[发明专利]一种带有回转制动功能的塔机防碰撞安全系统及控制策略

摘要

本发明涉及一种带有回转制动功能的塔机防碰撞安全系统，采用多传感器设计，针对吊装塔机的实际应用实现智能实时监测控制并判断，提高了吊装塔机实际应用中的自动化程度和安全程度；本发明还涉及基于带有回转制动功能的塔机防碰撞安全系统的控制策略，基于吊装塔机的自身结构、周围地理建筑环境，针对吊装塔机所在区域划分为警告区域和危险区域，由此，结合吊装塔机应用的位置与状态，针对吊装塔机在所处区域的应用实现智能控制，并通过多安全仪之间的无线通讯方式，有效实现了多吊装塔机之间协同工作的智能控制，确保了吊装塔机的安全工作。

主权项

一种带有回转制动功能的塔机防碰撞安全系统的控制策略，其特征在于，塔机防碰撞安全系统，针对彼此位于不同高度的各个吊装塔机的工作过程实现防碰撞保护，包括至少一个安全仪，安全仪的数量与吊装塔机的数量相等，各个安全仪分别一对一设置在各个吊装塔机上，各个安全仪分别包括控制模块，以及分别与控制模块相连接的电源模块、无线通讯模块、高度传感器、幅度传感器、回转角度传感器、声光报警器；电源模块经过控制模块分别为无线通讯模块、高度传感器、幅度传感器、回转角度传感器、声光报警器进行供电；其中，控制模块与对应吊装塔机的控制系统相连接；高度传感器设置在对应吊装塔机平衡臂上的吊钩绳索电机限位器上，通过测量该吊钩绳索的伸缩长度，获得对应吊钩的高度位置；幅度传感器设置在对应吊装塔机起重臂上的吊钩绳索电机限位器上，通过测量该吊钩绳索的伸缩长度，获得小车对应起重臂上相对吊装塔机回转机构中心在水平面上的距离；回转角度传感器设置在对应吊装塔机起重臂的回转机构旁，用于测量对应吊装塔机起重臂的回转角度；控制模块根据与之相连的高度传感器、幅度传感器、回转角度传感器的检测数据，获得对应吊装塔机上吊钩的实时空间位置，并且通过安全仪中控制模块所连无线通讯模块，进行互相之间的数据通信，各个安全仪中的控制模块再根据对应吊装塔机上吊钩的实时位置，通过对应吊装塔机的控制系统，针对对应吊装塔机的工作过程进行控制，实现防碰撞保护；控制策略包括如下过程，首先按如下步骤进行初始化：控制各个吊装塔机起重臂在水平面上转动至同一角度，并分别作为各个吊装塔机的初始角度；同时，根据各个吊装塔机的地理设置位置、起重臂长度，以及周围地理建筑环境，在水平面上划分警告区域和危险区域，其中，警告区域为相邻吊装塔机起重臂在水平面转动区域之间的相交区域，或周围地理建筑所在区域外围预设的缓冲区域，危险区域为相邻吊装塔机起重臂和吊钩绳索之间所设定的最小垂直距离或周围地理建筑物所在区域；然后各个安全仪分别按如下步骤进行控制：步骤001.安全仪中的高度传感器、幅度传感器、回转角度传感器分别实时工作，分别获得对应吊钩的高度位置、对应吊钩在水平面上与吊装塔机回转中心的距离、对应吊装塔机起重臂的回转角度，并分别实时上传至对应控制模块当中，然后进入步骤002；步骤002.安全仪中的控制模块根据实时接收到对应吊装塔机起重臂的回转角度，实时判断对应吊装塔机起重臂的位置，并分别做出相应控制，其中，若对应吊装塔机起重臂进入危险区域，则进入步骤003；若对应吊装塔机起重臂进入警告区域，则进入步骤004；若对应吊装塔机起重臂既不在危险区域，也不在警告区域，则进入步骤006；步骤003.安全仪中的控制模块通过所连对应吊装塔机的控制系统，针对对应起重臂按预设时间间隔进行点刹操作，针对对应起重臂进行制动，并返回步骤001；步骤004.安全仪中的控制模块通过所连对应吊装塔机的控制系统，切断起重臂回转高速档位，切换起重臂进入回转低速档位继续原工作过程，并通过声光报警器发出报警；同时，安全仪中的控制模块根据实时接收到的对应吊钩的高度位置、对应吊钩在水平面上与吊装塔机回转中心的距离、对应吊装塔机起重臂的回转角度，实时获得对应吊钩在空间中的位置，然后进入步骤005；步骤005.安全仪和该警告区域所对应相邻吊装塔机上的另一个安全仪进行无线通信，安全仪根据实时获得对应吊钩在空间中的位置，以及对应起重臂的空间位置，预测对应吊钩上绳索或起重臂是否将与相邻吊装塔机上吊钩上绳索或起重臂发生碰撞，是则返回步骤003，否则返回步骤001；步骤006.安全仪中的控制模块通过所连对应吊装塔机的控制系统，控制对应吊装塔机起重臂恢复至安全仪控制之前的工作状态，并且若声光报警器正在工作，则安全仪中的控制模块控制声光报警器停止工作。