远程数字化塔吊陆地操控系统的制作方法

本实用新型属于塔吊技术领域，尤其涉及一种远程数字化塔吊陆地操控系统。

背景技术：

目前，市场上的塔吊操控方法多需要驾驶员在塔吊顶部控制室内操作，并需要在地面配备多名引导员配合驾驶员才能完成塔吊作业。但是，由于施工现场的施工环境复杂，尤其是夜间、雨天等可视性差的天气，给塔吊的作业带来一定的难度和危险性，而且由于驾驶员位于塔吊的顶部的操作内，当遇到危险情况时，司机无法及时躲避。

由此可见，现有的塔吊操控方法已难以满足不断变化的市场需求，因此，如何开发出一种受环境影响小、安全系数高、作业效率高的塔吊操控系统是解决上述问题的关键。

技术实现要素：

本实用新型针对现有塔吊操控方法存在的受环境影响大、安全系数低、作业效率低等的技术问题，提出一种具有受环境影响小、安全系数高、作业效率高的塔吊操控系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

远程数字化塔吊陆地操控系统，包括：视觉识别系统、远程传感系统、所述视觉识别系统和远程传感系统通信连接的陆地操控模拟舱和数据库系统，所述陆地操控模拟舱与数据库系统通信连接；

所述数据库系统包括数据存储模块和大数据判定决策模块；

由视觉识别系统和远程传感系统分别获取施工现场的视频信息、塔吊实时运行数据，并传送至陆地操控模拟舱和数据库系统，由数据库系统中的大数据判定决策模块将塔吊运行历史数据与塔吊实时运行数据比对计算后得出塔吊吊运方案，并向陆地操控模拟舱发送控制信号，再由陆地操控模拟舱将控制信号发送至塔吊，以实现塔吊的远程操控。

作为优选，所述远程数字化塔吊陆地操控系统还包括：与陆地操控模拟舱和数据库系统通信连接的塔吊防碰撞系统。

作为优选，所述塔吊防碰撞系统包括：设于塔吊作业臂上的毫米波雷达装置、设于塔吊作业臂运行方向两端的微波对射开关和设于塔吊变幅小车上的激光测距仪。

作为优选，所述视觉识别系统包括：设于塔吊顶部的多个视觉识别设备、设于塔架中部的多个视觉识别设备以及设于塔吊司机室安装平台前部的多个视觉识别设备。

作为优选，所述视觉识别设备为红外摄像头。

作为优选，所述远程传感系统包括安装于塔吊不同部位上的不同的传感器，所述传感器包括振动传感器、温度传感器、位置传感器和吊钩姿态传感器。

作为优选，所述振动传感器固定安装于回转电机输入轴、回转机构齿轮箱、塔吊变幅小车驱动电机输入轴、塔吊作业臂中后部和塔架中部。

作为优选，所述温度传感器固定安装于回转电机、回转轴承和塔吊变幅小车驱动电机，所述位置传感器固定安装于塔吊变幅小车和塔吊吊钩。

作为优选，所述陆地操控模拟舱包括：所述陆地操控模拟舱包括：与所述数据库系统通信连接的控制室通信装置、与控制室通信装置电连接的控制器以及与控制器通信连接的显示装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型提出了一种远程数字化塔吊陆地操控系统，该操控系统通过设置的视觉识别系统和远程传感系统，能够实时采集施工现场以及塔吊的工作情况，并将采集到的数据和信息传输至陆地操控模拟舱与数据库系统，再一方面由陆地操控模拟舱实时显示施工现场和塔吊的作业情况，另一方面由数据库系统中的数据存储模块将相关数据和信息存储起来，由存储于大数据判定决策模块中的算法或标准工艺，计算出最佳的塔吊吊运方法，再将操作指令发送至陆地操控模拟舱，由陆地操控模拟舱控制塔吊的作业，以实现塔吊的远程数字化操控，由此可见，本实用新型提出的远程数字化塔吊陆地操控系统不仅具有受环境影响小、安全系数高等特点，还具有作业效率高、作业过程全纪录等优点，使得操作人员不再需要高空作业就能实现塔吊的远程数字化操控。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的塔吊与视觉识别系统、塔吊防碰撞系统的示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的远程数字化塔吊陆地操控系统的结构框图。

以上各图中：1、视觉识别设备；2、司机室；3、毫米波雷达装置；4、微波对射开关；5、激光测距仪。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例所述的一种远程数字化塔吊陆地操控系统，该操控系统包括：视觉识别系统、远程传感系统、所述视觉识别系统和远程传感系统通信连接的陆地操控模拟舱和数据库系统，所述陆地操控模拟舱与数据库系统通信连接；所述数据库系统进一步包括：数据存储模块和大数据判定决策模块；

图2示出了本实用新型实施例所述的远程数字化塔吊陆地操控系统的结构框图，该操控系统中各子系统间的连接关系具体为：由视觉识别系统和远程传感系统分别获取施工现场的视频信息、塔吊实时运行数据，并传送至陆地操控模拟舱和数据库系统，由数据库系统中的大数据判定决策模块将塔吊运行历史数据与塔吊实时运行数据比对计算后得出塔吊吊运方案，并向陆地操控模拟舱发送控制信号，再由陆地操控模拟舱将控制信号发送至塔吊，以实现塔吊的远程操控。

在上述远程数字化塔吊陆地操控系统中，所述视觉识别系统包括：设于塔吊顶部的多个视觉识别设备、设于塔架中部的多个视觉识别设备以及设于塔吊司机室安装平台前部的多个视觉识别设备，所述多个视觉识别设备具体为红外摄像头。

还需要进一步补充的是，上述安装于不同部位的视觉识别设备具体采用的是高清、全视角、可变焦的红外摄像头，可以对可视范围内的施工现场以及塔吊的动态，及其夜间情况进行有效识别和监控，并将采集到的视频信息传输至陆地操控模拟舱和数据库系统。

此外，本实用新型并未限定上述安装于不同部位的视觉识别设备的具体数量原因在于：在检测过程中，可根据实际所需安装视觉识别设备，其安装数量并不仅仅局限于某一具体数值。例如，在塔吊顶部安装1-2台红外摄像头，在塔架中部1-2台红外摄像头(带云台)，在塔吊的司机室安装平台前部安装1-2台红外摄像头，或者根据实际所需进行安装数量的进行适当调整都是可行的。

进一步地，上述远程传感系统包括安装于塔吊不同部位上的不同的传感器，所述传感器包括振动传感器、温度传感器、位置传感器和吊钩姿态传感器。

更进一步地，上述传感器的具体安装部位为：所述振动传感器固定安装于回转电机输入轴、回转机构齿轮箱、塔吊变幅小车驱动电机输入轴、塔吊作业臂中后部和塔架中部，所述温度传感器固定安装于回转电机、回转轴承和塔吊变幅小车驱动电机，所述位置传感器固定安装于塔吊变幅小车和塔吊吊钩。此处需要补充说明的是，本实用新型也并未具体限定上述传感器的安装个数，原因在于：在检测过程中，可根据实际所需安装传感器设备，其安装数量并不仅仅局限于某一具体数值。

在上述远程数字化塔吊陆地操控系统中，所述陆地操控模拟舱包括：所述陆地操控模拟舱包括：与所述数据库系统通信连接的控制室通信装置、与控制室通信装置电连接的控制器以及与控制器通信连接的显示装置。

在本实用新型实施例所述的远程数字化塔吊陆地操控系统中，该操控系统进一步包括：与陆地操控模拟舱和数据库系统通信连接的塔吊防碰撞系统，其中，该系统进一步包括：设于塔吊作业臂上的毫米波雷达装置、设于塔吊作业臂运行方向两端的微波对射开关和设于塔吊变幅小车上的激光测距仪，其中，通过在塔吊作业臂的运行方向上安装距离检测装置，能够判断作业臂运行范围内是否存在可能发生碰撞的物体，通过在变幅小车加装向下方向的激光测距仪，检测吊钩缆绳是否存在碰撞风险。

还需进一步说明的是，本实用新型并未具体限定安装在塔吊作业臂上的毫米波雷达装置的个数原因在于：在检测过程中，可根据实际所需安装毫米波雷达装置，其安装个数并不仅仅局限于某一具体数值。

本实用新型实施例还提供了一种远程数字化塔吊陆地操控系统的控制方法，其具体步骤如下：

(1)由视觉识别系统获取施工现场的视频信息，由远程传感系统获取塔吊实时运行数据后，传输至陆地操控模拟舱和数据库系统；

(2)由塔吊防碰撞系统获取塔吊作业臂距离检测信息，并分别传输至陆地操控模拟舱和数据库系统中，用于判断塔吊作业臂运行范围内存在的碰撞风险和信息存储；

(3)再由陆地操控模拟舱实时显示施工现场的视频信息和塔吊实时运行数据，由所述数据库系统中的数据存储模块存储施工现场的视频信息和塔吊实时运行数据。其中，塔吊实时运行数据包括：塔吊回转角度、塔吊变幅小车幅度、吊钩行程高度、吊钩运行速度和吊物重量等；

(4)由数据库系统中的大数据判定决策模块将塔吊运行历史数据与塔吊实时运行数据比对后，通过存储于大数据判定决策模块中的算法或标准工艺计算后得出塔吊吊运方案，并向陆地操控模拟舱发送控制信号，再由陆地操控模拟舱将控制信号发送至塔吊，以实现塔吊的远程操控。

还需再补充说明的是，在上述步骤(3)中提到的算法主要采集和记录的是塔吊各机构运行控制指令(如运行方向、运行速度)、各传感器的实时参数(振动、重量、温度等)、塔吊各机构实时运行速度、塔吊各机构运行位置、吊钩姿态检测传感器等；算法核心是根据采集的每次作业过程中塔吊各机构运行控制指令以及塔吊传感器和吊钩运行状态数据，通过与实时运行数据比对后，计算并筛选出塔吊运行过程中更有利于吊钩稳定的控制指令，使吊运作业更加安全、稳定。

在上述远程数字化塔吊陆地操控系统的控制方法的基础上，本实用新型实施例进一步提供了一种远程数字化塔吊陆地操控系统在塔吊回转过程中的控制方法，具体步骤如下：

(1)在塔吊回转过程中，由安装在塔吊不同部位的传感器记录塔吊回转控制输出指令(包括塔吊回转方向、回转速度)、回转位置及速度反馈(检测元件反馈)、吊钩全过程姿态数据，并将采集到的数据传输至数据库系统中；

(2)在记录大量运行数据后，由数据库系统筛选在一定吊重情况下吊钩最佳姿态对应的回转控制全过程指令，并存储至数据库系统中的数据存储模块；

(3)在下次塔吊回转过程中，利用存储于数据存储模块中的回转控制全过程指令对塔吊进行控制，且该算法可以无限优化。

本实用新型提出了一种远程数字化塔吊陆地操控系统，通过操控系统中各个子系统间的协作与配合，真正解决了传统塔吊操控方法存在的受环境影响大、安全系数低、作业效率低等的技术问题，在塔吊技术领域具有广阔的应用前景。