专利名称：一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，属于起重机的安全监控与保护装置技术领域。
背景技术：
动臂塔式起重机广泛应用于造船、港口运输等行业，但由于违章操作等各种原因， 动臂塔式起重机的安全问题时有发生。为避免事故发生，现有的动臂塔式起重机安装了一些安全装置，如起重量限制器、角度限位器、回转限位器、高度限位器等，但这些安全装置的精度不高，控制方式采用单一的限位，无法综合分析各类运行参数与安全状态，在进入倾翻临界状态时给出明确的报警与控制信号，为动臂塔式起重机安全作业留下了隐患。
发明内容鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种能够实时监控动臂塔式起重机的起重量、起重力矩、倾斜角度与作业风速，集显示、记录、报警、控制、数据远传于一身，避免倾翻危险，保证动臂塔式起重机作业安全的动臂塔式起重机防倾翻监控装置。为实现上述目的，本实用新型所采用的技术解决方案是一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，由重量传感器、角度传感器、倾斜传感器、风速传感器、无线发射模块、无线接收模块、控制器、通信模块、输出模块、监控中心、显示器、Flash卡、起升继电器、变幅继电器、蜂鸣器组成；所述重量传感器、角度传感器、倾斜传感器与风速传感器采集动臂塔式起重机的运行参数，输出总线数字信号至无线发射模块，无线发射模块连接发射天线，实时发送数据到无线接收模块，无线接收模块连接接收天线，接收无线发射模块的数据并传送至控制器，控制器接收传感器数据后进行逻辑分析与判断，通过并行总线分别输出实时数据与控制信息至通信模块与输出模块，通信模块使用并行总线连接控制器，并分别以RS232 串行接口、RS485串行接口、USB串行接口连接显示器、本地监控中心与Flash卡，传送运行参数与安全状态信息，输出模块使用并行总线连接控制器，并以继电器方式输出开关量控制信号至起升继电器与变幅继电器，输出报警信号至蜂鸣器。所述重量传感器采用三滑轮式传感器，采集起升机构钢丝绳单绳拉力，通过倍率换算得到起重量数据；角度传感器平行安装于起重臂架上，由臂架长度与臂架角度计算动臂塔式起重机幅度，并结合起重量数据计算得到起重力矩；倾斜传感器安装于回转支承上侧，检测机身的倾斜角度与倾斜方向；风速传感器安装于驾驶室顶部，检测作业环境风速与风向。所述无线发射模块与各传感器连接，接收传感器的模拟信号并转换为数字信号， 存储在数字缓存区域，在收到无线接收模块的轮询命令后通过天线发送数据至无线接收模块。所述无线接收模块作为无线传感器网络的主站，采用双工通信模式，通过天线发送轮询命令，分时读取无线发射模块的实时数据，透明传输至控制器。[0008]所述控制器对起重量、起重力矩、倾斜角度与作业风速进行逻辑分析与判断。在起重量或起重力矩超出动臂塔式起重机额定工作能力时，输出超载报警与限位控制；在作业风速超过安全风速时，输出作业风速报警与停车控制；在倾斜角度超过安全值时，输出倾翻临界状态报警与停车控制。所述显示器为人机界面，以图形、文字、数据方式显示动臂塔式起重机的实时运行参数与安全状态，辅助操作人员安全作业。所述Flash卡存储频率为100毫秒，记录历史运行数据与报警信息，存储格式为 CSV表格文件，并具有加密算法，解密后可以使用EXCEL软件打开，查询历史信息。所述本地监控中心使用工控机与组态软件开发，可以实时显示动臂塔式起重机的实时运行参数与安全状态、查询历史数据报表，实现远程安全监控管理。所述起升继电器串联接入动臂塔式起重机起升控制回路，控制起升机构动作；变幅继电器串联接入动臂塔式起重机变幅控制回路，控制变幅机构动作；蜂鸣器使用长鸣与间断鸣响方式，输出超载报警、作业风速报警与倾翻临界报警信息，提示操作人员作业。本实用新型的有益效果使用重量传感器检测起重量参数，使用重量传感器与角度传感器检测起重力矩参数，使用倾斜传感器检测机身倾斜角度，使用风速传感器检测作业环境风速，综合分析可能导致动臂塔式起重机倾翻的各项环境因素、设备因素与人为操作，集显示、记录、报警、控制、数据远传于一身，实现动臂塔式起重机防倾翻安全监控与保护。
图I为一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置结构原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。如图I所示一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，由重量传感器、角度传感器、倾斜传感器、风速传感器、无线发射模块、无线接收模块、控制器、通信模块、输出模块、监控中心、显示器、Flash卡、起升继电器、变幅继电器、蜂鸣器组成；所述重量传感器、角度传感器、倾斜传感器与风速传感器采集动臂塔式起重机的运行参数，输出总线数字信号至无线发射模块，无线发射模块连接发射天线，实时发送数据到无线接收模块，无线接收模块连接接收天线，接收无线发射模块的数据并传送至控制器，控制器接收传感器数据后进行逻辑分析与判断，通过并行总线分别输出实时数据与控制信息至通信模块与输出模块，通信模块使用并行总线连接控制器，并分别以RS232串行接口、RS485串行接口、USB串行接口连接显示器、本地监控中心与Flash卡，传送运行参数与安全状态信息，输出模块使用并行总线连接控制器，并以继电器方式输出开关量控制信号至起升继电器与变幅继电器，输出报警信号至蜂鸣器。所述重量传感器采用三滑轮式传感器，采集起升机构钢丝绳单绳拉力，通过倍率换算得到起重量数据；角度传感器平行安装于起重臂架上，由臂架长度与臂架角度计算动臂塔式起重机幅度，并结合起重量数据计算得到起重力矩；倾斜传感器安装于回转支承上侧，检测机身的倾斜角度与倾斜方向；风速传感器安装于驾驶室顶部，检测作业环境风速与风向。所述无线发射模块与各传感器连接，接收传感器的模拟信号并转换为数字信号， 存储在数字缓存区域，在收到无线接收模块的轮询命令后通过天线发送数据至无线接收模块。所述无线接收模块作为无线传感器网络的主站，采用双工通信模式，通过天线发送轮询命令，分时读取无线发射模块的实时数据，透明传输至控制器。所述控制器对起重量、起重力矩、倾斜角度与作业风速进行逻辑分析与判断。在起重量或起重力矩超出动臂塔式起重机额定工作能力时，输出超载报警与限位控制；在作业风速超过安全风速时，输出作业风速报警与停车控制；在倾斜角度超过安全值时，输出倾翻临界状态报警与停车控制。所述显示器为人机界面，以图形、文字、数据方式显示动臂塔式起重机的实时运行参数与安全状态，辅助操作人员安全作业。所述Flash卡存储频率为100毫秒，记录历史运行数据与报警信息，存储格式为 CSV表格文件，并具有加密算法，解密后可以使用EXCEL软件打开，查询历史信息。所述本地监控中心使用工控机与组态软件开发，可以实时显示动臂塔式起重机的实时运行参数与安全状态、查询历史数据报表，实现远程安全监控管理。所述起升继电器串联接入动臂塔式起重机起升控制回路，控制起升机构动作；变幅继电器串联接入动臂塔式起重机变幅控制回路，控制变幅机构动作；蜂鸣器使用长鸣与间断鸣响方式，输出超载报警、作业风速报警与倾翻临界报警信息，提示操作人员作业。
权利要求1.一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，其特征在于由重量传感器、角度传感器、倾斜传感器、风速传感器、无线发射模块、无线接收模块、控制器、通信模块、输出模块、监控中心、显示器、Flash卡、起升继电器、变幅继电器、蜂鸣器组成；所述重量传感器、角度传感器、倾斜传感器与风速传感器采集动臂塔式起重机的运行参数，输出总线数字信号至无线发射模块，无线发射模块连接发射天线，实时发送数据到无线接收模块，无线接收模块连接接收天线，接收无线发射模块的数据并传送至控制器，控制器接收传感器数据后进行逻辑分析与判断，通过并行总线分别输出实时数据与控制信息至通信模块与输出模块，通信模块使用并行总线连接控制器，并分别以RS232串行接口、RS485串行接口、USB串行接口连接显示器、本地监控中心与Flash卡，传送运行参数与安全状态信息，输出模块使用并行总线连接控制器，并以继电器方式输出开关量控制信号至起升继电器与变幅继电器，输出报警信号至蜂鸣器。
2.根据权利要求I所述的一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，其特征在于所述重量传感器采用三滑轮式传感器，采集起升机构钢丝绳单绳拉力，通过倍率换算得到起重量数据；角度传感器平行安装于起重臂架上，由臂架长度与臂架角度计算动臂塔式起重机幅度， 并结合起重量数据计算得到起重力矩；倾斜传感器安装于回转支承上侧，检测机身的倾斜角度与倾斜方向；风速传感器安装于驾驶室顶部，检测作业环境风速与风向。
3.根据权利要求I所述的一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，其特征在于所述无线发射模块与各传感器连接，接收传感器的模拟信号并转换为数字信号，存储在数字缓存区域，在收到无线接收模块的轮询命令后通过天线发送数据至无线接收模块。
4.根据权利要求I所述的一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，其特征在于所述无线接收模块作为无线传感器网络的主站，采用双工通信模式，通过天线发送轮询命令，分时读取无线发射模块的实时数据，透明传输至控制器。
5.根据权利要求I所述的一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，其特征在于所述控制器对起重量、起重力矩、倾斜角度与作业风速进行逻辑分析与判断。
6.根据权利要求I所述的一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，其特征在于所述显示器为人机界面，以图形、文字、数据方式显示动臂塔式起重机的实时运行参数与安全状态， 辅助操作人员安全作业。
7.根据权利要求I所述的一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，其特征在于所述 Flash卡存储频率为100毫秒，记录历史运行数据与报警信息，存储格式为CSV表格文件，并具有加密算法，解密后可以使用EXCEL软件打开，查询历史信息。
8.根据权利要求I所述的一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，其特征在于所述起升继电器串联接入动臂塔式起重机起升控制回路，控制起升机构动作；变幅继电器串联接入动臂塔式起重机变幅控制回路，控制变幅机构动作；蜂鸣器使用长鸣与间断鸣响方式，输出超载报警、作业风速报警与倾翻临界报警信息，提示操作人员作业。
专利摘要一种动臂塔式起重机防倾翻监控装置，属于起重机的安全监控与保护装置技术领域，由重量传感器、角度传感器、倾斜传感器、风速传感器、无线发射模块、无线接收模块、控制器、通信模块、输出模块、监控中心、显示器、Flash卡、起升继电器、变幅继电器、蜂鸣器组成；使用重量传感器检测起重量参数，使用重量传感器与角度传感器检测起重力矩参数，使用倾斜传感器检测机身倾斜角度，使用风速传感器检测作业环境风速，综合分析可能导致动臂塔式起重机倾翻的各项环境因素、设备因素与人为操作，集显示、记录、报警、控制、数据远传于一身，实现动臂塔式起重机防倾翻安全监控与保护。
文档编号B66C23/88GK202346663SQ20112042517
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者代立伟, 柳洪杰, 毛燕杰, 高昂 申请人:大连科信起重电器有限公司