[发明专利]一种塔机自动运行精准定位装置及其控制方法

权利要求书

1.一种塔机自动运行精准定位装置，包括PLC控制中心、伺服电机控制中心，所述伺服电机控制中心包括起升伺服电机控制模块、回转伺服电机控制模块、变幅伺服电机控制模块，用于控制塔机的启动、停止、上升、下降、旋转等机械动作，所述伺服电机控制中心与PLC控制中心相联，其特征在于：还包括无线室外总基站、地面差分基站、塔顶差分基站、GPS定位器、手持式定位器、第一障碍检测装置、第二障碍检测装置和障碍报警器，所述无线室外总基站于工地地面上，所述地面差分基站设有三件，三件地面差分基站均布设于工地的周围，所述塔顶差分基站设于塔顶，所述地面差分基站、塔顶差分基站均通过WIFI方式与无线室外总基站通讯连接，所述GPS定位器设于塔机变幅小车的吊篮内，通过WIFI无线方式与塔顶差分基站、PLC控制中心通讯连接，用于获取起吊物料实时位置的经纬度和高度信息，并将数据信息发送到PLC控制中心，所述手持式定位器设有两件，分别由需起吊物料的初始位置和施工位置工作人员手持，所述手持式定位器通过WIFI无线方式与地面差分基站、PLC控制中心通讯连接，用于获取需吊装物料的初始位置和施工位置的经纬度和高度信息，并将数据信息发送到PLC控制中心，所述第一障碍检测装置、第二障碍检测装置均设于吊钩上方，通过WIFI无线方式与PLC控制中心通讯连接，第一、第二障碍检测装置分别用于检测塔机自动运行时物料及塔臂左侧周围和物料及塔臂右侧周围是否有障碍物，并将检测数据实时发送给PLC控制中心，当第一障碍检测装置或第二障碍检测装置检测到有障碍物时，会发出报警信号给PLC控制中心，所述障碍报警器设于塔机驾驶室内的联动台上，与PLC控制中心通讯相联，用于接受PLC控制中心的障碍报警指令进行报警，所述第一障碍检测装置、第二障碍检测装置均采用深度摄像头或均采用激光障碍物传感器。

2.根据权利要求1所述的一种塔机自动运行精准定位装置，其特征在于：还包括位置矫正数据中心，所述位置矫正数据中心设于塔机电器柜内，与PLC控制中心通讯连接，该位置矫正数据中心通过WIFI无线方式与GPS定位器和手持式定位器通讯连接，用于接收GPS定位器和手持式定位器的位置信息，并对接收到的位置信息进行矫正，矫正后的位置精度可以达到厘米级别，再将矫正的精确位置信息发送给PLC控制中心。

3.根据权利要求2所述的一种塔机自动运行精准定位装置，其特征在于：所述塔机塔臂的前端设有第三障碍检测装置，所述第三障碍检测装置与PLC控制中心通讯连接，用于检测塔机自动运行时塔臂前端周围是否有障碍物，当该第三障碍检测装置检测到有障碍物时，会发出报警信号给PLC控制中心，所述第三障碍检测装置采用深度摄像头或激光障碍物传感器。

4.根据权利要求3所述的一种塔机自动运行精准定位装置，其特征在于：还包括塔机垂直偏移度检测仪，所述塔机垂直偏移度检测仪通过WIFI无线方式与PLC控制中心通讯连接，用于检测塔机工作时塔机主体的垂直偏移度，当该垂直偏移度超过设定塔机允许偏移值时，将发出报警信息给PLC控制中心，PLC控制中心发出停车指令给伺服电机控制中心，控制停车。

5.根据权利要求4所述的一种塔机自动运行精准定位装置，其特征在于：还包括偏移报警器，所述偏移报警器设于塔机驾驶室内的联动台上，当PLC控制中心接收到塔机垂直偏移度检测仪发送的报警信息后，PLC控制中心发出报警指令给偏移报警器进行报警。

6.根据权利要求5所述的一种塔机自动运行精准定位装置，其特征在于：所述障碍报警器、偏移报警器均采用声光报警器。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种塔机自动运行精准定位装置，其特征在于：所述GPS定位器和手持式定位器均采用华测GPS定位模块X360魔方。

8.根据权利要求7所述的一种塔机自动运行精准定位装置，其特征在于：所述深度传感器采用英特尔D435型主动红外立体深度摄像头。

9.一种权利要求1至8任一项所述的塔机自动运行精准定位装置控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、用塔吊物料初始位置手持式定位器确定物料初台位置的经纬度和高度信息，并将位置数据信息发送到PLC控制中心，并向PLC控制中心发出准备就绪信号；

S2、用塔吊物料施工位置手持式定位器确定物料施工位置的经纬度和高度信息，并将位置数据信息发送到PLC控制中心，并向PLC控制中心发出准备就绪信号；

S3、PLC控制中心接收物料初始位置和施工位置的位置数据信息后，计算出物料的最佳运行路径；

S4、PLC控制中心发出最佳路径自动运行指令给伺服电机控制中心，伺服电机控制中心根据指令控制起升、回转、变幅伺服电机按最佳路径指令自动运行，实现物料的起升、变幅、回转、下降，直至停止至施工地；

S5、塔机自动运行过程中，GPS定位器向PLC控制中心发送物料的实时位置，PLC控制中心全程监控物料的自动运行轨迹；

S6、塔机自动运行过程中，第一障碍检测装置、第二障碍检测装置分别检测物料及塔臂左侧周围和物料及塔臂右侧周围是否有障碍物，并向PLC控制中心发送实时检测数据；第三障碍检测装置检测塔臂前端周围是否有障碍物，并向PLC控制中心发送实时检测数据；

S7、当第一障碍检测装置、第二障碍检测装置和第三障碍检测装置在塔机自动运行过程中检测到有障碍物时，将向PLC控制中心发出报警信号，PLC控制中心向障碍报警器发出报警指令，同时向伺服电机控制中心发出停车指令，障碍报警器发出声光报警，各伺服电机立即停车；

S8、步骤S7停车后，PLC控制中心根据GPS定位器发送的物料当前位置信息，重新规划物料从当前位置转运至施工位置的最佳自动运行路径，规避障碍物，重新启动自动运行程序；

S9、塔机自动运行过程中，塔机垂直偏移度检测仪实时检测塔机主体的垂直偏移度，当塔机垂直偏移度超过设定塔机允许垂直偏移值时，塔机垂直偏移度检测仪将向PLC控制中心发出偏移报警信号，PLC控制中心向偏移报警器发出报警指令，同时向伺服电机控制中心发出停车指令，偏移报警器发出声光报警，各伺服电机立即停车。