专利名称：天车智能遥控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天车操作的智能遥控装置，特别是采用了单片机、双音多频及射频数字放大等控制技术。
目前，天车的使用领域十分广范，但大都采用人机同行的手工操作方式，操作人员直接在天车上操作，只能通过信号旗、口哨、手势与地面人员联络，靠经验控制天车，且不易观察吊装细节，这样很难使被吊装物快速准确地到达指定位置，同时上述操作需要多方人员的配合才能完成，故工作效率低，如果遇到烟雾环境，则天车工与地面的配合就更加困难。另外天车工活动空间小，易疲劳，所处环境差，冬天寒冷，夏天炎热，尤其是在冶金等重工业，天车工是一个很辛苦也很危险的工种，采用本智能遥控装置则可极大地改善天车工的劳动条件。
本实用新型的目的在于设计了一种智能天车遥控装置，操作人员站在地面的被吊物附近就可遥控天车动作，一身多职，不需要其它人员配合就能将被吊装物很容易地运到指定位置。
本实用新型是这样实现的它由发射机和接收机组成。其中发射机由手机控制键盘、发射机智能单元、模拟开关单元、DTMF信号处理单元、载波调制单元、信号整形单元、数字放大、输出单元和电源单元组成，控制命令通过薄膜键盘面板输入，送到发射机智能单元，它把控制键盘送来的命令分析、计算后生成二进制控制编码及校验码，并把该编码以3∶1的占空比送到模拟开关单元。模拟开关单元采用树状膜拟开关电路把智能单元送来的编码进行译码，把对应的行选模拟通道和列选模拟通道接通，做为DTMF信号处理单元的选通及频率选择信号。DTMF信号处理单元把摸拟开关送来的信号变成相应的DTMF音频信号，通过电容藕合送至载波调制单元。载波调制单元对DTMF信号单元送来的信号进行调制、选频、放大，再经电容藕合到信号整形单元进行信号整形，后经数字放大及输出单元对信号进行数字放大、带通滤波，然后经天线发射出去。电源单元由Ni-Gd电池组组成，为发射机的各个环节供电。接收机由信号检拾单元、解调单元、DTMF解码单元和接收机智能单元组成，信号检拾单元把天线藕合到的微弱的载波信号经带通滤波器选频滤波后，由电容藕合至解调单元，解调单元进行信号高频放大，两次混频及静噪处理后送至DTMF解码单元，由DTMF解码单元把信号变成二进制的编码信息送至接收机智能单元，接收机智能单元对送来的二进制信号经软件数字滤波、命令识别、优化计算后，得到对应的控制命令信息，然后再根据天车电气设备当前工作状态排列出可行的控制输出码，最后将这组命令码送到电气柜，控制可控硅的导通或闭合来控制天车相应部分的运行、点动或停止等功能。
本实用新型与现有技术相比具有下列优点1)由于采用遥控，天车操作工可以与吊装物处于同一作业面，对吊装情况一目了然，故而作业效率高，吊装定位精度高，降低事故率，减少定员，最大限度地保障人身安全；2)由于接收机采用智能单元使其具有①当天车接到命令要运行时，接收机首先自动给出一定时间的声光报警，然后再控制天车开始运行，这样可提醒周围无关人员注意，又可给操作人员一个重新考滤的机会(如遇情况可立即取消本次命令)，防患于未然；②最优化地根据设备电气特性设定最小距离的点动功能，进一步提高了吊装定位的精确度；3)对于天车的运行全过程，接收机可以时刻跟踪监视其运行状态，如遇到情况就会自动停止天车的运行，切断主电源，并进行报警；4)对主钩的放钩功能可根据电机的工作特性经程序优化处理自动进行柔性制动降速控制，以保护天车的电气设备；5)具有自检功能，在按装时可帮助检测本装置的工作情况；6)发射机采用智能单元，既发送命令码，又发送校验码接收机接到该码后就可识别出该码是真码还是伪码，提高了控制的可靠性；同时还可控制发送的节奏，可使接收机更可靠地辨别控制命令码，另一方面还可以节省电池的能量。
以下结合附图进行详细说明
图1为发射机电原理图图2为发射机电原理图图3为接收机电原理图本实用新型由发射机和接收机组成，其中接收机由手机控制键盘、发射机智能单元，模拟开关单元、DTMF信号处理单元、载波调制单元、信号整形单元、数字放大、输出单元和电源单元构成。控制命令通过键盘输入，有18个功能键和4个方向转换开关与智能单元相连，如图1所示，18个功能键分别是一个启动/恢复键(ST/RC)；一个紧急事故按键(IMM)；大车、小车、主钩和副钩停止按键各一个(T)，低速运行按键各一个(M)，高速运行各一个(K)，以及点动按键各一个(D)，大车前后移动(SD)，小车左右移动(SX)，主钩及副钩上下移动(SZ、SF)的方向转换开关各一个。手机智能单元对手机键盘送来的命令码进行分析、计算后，产生该控制命令的二进制编码，该编码以3∶1的占空比送到模拟开关单元做为发射控制码。模拟开关单元由U1和U2两个集成电路及周边电路组成，U1采用MC14066，U2采用MC14052，U1对C1、C2、C3、C4端信号进行译码，把对应的行选模拟通道接通，U2对A、B、INH端信号译码后，把对应的列选模拟通道接通，这两个行选、列选信号通过U2的x、y端及U1的IO1、IO2、IO3、IO4端连起来形成可控通路，共同作为DTMF信号发生单元的信号选通及频率选择信号。DTMF信号发生单元采用了TCM5087DTMF信号发生器电路，C1—C4为行选线，R1—R4为列选线，晶振X1＝3.58MHz；根据模拟开关单元送来的选通信号产生相应的DTMF信号。DTMF信号通过U316脚由电容C1藕合到载波调制单元，载波调制单元采用了摩托罗拉公司的小信号调频发射电路MC2833，如图2所示，DTMF信号送到MC2833的第5脚，R2可以设定放大倍数，放大后的信号通过C25、C26、R1去调整U4内部的电抗值，从而实现对X2振荡频率为基频的调制，基频频率由X2、L3确定，通过倍频电路及C5、C3得到X2的三倍频信号3X2，再经C6、L1、C8的选频放大，由C7藕合到U4内部的高频放大三极管的基极2B，经高频放大后通过C9、L2再次对3X2信号进行选频后，由R5、C12藕合到信号整形单元。信号整形单元采用型号为74AC132的高速CMOS集成电路U5，对信号两次放大整形后送到放大及输出单元，R7用于调整整形的幅度及稳定度。整形好的高频载波信号送到由场效应管Q1、Q2组成的E类放大器，从而产生更强的载频信号，D1起过载保护作用，然后经L4、L5、L6、C16、C17、C33选频并进行带通滤波后由天线发射出去，至此完成了信号的发射。发射机的电源单元由8节NIi—Gd电池供电(9.6DCV)，电源一路经C21、C30、78LO6三端稳压器、D2、C31、C32、C22进行电压调整后向发射机的智能单元及周边电路提供6V的工作电压；另一路9.6V电压送到PNP开关管Q4的发射极上，该三极管采用2SA1160，Q4的通断控制由小功率NPN管Q3完成，Q3采用2SC1959，当智能单元要发射命令信号时，智能单元就通过控制Q3导通或截止来达到控制Q4导通/截止的目的，Q4导通后，9.6V的电压通过Q4经L7稳流后直接加到E类放大器Q1、Q2的漏极，为发射单元供电。
接收机由信号检拾单元、解调单元、DTMF解码单元和智能单元组成，如图3所示。信号检拾单元将天线藕合到的微弱载波信号经L8、L9、L10、C34、C35、C52、D3、D4组成的带通滤波器进行滤波后送到L11、C37进行选频，D3、D4用于防止信号过载，它与L11配合共同完成信号放大前的调整和限幅工作。经信号检拾单元送来的微弱信号由电容C37藕合至解调单元U6，接收单元采用摩托罗拉公司的调频信号接收集成电路MC3363，经U6内部的射频放大，产生放大了的射频信号，然后该信号与C45、L13、X3、R17产生的一本振进行第一次混频，经10.7MHz陶瓷滤波器F1进行窄带滤波后再与X4……产生的二本振进行第二次混频然后经455KH2陶瓷滤波器F2进行窄带滤波，由C41、C42输入限幅放大电路，再经积分槽路L12、C44，最后在U6的16脚经RA输出解调出的信号。R18起限流作用，C48、C49起滤波作用，15脚MI通过R15提供静噪控制输入信号，由19脚MO输出静噪控制信号。由解调单元送来的信号经R20、R23送到DTMF解码单元U7，U7采用米特尔公司的DTMF解码电路MT8870，R20、R23用来设定信号的放大倍数，X5为3.58MHz，然后在Q1、Q2、Q3、Q4脚解码出二进制的编码信息，15脚STD起着与接收机智能单元的信号联络作用，接收机智能单元随时查询DTMF解码单元的工作状态信息，当查到有载波信号后，就输入该二进制信号并经软件数字滤波，命令识别及优化处理后，得到本次控制命令信息，然后再根据天车的电气设备的当前工作状态计算出可行的控制输出码，最后将这组命令码送到电气柜控制可控硅的导通或闭合，从而控制相应环节(大车、小车、主钩、副钩)的运行、点动或停止。
当需要进行一次吊装作业时，操作人员先按下启动/恢复键，此时手机将启动准备命令发出去，接收机接到这个命令后，就做好运行前的所有准备工作如接通控制柜电源，检查电气设备工作状态，响铃等。根据作业的具体情况，操作人员通过手中的遥控器可按下大车运行命令键，如果天车需远距离运行，就采用高速方式(高速键)，如果近就采用低速运行(低速键)，当运行到指定位置后，按下停止键，天车就会停在指定位置。按下小车运行键(高速、低速)，可使主钩或副钩沿大车跨度方向运行。根据吊装物的重量等级选择使用主钩还是副钩，按下放钩键，钩开始向下运动，使钩到达吊装物上方的合适位置时，按下停止键后，钩停止运行，此时可以进行人工挂钩工作。人工挂钩工作完毕后，按动钩的上升键，吊装物开始被提升，此时可同时配合大车、小车的运行控制键，将吊装物运到指定位置。同时操作人员应根据主钩、副钩，大车、小车的运行状态及时按下相应的慢速键，停止键，以保证吊装物被准确运到指定位置。吊装物运到指定位置后，按下大车、小车停止键及放钩键，把吊装物放到合适位置后，按停止放钩键，然后再由操作人员人工摘钩，至此一次吊装作业完成。
如遇精确吊装定位时，可按下点动按钮，接收机接到这个点动命令后就会控制大车、小车、主钩或副钩进行微小距离的移动，实现精确定位。
遇到紧急情况时，可按下紧急按钮，接收机接到本命令后就会将所有控制环节锁定为停止装态，保持原状，并自动切断电气控制柜的电源。
权利要求一种天车智能遥按装置，其特征在于它由发射机和接收机组成，其中发射机包括①、手机控制键盘，用于产生不同的控制命令；②、发射机智能单，它把控制键盘送来的命令分析、计算后变成二进制控制码及校验码，并把该编码以3∶1的占空比送到模拟开关单元；③、模拟开关单元，采用树状模拟开关电路把智能单元送来的编码进行译码，把对应的行选模拟通道和列选模拟通道接通，做为DTMF信号处理单元的选通及频率选择信号；④、DTMF信号处理单元，把模拟开关送来的信号变成相应的DTMF音频信号，通过电容耦合送到载波调制单元；⑤、载波调制单元，对DTMF信号单元送来的信号进行调制、选频、放大，再经电容耦合送至信号整形单元；⑥、信号整形单元，对信号进行整形后送到输出单元；⑦、输出单元，对整形的调制信号进行数字放大、带通滤波，然后由天线发射出去；⑧、电源单元，由电池为发射机提供可控制的电源；接收机包括①、信号检拾单元，由天线耦合到的微弱的载波信号经带通滤波器选频滤波后，由电容耦合到解调单元；②、解调单元，对信号进行高频放大，两次混频及静噪处理后，送至DTMF解码单元；③、DTMF解码单元，把信号变成二进制的编码信息送至智能单元；④、接收机智能单元，对送来的二进制信号经软件数字滤波，命令识别、优化计算后，得到对应的控制命令信息，去控制天车电气柜。
2.根据权利要求1所述的遥控装置，其特征在于模拟开关单元由两个集成块U1和U2组成，U1采用MC14066，U2采用MC14052；DTMF信号发生单元由集成块U3及周边电路组成，U3采用TCM5087；载波调制单元由集成块U4及周边电路组成，U4采用MC2833；信号整形单元由集成块U5及周边电路组成，U5采用74AC132；解调单元由集成块U6及周边电路组成，U6采用MC3363；DTMF解码单元由集成块U7及周边电路组成，U7采用MT8870。
专利摘要天车智能遥控装置涉及一种采用单片机智能优化控制、DTMF信号耦合及载波数字调频放大技术控制天车运行的智能遥控装置，由发射机和接收机组成，手控键盘发出的控制命令，经软件分析，然后再控制产生相应的DTMF信号，再经调制、选频放大、整形、带通滤波后由天线发射出去，接收机接到微弱的调制信号后，对信号进行放大解调后控制天车控制柜。使用该装置安全迅速、吊装定位置精度高、智能化、误操作率低，可广泛应用于冶金、化工、汽车、建筑等行业。
文档编号B66C13/40GK2256416SQ95250059
公开日1997年6月18日 申请日期1995年12月15日 优先权日1995年12月15日
发明者韩精华, 裴守龙 申请人:韩精华, 裴守龙