专利名称：一种高处作业吊篮自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种提升机械的控制装置，特别是涉及一种高处作业吊篮自动控 制装置。
背景技术：
吊篮是当今最常用的高层建筑外墙施工设备。在使用过程中，由于提升机的转差、 机械加工和传动误差等原因，会造成各吊点处提升机的线速度不同步，从而导致悬吊平台 发生倾斜；这种情况是不利的，严重时可能造成重大事故。而到目前为止，常规的解决方法， 只是通过手动方式控制提升机单边工作来调平。这种方式操作步骤繁琐，尤其对于多吊点 提升吊篮，并且调整精度无法保证，整个过程在高空完成存在一定的危险性。同时，由于操 作人员的自我安全意识不是很高，在追求效率和速度的要求下，超过额定载荷后继续使用 吊篮的情况时有发生，这也给吊篮带来许多安全隐患。
发明内容本实用新型的目的是提供一种高处作业吊篮自动控制装置。该装置操作简单、安 装方便，能够自动调平倾斜篮体，并具备过载保护和过流保护功能的高处作业吊篮自动控 制装置，该装置可用于各种高处作业吊篮场所，从而保证吊篮的安全使用。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种高处作业吊篮自动控制装置，包括控制模块、采集模块、人机交互模块和执行 模块，控制模块由装有单片机的电路板组成；采集模块由拉力传感器、电流传感器、倾角传 感器组成；人机交互模块由键盘、液晶显示器组成；执行模块由固态继电器、电气继电器、 提升机及警报器组成，采集模块与安装在提升机与吊篮提升架之间连接的拉力传感器相 连；并与安装于高处作业吊篮篮体中部的倾角传感器相连，及与装在电路板上的电流传感 器相连；控制模块与采集模块并执行模块相连；人机交互模块设置在控制箱箱盖上，通过 键盘与单片机相连，液晶显示器设置其上。所述的一种高处作业吊篮自动控制装置，其倾角传感器连接篮体的角度信号经控 制模块相连接。所述的一种高处作业吊篮自动控制装置，其拉力传感器与提升机及控制模块相 接，并连接在液晶显示器及报警器上。所述的一种高处作业吊篮自动控制装置，其所述电流传感器连接提升机并与控制 模块、液晶显示器及报警器相连。所述的一种高处作业吊篮自动控制装置，其键盘包括上行控制按键、下行控制按 键、自动/手动切换开关、水平零点设定按键及复位按键。该装置可通过键盘实现手动控制模式与自动控制模式的切换。在手动控制模式 下，单片机仍实时接收由倾角传感器采集的篮体倾斜角度信号，并通过液晶显示器显示。操 作人员能够通过液晶显示器获取篮体倾斜状态，并进行相应操作。[0011]本实用新型的优点与效果是本实用新型能够实现篮体的自动调平，并提供了一定的安全保护措施，从而消除 了高处作业吊篮在运行过程中的安全隐患，具有安装方便、调平精度高、安全可靠的特点。
图1是本实用新型高处作业吊篮自动控制装置组成结构示意图；图2是本实用新型高处作业吊篮自动控制装置拉力传感器安装示意图；图3-1是本实用新型高处作业吊篮自动控制装置控制箱内结构示意图；图3-2是本实用新型高处作业吊篮自动控制装置控制箱外结构示意图；图3-3是本实用新型高处作业吊篮自动控制装置控制箱立体结构示意图；图4是本实用新型高处作业吊篮自动控制装置程序框图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型进行详细的实施说明。图中标号为1、篮体2、电控箱3、提升机4、拉力传感器 5、单片机 6、电路板 7、电流传感器8、倾角传感器9、液晶显示器10、键盘11、固态继电器12、电气继电 器13、报警器。如图1、图2、图3 (图3-1至图3-3)所示，一种高处作业吊篮自动控制装置， 包括控制模块、采集模块、人机交互模块和执行模块。控制模块由装有单片机5的电路板6组成，主要负责处理采集提供的信号，经程序 处理后，变成输出信号传送给执行模块，若篮体1倾斜，则执行模块按照调平程序要求调整 篮体1倾斜状态，直到篮体1水平，若篮体1超载或偏载则执行模块按照超载保护程序提供 必要的保护操作，若提升机3出现堵转则执行模块按照过流保护程序要求执行过流保护。 另外，该模块还负责接收键盘指令、为人机交互提供数据显示及状态指示等工作。采集模块由拉力传感器4、电流传感器7、倾角传感器8组成。篮体1倾斜状态的信 号采集使用倾角传感器8来实现，它可以实时采集篮体1平面与水平基准面的倾斜角度，并 传输给单片机5。提升机3与篮体1连接处各安装一个拉力传感器4，实时提供各提升机3 负载大小。一个提升机3对应一个电流传感器7，电流传感器7实时采集提升机电流信号， 为系统判断各提升机3是否出现堵转现象提供数据。人机交互模块设置在电控箱2箱盖上，由键盘10、液晶显示器9组成。所述键盘10 包括上行控制按键、下行控制按键、自动/手动切换开关、水平零点设定按键及复位按键。 操作人员可通过键盘10向单片机5发送操作、设置及复位指令，并应用液晶显示器9为人 机交互提供数据显示及状态指示等工作。执行模块由固态继电器11、电气继电器12、提升机3及报警器13组成，主要负责 按照控制模块发出的指令驱动电气继电器12完成对各提升机3的操作，并控制报警器13 发出或关闭警报，最终实现自动调平、超载保护和过流保护。单片机直流信号通过固态继电 器11间接控制交流的电气继电器12。如图4所示，一种高处作业吊篮自动控制装置的程序流程如下首先对单片机5进 行初始化，之后主循环程序不断检测系统运行状态，首先检测的是篮体1水平状态，程序能自动识别篮体1的3种状态右高左低状态；水平状态；左高右低状态。当程序识别到吊篮 已处于右高左低状态时，将信号反馈到控制系统进行处理，同时先停止吊篮右高左低的延 续，并发出信号驱动左(右)提升机3自动调整篮体到水平状态。同样，当程序识别到吊篮处 于左高右低状态时，信号的识别调整程序对其状态进行处理。当程序识别到吊篮处于水平 状态时，由控制系统发出左右提升机3同时驱动指令，使吊篮在水平状态下进行升降运行。 接着检测篮体1负载情况，若检测到篮体1超载，程序转入超载保护子程序，最后检测提升 机3是否堵转，如果检测到提升机3过流，程序转到过流保护子程序。超载保护采用的策略是以单个提升机3的载荷做为是否超载的判断依据，即能实 现篮体超载保护，又能解决篮体偏载的情况。
具体实施方式
是用拉力传感器4采集各提升 机3的拉力信号，经单片机5处理，判断各提升机3是否超载，如果超载则执行如下保护动 作在液晶显示器9上显示超载的提升机编号，通过警报器13发出警报，并禁止除篮体1下 降以外的其他操作直到超载负荷被移走。由于篮体1惯性较大，提升机3的启动和停止会 引起篮体1振荡，此时拉力传感器4采集的拉力信号会忽大忽小，如果超载保护设置的保护 载荷为固定值，则当零界情况下，篮体1振荡时控制系统就有可能一下进入超载保护一下 跳出超载保护，这样不但影响施工效率，也会带来不必要的麻烦。因此，在设计超载保护时 将提升机3启动和停止这段期间设为死区，单片机5不处理死区内采集的拉力信号，并将保 护载荷设置成一个范围，上限为额定载荷+20kg，下限为额定载荷-20kg。当载荷超过上 限时执行超载保护程序，只有载荷低于下限时，才能跳出超载保护程序。过流保护采用的策略是以提升机3电流值做为判断提升机3是否堵转的依据。提 升机堵转保护是用电流传感器7测量提升机电流信号，送入单片机5进行处理，若测量的电 流值超过设定值，单片机5将过流提升机编号显示在液晶显示器9上，报警器13发出警报， 并禁止提升机3运行直至故障排除。提升机3在启动的瞬间，电流会突然变大，超过设定的 保护值，这种情况不属于堵转引起的电流变大，可通过软件编程消除。当自动控制装置出现故障时，按下“手动/自动”按键切换到手动控制模式操作吊 篮。此模式切断了固态继电器11的供电电压，执行模块不执行控制指令，单片机5、倾角传 感器8及液晶显示器9仍正常工作，操作人员可通过液晶显示器获取篮体1的倾斜状态，并 根据液晶显示器9显示的篮体1倾斜状态进行相应手动调平操作。
权利要求1.一种高处作业吊篮自动控制装置，包括控制模块、采集模块、人机交互模块和执行模 块，其特征在于控制模块由装有单片机(5)的电路板(6)组成；采集模块由拉力传感器(4)、 电流传感器(7)、倾角传感器组成(8)；人机交互模块由键盘(10)、液晶显示器(9)组成；执 行模块由固态继电器(11)、电气继电器(12)、提升机(3)及报警器(13)组成，采集模块与安 装在提升机(3)与吊篮提升架之间连接的拉力传感器(4)相连；并与安装于高处作业吊篮 篮体(1)中部的倾角传感器(8)相连，及与装在电路板(6)上的电流传感器(7)相连；控制 模块与采集模块并执行模块相连；人机交互模块设置在电控箱(2)箱盖上，通过键盘(10) 与单片机(5)相连，液晶显示器(9)设置其上。
2.根据权利要求1所述的一种高处作业吊篮自动控制装置，其特征在于倾角传感器 (8)连接篮体(1)的角度信号经控制模块相连接。
3.根据权利要求2所述的一种高处作业吊篮自动控制装置，其特征在于拉力传感器 (4 )与提升机(3 )及控制模块相接，并连接在液晶显示器(9 )及报警器(13 )上。
4.根据权利要求2所述的一种高处作业吊篮自动控制装置，其特征在于所述电流传感 器(7)连接提升机(3)并与控制模块、液晶显示器及报警器(13)相连。
5.根据权利要求2所述的一种高处作业吊篮自动控制装置，其特征在于键盘(10)包括 上行控制按键、下行控制按键、自动/手动切换开关、水平零点设定按键及复位按键。
专利摘要一种高处作业吊篮自动控制装置，涉及提升机械的控制装置，包括控制模块、采集模块、人机交互模块和执行模块，其控制模块由装有单片机(5)的电路板(6)组成；采集模块由拉力传感器(4)、电流传感器(7)、倾角传感器组成(8)；人机交互模块由键盘(10)、液晶显示器(9)组成；执行模块由固态继电器(11)、电气继电器(12)、提升机(3)及报警器(13)组成，采集模块与安装在提升机(3)与吊篮提升架之间连接的拉力传感器(4)相连；并与安装于高处作业吊篮篮体(1)中部的倾角传感器(8)相连，及与装在电路板(6)上的电流传感器(7)相连；该控制装置适用于两点升高处作业吊篮的自动控制。
文档编号B66B1/28GK201842549SQ20102059341
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者吴杰, 吴玉厚, 孙佳, 江雪晨 申请人:江苏申锡建筑机械有限公司, 沈阳建筑大学