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原文传递一种塔式起重机智能控制系统及方法

专利名称：	一种塔式起重机智能控制系统及方法
摘要：	本发明提供一种塔式起重机智能控制系统及方法，三维激光扫描识别系统完成吊钩在第一基本位置与卸货目标位置之间的位置识别；无线定位识别系统完成吊钩在第二基本位置与材料目标位置之间的位置识别；基本位置控制系统自主完成吊钩在第一基本位置与第二基本位置之间的移动控制，以及受控完成吊钩的其它位置之间的移动控制；中央监控系统对吊钩的整个运行过程进行显示。本发明根据塔式起重机吊运货物的实际特点和要求，对不同的作业区域选择更适宜的位置识别系统及吊运方法，从而提高塔式起重机吊装位置的精度，同时在对于精度无需太高的长距离吊运路径，选择记忆学习的方式来吊运，使得信号更为稳定，也节约了成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中建三局集团有限公司
发明人：	张琨;王辉;王开强;张维;刘威;李迪;黄雷
专利状态：	有效
申请日期：	2019-10-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201911029519.1
公开号：	CN110615362A
代理机构：	湖北武汉永嘉专利代理有限公司
代理人：	王丹
分类号：	B66C13/48(2006.01);B;B66;B66C;B66C13
申请人地址：	430064 湖北省武汉市洪山区珞狮南路248号
主权项：	1.一种塔式起重机智能控制系统，用于控制塔式起重机的吊钩在材料堆场和施工作业面之间来回运动；材料堆场设置在地面；施工作业面位于建筑物顶部，并隔一段时间随着建筑物的升高而升高；其特征在于：设置吊钩运动路径上的几个定位点：位于材料堆场的材料目标位置、位于材料堆场上空的第二基本位置、位于施工作业面上空的第一基本位置、以及位于施工作业面的作业面目标位置；本智能控制系统包括：三维激光扫描识别系统，用于完成吊钩在第一基本位置与作业面目标位置之间的位置识别；无线定位识别系统，用于完成吊钩在第二基本位置与材料目标位置之间的位置识别；基本位置控制系统，用于自主完成吊钩在第一基本位置与第二基本位置之间的移动控制，以及受控完成吊钩的其它位置之间的移动控制，包括手动控制模块、记忆控制模块、识别控制模块和移动控制模块；手动控制模块用于吊钩首次在第一基本位置与第二基本位置之间的移动时，手动给移动控制模块发送移动信号；记忆控制模块用于记录下手动控制模块发送的移动信号，确定第一基本位置和第二基本位置的坐标，并按照手动控制模块的移动信号发送给移动控制模块；识别控制模块用于根据三维激光扫描识别系统识别的结果，得到吊钩在第一基本位置与作业面目标位置之间的移动信号，并根据无线定位系统识别的结果，得到吊钩在第二基本位置与材料目标位置之间的移动信号；移动控制模块用于在手动控制模块、记忆控制模块和识别控制模块的移动信号下对吊钩进行移动控制；中央监控系统，用于分别与三维激光扫描识别系统、无线定位识别系统和基本位置控制系统通讯，对吊钩的整个运行过程进行监控。 2.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述的三维激光扫描识别系统包括设置在作业面目标位置的标靶、设置在塔式起重机上的激光扫描仪、以及第一服务器；第一基本位置的坐标由基本位置控制系统确定，激光扫描仪用于扫描施工作业面并通过识别标靶来识别作业面目标位置，第一服务器将激光扫描仪扫描的结果发送给中央监控系统，由中央监控系统根据第一基本位置的坐标和作业面目标位置的坐标，控制移动控制模块对吊钩进行移动控制。 3.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述的无线定位识别系统包括若干个信号覆盖全部材料堆场的无线定位基站、设置在材料目标位置的电子标签、以及第二服务器；第二基本位置的坐标由基本位置控制系统确定，无线定位基站与电子标签进行信号交互，将电子标签的信息发送给第二服务器，第二服务器计算出材料目标位置的坐标并发送给中央监控系统，中央监控系统根据第二基本位置的坐标和材料目标位置的坐标，控制移动控制模块对吊钩进行移动控制。 4.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述的移动控制模块包括位置传感器组、起升控制单元、变幅控制单元和回转控制单元；位置传感器组用于获取吊钩的位置；起升控制单元用于控制塔机起升作业，回转控制系统用于控制塔机回转作业运行，变幅控制系统用于控制塔机变幅作业运行。 5.根据权利要求4所述的智能控制系统，其特征在于：所述的位置传感器组包括起升高度检测传感器、回转角度检测传感器和变幅小车位置检测传感器。 6.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：一片区域设有若干个塔式起重机；每个塔式起重机均配有一组所述的三维激光扫描识别系统、无线定位识别系统和基本位置控制系统；整个区域仅设有一个中央监控系统。 7.根据权利要求1或6所述的智能控制系统，其特征在于：本智能控制系统还包括客户端，用于与所述的中央监控系统通信，实现智能控制系统与操作维护人员的人机交互。 8.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述的材料堆场的数量为1个以上，每个材料堆场设有对应的材料目标位置、位于材料堆场上空的第二基本位置、以及无线定位识别系统。 9.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述的施工作业面的数量为1个以上，每个施工作业面设有对应的位于施工作业面上空的第一基本位置、位于施工作业面的作业面目标位置、以及三维激光扫描识别系统。 10.利用权利要求1至7中任意一项所述的智能控制系统实现的塔式起重机智能控制方法，其特征在于：本方法包括以下步骤： S1、设置吊钩运动路径上的几个定位点：位于材料堆场的材料目标位置、位于材料堆场上空的第二基本位置、位于施工作业面上空的第一基本位置、以及位于施工作业面的作业面目标位置； S2、手动给移动控制模块发送移动信号，使得吊钩首次在第一基本位置与第二基本位置之间移动，将第一基本位置与第二基本位置的坐标和二者之间的路径保存； S3、吊钩运行过程： 3.1、利用无线定位识别系统识别的吊钩在第二基本位置与材料目标位置之间的位置，控制吊钩从材料目标位置与第二基本位置之间的运动； 3.2、根据保存的第一基本位置与第二基本位置的坐标和二者之间的往返路径，控制吊钩在第二基本位置与第一基本位置之间的运动； 3.3、利用三维激光扫描识别系统识别的吊钩在第一基本位置与作业面目标位置之间的位置，控制吊钩在第一基本位置与作业面目标位置之间的运动；根据吊钩的运行路径，从3.1、3.2和3.3中选择路径进行组合； S4、中央监控系统对吊钩的整个运行过程进行监控。 11.根据权利要求10所述的智能控制方法，其特征在于：本方法还包括S5、当施工作业面随着建筑物的升高而升高，使得第一基本位置发生变化时，重新手动给移动控制模块发送移动信号，使得吊钩在新的第一基本位置与第二基本位置之间移动，将新的第一基本位置与第二基本位置的坐标和二者之间的路径保存，覆盖原来的路径，按照新的路径和坐标进行吊运。
所属类别：	发明专利