本發(fā)明涉及一種建筑使用的塔吊，具體是指一種具有自我學習功能的安全塔吊。

背景技術：

塔吊是建筑工地上最常用的一種起重設備，用來搬運施工用的鋼筋、混凝土、鋼管等各種建筑原材料?，F(xiàn)有技術中的塔吊主要釆用人工在高空操作間進行操控，對操作工人的熟練度以及操作精確度要求較高，保障性較低。并且，很多情況下搬運的貨物相對固定，塔吊操控是重復、單調、繁重的高強度工作，容易造成疲勞，帶來安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種智能塔吊系統(tǒng)及其工作方法，以實現(xiàn)塔吊的智能化控制。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種智能塔吊系統(tǒng)，包括：吊臂，控制單元，吊鉤單元和位于裝卸作業(yè)區(qū)的信標發(fā)生器；其中所述控制單元安裝于塔吊操作間內，且用于對吊臂及吊鉤單元進行控制；所述吊鉤單元包括：安全間距檢測單元、聲光報警單元；以及所述吊鉤單元通過安全間距檢測單元與信標發(fā)生器實時測距，當距離低于限定值時，所述聲光報警單元進行報警，并將報警信號發(fā)送至控制單元。

進一步，所述控制單元包括：控制器，以及與該控制器相連的鍵盤單元、操控動作采集單元；其中所述鍵盤單元適于輸入吊裝指令；所述操控動作采集單元適于記錄與吊裝指令相匹配的塔吊主體及吊鉤單元的吊裝軌跡。

進一步，所述操控動作采集單元包括：用于檢測吊臂轉向的地磁傳感器，安裝于變幅機構內的第一光電旋轉編碼器，以采集吊鉤單元對應的載重小車在吊臂上的行進距離，以及還包括：用于檢測吊鉤懸吊高度的第二光電旋轉編碼器，用于檢測吊鉤所掛物重量的稱重傳感器；所述控制器內存儲有與物料類型、重量數(shù)據(jù)對應數(shù)據(jù)庫，當稱重傳感器獲得當前所掛物的重量時，即獲得該物料的類型；所述控制器適于在一物料首次完成吊裝后，記錄該物料的吊裝軌跡，并將該物料對應的吊裝軌跡寫入數(shù)據(jù)庫中；當控制器切換成自動控制模式時，所述控制器按照該物料的第一次的吊裝軌跡將物料進行吊裝運輸。

進一步，所述控制器適于對物料存放點位置進行標定，以及對物料卸料點位置進行標定；所述吊裝軌跡包括，向物料存放點位置方向移動的第一吊臂轉向軌跡、載重小車的第一行進軌跡和吊鉤的第一懸吊軌跡；以及向物料卸料點位置方向移動的第二吊臂轉向軌跡、載重小車的第二行進軌跡和吊鉤的第二懸吊軌跡；通過鍵盤單元選擇需要自動執(zhí)行的相應軌跡；若全選，則為自動控制模式；若部分選擇，則為混合操作模式；若未選擇，則為人工模式。

進一步，當聲光報警單元進行報警后，所述控制器控制吊鉤單元減速運行；或切換成人工控制。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種所述智能塔吊系統(tǒng)的工作方法，即

所述吊鉤單元通過安全間距檢測單元與信標發(fā)生器實時測距，當距離低于限定值時，所述聲光報警單元進行報警，并將報警信號發(fā)送至控制單元。

進一步，所述控制單元包括：控制器，以及與該控制器相連的鍵盤單元、操控動作采集單元；其中所述鍵盤單元適于輸入吊裝指令；所述操控動作采集單元適于記錄與吊裝指令相匹配的塔吊主體及吊鉤單元的吊裝軌跡。

進一步，所述操控動作采集單元包括：用于檢測吊臂轉向的地磁傳感器，安裝于變幅機構內的第一光電旋轉編碼器，以采集吊鉤單元對應的載重小車在吊臂上的行進距離，以及還包括：用于檢測吊鉤懸吊高度的第二光電旋轉編碼器，用于檢測吊鉤所掛物重量的稱重傳感器；所述控制器內存儲有與物料類型、重量數(shù)據(jù)對應數(shù)據(jù)庫，當稱重傳感器獲得當前所掛物的重量時，即獲得該物料的類型；所述控制器適于在一物料首次完成吊裝后，記錄該物料的吊裝軌跡，并將該物料對應的吊裝軌跡寫入數(shù)據(jù)庫中；當控制器切換成自動控制模式時，所述控制器按照該物料的第一次的吊裝軌跡將物料進行吊裝運輸。

進一步，所述控制器適于對物料存放點位置進行標定，以及對物料卸料點位置進行標定；所述吊裝軌跡包括，向物料存放點位置方向移動的第一吊臂轉向軌跡、載重小車的第一行進軌跡和吊鉤的第一懸吊軌跡；以及向物料卸料點位置方向移動的第二吊臂轉向軌跡、載重小車的第二行進軌跡和吊鉤的第二懸吊軌跡；通過鍵盤單元選擇需要自動執(zhí)行的相應軌跡；若全選，則為自動控制模式；若部分選擇，則為混合操作模式；若未選擇，則為人工模式。

進一步，所述限定值包括：安全距離范圍，以及在安全距離范圍內再劃定危險范圍，即當?shù)蹉^進入安全距離范圍內，聲光報警單元進行報警，所述控制器控制吊鉤單元減速運行；若吊鉤進入危險范圍，塔吊將停止運行并強制切換成人工控制。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的智能塔吊系統(tǒng)及其工作方法通過安全間距檢測單元與信標發(fā)生器實時測距，當距離低于限定值時，進行報警，避免發(fā)生吊裝事故，以及本智能塔吊系統(tǒng)還具有自我學習功能，即能夠通過重量識別物料類型，并且根據(jù)物料類型記錄吊裝軌跡，以實現(xiàn)自動化吊裝，提高了塔吊的智能化程度。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的智能塔吊系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的智能塔吊系統(tǒng)的原理框圖。

圖中：吊臂1、變幅機構11、載重小車12、塔吊操作間13、吊鉤單元2、吊鉤201、信標發(fā)生器3。

具體實施方式

現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。

實施例1

如圖1和圖2所示，本實施例1提供了一種智能塔吊系統(tǒng)，包括：吊臂1，控制單元，吊鉤單元2和位于裝卸作業(yè)區(qū)的信標發(fā)生器3；其中所述控制單元安裝于塔吊操作間13內，且用于對吊臂1及吊鉤單元2進行控制；所述吊鉤單元2包括：安全間距檢測單元、聲光報警單元；以及所述吊鉤單元通過安全間距檢測單元與信標發(fā)生器實時測距，當距離低于限定值時，所述聲光報警單元進行報警，并將報警信號發(fā)送至控制單元。

所述限定值包括安全距離，以及位于安全距離內在設定危險范圍，所述控制器還連接有報警模塊，且距離進入安全距離范圍內后，由聲光報警單元發(fā)出第一級的報警信號，當距離更加接近后，進入危險范圍，所述控制器所連接的報警模塊與聲光報警單元同時報警。

所述信標發(fā)生器例如但不限于攜帶于裝卸作業(yè)區(qū)操作人員的身上，或者放置在建筑物重要部位。

進一步，所述控制單元包括：控制器，以及與該控制器相連的鍵盤單元、操控動作采集單元；其中所述鍵盤單元適于輸入吊裝指令；所述操控動作采集單元適于記錄與吊裝指令相匹配的塔吊主體及吊鉤單元的吊裝軌跡。

所述操控動作采集單元包括：用于檢測吊臂轉向的地磁傳感器，安裝于變幅機構11內的第一光電旋轉編碼器，以采集吊鉤單元對應的載重小車在吊臂上的行進距離，以及還包括：用于檢測吊鉤懸吊高度的第二光電旋轉編碼器，用于檢測吊鉤所掛物重量的稱重傳感器；所述控制器內存儲有與物料類型、重量數(shù)據(jù)對應數(shù)據(jù)庫，當稱重傳感器獲得當前所掛物的重量時，即獲得該物料的類型；所述控制器適于在一物料首次完成吊裝后，記錄該物料的吊裝軌跡，并將該物料對應的吊裝軌跡寫入數(shù)據(jù)庫中；當控制器切換成自動控制模式時，所述控制器按照該物料的第一次的吊裝軌跡將物料進行吊裝運輸。

所述控制器適于對物料存放點位置進行標定，以及對物料卸料點位置進行標定；所述吊裝軌跡包括往返運動，具體的，向物料存放點位置方向移動的第一吊臂轉向軌跡（塔吊主體對應的吊裝軌跡）、載重小車12的第一行進軌跡和吊鉤201的第一懸吊軌跡（吊鉤單元對應的吊裝軌跡）；以及向物料卸料點位置方向移動的第二吊臂轉向軌跡（塔吊主體對應的吊裝軌跡）、載重小車的第二行進軌跡和吊鉤的第二懸吊軌跡（吊鉤單元對應的吊裝軌跡）；通過鍵盤單元選擇需要自動執(zhí)行的相應軌跡；若全選，則為自動控制模式；若部分選擇，則為混合操作模式；若未選擇，則為人工模式。

各種軌跡選擇可以通過與控制器相連的顯示模塊進行顯示操作。

其中，自動控制模式即為無需人工控制，由控制器自動控制吊裝軌跡；

混合操作模式即為半自動控制，人工選擇相應軌跡，例如，單獨選擇第一吊臂轉向軌跡、第一行進軌跡，則控制器自動執(zhí)行上述軌跡動作，其余動作則由人工完成；人工模式，則全手動控制。

若上述物料存放點位置或物料卸料點位置不是唯一，即物料存放點位置或物料卸料點位置為多點分布，本控制器同樣也可以記錄各軌跡進行存儲，因此，本智能塔吊系統(tǒng)具有較高的學習能力。

當?shù)蹉^進入安全距離范圍內，聲光報警單元進行報警，所述控制器控制吊鉤單元減速運行；若吊鉤進入危險范圍，塔吊將停止運行并強制切換成人工控制。

因此，本智能塔吊系統(tǒng)能夠將塔吊的各運行軌跡進行拆分，并且可以根據(jù)需要有選擇的進行設定，所以操作的自由度更高。

可選的，所述控制器例如但不限于采用處理器stm32f103zet6構成的工控板，所述地磁傳感器例如但不限于采用wavesharemag3110電子羅盤模塊；第一、第二光電旋轉編碼器例如但不限于采用歐姆龍旋轉編碼器e6b2-cwz6c，稱重傳感器例如但不限于采用拉壓用s型稱重傳感器。

實施例2

在實施例1基礎上，本實施例2提供了一種所述的智能塔吊系統(tǒng)的工作方法，其中所述吊鉤單元通過安全間距檢測單元與信標發(fā)生器實時測距，當距離低于限定值時，所述聲光報警單元進行報警，并將報警信號發(fā)送至控制單元。

所述控制單元包括：控制器，以及與該控制器相連的鍵盤單元、操控動作采集單元；其中所述鍵盤單元適于輸入吊裝指令；所述操控動作采集單元適于記錄與吊裝指令相匹配的塔吊主體及吊鉤單元的吊裝軌跡。

所述操控動作采集單元包括：用于檢測吊臂轉向的地磁傳感器，安裝于變幅機構內的第一光電旋轉編碼器，以采集吊鉤單元對應的載重小車在吊臂上的行進距離，以及還包括：用于檢測吊鉤懸吊高度的第二光電旋轉編碼器，用于檢測吊鉤所掛物重量的稱重傳感器；所述控制器內存儲有與物料類型、重量數(shù)據(jù)對應數(shù)據(jù)庫，當稱重傳感器獲得當前所掛物的重量時，即獲得該物料的類型；所述控制器適于在一物料首次完成吊裝后，記錄該物料的吊裝軌跡，并將該物料對應的吊裝軌跡寫入數(shù)據(jù)庫中；當控制器切換成自動控制模式時，所述控制器按照該物料的第一次的吊裝軌跡將物料進行吊裝運輸。

所述控制器適于對物料存放點位置進行標定，以及對物料卸料點位置進行標定；所述吊裝軌跡包括往返運動，具體的，向物料存放點位置方向移動的第一吊臂轉向軌跡（塔吊主體對應的吊裝軌跡）、載重小車12的第一行進軌跡和吊鉤201的第一懸吊軌跡（吊鉤單元對應的吊裝軌跡）；以及向物料卸料點位置方向移動的第二吊臂轉向軌跡（塔吊主體對應的吊裝軌跡）、載重小車的第二行進軌跡和吊鉤的第二懸吊軌跡（吊鉤單元對應的吊裝軌跡）；通過鍵盤單元選擇需要自動執(zhí)行的相應軌跡；若全選，則為自動控制模式；若部分選擇，則為混合操作模式；若未選擇，則為人工模式。

所述限定值包括：安全距離范圍，以及在安全距離范圍內再劃定危險范圍，即當?shù)蹉^進入安全距離范圍內，聲光報警單元進行報警，所述控制器控制吊鉤單元減速運行；若吊鉤進入危險范圍，塔吊將停止運行并強制切換成人工控制。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。