门式起重机集装箱偏载监测及智能预警系统的制作方法

本实用新型涉及集装箱装卸领域，尤其涉及一种门式起重机集装箱偏载监测及智能预警系统。

背景技术：

装卸是现代物流的构成要素和重要环节，也是铁路货运的重要组成部分。而集装箱运输则是现代物流业的发展方向。近年来，我国铁路货运中集装箱运输所占的比重逐年上升，也研发、配置了许多与集装化相适应的装卸机械和属具索具。但是在集装箱装卸过程中的倾覆现象，给安全运输带来很大的影响。

因此，研究一套门式起重机集装箱偏载监测及FTR锁作业智能预警系统，在网络控制和三维立体显示的基础上，通过自动控制设备，在门吊司机室中即可实现集装箱装卸的智能化控制，从源头上杜绝偏载的集装箱装上车，保障铁路运输安全，实现集装箱装卸自动化和智能化，提高集装箱装卸效率，具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种门式起重机集装箱偏载监测及智能预警系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种门式起重机集装箱偏载监测及智能预警系统，包括预警系统数据采集模块和预警系统数据处理模块，所述预警系统数据采集模块设于吊架上，包括高精度倾角传感器、高灵敏度自动开关单元、防故 障物理开关单元、无线通讯传输单元、控制及数据整合单元以及智能低功耗电源管理单元；所述预警系统数据处理模块设于司机室中，包括工控一体机、智能预警软件、高分贝声光报警单元、电气联控单元、无线通讯传输单元、电源管理单元以及操作面板。

优选地，所述预警系统数据采集模块和预警系统数据处理模块通过各自的无线通讯传输单元实现无线通讯连接。

优选地，所述预警系统数据采集模块采用工业一体化设计。

优选地，所述高精度倾角传感器采用双轴测量。

优选地，所述操作面板上设有显示屏、电量显示区、三视图切换按钮区、时间显示区、卸货状态显示区和高分贝声光报警单元。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型在网络控制和三维立体显示的基础上，通过自动控制设备，在门吊司机室中即可实现集装箱装卸的智能化控制，从源头上杜绝偏载的集装箱装上车，保障铁路运输安全，实现集装箱装卸自动化和智能化，提高集装箱装卸效率，具有重要意义。

2、通过对高速无线网络、先进可控的传感器和一体化集成方式的应用，不用现场检查而在显示设备上对集装箱是否偏载以及FTR锁是否脱钩的情况进行监测，解决集装箱吊装和吊卸过程中出现的各种安全问题。

3、能大大提高吊装吊卸作业的质量，简化日常的管理流程，减轻现场工作人员的压力，保证集装箱吊装吊卸作业的安全。

保证了集装箱运输安全，节约了集装箱吊装吊卸作业时间以及大 量的人力物力，可为铁路生产带来较大的直接经济效益，应用前景广泛。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种门式起重机集装箱偏载监测及智能预警系统的组成原理图；

图2为本实用新型提出的一种门式起重机集装箱偏载监测及智能预警系统的软件流程图；

图3为本实用新型提出的一种门式起重机集装箱偏载监测及智能预警系统的预警系统数据采集模块的安装示意图；

图4为本实用新型提出的一种门式起重机集装箱偏载监测及智能预警系统的操作面板的结构示意图。

图中所示：1、吊架，2、钢缆，3、预警系统数据采集模块，4、显示屏，5、电量显示区，6、三视图切换按钮区，7、时间显示区，8、卸货状态显示区，9、高分贝声光报警单元。

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。

参照图1-4，一种门式起重机集装箱偏载监测及智能预警系统，包括分别设于吊架和司机室中并通过无线通讯方式进行数据传输的预警系统数据采集模块和预警系统数据处理模块。

所述预警系统数据采集模块包括高精度倾角传感器、高灵敏度自 动开关单元、防故障物理开关单元、无线通讯传输单元、控制及数据整合单元以及智能低功耗电源管理单元。整个预警系统数据采集模块采用工业一体化设计，达到IP65防水防尘标准，可根据现场吊架情况选择适当的位置进行安装。

所述高精度倾角传感器采用双轴测量，可以分别测量在集装箱长、宽两方向上的倾角，精度达到0.01度。高灵敏度自动开关单元根据振动来进行开关转换，当集装箱吊架有微小振动时即启动，当一段时间内未检测到振动即关闭，无需任何人工操作。防故障物理开关单元可以在出现意外情况下，或由于特殊要求需要手动控制数据采集模块的启动与否时，对整个数据采集模块进行开关操作。无线通讯传输单元使整个系统的安装具有更大的灵活性，设备之间无需通过电缆连接。控制及数据整合单元负责整个数据采集模块各个单元之间的协调工作，并将所有采集到的数据进行整合，通过无线通讯传输单元传输到预警系统数据处理模块当中。智能低功耗电源管理单元可以根据数据采集模块的使用与否智能供电，在不需要供电时停止供电，大幅度延长整个模块的工作时间；可以分析蓄电池的电量以及工作状态，当电量不足或者电池状态较差时及时返回信息；提供充电接口，用户可以根据自身情况进行供电方式的选择。

所述预警系统数据处理模块包括工控一体机、智能预警软件、高分贝声光报警单元、电气联控单元、无线通讯传输单元、电源管理单元以及操作面板，安装在司机操作室中，方便司机在进行作业的同时观察集装箱及FTR锁所处状态。

所述工控一体机达到工业级标准，稳定性高，串口种类丰富，可适应各种类型的信号输入输出。智能预警软件启动后进行初始化并接收预警系统采集模块所返回的数据，对返回数据进行格式分析，当格式错误时向数据采集模块返回纠错命令，当格式正确时对数据进行处理；将经过处理的数据输入集装箱重心计算模型中，计算出集装箱重心所在位置，生成三维动画，实时显示集装箱重心、倾角以及FTR锁状态；同时对重心位置、倾角以及FTR锁状态进行判断，当发现异常时进行对应的报警处理，通过电气联控的方式禁止门吊继续进行起吊作业，当报警故障排除后进行确认，恢复门吊正常作业；根据返回数据对电池状态进行分析，当电量不足或电池状态异常时进行对应的报警处理；每次程序启动、关闭以及进行报警时在数据库中进行时间以及数据的记录。

高分贝声光报警单元在接收到报警信号时，根据不同报警信号发出不同的醒目报警色以及容易分辨的报警音，确保司机可以在第一时间得知报警确切内容。电气联控单元可控制门吊起吊动作，当接收到报警信号时，自动切断门吊起吊回路，防止发生危险。当报警故障排除后可恢复门吊正常作业。电源管理单元可以根据实际现场不同的供电条件灵活的选择恰当的电源适配器，最大程度上降低了安装标准，提高了工作稳定性。

智能预警软件将接收到的数据进行分类识别，根据接收到的倾角数据，利用集装箱重心计算模型实时计算出集装箱重心所在位置，将集装箱的倾斜角度以及重心位置通过三维动画的形式反馈在软件界 面上，形象准确的体现出集装箱所处状态，以及FTR锁是否脱钩；根据接收到的智能低功耗电源管理单元所返回的信息，将蓄电池电量以及工作状态显示在软件界面上，便于及时提醒进行充电或更换电池。

操作面板上设有显示屏、电量显示区、三视图切换按钮区、时间显示区、卸货状态显示区和高分贝声光报警单元，显示屏可用于显示集装箱的三视图以及倾角信息；电量显示区用于电视蓄电池剩余电量；三视图切换按钮区中设有切换按钮，可切换三视图显示状态；时间显示区用于显示当前时间；卸货状态显示区用于显示当前卸货状态。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。