一種用于吊車的吊鉤防碰撞裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于吊車的吊鉤防碰撞裝置，包括一臺工控主機，還包括一超聲波測距裝置，該超聲測距裝置固定于吊車吊鉤上，該裝置的超聲測距傳感器的方向垂直向下，用于測量吊鉤與地面的距離，該超聲波測距裝置內(nèi)置有Zigbee的無線通信模塊，與位于所述工控主機的基于Zigbee的無線通信中心節(jié)點實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，所述的吊車吊鉤防碰撞裝置內(nèi)置一溫度傳感器，用于修正溫度對超聲波傳輸速度的影響，保證測量精度，所述超聲測距裝置的體積大小為5cmX5cmX3cm,通過螺釘安裝在吊鉤上。所述的吊鉤材料為鐵質(zhì)，所述的超聲波測距裝置用強力磁鐵吸附在吊鉤上。
【專利說明】—種用于吊車的吊鉤防碰撞裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機械起吊設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于吊車的吊鉤防碰撞裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著新世紀(jì)全球工業(yè)格局的新變化和中國工業(yè)技術(shù)水平的快速發(fā)展，吊車市場近年來也異常的活躍起來，這無疑給吊車的設(shè)計帶來了更高層次的發(fā)展要求。目前，在大型工業(yè)吊車中，吊車司機的操作位置往往離地面或甲板很高，距離一般為20?50米，司機很難準(zhǔn)確地判斷吊鉤位置，只能在地面或甲板上的指揮人員的幫助下，根據(jù)經(jīng)驗來完成吊鉤的起降操作，而且容易發(fā)生碰撞事故。
[0003]因此，對于吊鉤距離地面或者甲板的距離數(shù)據(jù)的檢測在吊車工作過程中是一個重要的參考數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有的多種測距方式中，除了測量的準(zhǔn)確度不能滿意外，由于采用有線傳輸方式，布線復(fù)雜，給使用維護也帶來了困難。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種吊車吊鉤防碰撞裝置。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是，一種用于吊車的吊鉤防碰撞裝置，包括一臺工控主機，還包括一超聲波測距裝置，該超聲測距裝置固定于吊車吊鉤上，該裝置的超聲測距傳感器的方向垂直向下，用于測量吊鉤與地面的距離，
[0006]該超聲波測距裝置內(nèi)置有Zigbee的無線通信模塊，與位于所述工控主機的基于Zigbee的無線通信中心節(jié)點實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，
[0007]所述的吊車吊鉤防碰撞裝置內(nèi)置一溫度傳感器，用于修正溫度對超聲波傳輸速度的影響，保證測量精度，
[0008]所述超聲測距裝置的體積大小為5cmX 5cmX 3cm,通過螺釘安裝在吊鉤上。
[0009]所述的吊鉤材料為鐵質(zhì)，所述的超聲波測距裝置用強力磁鐵吸附在吊鉤上。
[0010]所述的Zigbee的無線通信中心節(jié)點采用德州儀器公司的CC2531芯片，該中心節(jié)點的天線電路由電容C252、電容C253、電容C262和電感L261、電感L252組成非平衡變壓器，并連接至外部非平衡天線，使天線電路滿足輸入輸出匹配50 Ω的要求，電線電路還包括起濾波作用的電容值為18pF的電容C251和電容C261，
[0011]所述的Zigbee的無線通信中心節(jié)點采用USB接口與工控主機聯(lián)接。
[0012]本實用新型運用超聲波測距原理將數(shù)據(jù)發(fā)送給工控主機，當(dāng)?shù)蹉^與被吊物距離小于警戒閥值時，可發(fā)出報警信號，以保證作業(yè)安全。使吊車操作工人即使在高空操作也能隨時了解吊鉤距離地面物體高度，提高吊車操作安全性與效率。由于以采用低功耗的無線傳輸數(shù)據(jù)的方式，能使整個測距監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，便于安裝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型裝置中Zigbee中心節(jié)點電路原理圖。
[0014]圖2是本實用新型裝置中的無線超聲測距裝置電路結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3是本實用新型的吊車吊鉤防碰撞裝置工業(yè)現(xiàn)場使用布局圖

【具體實施方式】
[0016]本實用新型的組成可以分為實時監(jiān)控裝置和無線超聲測距裝置，實時監(jiān)控裝置包括工控機與Zigbee中心節(jié)點，中心節(jié)點采用德州儀器公司(Texas Instruments, TI)的CC2531芯片。圖1為中心節(jié)點設(shè)計采用CC2531拓展USB接口后的硬件電路設(shè)計圖。
[0017]其中，部分電路為，
[0018](I) 32MHz系統(tǒng)時鐘。C231，C221為27pF的電容，連接至CC2531的22、23引腳，用于中心節(jié)點的正常工作。
[0019](2)天線部分。電路中電容C252、C253、C262和電感L261、L252形成非平衡變壓器，并連接至外部非平衡天線，使整個結(jié)構(gòu)滿足RF輸入輸出匹配50 Ω的要求，18pF的電容C251和C261起濾波作用。
[0020](3) USB接口電路。D+、D-與USB線相連，構(gòu)成了 SPI串行總線，USB_P、USB_N和DVDD_USB分別與CC2531對應(yīng)的接口連接。電容C21、C31都為47pF，C41為10pF，它們都是抗干擾作用，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
[0021]中心節(jié)點采用USB接口，可以方便與工控機的聯(lián)接，工控機在安裝驅(qū)動后可直接與Zigbee通訊,實現(xiàn)發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的功能。
[0022]安裝在吊鉤上的無線超聲測距裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，本硬件系統(tǒng)以Zigbee新一代SOC芯片CC2530為控制核心，配有標(biāo)準(zhǔn)外圍電路、超聲波的發(fā)射與接收模塊以及電源供電電路。集成溫度傳感器，根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)情況，修正溫度對超聲波傳輸速度的影響，保證測量精度。無線超聲測距裝置完成后體積大小在5Cm*5Cm*3Cm，可以通過螺釘安裝在吊鉤上或者用強力磁鐵吸附在吊鉤上(吊鉤材料為鐵質(zhì))，對原吊鉤基本不會產(chǎn)生影響。
[0023]本實用新型的系統(tǒng)充分利用Zigbee的低功耗特性和內(nèi)部高速單片機，實現(xiàn)對超聲波測距電路的控制與采集到的時間信號的處理，然后利用Zigbee通訊將處理好的數(shù)據(jù)經(jīng)子節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送到實時監(jiān)控裝置的中心節(jié)點上，并在監(jiān)視器上顯示出來，供吊車司機參考。
[0024]工作流程如下；
[0025]司機操作控制手柄，中心節(jié)點發(fā)出測量要求指令，子節(jié)點收到指令后運行單片機內(nèi)超聲波測量子程序，使測距裝置發(fā)射超聲波脈沖，并且開始計時，進入回波等待，收到回波脈沖后，計時結(jié)束，可以用變量存儲時間差，并按超聲波測距原理計算出所測距離。將所得數(shù)據(jù)通過已建網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心節(jié)點，若傳輸失敗則再次傳輸，若成功返回中心節(jié)點命令區(qū)，在手柄操作過程中，測距裝置將不斷測量，實現(xiàn)實時監(jiān)測功能。當(dāng)司機將手柄調(diào)至復(fù)原位置，則子節(jié)點接收休眠指令，進入休眠模式。
[0026]工控機讀取中心節(jié)點數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，可以判斷吊鉤是否超速下落或者與被吊物的距離是否超過警戒閥值。不同的危險信號將對應(yīng)不同的報警形式，吊車司機可以根據(jù)聲音報警或者顯示界面及時獲取吊鉤狀態(tài)信息。
[0027]見圖3所示監(jiān)測系統(tǒng)原理方框圖。
【權(quán)利要求】
1.一種用于吊車的吊鉤防碰撞裝置，包括一臺工控主機，其特征在于，還包括一超聲波測距裝置，該超聲測距裝置固定于吊車吊鉤上，該裝置的超聲測距傳感器的方向垂直向下，用于測量吊鉤與地面的距離， 該超聲波測距裝置內(nèi)置有Zigbee的無線通信模塊，與位于所述工控主機的基于Zigbee的無線通信中心節(jié)點實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸， 所述的吊車吊鉤防碰撞裝置內(nèi)置一溫度傳感器，用于修正溫度對超聲波傳輸速度的影響，保證測量精度， 所述超聲測距裝置的體積大小為5CmX5CmX3Cm，通過螺釘安裝在吊鉤上； 所述的Zigbee的無線通信中心節(jié)點采用德州儀器公司的CC2531芯片，該中心節(jié)點的天線電路由電容C252、電容C253、電容C262和電感L261、電感L252組成非平衡變壓器，并連接至外部非平衡天線，使天線電路滿足輸入輸出匹配50 Ω的要求，電線電路還包括起濾波作用的電容值為18pF的電容C251和電容C261， 所述的Zigbee的無線通信中心節(jié)點采用USB接口與工控主機聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于吊車的吊鉤防碰撞裝置，其特征在于，所述的吊鉤材料為鐵質(zhì)，所述的超聲波測距裝置用強力磁鐵吸附在吊鉤上。
【文檔編號】B66C15/04GK204022333SQ201420129214
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】徐志強, 諶志新, 江濤, 王云杰, 羊衍貴, 宋麗靜 申請人:中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器研究所