y轴，以吊钩的方向建立z轴，如图1所示。通过建立上述坐标系，可以得到以下参数的坐标值：大车11位置、副小车12位置、主小车13位置、主钩15高度、副钩16高度，其中（大车11位置，主小车13位置，主钩15高度）可构成主钩的三坐标定位（x，y1，z1）；（大车11位置，副小车12位置，副钩16高度）可构成副钩的三坐标定位（x，y2，z2）。通过上述的设计，可以实现行车定位功能，从而代替原有的走行、横行标记。 

下表是在处理终端中建立的吊钩三坐标定位数据表，该数据表包括时间信息以及坐标信息。时间信息以月、日、时、分、秒的格式存储，坐标信息以大车位置x、主小车位置y1、副小车位置y2、主钩高度z1、副钩高度z2的格式存储。通过建立该数据表，可以定位出在某个特定时间点的主钩15、副钩16的位置，从而为实现作业过程的记录、回放功能提供数据支持记录。 

处理终端中建立的吊钩三坐标定位数据表 

2.建立无线诱导定位*** 

本实用新型的起重机操作记录仪在行车轨道梁和行车大梁上铺设先进、可靠、成熟的诱导无线电缆(简称IR电缆)来实现行车大车和小车的位置检测。本实用新型的无线诱导定位***包括位置检测***40（于图5中绘出）以及多个用户选配设备。 

如图3所示，位置检测***40主要包括地上局控制***、车上局控制***、天线箱43和44、IR电缆45、一套始端箱46和一套终端箱47。 

如图3的“移动站”虚线框所示，该车上局控制***包括车载PLC***42、地址编码接收器49、天线箱43和44、通信感应模块412、显示屏410。 

如图3的“固定站”虚线框所示，该地上局控制***包括地上PLC***41、地址编码发射器48、感应通信模块411。该地上局控制***作为处理终端用以实时监控起重机的动作，以及记录并且能够回放所述动作。 

该位置检测***40采用车上检测方式，地址编码发射器48安装在固定站，通过格雷母线芯线发射地址信号，天线箱43和44、地址编码接收器49安装在移动站上，移动站可以直接检测到地址。 

上述各装置的发振调制频率设计为46kHz、62kHz、78kHz可调，其发振频率不产生对其他电气设备的干扰，数据通信的载频为低频，所产生的电磁场只限于几米范围，不需要向无管会申请即可使用，可以实现在地面进行实时作业跟踪。 

上述IR电缆45采用格雷氏码编制而成，其绝对地址信息真实可靠， 不会有误码，IR电缆检测***设备分辨率可达±5mm，整个IR电缆45工作温度达70℃。这种绝对位置检测的设计能够连续地、高精度地检测绝对地址，定位准确。此外，位置检测和数据通信可以合用一根格雷母线电缆，有施工方便、安装维护简单，占空间小，不影响现场外观，不改变现场设备等优点。 

上述各模块的连接方式如图3所示，地上PLC***41与感应通信模块411相连接，该感应通信模块411与地址编码发射器48通过引线园电缆一同连接至始端箱46，始端箱46通过IR电缆45（格雷姆线）连接至终端箱47。车载PLC***42连接有地址编码接收器49以及感应通信模块412，地址编码接收器49还连接有天线箱43以及显示屏410，感应通信模块412还连接有天线箱44。 

作为本实用新型的一种改进，上述的位置检测***40还可以作为到位提醒装置，在车载PLC***42中存储一固定工位位置，通过该位置检测***40获得行车的当前位置，在车载PLC***42中将当前位置与预先存储的固定工位位置对比，当行车到达某工位时给出提醒信息。 

作为本实用新型的另一种改进，上述的位置检测***40还可以作为防碰撞提醒装置，在车载PLC***42中预设一安全距离值（一般设为10米），通过该位置检测***40获得同跨两台起重机的行车位置，并进行比较，当两行车位置小于该预设安全距离值时给出声光提醒信息，防止同跨两车之间的碰撞。 

上述的各模块连接方式只是本实用新型的多种连接方式之一，在此基础上可添加其他模块来实现其他相应的功能，也可减少或替换某些模块，例如显示屏等，对于其他的多种连接变化在此不另赘述。 

3.建立吊钩高度检测*** 

请参考图4，图4是吊钩高度检测***50（于图5中绘示）的功能模块图。该吊钩高度检测***在主、副吊钩15、16的主、副卷扬电机尾部加装绝对值编码器，该编码器向可编程序控制器的高速计数端发出脉冲，并通过高速计数器获得该脉冲的计数值。当电动机转动时，高速计数器的计数值就会不断累加。通过传动机构的合理设置，每个脉冲对应 一定数值的吊钩高度变化，通过编程计算，可以算出实际吊钩高度，并通过总线传入车载PLC***42。 

该吊钩高度检测***50可采用RM6104编码器，RS485转换器，W78E58单片机，但上述的各硬件并非是本实用新型的限制，其他任何软、硬件***，只要能够达到本实用新型相同的目的，采用和本实用新型相同的设计方式，均属于该吊钩高度检测***50的涵盖范围内。 

请参考图5，图5为图3所示的无线诱导定位***及图4所示的吊钩高度检测***50之间的互相连接关系模块图。 

如图5所示，IR电缆45（格雷母线）安装于起重机走行及横行轨道旁，天线箱43靠近IR电缆45安装，使用交叉扭绞结构及相位检测技术，天线箱与格雷母线两者间隙从30毫米到300毫米均可正常工作，不受环境噪音和接收信号电平波动的影响，能够在诸如铁矿石场等恶劣环境条件中长期可靠的工作。 

IR电缆位移传感器以相互靠近的扁平状的IR电缆45和天线箱43之间的电磁耦合来进行通信，并在通信的同时检测到天线箱43在IR电缆45长度方向上的位置。通过电磁耦合来进行通信，不受环境条件限制，接收灵敏度高。例如在隧道内空间电磁波便很难传送，格雷母线能实现通信。这种非接触工作方式还可以解决现有技术中滑脱和磨损等故障。 

图5所述的位置检测***40主要为地址编码接收器49，接收地址编码送给车载PLC***42，吊钩高度检测***50获得主、副吊钩高度数据，传送给车载PLC***42，车载PLC***42负责位置信息、高度信息的采集及相关的I/O信号，并与车载计算机62进行通信，通过车载计算机62的程序控制实现预定功能。车上局控制***通过无线网关61实现与地面局控制***之间的通信，在地面局控制***显示起重机作业状态信息。 

4.设计***软件 

***软件包括PLC控制软件和工控机软件两部分。车载PLC完成起重机位置信息、高度信息的采集及相关的I/O信号，工控机负责无线通讯、人机界面、提示报警信息的显示以及操作控制按钮等。人机界面包 括提醒报警信息和作业记录演示两部分，通过操作控制按钮切换。报警信息界面包括：走行位置到位提醒、横行位置到位提醒、防碰撞提醒、地面危险位置提醒。作业记录回看界面通过选择菜单可以将历史某一时间段作业流程回放，每个机构的动作从位置信息数据表获得，通过三维动画演示，方便进行作业流程分析和事故原因分析。 

通过上述4个主要方面的设计，本实用新型的主要工作流程如下： 

当起重机运行到达要求吊运的辊道上方时，车载计算机62提示位置到达。而且通过本***与地面辊道实现连锁，当某列辊道停止且称量机在下线位时，起重机才能将板坯掉放在某列辊道上。如果一个条件不满足，起重机车载计算机62发出警报。起重机在辊道上实施吊运时也与辊道实现连锁，起重机的夹钳在一定高度下，辊道必须停止运行，起重机才可以进行吊运作业，否则车载计算机62发出警报。 

起重机还可以通过本***实现作业位置提醒和防碰撞提醒以及作业流程记录回放功能，可以进行某一时段作业过程分析，对事故分析有重要作用，对于液态钢水吊运起重机可靠运行就显得非常重要。因此，它所配备的专用精确诱导无线位置检测***必须具备高精度和高可靠性。从实际使用结果来看，该***起重机定位准确，误差满足设计要求。 

综上，本新型起重机操作记录装置的优点主要体现在实现了真正意义上的起重机作业“黑匣子”功能，既能实时跟踪起重机作业情况，又能通过回放反映某一时间段起重机作业情况，对发生事故后的原因分析，日常作业过程中的过程分析和技能提高起到很大作用。 

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。 

Claims (6)

1.一种起重机操作记录仪，包括报警保护装置及记录显示装置，其特征是，还包括：

起重机定位装置和处理终端，所述起重机定位装置包括行车诱导定位装置及吊钩高度检测装置；

所述处理终端用以实时监控起重机的动作，以及记录并且能够回放所述动作；

所述行车诱导定位装置用以获取行车的实时位置数据，并将所述实时位置数据传入所述处理终端；

所述吊钩高度检测装置用以检测吊钩高度数据，并将所述吊钩高度数据输入所述处理终端。

2.如权利要求1所述的起重机操作记录仪，其特征是，还包括：

到位提醒装置，用以通过诱导定位***获得行车的当前位置，在处理终端中将所述当前位置与预先存储的固定工位位置对比，当行车到达某工位时给出提醒信息。

3.如权利要求1所述的起重机操作记录仪，其特征是，还包括：

防碰撞提醒装置，用以通过诱导定位***获得同跨两台起重机的行车位置，并进行比较，当两行车位置小于一预设值时给出声光提醒信息。

4.如权利要求1至3中任何一项所述，其特征是：

所述行车包括大车、主小车以及副小车。

5.如权利要求1至3中任何一项所述，其特征是：

所述诱导定位装置为无线诱导定位装置。 

6.如权利要求3所述的起重机操作记录仪，其特征是：

所述预设值为10米。 

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