本發(fā)明涉及一種機(jī)械控制系統(tǒng)，具體涉及一種采用運(yùn)動(dòng)傳感器對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行控制的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工程機(jī)械是裝備工業(yè)的重要組成部分。概括地說，凡土石方施工工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、流動(dòng)式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機(jī)械化施工工程所必需的機(jī)械裝備，稱為工程機(jī)械。它主要用于國(guó)防建設(shè)工程、交通運(yùn)輸建設(shè)，能源工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)、礦山等原材料工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)、農(nóng)林水利建設(shè)、工業(yè)與民用建筑、城市建設(shè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。在世界各國(guó)，對(duì)這個(gè)行業(yè)的稱謂基本雷同，其中美國(guó)和英國(guó)稱為建筑機(jī)械與設(shè)備，德國(guó)稱為建筑機(jī)械與裝置，俄羅斯稱為建筑與筑路機(jī)械，日本稱為建設(shè)機(jī)械。在中國(guó)部分產(chǎn)品也稱為建設(shè)機(jī)械，而在機(jī)械系統(tǒng)根據(jù)國(guó)務(wù)院組建該行業(yè)批文時(shí)統(tǒng)稱為工程機(jī)械，一直延續(xù)到現(xiàn)在。各國(guó)對(duì)該行業(yè)劃定產(chǎn)品范圍大致相同，中國(guó)工程機(jī)械與其他各國(guó)比較還增加了鐵路線路工程機(jī)械、叉車與工業(yè)搬運(yùn)車輛、裝修機(jī)械、電梯、風(fēng)動(dòng)工具等行業(yè)。人類采用起重工具代替體力勞動(dòng)已有悠久歷史。史載公元前1600年左右，中國(guó)已使用桔槔和轆轤。前者為一起重杠桿，后者是手搖絞車的雛形。古代埃及和羅馬，起重工具也有較多應(yīng)用。近代工程機(jī)械的發(fā)展，始于蒸汽機(jī)發(fā)明之后，19世紀(jì)初，歐洲出現(xiàn)了蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的挖掘機(jī)、壓路機(jī)、起重機(jī)等。此后由于內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的發(fā)明，工程機(jī)械得到較快的發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展更為迅速。其品種、數(shù)量和質(zhì)量直接影響一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)建設(shè)的發(fā)展，故各國(guó)都給予很大重視。

現(xiàn)在，在一些不方便現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行操控的地方已經(jīng)開始采取對(duì)機(jī)械進(jìn)行遙控的方法進(jìn)行施工了，但是，現(xiàn)有的遙控也是采取搖桿進(jìn)行遙控，遙控精度低，同時(shí)遙控不直觀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是采用運(yùn)動(dòng)傳感器遠(yuǎn)程控制工程機(jī)械，目的在于提供一種采用運(yùn)動(dòng)傳感器對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行控制的系統(tǒng)，解決在一些不方便現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行操控的地方已經(jīng)開始采取對(duì)機(jī)械進(jìn)行遙控的方法進(jìn)行施工了，但是，現(xiàn)有的遙控也是采取搖桿進(jìn)行遙控，遙控精度低，同時(shí)遙控不直觀的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種采用運(yùn)動(dòng)傳感器對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行控制的系統(tǒng)，包括相匹配的控制模塊和現(xiàn)場(chǎng)模塊，控制模塊包括遠(yuǎn)程通信裝置、連接在遠(yuǎn)程通信裝置上的中央處理器、連接在中央處理器上的運(yùn)動(dòng)傳感器、與運(yùn)動(dòng)傳感器匹配的運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)模塊包括現(xiàn)場(chǎng)通信裝置、連接在現(xiàn)場(chǎng)通信裝置上的現(xiàn)場(chǎng)控制器、連接在現(xiàn)場(chǎng)控制器上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋傳感器，所述反饋傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配；控制模塊和現(xiàn)場(chǎng)模塊的匹配通過遠(yuǎn)程通信裝置與現(xiàn)場(chǎng)通信裝置的通信完成；

遠(yuǎn)程通信裝置：接收中央處理器發(fā)送的控制信息，將控制信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)通信裝置；

中央處理器：接收運(yùn)動(dòng)傳感器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)信息，處理成控制信息后發(fā)送給遠(yuǎn)程通信裝置；

運(yùn)動(dòng)傳感器：檢測(cè)運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)字化處理為運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送給中央控制器；

運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)：接受外界的控制，根據(jù)外界的控制進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

現(xiàn)場(chǎng)通信裝置：接受遠(yuǎn)程通信裝置發(fā)送的控制信息，將控制信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)控制器；

現(xiàn)場(chǎng)控制器：接收現(xiàn)場(chǎng)通信裝置發(fā)送的控制信息和反饋傳感器發(fā)送的反饋信息，根據(jù)控制信息和反饋信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制；

執(zhí)行機(jī)構(gòu)：接收現(xiàn)場(chǎng)控制器的控制進(jìn)行動(dòng)作；

反饋傳感器：檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作生成反饋信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)控制器。操作人員控制運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，將運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的動(dòng)作轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送給中央處理器，中央處理器接收到運(yùn)動(dòng)傳感器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)信息后，確定運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)行向量分解得到三軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)，根據(jù)三軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)輸出控制信息，控制信息通過遠(yuǎn)程通信裝置和現(xiàn)場(chǎng)通信裝置發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)控制器，現(xiàn)場(chǎng)控制器根據(jù)收到的控制信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，同時(shí)根據(jù)反饋傳感器檢測(cè)到的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作反饋信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行隨動(dòng)控制。

所述控制模塊還包括顯示裝置，所述現(xiàn)場(chǎng)模塊還包括圖像記錄裝置；

圖像記錄裝置：采集施工現(xiàn)場(chǎng)的圖像信息，將圖像信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)通信裝置；

顯示裝置：接收遠(yuǎn)程通信裝置發(fā)送的圖像信息，將圖像信息顯示出來。在施工現(xiàn)場(chǎng)不能直接進(jìn)行觀察時(shí)，通過現(xiàn)場(chǎng)模塊的圖像記錄裝置采集施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)影像，通過現(xiàn)場(chǎng)通信裝置和遠(yuǎn)程通信裝置發(fā)送給顯示裝置進(jìn)行顯示，操作人員可通過控制模塊的顯示裝置查看施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)影像。

所述遠(yuǎn)程通信裝置與現(xiàn)場(chǎng)通信裝置的通信采用GSM/GPRS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。采用GSM/GPRS進(jìn)行通信安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成熟。

所述現(xiàn)場(chǎng)模塊的數(shù)量至少為一，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)模塊的數(shù)量至少為二時(shí)，遠(yuǎn)程通信裝置與現(xiàn)場(chǎng)通信裝置的通信采用現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信。采用現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信使現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備具有通信功能，便于構(gòu)成工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)，且通信標(biāo)準(zhǔn)的公開、一致，使系統(tǒng)具備開放性，設(shè)備間具有互可操作性、功能塊與結(jié)構(gòu)的規(guī)范化使相同功能的設(shè)備間具有互換性，同時(shí)控制功能下放到現(xiàn)場(chǎng)，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具備高度的分散性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明一種采用運(yùn)動(dòng)傳感器對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行控制的系統(tǒng)，采取運(yùn)動(dòng)傳感器對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制，控制直觀，控制精度高；

2、本發(fā)明一種采用運(yùn)動(dòng)傳感器對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行控制的系統(tǒng)，可通過對(duì)現(xiàn)有的遙控工程機(jī)械進(jìn)行小規(guī)模的改造獲得，改進(jìn)成本低。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

如圖1所示，本發(fā)明一種采用運(yùn)動(dòng)傳感器對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行控制的系統(tǒng)，一種采用運(yùn)動(dòng)傳感器對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行控制的系統(tǒng)，包括相匹配的控制模塊和現(xiàn)場(chǎng)模塊，控制模塊包括遠(yuǎn)程通信裝置、連接在遠(yuǎn)程通信裝置上的中央處理器、連接在中央處理器上的運(yùn)動(dòng)傳感器、與運(yùn)動(dòng)傳感器匹配的運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)模塊包括現(xiàn)場(chǎng)通信裝置、連接在現(xiàn)場(chǎng)通信裝置上的現(xiàn)場(chǎng)控制器、連接在現(xiàn)場(chǎng)控制器上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋傳感器，所述反饋傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配；控制模塊和現(xiàn)場(chǎng)模塊的匹配通過遠(yuǎn)程通信裝置與現(xiàn)場(chǎng)通信裝置的通信完成，所述控制模塊還包括顯示裝置，所述現(xiàn)場(chǎng)模塊還包括圖像記錄裝置，所述中央處理器采用S12MagniV，運(yùn)動(dòng)傳感器和反饋傳感器采用MPU6050三軸陀螺儀芯片，遠(yuǎn)程通信裝置、中央處理器、運(yùn)動(dòng)傳感器、運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和顯示裝置集成在一塊帶觸摸屏的平板電腦上，所述現(xiàn)場(chǎng)控制器采用MC9S12H；操作人員控制運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，將運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的動(dòng)作轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送給中央處理器，中央處理器接收到運(yùn)動(dòng)傳感器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)信息后，確定運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)行向量分解得到三軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)，根據(jù)三軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)輸出控制信息，控制信息通過遠(yuǎn)程通信裝置和現(xiàn)場(chǎng)通信裝置發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)控制器，現(xiàn)場(chǎng)控制器根據(jù)收到的控制信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，同時(shí)根據(jù)反饋傳感器檢測(cè)到的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作反饋信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行隨動(dòng)控制。在施工現(xiàn)場(chǎng)不能直接進(jìn)行觀察時(shí)，通過現(xiàn)場(chǎng)模塊的圖像記錄裝置采集施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)影像，通過現(xiàn)場(chǎng)通信裝置和遠(yuǎn)程通信裝置發(fā)送給顯示裝置進(jìn)行顯示，操作人員可通過控制模塊的顯示裝置查看施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)影像。所述遠(yuǎn)程通信裝置與現(xiàn)場(chǎng)通信裝置的通信采用GSM/GPRS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。采用GSM/GPRS進(jìn)行通信安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成熟。

遠(yuǎn)程通信裝置：接收中央處理器發(fā)送的控制信息，將控制信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)通信裝置；

中央處理器：接收運(yùn)動(dòng)傳感器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)信息，處理成控制信息后發(fā)送給遠(yuǎn)程通信裝置；

運(yùn)動(dòng)傳感器：檢測(cè)運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)字化處理為運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送給中央控制器；

運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)：接受外界的控制，根據(jù)外界的控制進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

現(xiàn)場(chǎng)通信裝置：接受遠(yuǎn)程通信裝置發(fā)送的控制信息，將控制信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)控制器；

現(xiàn)場(chǎng)控制器：接收現(xiàn)場(chǎng)通信裝置發(fā)送的控制信息和反饋傳感器發(fā)送的反饋信息，根據(jù)控制信息和反饋信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制；

執(zhí)行機(jī)構(gòu)：接收現(xiàn)場(chǎng)控制器的控制進(jìn)行動(dòng)作；

反饋傳感器：檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作生成反饋信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)控制器；

圖像記錄裝置：采集施工現(xiàn)場(chǎng)的圖像信息，將圖像信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)通信裝置；

顯示裝置：接收遠(yuǎn)程通信裝置發(fā)送的圖像信息，將圖像信息顯示出來。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。