智慧工地塔吊群防碰撞黑匣子系統(tǒng)
塔機(jī)安全監(jiān)測(cè)儀
一、概述
AS-101型塔機(jī)監(jiān)測(cè)儀是全新智能化塔式起重機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)塔機(jī)或塔吊）安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，能夠全方位保證塔機(jī)的安全運(yùn)行，包括有塔機(jī)區(qū)域安全防護(hù)、塔機(jī)防碰撞、塔機(jī)超載、塔機(jī)防傾翻等功能，能夠提供塔機(jī)安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)預(yù)警，并進(jìn)行制動(dòng)控制，是現(xiàn)代建筑重型機(jī)械群的一種安全防護(hù)設(shè)備，是集精密測(cè)量、人工智能、自動(dòng)控制等多種高技術(shù)于一體的電子系統(tǒng)產(chǎn)品。
上海宇葉有限公司研發(fā)的塔機(jī)安全監(jiān)測(cè)儀，技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，并已通過(guò)國(guó)家建筑城建機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢測(cè)。
二、系統(tǒng)組成
AS-101型塔機(jī)安全監(jiān)測(cè)儀由帶動(dòng)態(tài)顯示的主機(jī)（內(nèi)置制動(dòng)控制）、角度傳感器、幅度傳感器、風(fēng)速傳感器、力矩傳感器、重量傳感器、傾角傳感器、高度傳感器、無(wú)線通信模塊等組成。
三、系統(tǒng)功能
功能：10.4英寸大液晶動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示，分辨率800*600，能夠直觀的顯示塔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及塔機(jī)的運(yùn)行閾值，易于使用；
塔機(jī)安全監(jiān)測(cè)儀主界面顯示如下參數(shù)：1）顯示實(shí)際測(cè)量值：包括有小車(chē)行程、高度、回轉(zhuǎn)角、起重量、力矩、風(fēng)速、傾角等；2）顯示塔機(jī)的基本信息：包括有塔臂長(zhǎng)度、后塔臂長(zhǎng)度、起重倍率、塔高；3）顯示塔機(jī)的額定值：包括有風(fēng)速、幅度以及相應(yīng)的起重量和力矩；4）顯示塔機(jī)的負(fù)荷比率、運(yùn)行狀態(tài)以及預(yù)警原因，提醒塔機(jī)司機(jī)進(jìn)行有效判斷；5）顯示塔機(jī)安全制動(dòng)狀態(tài)，包括有塔機(jī)的上、下、前、后、左、右運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制。
· 可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)20個(gè)不同類(lèi)似限制區(qū)域的設(shè)置，每個(gè)區(qū)域多可以設(shè)置12個(gè)控制點(diǎn)，在保證塔機(jī)安全運(yùn)行的前提下，盡可能的提高塔機(jī)的空間作業(yè)面；
塔機(jī)空間限制功能：1）可以設(shè)置直線、圓形、多邊形等三種形式的障礙物或限制區(qū)，能夠充分滿足高壓線、道路、學(xué)校、住宅、建筑物、煙囪等不同類(lèi)型物體的抽象；2）在多邊形障礙物或限制區(qū)中可以提供高達(dá)12個(gè)控制點(diǎn)，能夠真實(shí)地逼近實(shí)際障礙物或限制區(qū)的形狀；3）系統(tǒng)可設(shè)置高達(dá)20個(gè)障礙物（目前國(guó)內(nèi)數(shù)量多），能夠滿足密集區(qū)域設(shè)防的要求。
· 基于獲得的其他塔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行塔機(jī)群的防碰撞計(jì)算，實(shí)現(xiàn)不同塔機(jī)間的距離預(yù)警和高度預(yù)警，避免塔機(jī)間碰撞事故的發(fā)生；
· 并集成了防碰撞、力矩限制、風(fēng)速報(bào)警、傾斜報(bào)警、制動(dòng)控制、塔機(jī)黑匣子等多種功能，完全解決了塔吊全方位的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警功能；
· 當(dāng)出現(xiàn)影響塔機(jī)安全的預(yù)警事件后，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)聲、光、圖像等多種報(bào)警方式提醒塔機(jī)司機(jī)謹(jǐn)慎操作，在必要時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制；系統(tǒng)基于測(cè)量得到的本塔機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、其他塔機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及系統(tǒng)障礙物的信息進(jìn)行防碰撞計(jì)算，并依據(jù)防碰撞計(jì)算的結(jié)果采用聲、光、圖像的方式綜合預(yù)警。
在不同預(yù)警程度時(shí)系統(tǒng)的預(yù)警方式如下：1）二級(jí)預(yù)警時(shí)，發(fā)生預(yù)警危險(xiǎn)的物體顯示為黃色，報(bào)警音開(kāi)啟；2）一級(jí)預(yù)警時(shí)，發(fā)生預(yù)警危險(xiǎn)的物體顯示為紅色，報(bào)警音開(kāi)啟，報(bào)警燈閃爍。
· 具有制動(dòng)控制功能，能夠在碰撞發(fā)生前先報(bào)警提示，若繼續(xù)前行則根據(jù)算法對(duì)要碰撞的方向進(jìn)行制動(dòng)，停止前進(jìn)，避免進(jìn)一步的危險(xiǎn)發(fā)生，大大提高了安全防護(hù)能力和等級(jí)。
系統(tǒng)設(shè)置有安全制動(dòng)系統(tǒng)，能夠保證在出現(xiàn)意外危險(xiǎn)時(shí)安全制動(dòng)塔機(jī)的運(yùn)動(dòng)，避免事故的發(fā)生。
性能：
· 采用工業(yè)等級(jí)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工標(biāo)準(zhǔn)，性能穩(wěn)定可靠；
· 易于安裝、省時(shí)省力、參數(shù)設(shè)定簡(jiǎn)便快捷；
· 具有良好的抗干擾性能，能夠保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
全方位防護(hù)：
· 單機(jī)安全防護(hù)：風(fēng)速報(bào)警、傾斜報(bào)警、載重報(bào)警控制、空間區(qū)域保護(hù)。
群塔安全防護(hù)：防碰撞報(bào)警、防碰撞制動(dòng)、區(qū)域防護(hù)；

功能特點(diǎn)

1、實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示塔吊的運(yùn)行狀態(tài)

2、日常使用基于塔機(jī)行為的群塔防碰撞功能

3、區(qū)域保護(hù)功能，阻止小車(chē)進(jìn)入被保護(hù)區(qū)域

4、遠(yuǎn)程 監(jiān)控功能，在線隨時(shí)查看塔機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)

5、進(jìn)入預(yù)警區(qū)域，帶有預(yù)警減速、回轉(zhuǎn)斷續(xù)制動(dòng)功能

6、工作循環(huán)記錄、系統(tǒng)修改記錄等“黑匣子”功能

7、斷電自動(dòng)保存當(dāng)前數(shù)據(jù)，得電自動(dòng)恢復(fù)

8、鋼絲繩倍率輕松切換，方便

9、司機(jī)身份認(rèn)證功能（人臉識(shí)別）（選裝）

10、傳感器故障自檢功能

11、中英文界面切換

系統(tǒng)主機(jī)

系統(tǒng)主機(jī)大小24*21*8cm，提供13個(gè)控制輸出，能同時(shí)檢測(cè)6個(gè)模擬量，帶3路RS485,2路CAN總線輸出功能。能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求，提供多個(gè)檔位的控制輸出。

控制內(nèi)容包括：禁止幅度、高度、回轉(zhuǎn)動(dòng)作；提前減速幅度、高度、回轉(zhuǎn)動(dòng)作；

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第一章 塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1.1 塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介
zzkj型塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)采用AVR微電腦為核心控制，模塊化結(jié)構(gòu)，全按鍵操作，液晶顯示。具有精度高、性能穩(wěn)定、工作可靠、安裝調(diào)試簡(jiǎn)便等特點(diǎn)及數(shù)字顯示、聲光報(bào)警、斷電保護(hù)等功能。適用于單塔或群塔施工環(huán)境下工作的塔式起重機(jī)的適時(shí)監(jiān)控。
1）規(guī)格型號(hào)
型號(hào)定義
ZZKJ - X - X
代表：包括“重量、力矩、幅度、高度、回轉(zhuǎn)”顯示、記錄、報(bào)警功能、防碰撞、防傾翻、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能8寸彩屏顯示的塔機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。
2） 產(chǎn)品主要功能：
F 能夠自動(dòng)檢測(cè)起重設(shè)備的各種信號(hào)并處理。如：重量信號(hào)、高度信號(hào)、幅度信號(hào)、角度信號(hào)、力矩信號(hào)等。
F 以圖形和數(shù)值實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的工況參數(shù)。如：額定起重量、實(shí)際起重量、高度、幅度、角度等。
F 系統(tǒng)能自動(dòng)對(duì)起重設(shè)備的性能參數(shù)進(jìn)行連續(xù)采樣，實(shí)時(shí)跟蹤，進(jìn)行運(yùn)算、比較、判斷，隨時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，顯示各參數(shù)的同時(shí)，并切斷起重機(jī)向危險(xiǎn)方向運(yùn)行的回路，同時(shí)允許其向安全方向運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)安全自動(dòng)控制。
F 設(shè)置數(shù)據(jù)掉電保持功能,存貯的數(shù)據(jù)可保持10年。
F 可存儲(chǔ)1.6×104個(gè)超載工作循環(huán)及對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的信息。
F 可控制塔群協(xié)同作業(yè)，相互間不發(fā)生碰撞事故。
F 數(shù)據(jù)可上傳監(jiān)控平臺(tái)，遠(yuǎn)程監(jiān)控。
F 主機(jī)通用性好，在不改變主機(jī)的情況下，只要將軟件加以修改，就能夠滿足各種類(lèi)型起重機(jī)機(jī)械的要求，便于批量生產(chǎn)，機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)了多組額定載荷曲線，滿足了各種工況無(wú)級(jí)報(bào)警要求。
3）特點(diǎn)
F 對(duì)傳感器的“溫度漂移”和“零點(diǎn)漂移”可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償。
F 主板核心采用自主開(kāi)發(fā)AVR主板，處理速度更快，精度更高，可靠性進(jìn)一步增強(qiáng)。
F 中文漢字圖形顯示，各個(gè)工況參數(shù)一目了然，同時(shí)有起重機(jī)狀態(tài)指示。
F 人工智能參數(shù)表設(shè)置，提示結(jié)果顯示，防止參數(shù)的誤設(shè)定。
F 低功耗，數(shù)字電路全部采用CMOS芯片。
F 所有設(shè)置參數(shù)菜單表格清楚明了，非常利于調(diào)試及校正；
F 安裝調(diào)試全部鍵盤(pán)操作，給用戶更改起重機(jī)工況后調(diào)整帶來(lái)極大方便。
F 具有聲光報(bào)警功能。
4）主要技術(shù)參數(shù)
1、工作環(huán)境溫度： －20℃～60℃
2、工作環(huán)境濕度： 95%(25℃)
3、工 作 電 壓： AC85-265V
4、工 作 方 式： 連續(xù)
5、振 動(dòng)： 加速度≤5g(g為重力加速度)
6、系統(tǒng)綜合誤差： 小于±5%
7、整 機(jī) 功 耗： 小于15W
8、報(bào) 警 音 量： 大于60db
9、動(dòng) 作 誤 差： ＜±3%

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