專利名稱：一種塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程監(jiān)控塔機(jī)安全的技術(shù)，特別是一種塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞方法及其
直O(jiān)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的塔機(jī)安全監(jiān)控只能實(shí)現(xiàn)對載重、風(fēng)速、角度、幅度、高度等信號的采集，而不具備塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞功能，雖然市面上近年也出現(xiàn)了兩款集成塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞功能的監(jiān)控裝置，但因其防碰撞判斷方法單一，都是僅僅根據(jù)兩塔機(jī)大臂回轉(zhuǎn)所構(gòu)成的圓周的交叉區(qū)域里是否有小車進(jìn)入來做是否需要進(jìn)行報(bào)警的判斷，而忽略了其它情況下大臂和小車發(fā)生碰撞的可能，故而不能對塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞實(shí)現(xiàn)真正有效的安全保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了克服上述不足，提供一種塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞方法及其裝置， 實(shí)現(xiàn)針對塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞的全方位安全監(jiān)控，有效避免碰撞事故發(fā)生。本發(fā)明的技術(shù)方案一種塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞方法，在本塔機(jī)進(jìn)行防碰撞判斷之前，先由微處理器模塊通過幅度傳感器和角度傳感器獲取本塔機(jī)信息，從而計(jì)算出本塔機(jī)的大臂末端坐標(biāo)[Xl，Y1]和小車坐標(biāo)[X4，y4]，再通過ZIGBEE無線通信獲取干涉塔機(jī)的大臂末端坐標(biāo)[x2，y2]、回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)[x3，y3]、干涉塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心至大臂末端的大臂長I2 ；同時通過計(jì)算確定三個間距Lp L2, L3，其中L1為本塔機(jī)大臂末端與干涉塔機(jī)大臂末端間距，
其公式為勾=^ixl -X2)2 +(y, -y2)2 -,L2為本塔機(jī)大臂末端與干涉塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心間距，其公式為L2 =^Jixl -X3)2 +(^1 -y3)2 ； L3為本塔機(jī)小車到干涉塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心間距，其公式為
Z3 =λ/(Χ4-Χ3)2+(λ-J3)2 ；當(dāng)以下三種情況任意一種發(fā)生時聲音報(bào)警模塊將發(fā)出報(bào)警，
提醒操作人員注意操作，從而起到防碰撞作用(1)情況一如圖2所示，當(dāng)L1小于防碰撞限定值時；(2)情況二 如圖3所示，當(dāng)L^L2-I2小于防碰撞限定值時；(3)情況三如圖4所示，當(dāng)小車進(jìn)入干涉區(qū)(即L3小于I2)時。其中防碰撞限定值一般取5m至15m。一種塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞裝置，幅度傳感器、角度傳感器的輸出端與信號調(diào)理模塊輸入端電連接，信號調(diào)理模塊輸出端與微處理器模塊電連接，按鍵輸入模塊、聲音報(bào)警模塊與微處理器模塊電連接，RS232模塊與微處理器模塊電連接，液晶顯示器和ZIGBEE模塊與RS232模塊電連接。本發(fā)明的有益效果是(1)通過ZIGBEE通信模塊，實(shí)現(xiàn)了塔機(jī)間的無線通信，使得防碰撞信息的獲取成為可能；(2)在獲取了防碰撞信息的基礎(chǔ)上，通過上述三種判斷方法的判定，實(shí)現(xiàn)了針對塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞的全方位安全監(jiān)控，有效避免碰撞事故發(fā)生。


圖1為本發(fā)明防碰撞裝置的方框示意圖。圖2為本發(fā)明防碰撞判定情況之一。圖3為本發(fā)明防碰撞判定情況之二。圖4為本發(fā)明防碰撞判定情況之三。 圖2、圖3、圖4中小圓圈表示塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心，粗實(shí)線表示塔機(jī)吊臂，吊臂以塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心為分割點(diǎn)分為兩部分，其中較長的部分為大臂，較短的部分為尾臂，圓形虛線表示塔機(jī)大臂末端運(yùn)行軌跡，小方形表示塔機(jī)大臂上小車。
具體實(shí)施例方式所述幅度傳感器連接在塔機(jī)小車電機(jī)上，角度傳感器通過編碼器連接在塔機(jī)回轉(zhuǎn)傳動齒輪上。所述液晶顯示器采用工業(yè)級10. 4寸800X600像素65K色TFT彩色超大液晶顯示屏。所述ZIGBEE模塊采用工作頻率為2. 4GHz的ZICM2410通信模塊，其抗干擾能力強(qiáng)。所述微處理器模塊電連接至按鍵輸入模塊和聲音報(bào)警模塊，并通過RS232模塊連接液晶顯示器和ZIGBEE模塊。所述幅度傳感器和角度傳感器檢測到的信號經(jīng)過信號調(diào)理模塊進(jìn)行濾波、隔離和放大后，將模擬信號量輸入到微處理器模塊自帶的A/D引腳。所述微處理器模塊將采集到的各路傳感器值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，而后進(jìn)行計(jì)算、判斷和比較，將結(jié)果輸出到液晶顯示器上，必要時，及時通過聲音報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。在本塔機(jī)進(jìn)行防碰撞判斷之前，先由微處理器模塊通過幅度傳感器和角度傳感器獲取本塔機(jī)信息，從而計(jì)算出本塔機(jī)的大臂末端坐標(biāo)和小車坐標(biāo)，再通過ZIGBEE無線通信獲取干涉塔機(jī)的大臂末端坐標(biāo)、回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)、干涉塔機(jī)的大臂長，然后根據(jù)下述三種判斷方法進(jìn)行防碰撞判斷[x17 Y1]為本塔機(jī)大臂的末端坐標(biāo)；[x2, y2]為干涉塔機(jī)大臂的末端坐標(biāo)；[x3, y3]為干涉塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)；[x4, y4]為本塔機(jī)小車坐標(biāo)；其中X1和yi分別為本塔機(jī)大臂末端的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；x2和y2分別為干涉塔機(jī)大臂末端的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；χ3和y3分別為干涉塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo) ’X4和y4 分別為本塔機(jī)小車的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；I2為干涉塔機(jī)的大臂長；L1為本塔機(jī)大臂末端與干涉塔機(jī)大臂末端間距，其公式為 Lx =^ixl-X2)2 -y2)2 ；L2為本塔機(jī)大臂末端與干涉塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心間距，其公式為
權(quán)利要求
1.一種塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞方法，其特征在于在本塔機(jī)進(jìn)行防碰撞判斷之前，先由微處理器模塊通過幅度傳感器和角度傳感器獲取本塔機(jī)信息，從而計(jì)算出本塔機(jī)的大臂末端坐標(biāo)[Xl，yj和小車坐標(biāo)[x4，y4]，再通過ZIGBEE無線通信獲取干涉塔機(jī)的大臂末端坐標(biāo)[x2，y2]、回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)[x3，y3]、干涉塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心至大臂末端的大臂長I2;同時通過計(jì)算確定三個間距L” L2, L3，其中L1為本塔機(jī)大臂末端與干涉塔機(jī)大臂末端間距，其公式為4 -^2)2 +(^1 -y2)2 ;l2為本塔機(jī)大臂末端與干涉塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心間距，其公式為Z2 =^I(X1-X3)2 +(y, -y3)2 ； L3為本塔機(jī)小車到干涉塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心間距，其公式為L3=yl(xA-x3)2+(y,-y3)2 ；當(dāng)以下三種情況任意一種發(fā)生時聲音報(bào)警模塊將發(fā)出報(bào)警，提醒操作人員注意操作，從而起到防碰撞作用(1)情況一當(dāng)L1小于防碰撞限定值時；(2)情況二當(dāng)L^L2-I2小于防碰撞限定值時；(3)情況三當(dāng)小車進(jìn)入干涉區(qū)，即L3小于I2時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞方法，其特征在于防碰撞限定值為 5-15m。
3.一種塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞裝置，其特征在于幅度傳感器、角度傳感器的輸出端與信號調(diào)理模塊輸入端電連接，信號調(diào)理模塊輸出端與微處理器模塊電連接，按鍵輸入模塊、 聲音報(bào)警模塊與微處理器模塊電連接，RS232模塊與微處理器模塊電連接，液晶顯示器和 ZIGBEE模塊與RS232模塊電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程監(jiān)控塔機(jī)安全的技術(shù)，特別是一種塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞方法及其裝置。本發(fā)明防碰撞裝置由微處理器模塊、幅度傳感器、角度傳感器、信號調(diào)理模塊、按鍵輸入模塊、聲音報(bào)警模塊、RS232模塊、液晶顯示器和ZIGBEE模塊構(gòu)成，在本塔機(jī)進(jìn)行防碰撞判斷之前，先由微處理器模塊通過幅度傳感器和角度傳感器獲取本塔機(jī)信息，再通過ZIGBEE模塊獲取了防碰撞信息，進(jìn)而通過所給出的三種判斷方法的判定，實(shí)現(xiàn)了針對塔機(jī)集群作業(yè)防碰撞的全方位安全監(jiān)控，有效避免碰撞事故發(fā)生。
文檔編號B66C23/88GK102219158SQ20111012609
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者唐宏, 李劍, 楊成, 肖清 申請人:贛州德業(yè)電子科技有限公司