CN211169578U - 一种全自动塔吊无人驾驶控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动塔吊无人驾驶控制装置，包括主控制器、视觉模块、距离监控模块和感电模块，所述主控制器主要包括外框、显示屏、盖板、控制面板、无线通讯模块、处理器、接线座和增强天线，所述外框前侧右上部嵌设安装有显示屏，所述外框前侧左上部嵌设安装有控制面板，所述外框内侧下部固定安装有线路板，线路板顶端左部固定安装有接线座，所述线路板顶端中部固定安装有增强天线。本实用新型在结构上设计合理，本塔吊机自动化程度高，可以在人工和自动控制之间进行灵活转化操作，且在地面便可以完成操作，自动化操作大大降低使用者劳动量；本装置可以在原有塔吊基础上进行智能化改进，安全高效，更具实用效益。

Description

一种全自动塔吊无人驾驶控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种塔吊控制装置，具体是一种全自动塔吊无人驾驶控制装置。

背景技术

塔式起重机(tower crane)简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由金属结构、工作机构和电气***三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。电气***包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。

现有的塔吊机自动化程度低，依靠人力进行操作，工作时间长，注意力需要长时间高度集中，劳动量大；而随着智能化逐渐深入生产生活，对塔吊进行智能操作极具现实价值，但是采用全新制造的智能化塔吊成本高，通过在原有塔吊基础上进行智能化改进，更具实用效益。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种全自动塔吊无人驾驶控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种全自动塔吊无人驾驶控制装置，包括主控制器、视觉模块、距离监控模块和感电模块，所述主控制器主要包括外框、显示屏、盖板、控制面板、无线通讯模块、处理器、接线座和增强天线，所述外框前侧右上部嵌设安装有显示屏，所述外框前侧左上部嵌设安装有控制面板，所述外框内侧下部固定安装有线路板，线路板顶端左部固定安装有接线座，所述线路板顶端中部固定安装有增强天线，所述线路板顶端右部固定安装有无线通讯模块，所述线路板顶端右部固定安装有处理器；所述视觉模块主要包括摄像头、壳体和通讯天线，所述壳体左端下部固定安装有摄像头，所述壳体顶端固定安装有通讯天线；所述距离监控模块主要包括摩擦辊、第一滑套、无线芯片、角度传感器、滑框、弹簧、第二滑套和底板，所述底板下部侧壁开设有过线口，所述底板前侧中部固定安装有对称设置的滑框，位于左侧的所述滑框内侧滑动安装有第二滑套，位于右侧的所述滑框内侧滑动安装有第一滑套，第一滑套和第二滑套底端外壁固定安装有弹簧，弹簧底端固定连接滑框底端内壁，所述第一滑套和第二滑套之间转动安装有摩擦辊，所述第一滑套右端固定安装有角度传感器，角度传感器的转轴固定连接摩擦辊右端，所述摩擦辊右端固定安装有无线芯片；所述感电模块主要包括感应线圈、滤波器、处理芯片、装配板、防护壳、放大器和通讯芯片，所述装配板前侧固定安装有防护壳，防护壳两端固定安装有感应线圈，所述防护壳内侧固定安装有PCB板，PCB前侧左部固定安装有处理芯片，所述PCB前侧右部自上而下依次固定安装有滤波器、通讯芯片和放大器，所述防护壳前端通过螺栓安装有密封板。

作为本实用新型进一步的方案：所述控制面板采用按键式控制板，所述无线通讯模块采用DTD433M型无线通讯模块，所述处理器采用YH200-900型可编程控制器，所述处理器与显示屏、无线通讯模块、控制面板、接线座和增强天线均电性连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述摄像头采用高清摄像头，所述通讯天线通过数据线与摄像头电性连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述无线芯片采用LORA6102PRO型无线数传芯片，所述角度传感器采用霍尔式角度传感器，所述无线芯片与角度传感器之间采用导线电性连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述滤波器采用NFR21GD4704702型滤波器，所述处理芯片采用ARM处理器，所述放大器采用IPO-EM-U1-P1-U2型隔离放大器，所述通讯芯片采用LORA6102PRO型无线数传芯片，所述感应线圈与滤波器电性连接，所述滤波器与放大器电性连接，所述放大器与处理芯片电性连接，所述处理芯片和通讯芯片电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型在结构上设计合理，本塔吊机自动化程度高，可以在人工和自动控制之间进行灵活转化操作，且在地面便可以完成操作，自动化操作大大降低使用者劳动量；本装置可以在原有塔吊基础上进行智能化改进，安全高效，更具实用效益。

附图说明

图1为全自动塔吊无人驾驶控制装置中主控制器的结构示意图。

图2为全自动塔吊无人驾驶控制装置中主控制器去除盖板状态下的结构示意图。

图3为全自动塔吊无人驾驶控制装置中视觉模块的结构示意图。

图4为全自动塔吊无人驾驶控制装置中距离监控模块的结构示意图。

图5为全自动塔吊无人驾驶控制装置中感电模块的结构示意图。

图中：外框1、显示屏2、盖板3、控制面板4、无线通讯模块5、处理器6、接线座7、增强天线8、摄像头9、壳体10、通讯天线11、摩擦辊12、第一滑套13、无线芯片14、角度传感器15、滑框16、弹簧17、第二滑套18、底板19、感应线圈20、滤波器21、处理芯片22、装配板23、防护壳24、放大器25、通讯芯片26。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1～5，本实用新型实施例中，一种全自动塔吊无人驾驶控制装置，包括主控制器、视觉模块、距离监控模块和感电模块，所述主控制器主要包括外框1、显示屏2、盖板3、控制面板4、无线通讯模块5、处理器6、接线座7和增强天线8，所述外框1前侧右上部嵌设安装有显示屏2，所述外框1前侧左上部嵌设安装有控制面板4，所述外框1 内侧下部固定安装有线路板，线路板顶端左部固定安装有接线座7，所述线路板顶端中部固定安装有增强天线8，所述线路板顶端右部固定安装有无线通讯模块5，所述线路板顶端右部固定安装有处理器6；所述视觉模块主要包括摄像头9、壳体10和通讯天线11，所述壳体10左端下部固定安装有摄像头9，所述壳体10顶端固定安装有通讯天线11；所述距离监控模块主要包括摩擦辊12、第一滑套13、无线芯片14、角度传感器15、滑框16、弹簧17、第二滑套18和底板19，所述底板19下部侧壁开设有过线口，所述底板19前侧中部固定安装有对称设置的滑框16，位于左侧的所述滑框16内侧滑动安装有第二滑套18，位于右侧的所述滑框16内侧滑动安装有第一滑套13，第一滑套13和第二滑套18底端外壁固定安装有弹簧17，弹簧17底端固定连接滑框16底端内壁，所述第一滑套13和第二滑套18之间转动安装有摩擦辊12，所述第一滑套13右端固定安装有角度传感器15，角度传感器15的转轴固定连接摩擦辊12右端，所述摩擦辊12右端固定安装有无线芯片14；所述感电模块主要包括感应线圈20、滤波器21、处理芯片22、装配板23、防护壳24、放大器25和通讯芯片26，所述装配板23前侧固定安装有防护壳24，防护壳24两端固定安装有感应线圈20，所述防护壳24内侧固定安装有PCB板，PCB前侧左部固定安装有处理芯片22，所述PCB前侧右部自上而下依次固定安装有滤波器21、通讯芯片26和放大器25，所述防护壳24前端通过螺栓安装有密封板。

所述控制面板4采用按键式控制板，所述无线通讯模块5采用DTD433M型无线通讯模块，所述处理器6采用YH200-900型可编程控制器，所述处理器6与显示屏2、无线通讯模块5、控制面板4、接线座7和增强天线8均电性连接。

所述摄像头9采用可以进行变焦和角度调节的高清摄像头，所述通讯天线11通过数据线与摄像头9电性连接。

所述无线芯片14采用LORA6102PRO型无线数传芯片，所述角度传感器15采用霍尔式角度传感器，所述无线芯片14与角度传感器15之间采用导线电性连接。

所述滤波器21采用NFR21GD4704702型滤波器，所述处理芯片22采用ARM处理器，所述放大器25采用IPO-EM-U1-P1-U2型隔离放大器，所述通讯芯片26采用LORA6102PRO 型无线数传芯片，所述感应线圈20与滤波器21电性连接，所述滤波器21与放大器25电性连接，所述放大器25与处理芯片22电性连接，所述处理芯片22和通讯芯片26电性连接。

本实用新型的工作原理是：

本实用新型涉及一种全自动塔吊无人驾驶控制装置，使用时，将主控制器固定在地面的控制室内，通过数据线将接线座7与现有塔吊的塔吊一体控制机进行数据联通，通过螺栓将视觉模块固定在现有塔吊的驾驶室前侧，通过螺栓将距离监控模块固定安装在现有塔吊的起升机构的钢缆通过口处，并通过弹簧17的拉力将摩擦辊12压紧在起升机构的钢缆外表面，通过螺栓将感电模块固定在现有塔吊的挂钩侧壁，取固定位置不影响挂钩的正常使用，并通过导线将主控制器、视觉模块、距离监控模块和感电模块与外部电源电性连接，在进行全自动控制时，通过控制面板4将起吊位置和终点位置的坐标输入处理器6中，处理器6对坐标进行路径生成，通过与现有塔吊的塔吊一体控制机进行数据联通，控制塔吊进行特定角度的转动、起升机构中钢缆的定长收放和自动进行周围电线的检测，钢缆的收放长度可以通过同步转动的摩擦辊12配合角度传感器13进行检测，检测结果通过无线芯片14发送到主控制器，直到收放长度达到预设长度，处理器6控制塔吊一体控制机停止收放钢缆，且为检测横移位移长度和起吊位移长度需要安装多个距离监控模块，具体安装数量根据现有的塔吊的钢缆数量决定，一般采用双数进行容错检测，通过在塔吊的挂钩上安装感电模块，当挂钩接近电线时，感应线圈20在电线周围产生的高压交变电磁场中产生相应的感应电流，通过滤波器21和放大器25处理感应信号，提高感应精准程度，感应信号输送到处理芯片22中，在处理芯片22内和设定过的阈值比较，确定距离电线的距离，比较结果从处理芯片22输出端口进入通讯芯片26，并发送到主控制器进行对应的分级报警，一旦达到危险范围，则停止动作，大大提高了自动工作的安全性，停止后，使用者可以通过主控制器开启摄像头9，对挂钩位置进行高清拍摄，可以通过手动控制，配合远程视觉检测，进行手动操作避让，提高设备的安全性和实用性；本塔吊机自动化程度高，可以在人工和自动控制之间进行灵活转化操作，且在地面便可以完成操作，自动化操作大大降低使用者劳动量；本装置可以在原有塔吊基础上进行智能化改进，安全高效，更具实用效益。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种全自动塔吊无人驾驶控制装置，包括主控制器、视觉模块、距离监控模块和感电模块，其特征在于，所述主控制器主要包括外框(1)、显示屏(2)、盖板(3)、控制面板(4)、无线通讯模块(5)、处理器(6)、接线座(7)和增强天线(8)，所述外框(1)前侧右上部嵌设安装有显示屏(2)，所述外框(1)前侧左上部嵌设安装有控制面板(4)，所述外框(1)内侧下部固定安装有线路板，线路板顶端左部固定安装有接线座(7)，所述线路板顶端中部固定安装有增强天线(8)，所述线路板顶端右部固定安装有无线通讯模块(5)，所述线路板顶端右部固定安装有处理器(6)；所述视觉模块主要包括摄像头(9)、壳体(10)和通讯天线(11)，所述壳体(10)左端下部固定安装有摄像头(9)，所述壳体(10)顶端固定安装有通讯天线(11)；所述距离监控模块主要包括摩擦辊(12)、第一滑套(13)、无线芯片(14)、角度传感器(15)、滑框(16)、弹簧(17)、第二滑套(18)和底板(19)，所述底板(19)下部侧壁开设有过线口，所述底板(19)前侧中部固定安装有对称设置的滑框(16)，位于左侧的所述滑框(16)内侧滑动安装有第二滑套(18)，位于右侧的所述滑框(16)内侧滑动安装有第一滑套(13)，第一滑套(13)和第二滑套(18)底端外壁固定安装有弹簧(17)，弹簧(17)底端固定连接滑框(16)底端内壁，所述第一滑套(13)和第二滑套(18)之间转动安装有摩擦辊(12)，所述第一滑套(13)右端固定安装有角度传感器(15)，角度传感器(15)的转轴固定连接摩擦辊(12)右端，所述摩擦辊(12)右端固定安装有无线芯片(14)；所述感电模块主要包括感应线圈(20)、滤波器(21)、处理芯片(22)、装配板(23)、防护壳(24)、放大器(25)和通讯芯片(26)，所述装配板(23)前侧固定安装有防护壳(24)，防护壳(24)两端固定安装有感应线圈(20)，所述防护壳(24)内侧固定安装有PCB板，PCB前侧左部固定安装有处理芯片(22)，所述PCB前侧右部自上而下依次固定安装有滤波器(21)、通讯芯片(26)和放大器(25)，所述防护壳(24)前端通过螺栓安装有密封板。

2.根据权利要求1所述的全自动塔吊无人驾驶控制装置，其特征在于，所述控制面板(4)采用按键式控制板，所述无线通讯模块(5)采用DTD433M型无线通讯模块，所述处理器(6)采用YH200-900型可编程控制器，所述处理器(6)与显示屏(2)、无线通讯模块(5)、控制面板(4)、接线座(7)和增强天线(8)均电性连接。

3.根据权利要求1所述的全自动塔吊无人驾驶控制装置，其特征在于，所述摄像头(9)采用高清摄像头，所述通讯天线(11)通过数据线与摄像头(9)电性连接。

4.根据权利要求1所述的全自动塔吊无人驾驶控制装置，其特征在于，所述无线芯片(14)采用LORA6102PRO型无线数传芯片，所述角度传感器(15)采用霍尔式角度传感器，所述无线芯片(14)与角度传感器(15)之间采用导线电性连接。

5.根据权利要求1所述的全自动塔吊无人驾驶控制装置，其特征在于，所述滤波器(21)采用NFR21GD4704702型滤波器，所述处理芯片(22)采用ARM处理器，所述放大器(25)采用IPO-EM-U1-P1-U2型隔离放大器，所述通讯芯片(26)采用LORA6102PRO型无线数传芯片，所述感应线圈(20)与滤波器(21)电性连接，所述滤波器(21)与放大器(25)电性连接，所述放大器(25)与处理芯片(22)电性连接，所述处理芯片(22)和通讯芯片(26)电性连接。

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