[发明专利]一种带有自动驾驶功能的塔吊及其自动驾驶操控方法

说明书

本发明提供一种带有自动驾驶功能的塔吊及其自动驾驶控制方法，以解除塔吊操控时对高空驾驶员的依懒，提高设备使用安全性和工作效率；本发明提供的一种带有自动驾驶功能的塔吊在传统塔吊基本结构单元的基础上增加了雷达监测单元、手持终端单元、信息传递单元、中央信息处理及自动驾驶控制单元；能够自动规划路径；雷达监测单元、各种传感器与中央信息处理单元之间通过信息传递单元进行交互式信息反馈，实现自动驾驶控制功能。

技术领域

本发明涉及一种塔式起重工具，尤其涉及一种带有自动驾驶功能的塔吊。

背景技术

塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备，用来搬运各种建筑原材料。现有技术中的塔吊主要釆用人工在高空操作间进行操作；对操作工人的熟练度以及操作精确度要求较高，是重复、单调、繁重的高强度工作，容易造成疲劳，带来安全隐患。

发明内容

本发明提供一种带有自动驾驶功能的塔吊及其自动驾驶操控方法，以解除塔吊操作中对高空驾驶员的依懒，提高设备使用安全性和工作效率。

本发明提供的一种带有自动驾驶功能的塔吊（示意图1），是在传统人工高空操控塔吊基本结构单元的基础上增加了雷达监测单元、手持终端单元、信息传递单元、中央信息处理及自动驾驶操控单元。

在塔吊工作的过程中，雷达监测单元、手持终端单元、中央信息处理及自动驾驶操控单元通过信息传递单元进行信息交换；具有自动规划活动路径，调整运动姿态，触发预警条件时塔吊自动启动系统预先设定的应急处置模式，自动躲避障碍物的功能。

所述的传统人工高空操控塔吊基本结构包括塔身、塔臂、塔尖、电动机、绞车、行走小车4、挂钩等。

所述的雷达监测单元是通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息并对所得信息进行综合处理的设备；能够基于传感器进行地图绘制与环境定位；监测并反馈吊装物3运动状态；围绕吊装物3设定一个预警防护范围(电子围栏2)，并跟踪吊装物3动态移动；监测数据环境变化；为塔吊重新规划活动路径，调整运动姿态，自动躲避各种障碍物，进行自我保护并避免事故发生提供数据支持；就如同塔吊的“眼睛”； 它可以是一个或一种雷达，也还可以是多个和多种雷达产品的组合。

优选的，使用激光雷达与摄像头、其他雷达相结合的方式组成一个有效监测单元；

优选的，激光雷达1安装在吊臂上的行走小车4上，跟随行走小车4运动，无线传送数据；

优选的，激光雷达采用蓄电池供电;蓄电池采用无线模式充电；当行走小车带动激光雷达使蓄电池充电接收盘靠近无线充电供电盘5时，蓄电池实现充电。

所述的手持终端单元具有对塔吊系统参数进行设置，划定运行区间或禁入区间，设定装货地点和卸货地点，吊装物3进行上、下、前、后、左、右的微调，操作塔吊进行大幅运动，亏、充电显示的功能；开启和关闭自动驾驶；手持终端单元还具有指令塔吊进入锁定状态和解除锁定状态的功能。

塔吊在锁定状态下不再执行引起外部姿态变化的机械动作指令；优选一，只有令其锁定的终端和系统管理员才能为其解除锁定状态；优选二，使用任一终端特定按键组合为其解除锁定状态。

所述的信息传递单元，通过有线或无线的方式用于塔吊各单元之间进行信息交互传递，包括：向中央信息处理单元发送信息和中央信息处理单元信息传送到自动驾驶操控单元进行相应操作，手持终端和中央信息处理单元之间信息的交互传递等。

所述的中央信息处理及自动驾驶操控单元，其特征在于包括CPU、内存、存储器及操作各部件实现塔吊提升、下降吊钩，旋转吊塔，驱动吊臂、行走小车，给电池充电的软、硬件结合的操控模块；具有以下功能：进行逻辑判断、自动规划路径、操作塔吊运动时自动躲避障碍物、根据任务和预设条件自动规划路径、判断调整塔吊运动姿态、指令塔吊进入或解除锁定状态、接收数据信息、达到限值时指令中止执行当前任务等。