专利名称：塔式起重机的无线电对讲遥控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型塔式起重机的无线电对讲遥控装置涉及的是一种供塔式起重机工作用的无线电对讲、遥控装置。
在高层和超高层建筑工地上，因视野受到一定限制，塔式起重机控制室与工作面之间是通过无线电对讲机进行联络的。当控制室对于工作面处于盲区操作时，必须由工作面人员通过对讲机指挥控制室人员操纵塔机工作，这样就多了一层误传讯号的机会，操纵人员听到误传讯号后就会造成事故，不利于安全生产。当操纵人员的视线被吊着的重物或脚手架挡住时就会使操纵无法进行，特别是阴天或晚上，视见度更差，这些都直接影响到施工速度和安全操作。
本实用新型的目的是针对目前塔式起重机对讲机指挥操纵塔机工作存在的不足之处提供一种塔式起重机的无线电对讲遥控装置，除具有一对无线电对讲机，两套电源外还包括一套无线电遥控器和一套无线电摇控接收器，既可进行对讲联络，又可直接由工作面人员无线遥控塔机控制室操作，塔式起重机由于采用无线电对讲遥控装置可以达到节省劳动力，确保安全，提高工作效率，减轻劳动强度的效果。
塔式起重机的无线电对讲遥控装置是采取以下方案实现的塔式起重机的无线电对讲遥控装置具备一对无线电对讲机、两套电源，其特征是还包括一套无线电遥控器、一套无线电遥控接收器。无线电遥控器电路是通过一接口电路与对讲机连接，遥控器电路产生的遥控指令经接口电路由对讲机发射出去；接收器电路是通过另一接口电路与另一对讲机连接，将对讲机接收到的遥控指令经接口电路送到接收器电路进行处理，处理后的信号使相应的继电器工作。接收器电路同时与外引的发光器件相连接，每一发光器件即对应一种特定的遥控操作。当某一发光器件点亮时，即表明某一特定的遥控操作正在进行，遥控操作结束时，相应的发光器件熄灭。遥控器上装有小型送话器，可随时向控制室通报情况。接收器上装有监听喇叭，可即时监听工作面上遥控工作情况，遥控间隙可正常进行上、下对讲联络。
无线电遥控器电路由操作键电路、编码器电路、调制器电路、接口电路构成。操作键电路由可擦洗只读存贮器IC1、按键K1～K12，电阻R1～R14、晶体管BG1、继电器J13、电源VD1组成。编码器电路由编码器集成电路IC2、电阻R15、开关电路K-1组成编码器电路。调制器电路由调制解调器集成电路IC3、电阻R16、R17、R18、电容器C1～C6、晶振JT1、电源VD1组成。接口电路由阻抗变换器TP1构成。
无线电接收器电路由接口电路、解调器电路、译码器电路、驱动器电路构成。接口电路有阻抗变换器TP2。解调器电路由调制解调器集成电路IC及其外围元件电阻R19、R20、电容C9～C12，晶振JT2、电源VD3组成。解码器电路由解码器集成电路IC5、电阻R21、三态开关电路K-2组成。译码器电路由译码器集成电路IC6、电阻22、电源VD3组成，驱动器电路由驱动器集成电路IC7、IC8、外围电路继电器J12～J12、发光二极管D1～D12、电源VD2组成。
塔式起重机的无线电对讲遥控装置可配套应用在塔式起重机上，在高空吊装时，工作面人员可清晰地看到塔吊工作全貌，在工作面上安全地进行遥控操纵，当盲区吊装时，可全部由工作面人员遥控操纵。也可先由工作面人员遥控操纵，当吊装物进入控制室人员视野时，可通过对讲联络，由控制室人员手动切换开关，改由控制室人员操纵，另外，工作面间的挂勾人员和指挥人员可由一人承担，因此塔机采用无线电对讲遥控装置技术以后可以达到节省劳动力，确保安全，提高工作效率，减轻劳动强度。建筑工地环境复杂，各种电、磁干扰都可能会造成遥控装置误动作而不能正常工作，不易可靠实现对塔机的遥控操纵。现采用编-解码技术和抗干扰措施，使塔机控制室里的无线电对讲遥控接收器能准确无误地接收遥控信号，具有很强的抗干扰性。并且还能即时听到工作面传来的对讲指令，同时通过遥控接收器面板上的发光指示灯，可以了解到工作面正进行何种遥控操纵，虽然处于盲区，但通过声、光信号可以完全掌握工作面的工作情况。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型遥控器电路工作原理方框图。
图2是本实用新型接收器电路工作原理方框图。
图3是本实用新型遥控器电路原理图。
图4是本实用新型接收器电路原理图。
参照附图1、3，根据塔式起重机工作的实际需要，按下操作键电路中相应的按键，如需要吊钩快速上升，则按下K(3)按键，由此产生一组特定的二进制代码。该四位二进制数码与编码器预先设定的八位三态地址码被并行地输入编码器电路。在发送控制线的控制下，八位地址和四位数据，从编码器串行输出，送到调制器电路，在调制器电路里，对输入的数字信号采用FSK技术调制(移频键控)，即将数字数据转换成载波线路上传输的模拟信号。该模拟信号经由接口电路接入对讲机，由对讲机发射出去。电源电路提供以上各部分电路所需的适合的直流电VD1(+5V)，供电路工作之用。
参照附图2、4，对讲机接收到的载波信号经由接口电路进入FSK解调器电路。解调与调制相反，从载波中恢复数据。解调后的八位地址码和四位数据码串行送入解码器电路。当解码器上预先设定的八位三态地址码与解调后送来的编码器上的八位三态地址码相符时，解码器即将四位二进制数据代码并行送出到译码器电路。该四路输出信号作为译码驱动信号便可完成16路不同的动作(该装置动作少于16种，完全可以满足需要)。译码器输出功率小，不能直接驱动相应的继电器工作，加装一级功率驱动器电路，以驱动相应的继电器工作。某继电器得电吸合，与之相应的发光二极管同时被点亮，由此便完成了按键遥控塔机进行工作。电源电路将交流电变换为直流电VD2(+12V)、VD3(+5V)供各电路之用。
参照附图3，可擦洗只读存贮器IC1、按键K1～K12、电阻R1～R14，晶体管BG1、继电器J13、电源VD1组成操作键电路。集成电路IC1，采用2764EPROM存贮器，单一的+5V供电(VD1＝+5V)，外形为28线双列直插式封装。第1脚(VPP)、28脚(VDD)、27脚(PGM)接VD1，20脚(CE)、22脚(OE)接地，IC1连接成读工作方式。IC1有13条地址线，即A0～A12，在此电路中只用了12条地址线，其中A10(21脚)不用，接地。该12条地址线分别与K1～K12、R1～R12连接。D2(13脚)、D3(15脚)、D4(16脚)、D5(17脚)为数据输出线；D6(18脚)平时为高，当有数据输出时，由高变低。
按键K1——塔机悬臂向左旋转K2——塔机悬臂向右旋转K3——小车前进K4——小车后退K5——抱刹K6——急停K7——吊钩上升(3)K8——吊钩上升(2)K9——吊钩上升(1)K10——吊钩下降(1)K11——吊钩下降(2)K12——吊钩下降(3)按键K1～K12是塔机的12种操作，K1～K12每个按键在此电路中都赋予了特定的一组四位二进制代码。当塔机要进行某种遥控操作时，只要按下相应的按键，+5V与IC1中设定的某一地址线接通，经识别、判断正确无误后，即到某一设定的地址内取出数据，由IC1的13、15、16、17脚输出一组四位二进制代码。同时18脚变低，该信号有两个作用，一是使BG1管导通，使J13继电器得电J13触头吸合，从而使遥控器电路与对讲机接通；二是使IC2编码器的第14脚(T.E.)为低，T.E.是编码器YYH26的发送控制线，低电平有效，发送数据。当错按下两个或两个以上按健时，18脚(D6)状态不变，使IC2编码器工作禁止，不传输数据。
集成电路IC2(YYH26)、电阻R15、开关电路K-1组成编码器电路。IC2(YYH26)是编码器集成电路，外形为18线双列直插式封装。A0～A7与开关电路K-1相连接，八位输入地址位由外部开关K-1设定其状态，这样利用其不同的组合可以有58＝6561种不同的地址编码。D0～D3为四位数据输入。OSC1(16脚)OSC2(15脚)外接R15电阻，以决定其内部时钟的振荡频率。14脚T.E是发送控制端，低电平启动，发送数码，如T.E不为低，内部时钟振荡器停振，编码器工作禁止。17脚(DATA OUT)数码输出端，当14脚收到传输启动信号T.E.(低电平启动)后，即将并行输入的K-当上的八位地址码和由IC1送来的四位二进制代码，从17脚串行输出。每位数码用两个数字脉冲来表示，两个连续的宽脉冲表示“1”，两个连续的窄脉冲表示“0”，一宽一窄表示开路。第9脚(VSS)接地，第18脚(VDD)接+5V(VD1)。
调制解调器集成电路IC3(MC145442或MC145443)、电阻R16、R17、R18，电容器C1～C6，晶振JT1，电源VD1组成FSK调制器电路。IC3外形是20线双列直插式封装，为全双工调制解调器，它包含FSK调制器、解调器和滤波器，以300bps的FSK信号进行无线电数据传输。IC3第6脚(VDD)接+5V(VD1)电源，12脚(VSS)接地，4脚(CDT)和7脚(CDA)接电容C2和C1(0.1μf)9脚(Xin)和8脚(Xout)接晶振JT1，20脚(TLA)与VD1(+5V)之间接可调电阻R18，17脚(TxA)通过电阻R17和电介电容C6(10μf)接到接口电路阻抗变换器TP1的初级端，15脚(RxA2)与电阻R17、电容C6连接，16脚(RxA1)与电容C6连接、10脚(FB)与电容C4连接，18脚(ExI)与19脚(VAG)短接，19脚与接口电路连接(阻抗变换器TP1初级端)，电容C3、C5连接如图3所示。13脚(MODE)通过电阻R16接+5V(VD1)，2脚(LB)和14脚(SQT)接地，该三脚不同接法决定电路不同的工作状态，现工作状态为通道1模式。从IC2(YYH26)的第17脚串行输出的数码送到IC3的第11脚(TxD)。发送的数字信息由TxD输入，转换成FSK信号，并由低群带通滤波器将合成信号进行光滑。滤波后的输出信号由输出运放线驱动器放大。这样将数字数据转换成载波线路上传输的模拟信号，该模拟信号在TxA端输出。调整R18可变电阻，可改变TxA端的输出功率。
接口电路由阻抗变换器TP1构成。由于IC3内部包含有线驱动器等电路，因此只需通过阻抗变换器TP1直接连到对讲机上。方法为用一根两芯屏蔽线与TP1的次级相连接，线的另一端接普通插头(该插头要和对讲机的EXTMIC插口相配)，将此插头插入对讲机的EXTMIC插口，经调制后的信号即进入对讲机，并立即发射出去。K13按键和MIC送话器，是控制器对塔机控制室送话时用。
参照附图4，是无线电接收器电路原理图。
接口电路为阻抗变换器TP2。TP2的初级端通过一根两芯屏蔽线上的插头插入另一对讲机的EXTSP插口。TP2的次级端有两个线包，其中一个接监听喇叭SP，监听工作面遥控工作情况；另一线包将从对讲机接收到的信号送出到解调器电路。
调制解调器集成电路IC4(MC145442或MC145443)及其外围元件电阻R19、R20、电容C9～C12、晶振JT2，电源VD3(+5V)组成FSK解调器电路。外围元件和电源VD3的接法与IC3接法相同。接收信号从IC4的RxA2(15脚)、RxA1(16脚)进入片内双工电路，通过防假滤波器(AAF)、采样保持电路(S/H)、接到低群带通滤波器和AC放大器、AC放大器的输出信号送到解调器、解调后的数据由RxD(5脚)串行输出。从对讲收到的信号经接口电路送入解调器后，与调制相反，将寄载在载波上的信息还原出来，即从载波中恢复原来的数字数据。在该电路中MODE(13脚)改为接地，工作状态变为通道2模式。
解码器集成电路IC5(YYH27)、电阻R21、三态开关电路K-2组成解码器电路。YYH27是解码器集成电路，外形与IC2(YYH26)一样。IC5(YYH27)的A0～A7地址线与K-2相连接，D0～D3为四位数据输出线。解码器IC5(YYH27)与编码器IC2(YYH26)配对使用。IC5的14脚与IC4的5脚RxD端相连。解调器IC4(MC145442)将恢复后的编码器数字信息从IC4的第5脚RxD端串行输出，该数字信息从解码器IC5(YYH27)的第14脚(DATA IN)串行输入，当IC5(YYH27)的A0～A7的地址位由外部开关电路K-2设定的状态与编码器(IC2)发来的数据相同时，(要连续收到两组相同的编码信号)，第17脚(V.T.)有效传输输出的电平由低变高，同时在IC5的D0～D3并行输出与IC2的D0～D3相同的四位二进制数据代码。该四位二进制代码送到IC64-16线译码器的四位数据输入端A、B、C、D端，作为该译码器的四路译码驱动信号。
译码器集成电路IC6(CD4514B)、电阻R22，电源VD3(+5V)组成4-16线译码器电路。IC6(4514B)是具有锁存输入端的4-16线译码器，具有高电位输出选择，在所选择的输出端上呈现逻辑“1”。IC6的外形为24线双列直插式封装。第24脚(VDD)接VD3(+5V)，第12脚(VSS)接地，第1脚(Strobe)接高电平(VD3)，第2、3、21、22脚为四位数据输入端A、B、C、D，S0～S15为16个选择输出端，此处只用其中12个，S0、S8、S9、S15没用。IC6的第23脚(INH)与R22、VD3、IC7的第7脚(IN7)、10脚(OUT7)以及IC5的第17脚(VT，有效传输输出端)构成译码器的禁止电路。当解码器IC5不工作时，IC5的第17脚VT关闭，即17脚输出为低，这样输入IC7的第7脚(IN7)为低，使其输出端第10脚(7OUT)输出为高，IC6译码器23输入为高，IC6所有输出端都为低电平，这样就禁止译码器工作。
正确按下K1～K12中的某一遥控按键，IC6的输入端A、B、C、D就会收到一组代表某一遥控按键的四位二进制代码，在IC6的输出端中就会有代表该按键的一端被选中，输出为高。这样就完成了译码工作。但由于译码器输出功率小不能直接驱动继电器工作，须要加一级驱动电路。
驱动器集成电路IC7(MC1413，B)、电源VD2(+12V)组成驱动器电路。因一片MC1413，B只有7个输入、输出，要驱动J1～J1212个继电器，必须要用两片MC1413，B集成电路，即IC7和IC8。外形为16线双列直插式封装。第1脚～第7脚为输入端，与之对应的第16脚～第10脚为输出端。第8脚接地，第9脚接VD2(+12V)。输出端第10～16脚分别与继电器J1～J12、发光二极管D1～D12相接。MC1413，B集成电路是高电压、大电流达林顿晶体管阵列，具有高击穿电压和内部压缩二极管，使其能可靠地驱动感性负载(继电器线包)。
驱动器电路工作过程简述如下如果按下遥控器按键K1(塔机悬臂左旋转)，IC6译码器输入端A、B、C、D输入一组代表K1键的四位二进制代码，IC6的输出端S11(19脚)被译中，输出为高，与之连接的IC7驱动器的第6脚(IN6)也为高，IC7相应的输出端为第11脚(6OUT)输出为低，继电器J1的线包一端与该11脚连接，另一端接+12V(VD2)，使J1线包得电，使塔机悬臂开始左旋转；同时与IC7的第11脚连接的发光二极管D1，另一端正极通过电阻R41与+12V(VD2)连接，此时也被点亮。同理，IC7可分别驱动J2、J3、J4、J5、J6工作，并使D2～D6分别被点亮。
J7～J12为塔机吊钩分三速上升、三速下降，当按下快速(3速)上升或下降时，电机须经低速(1速)起动，逐渐过渡到快速运转，在译码器集成电路IC6输出端S1、S2、S3、S13、S12、S14与另一驱动器集成电路IC8(MC1413，B)输入端第1脚～第6脚之间增加了自动地速度切换电路。
由集成电路IC9～IC15、晶体管BG2～BG5、电阻R23～R40、电容C13～C20组成塔机吊钩上升或下降三档速度的自动延时切换电路。IC12～IC15为单时基电路555集成块；集成电路IC11为74LS125三态输出的四总线缓冲门集成电路IC9和IC10为2输入端四或门CC4071B。
自动延时切换电路简述如下当按下遥控器K7按键，即吊钩上升(3)，〔吊钩上升分为上(3)、上(2)、上(1)三档速度，上(3)为最快速度〕，译码器IC6的输出选择端的第10脚(S2)被译中，呈现高电平。IC9的输出脚3、4、10脚均为高。IC12、IC13为单稳延时电路，第3脚平时为低，有输出时为高。与IC9或门输出端第10脚连接的IC11三态门的控制端C1接单稳延时电路IC12的输出(第3脚)，此时IC12输出为低，所以该三态门导通，IC9的第10脚状态通过IC11的第3脚送到IC8(驱动器)的第3脚(IN3)，IC8的OUT3(14脚)与继电器J9相接，J9最先得电〔即对应上(1)〕，使电机以慢速〔(上(1)〕起动。由于IC8的3、4脚输出也为高，BG2、BG3导通，并向C13、C15充电，适当调整C·R的时间，使电机起动到规定时间后，在C13上充电达2/3 VD3电压使IC12第3脚有输出，即由低变高，使IC9第10脚输出的三态门关断，J9失电。同时与IC13的输出(第3脚)相连的三态门的C4(13脚)为低电平，该三态门是打开的(调整IC12的C13·R24和IC13的C15·R27时间常数，使IC12第3脚先有输出)使IC9的第3脚高电平通过IC12的输出端(第3脚，为高)再通过三态门A4、Y4(12脚、11脚)送至IC8的第2脚(IN2)IC8的OUT2(第15脚)与继电器J8相连电机被自动切换到上(2)〔上(2)即J8得电〕。当IC13的C15上充电达2/3VD3时，IC13输出(第3脚)高电平，使IC11三态门的C4(13脚)为高，该三态门关断，J8失电。因IC13输出端直接与IC8的第1脚(IN1)相连接，所以使与IC8OUT1(第16脚)相连的J7得电，电机被切换到上(3)。
权利要求1.一种塔式起重机的无线电对讲遥控装置，具有一对无线电对讲机、两套电源，其特征是还包括一套无线电遥控器、无线电遥控接收器；无线电遥控器电路由操作键电路、编码器电路、调制器电路、接口电路构成；操作电路由可擦洗只读存贮器IC1、按键K1～K12，电阻R1～R14、晶体管BG1、继电器J13、电源VD1组成，可擦洗只读存贮器IC1第1脚、28脚、27脚接VD1，20脚、22脚接地，IC1的地址线A0～A12分别与按键K1～K12、电阻R1～R12连接，D2(13脚)、D3(15脚)、D4(16脚)、D5(17脚)为数据输出线；编码器电路由编码器集成电路IC2、电阻R15、开关电路K-1组成；编码器集成电路IC2的地址输入线A0～A7与开关电路K-1相连接，D0～D3为四位数据输入，分别与IC1的13、15、16、17脚相连，IC2的16脚、15脚外接电阻R15，IC2的14脚是发送控制端，IC2的17脚串行输出与IC3的11相连；调制器电路由调制解调器集成电路IC3、电阻R16～R18，电容器C1～C6，晶振JT1、电源VD1组成，IC3的6脚接电源VD1，12脚接地，4脚和7脚接电容C2和C1、9脚和8脚接晶振JT1，20脚与VD1之间接可调电阻R18，17脚通过电阻R17和电介电容C6接到接口电路的阻抗变换器TP1的初级端，15脚与电阻R17、电容C6连接，16脚与电容C6连接，10脚与电容C4连接，18脚与19脚短接，19脚与接口电路的TP1初级端相连；接口电路由阻抗变换器TP1构成；无线电接收器电路由接口电路、解调器电路、解码器电路、译码器电路、驱动器电路构成；接口电路为阻抗变换器TP2，TP2初级端通过一根两芯线上的插头插入另一对讲机的EXTSP插口，TP2次级端有两个线包，其中一个接监听喇叭SP，另一线包接到解调器电路，由调制解调集成电路IC4及其外围元件电阻R19、R20，电容C9～C12、晶振JT2、电源VD3组成解调器电路，外围元件和电源VD3的接法与IC3接法相同；解码器电路由解码器集成电路IC5、电阻R21、三态开关电路K-2组成，IC5的A0～A7地址线与K-2相连，IC5的14脚与IC4的5脚相接；译码器电路由译码器集成电路IC6、电阻R22、电源VD3组成，IC6的24脚接VD3，12脚接地，第2、3、21、22脚为四位数据输入端A、B、C、D，分别与IC5的10、11、12、13脚相连；驱动器电路由驱动器集成电路IC7、IC8、继电器J1～J12、发光二极管D1～D12、电源VD2组成，集成电路IC7、IC8的第1～7脚为输入端，与之对应的第16脚～第10脚为输出端，第8脚接地，第9脚接VD2，输出端第10～第16脚分别与继电器J1～J12、发光二极管D1～D12相接。
2.根据权利要求1所述的塔式起重机的无线电对讲遥控装置，其特征是在译码器集成电路IC6输出端S1、S2、S3、S13、S12、S14与另一驱动器集成电路IC8输入端第1脚～第6脚之间设置有自动延时速度切换电路，由2输入端四或门集成电路IC9、R10，三态输出的四总线缓冲门集成电路IC11，单时基集成电路IC12～IC15，晶体管BG2～BG15、电阻R23～R40、电容C13～C20组成。
专利摘要本实用新型塔式起重机的无线电对讲遥控装置涉及的是一种供塔式起重机工作用的无线电对讲、遥控装置。结构具有一对无线电对讲机、两套电源,其特征是还包括无线电遥控器、无线电接收器;无线电遥控器电路由操作键电路、编码器电路、调制器电路、接口电路构成,无线电接收器电路由接口电路解调器电路、解码器电路,译码器电路、驱动器电路构成。塔式起重机由于采用该装置既可进行对讲联络,又可直接由工作人员无线电遥控塔机控制室操作,节省劳动力,确保安全,提高工作效率,减轻劳动强度。
文档编号G08C17/02GK2296602SQ9720690
公开日1998年11月4日 申请日期1997年1月2日 优先权日1997年1月2日
发明者丁则信, 包金明, 陈晓苏, 郑新宁 申请人:南京第一建筑工程机械厂