专利名称：吊头三维运动状态采集器的制作方法
技术领域：
塔吊控制技术。
背景技术：
目前市场常用吊车均为人工操作。这种工作方式受自然 气候影响较大，可能由于工作环境条件恶劣发生不必要的事故。针对这种情况，我们发明了解决这类问题的自动控制方案，而三维运动状态采集器是为实现这一自动控制方案的关键技术。如果实现此目标，必须要能采集到吊头的位置信息，因此我们将吊头作业分为三部分旋转角度、平面长度和平面高度。将这三个值转换为电压值，即可由电压代替一个空间位置，并将上述电压转换为数字量，供计算机进行处理使用。
发明内容为了解决常用吊车人工操作存在的缺陷，提升吊车的使用安全性，本发明提供了解决自动控制方案的关键技术。本发明解决方案是吊头三维运动状态采集器由旋转角度采集电位器、臂长度采集电位器、吊头高度采集电位器、比例分压电阻、旋转角度信号放大电路、臂长度采集放大电路、吊头高度采集放大电路、多路模数转换集成电路组成，其特征是旋转角度采集电位器R抑的滑动端，接比例分压电阻Rltl和R11串联电路中Rltl的一端，电阻Rltl和R11的连接端，接电阻R1与电容C1并联后的一端，其并联的另一端，接旋转角度信号放大电路IC1的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC4的输入端Atl+端；臂长度采集电位器Rx的滑动端，接比例分压电阻R13和R14串联电路中R13的一端，电阻R13和R14的连接端，接电阻R4与电容C3并联后的一端，其并联的另一端，接臂长度采集放大电路IC2的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC4的输入端Btl+端；吊头高度采集电位器Rh的滑动端，接比例分压电阻R16和R17串联电路中的R16的一端，电阻R16和R17的连接端，接电阻R7与电容C5并联后的一端，其并联的另一端，接臂长采集放大电路IC3的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC4的输入端Ctl+端。该采集器的传感器由三部分组成一部分传感器由旋转电位器取出不同角度对应的电压；另一部分传感器由直拉电位器组成，该电位器位置传感器代表吊头臂伸出长度，并转换成相应的电压；另一部分直线电位器传感器的长度代表对应的吊头高度，并将此电压转换为对应代表高度的电压。将三个传感器得到的代表角度电压，代表平面长度电压，代表平面高度电压，送入放大器放大，放大后的电压由模数转换器转换为数字信号，即可得到状态空间的三个位置电压值对应的数字信号值，该值可供计算机处理。本发明的有益效果是提高塔吊的网络化控制水平，即可以实现驱动的控制，也可以实现复杂的运动控制功能。吊头三维运动状态采集器能够通过远程控制解决塔吊的运动空间的检测，在复杂环境中对塔吊的空间变换实施安全操作控制，具有极高的性价比，利于推广应用。
图I是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
在图I中，吊头三维运动状态采集器由旋转角度采集电位器R炉、臂长度采集电位器Rx、吊头高度采集电位器Rh。旋转角度采集电路组成为比例分压电阻Rltl和Rn、同相信号放大器集成电路ICp电阻H R3、微分电容C1、积分电容C2、积分常数调节电阻R12。臂长度采集电路组成为比例分压电阻R13和R14、同相信号放大器集成电路IC2、电阻R4、R5> R6、微分电容C3、积分电容C4、积分常数调节电阻R15。吊头高度采集电路组成为比例分压电阻R16和R17、同相信号放大器集成电路IC3、电阻R7、R8> R9、微分电容C5、积分电容C6、积分常数调节电阻R18。 模数转换电路组成是集成电路IC4。旋转角度采集电路连接为由电位器R炉采集角度信号由滑动端经比例分压电阻R10和R11分压后，送给电阻R1与电容C1相并联的一端，电阻R1与电容C1并联的另一端接集成电路IC1的3脚进行同相放大，经IC1放大的信号由IC1的6脚送出至模数转换集成电路IC4的63脚，其IC4的33脚至48脚输出的为16位数字信号。臂长度采集电路连接为由电位器Rx采集的臂长信号由滑动端送入，经比例分压电阻R13和Rw分压后，送给电阻R4与电容C3相并联的一端，电阻R4与电容C3并联的另一端接集成电路IC2的3脚，由IC2进行同相放大后，经IC2的6脚送出至模数转换集成电路IC4的6脚，其IC4的33脚至48脚输出的为16位数字信号。吊头高度采集电路连接为由电位器Rh采集的高度信号由滑动端送入，经比例分压电阻R16和R17分压后，送给电阻R7与电容C5相并联的一端，电阻R7与电容C5并联的另一端接集成电路IC3的3脚，由IC3进行同相放大后，经IC3的6脚送出至模数转换集成电路IC4的16脚，被转换后的数字信号由33脚至48脚送出。模数转换集成电路IC4 A0+>A0_脚为一路模拟信号输入端，B0+> B0_脚为另一路模拟信号输入端，(V、Cch脚为另一路模拟信号输入端，DATA[0] DATA[15]脚为数字信号输出端。其中AtlA1A2脚为输入信号Atl路Btl路Ctl路选择控制端。
权利要求1.吊头三维运动状态采集器由旋转角度采集电位器、臂长度采集电位器、吊头高度采集电位器、比例分压电阻、旋转角度信号放大电路、臂长度采集放大电路、吊头高度采集放大电路、多路模数转换集成电路组成，其特征是 旋转角度采集电位器R炉的滑动端，接比例分压电阻Rltl和R11串联电路中Rltl的一端，电阻Rltl和R11的连接端，接电阻R1与电容C1并联后的一端，其并联的另一端，接旋转角度信号放大电路IC1的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC4的输入端Atl+端； 臂长度采集电位器Rx的滑动端，接比例分压电阻R13和R14串联电路中R13的一端，电阻R13和R14的连接端，接电阻も与电容C3并联后的一端，其并联的另一端，接臂长度采集放大电路IC2的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC4的输入端Btl+端； 吊头高度采集电位器Rh的滑动端，接比例分压电阻R16和R17串联电路中的R16的一端，电阻R16和R17的连接端，接电阻R7与电容C5并联后的一端，其并联的另一端，接臂长采集放大电路IC3的输入端，其输出端接多路模数转换集成电路IC4的输入端Ctl+端。
专利摘要吊头三维运动状态采集器，是应用于常用吊车自动控制解决方案中的关键技术。发明的采集器由旋转角度采集电路、臂长度采集电路、吊头高度采集电路和模数转换电路构成。将传感器得到的代表旋转角度，平面长度和平面高度的电压分别送入各自的具有PID调节功能的放大器放大，放大后的电压由模数转换器转换为三个位置电压值对应的数字信号，然后供计算机处理。发明的采集器配合自动控制可有效解决吊车采用人工操作时易受自然气候、工作环境影响带来的不良缺陷，提高塔吊复杂运动控制功能，实施安全操作，具有极高的性价比，利于推广应用。
文档编号B66C13/46GK202440239SQ20112054209
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者宋起超, 杨春光, 邵国平 申请人:黑龙江工程学院