[发明专利]安全智能无人塔机系统及方法

摘要

本发明提供一种安全智能无人塔机系统，所述安全智能无人塔机系统包括：信息采集系统、操作系统、通信系统、数据存储系统、执行系统。本发明所述安全智能无人塔机是一个智能化、信息化系统，采用本发明所述安全智能无人塔机系统及方法，可以实现对塔机的无人操控、塔机操作动作记录、实时视频图像传输、违规预警、危险预警，消除人工高空操作塔机和攀爬的危险性，提高塔机的智能化和自动化水平。

主权项

1.一种安全智能无人塔机系统，其特征在于，所述安全智能无人塔机系统包括：信息采集系统、操作系统、通信系统、执行系统、数据存储系统；其中，所述信息采集系统，以单片机和/或PLC为基础，采集安全智能无人塔机系统需要的状态信息、控制信息；所述信息采集系统包括信息采集单元和通信网络；所述信息采集单元包括货物重量采集设备、吊臂角度采集设备、吊钩高度采集设备、行程采集设备、提升\下降速度采集设备、吊臂旋转角速度采集设备、风速采集设备、扬尘采集设备、图像\视频信息采集设备、控制指令采集设备、语音信息采集设备；其中，所述货物重量采集设备用于采集吊钩起吊的货物的重量；所述吊臂角度采集设备用于吊臂的角度，包括垂直方向上的角度和水平方向上的角度；所述吊钩高度采集设备用于采集吊钩距离地面的高度信息；所述行程采集设备用于采集载重小车沿吊臂导轨移动的距离信息；所述提升\下降速度采集设备用于采集吊钩上升或者下降的速度信息；所述吊臂旋转角速度采集设备用于采集吊臂在水平方向上旋转的角速度信息；所述风速采集设备用于采集当前的风速信息；所述扬尘采集设备用于采集工地上的扬尘信息；所述图像\视频信息采集设备用于在塔机工作时，实时采集工作图像和视频信息；所述控制指令采集设备为人机交互设备，用于采集控制指令信息；所述语音信息采集设备用于采集塔机操作人员的语音信息，用于和其他塔机的操作人员的语音交流；所述通信网络是所述通信系统的一部分，用于将所述信息采集系统采集的信息传输至所述操作系统；所述信息采集系统使用滤波算法和容错算法去除无效数据；所述信息采集系统使用固定的通信格式进行信息传输；所述操作系统，接收所述信息采集系统采集的状态信息和控制信息，经过内部逻辑处理之后，控制所述通信系统、所述执行系统、所述数据存储系统完成控制动作；所述通信系统，用于数据传输，既包括所述安全智能无人塔机内部各子系统之间的数据传输，又包括工地上各个无人塔机之间的数据共享；所述通信系统用于信息的传输，包括所述安全智能无人塔机内部各子系统之间的信息传输，所述安全智能无人塔机之间的信息传输，所述安全智能无人塔机和控制平台之间的信息和指令传输；所述通信系统是一个开放性、兼容性的系统，兼容多种通信协议，同时为了保证通信系统的稳定性，通信系统中使用的通信协议包含主通信协议和备用通信协议，当主通信协议因为某种原因出现故障时，通信系统自动切换使用备用通信协议；通信系统使用滤波算法和校验算法对数据进行处理；所述执行系统，用于接收所述操作系统的控制指令完成控制动作；所述执行系统由正常处理系统、报警系统、应急处理系统组成，其中正常处理系统用于在正常情况下，执行控制指令，完成控制动作，包括：货物起升、货物下降、吊臂旋转、载重小车向前\向后；报警系统用于当所述操作系统检测出塔机违规操作或者出现安全隐患时进行报警，其中违规操作包括：超载、回转反车、猛起猛放、斜拉斜吊、载重小车超出行程；安全隐患包括：地基沉降、缆绳断股、多台塔机吊臂互相接近；应急处理系统用于塔机出现突发状况的应急处理；所述数据存储系统，用于存储数据；所述数据存储系统存储的数据分为两类，一类为塔机工作中的实时状态信息和操作信息，包含音频、视频和数据；所述实时状态信息和操作信息可以读取、上传、删除、覆盖；一类为塔机的配置信息，包括额定载重、作业区载重小车行程长度、载重小车移动速度阈值、作业区吊臂旋转角度范围、吊臂满载时垂直方向的角度、塔身的姿态角度阈值、吊钩提升\下降速度阈值、吊臂旋转角速度阈值；所述配置信息在塔机安装时进行设定。