专利名称：图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置的制作方法
技术领域：
本专利涉及一种图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置，特别涉及一种利用多种传感器实现塔吊安全实现装置。
背景技术：
一种塔吊群交叉作业的安全防护智能检测仪器，其特征在于，其特征在于，该仪器由多套终端设备和一台地面控制台构成，终端设备设置在每台作业塔吊上；所述的终端设备包括1) 一终端控制器，内置终端软件，用于相关塔吊群各项工作参数的设定，状态信息的采集与计算，防碰撞算法的运行，塔吊群运行状态的实时图形化显示；幻一无线通信模块，该模块具有RS232标准接口，具备9. 6Kbps以上波特率，用于完成塔吊之间的相关数据传输；3) 1 3个AB相增量编码器，用于采集塔臂回转，小车运动，吊钩提升的相对位置信息；4)2 8个PNP型接近开关，用于采集塔吊回转，小车运动的矫正信息，以及采集塔臂回转，小车运动，吊钩提升的相对位置信息；5) 2个滑动变阻器，用于采集小车运动，吊钩提升的位置信息；6) 1个4 20mA输出的压力传感器，用于测量塔吊的吊重；7) 12个MVDC或 110VAC以下额定耐压的断路器，用于控制塔吊2档位6方向共12组输出；上述AB相编码器、接近开关、滑动变阻器、压力传感器作为仪器的检测单元与终端控制器提供的输入接口相连，断路器在与终端控制器提供的输出接口连接后，串联到各向电机控制回路中，无线通信模块通过RS232接口与控制终端连接；所述的地面控制台包括1) 一台计算机，内置基于虚拟仪器设计的监控软件，用于地面人员对塔吊群远程设定、实时监测和人工调度；2) — 无线通信模块，该模块具有RS232标准接口，具备9. 6Kbps以上波特率，用于完成地面控制台与终端测控设备间的数据传输；无线通信模块通过RS232接口与计算机连接。
发明内容
要解决的问题解决现有塔吊操作中的防撞问题。技术方案如图1所示为图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置，传感器(101) 通过模拟、数字信号线连接处理器(104)；传感器(101)通过总线连接处理器(104)；传感器(101)通过VF转换芯片转换为频率信号后连接处理器(104) ；GPS(103)通过串行口连接处理器(104) ；GSM模块或3G模块(10 通过串口连接处理器(104)；控制器(10 连接处理器(104)；由传感器(101)、控制器(102)、GPS模块(103)、处理器(104)、GSM模块或3G 模块(10 组成图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置的探测和控制部分；处理器(107)、带OSG的画面分割器芯片(108)、摄像机(109)、LCD/CRT/显示器 (110)组成图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置的显示部分；处理器(107)通过485或CAN总线连接处理器(104)；处理器(107)连接带OSG的画面分割器芯片(108)；带OSG的画面分割器芯片(108)连接摄像机(109)；带OSG的画面分割器芯片(108)连接LCD/CRT/显示器(110) ；ZigBee、FSK、WiFi通信模块(111)连接处理器(107)。
如图2所示，传感器(201)通过VF转换芯片(202)转换为频率信号后连接处理器 (203)；传感器(201)有温度传感器、湿度传感器、缆长传感器、重量传感器、油位传感器；VF 转换芯片 O02)ADI 公司的 AD7740、AD7741、AD652、AD654、AD650、ADVFC32、AD537 ；处理器有ARM的MO、M3、M4系列处理器，ARM9系列处理器，ARM A8、A9系列处理器，Microchip系列处理器，Freescale PowerPC系列处理器，TI的M430系列处理器及TI的DSP系列处理
ο图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置由重力传感器、缆长传感器、小车位置传感器、塔吊角度传感器、风速传感器组成；重力传感器测量吊物的重量，小车位置传感器测量小车距离塔吊中心的距离，用重量X塔吊中心的距离得到塔吊的力矩；塔吊达到额定起重量和额定起重力矩的一定值以上时，装置应能向司机发出断续的声光报警。当起重量和起重力矩达到额定工作能力 100%以上时，装置向司机发出连续清晰报警，且只有在降低到额定能力的100%以内时停止报警；并停止重物的起吊；如图3所示，重力传感器(301)、缆长传感器(302)、力臂传感器(303)、转角传感器 (304)、风速传感器(305)；重力传感器(301)串联接入挂钩上，当塔吊挂钩上吊上重物时，会在传感器上产生一个与挂钩上物体重量成正比的一个电压，该电压通过运放转换为一个0-20mA或 4-20mA的一个电流信号；如图4所示，0-20mA或4_20mA电流环路输入001)，将电流转换为电压信号输出 002)，精密电阻003)，电容(404)；工作原理由(401)输入的电流，通过精密电阻(403) 将电流信号转换为电压信号，经过电容(404)滤波后由电压信号输出(40 输出；如图5所示，VF转换芯片(501)，电压信号输出(402)连接电压输入口 VIN(503)， 经过VF转换芯片(501)转换为频率信号由FOUT (50 输出，连接到处理器，由处理器计数单位时间内脉冲的个数，从而计算出挂在塔吊上物体的重量；塔吊挂钩上重物的测量的工作原理根据重力传感器上挂勾重物的重量产生一个电压，利用运算放大器生成一个0-20mA或4-20mA的一个电流，利用电阻将电流转换为电压，利用V/F转换芯片将采样的电压转换为脉冲，通过光耦隔离电路将脉冲传送给处理器进行处理，处理器根据单位时间内采样的脉冲数得到塔机挂钩上物体的重量。有益效果利用塔吊的安全监控装置，当塔吊转载的重量超过塔吊的承受力矩时， 切断塔吊上升电源，在操作员控制下可放下重物；塔吊吊置的物体，当小车变幅小于设定值时，报警并停止；
四
图1图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置系统2V/F变换原理框3多传感器采样原理框4 AD取样原理5 AD7740 V/F转换原理图五具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述优选实例1 如图1所示为图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置，传感器(101) 通过模拟、数字信号线连接处理器(104)；传感器(101)通过总线连接处理器(104)；传感器(101)通过VF转换芯片转换为频率信号后连接处理器(104) ；GPS(103)通过串行口连接处理器(104) ；GSM模块或3G模块(10 通过串口连接处理器(104)；控制器(10 连接处理器(104)；由传感器(101)、控制器(102)、GPS模块(103)、处理器(104)、GSM模块或3G 模块(10 组成图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置的探测和控制部分；处理器(107)、带OSG的画面分割器芯片(108)、摄像机(109)、LCD/CRT/显示器 (110)组成图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置的显示部分；处理器(107)通过485或CAN总线连接处理器(104)；处理器(107)连接带OSG的画面分割器芯片(108)；带OSG的画面分割器芯片(108)连接摄像机(109)；带OSG的画面分割器芯片(108)连接LCD/CRT/显示器(110) ；ZigBee、FSK、WiFi通信模块(111)连接处理器(107)。优选实例2 如图2所示，传感器(201)通过VF转换芯片(202)转换为频率信号后连接处理器 (203)；传感器(201)有温度传感器、湿度传感器、缆长传感器、重量传感器、油位传感器；VF 转换芯片 O02)ADI 公司的 AD7740、AD7741、AD652、AD654、AD650、ADVFC32、AD537 ；处理器有ARM的MO、M3、M4系列处理器，ARM9系列处理器，ARM A8、A9系列处理器，Microchip系列处理器，Freescale PowerPC系列处理器，TI的M430系列处理器及TI的DSP系列处理
ο优选实例3:图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置由重力传感器、缆长传感器、小车位置传感器、塔吊角度传感器、风速传感器组成；重力传感器测量吊物的重量，小车位置传感器测量小车距离塔吊中心的距离，用重量X塔吊中心的距离得到塔吊的力矩；塔吊达到额定起重量和额定起重力矩的一定值以上时，装置应能向司机发出断续的声光报警。当起重量和起重力矩达到额定工作能力 100%以上时，装置向司机发出连续清晰报警，且只有在降低到额定能力的100%以内时停止报警；并停止重物的起吊；如图3所示，重力传感器(301)、缆长传感器(302)、力臂传感器(303)、转角传感器 (304)、风速传感器(305)；重力传感器(301)串联接入挂钩上，当塔吊挂钩上吊上重物时，会在传感器上产生一个与挂钩上物体重量成正比的一个电压，该电压通过运放转换为一个0-20mA或 4-20mA的一个电流信号；如图4所示，0-20mA或4_20mA电流环路输入001)，将电流转换为电压信号输出 002)，精密电阻003)，电容(404)；工作原理由(401)输入的电流，通过精密电阻(403) 将电流信号转换为电压信号，经过电容(404)滤波后由电压信号输出(40 输出；如图5所示，VF转换芯片(501)，电压信号输出(402)连接电压输入口 VIN(503)， 经过VF转换芯片(501)转换为频率信号由FOUT (50 输出，连接到处理器，由处理器计数单位时间内脉冲的个数，从而计算出挂在塔吊上物体的重量；
塔吊挂钩上重物的测量的工作原理根据重力传感器上挂勾重物的重量产生一个电压，利用运算放大器生成一个0-20mA或4-20mA的一个电流，利用电阻将电流转换为电压，利用V/F转换芯片将采样的电压转换为脉冲，通过光耦隔离电路将脉冲传送给处理器进行处理，处理器根据单位时间内采样的脉冲数得到塔机挂钩上物体的重量。虽然结合附图对本发明的实施方式进行说明，但本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改。
权利要求
1.图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置，其特征是图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置，传感器(101)通过模拟、数字信号线连接处理器(104)；传感器(101)通过总线连接处理器(104)；传感器(101)通过VF转换芯片转换为频率信号后连接处理器(104)； GPS (103)通过串行口连接处理器(104) ；GSM模块或3G模块(10 通过串口连接处理器 (104)；控制器(102)连接处理器(104)；由传感器(101)、控制器(102)、GPS模块(103)、处理器(104)、GSM模块或3G模块(10 组成图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置的探测和控制部分；处理器(107)、带OSG的画面分割器芯片(108)、摄像机(109)、LCD/CRT/显示器(110) 组成图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置的显示部分；处理器(107)通过485或CAN总线连接处理器(104)；处理器(107)连接带OSG的画面分割器芯片(108)；带OSG的画面分割器芯片(108)连接摄像机(109)；带OSG的画面分割器芯片(108)连接IXD/CRT/显示器 (110) ；ZigBee、FSK、WiFi 通信模块(111)连接处理器(107)。
2.根据权利要求1所述的图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置，其特征是传感器 (201)通过VF转换芯片(20 转换为频率信号后连接处理器O03)；传感器(201)有温度传感器、湿度传感器、缆长传感器、重量传感器、油位传感器；VF转换芯片(20 ADI公司的 AD7740、AD7741、AD652、AD654、AD650、ADVFC32、AD537 ；处理器有 ARM 的 MO、M3、M4 系列处理器,ARM9系列处理器，ARMA8、A9系列处理器，Microchip系列处理器，Freescale PowerPC 系列处理器，TI的M430系列处理器及TI的DSP系列处理器。
3.根据权利要求1所述的图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置，其特征是根据重力传感器上挂勾重物的重量产生一个电压，利用运算放大器生成一个0-20mA或4-20mA的一个电流，利用电阻将电流转换为电压，利用V/F转换芯片将采样的电压转换为脉冲，通过光耦隔离电路将脉冲传送给处理器进行处理，处理器根据单位时间内采样的脉冲数得到塔机挂钩上物体的重量。
全文摘要
本发明涉及一种图像监控、防撞一体化塔吊安全实现装置，特别涉及一种利用多种传感器实现塔吊安全实现装置。解决现有塔吊操作中的防撞问题。根据重力传感器上挂勾重物的重量产生一个电压，利用运算放大器生成一个0-20mA或4-20mA的一个电流，利用电阻将电流转换为电压，利用V/F转换芯片将采样的电压转换为脉冲，通过光耦隔离电路将脉冲传送给处理器进行处理，处理器根据单位时间内采样的脉冲数得到塔机挂钩上物体的重量。
文档编号B66C23/88GK102515044SQ201210004608
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者何军强, 华东, 季华, 张旭东, 钱仕龙 申请人:杭州鸿泉数字设备有限公司