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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 卷?yè)P(yáng)機(jī)智能定位遙控系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 卷?yè)P(yáng)機(jī)智能定位遙控系統(tǒng)主要運(yùn)用到施工卷?yè)P(yáng)機(jī)提升領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)吊車精確平層定位的功能。本作品利用加速度傳感器檢測(cè)卷?yè)P(yáng)機(jī)升降的加速度，并通過(guò)單片機(jī)對(duì)測(cè)得加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出位移，然后把數(shù)據(jù)存入單片機(jī)存儲(chǔ)器中，作為比較定位數(shù)據(jù)；作品實(shí)現(xiàn)了主控顯示模塊、電機(jī)控制模塊、加速度檢測(cè)模塊之間無(wú)線通信，從而可以動(dòng)態(tài)地控制卷?yè)P(yáng)機(jī)在不同高度的樓層間進(jìn)行精確定位，提高輸送效率，整體提高工地的施工效率。
- 詳細(xì)介紹：
- 摘 要：本作品主要應(yīng)用在建筑施工卷?yè)P(yáng)機(jī)上，采用加速度傳感器定位技術(shù)，不僅可以動(dòng)態(tài)地控制卷?yè)P(yáng)機(jī)在不同高度的樓層間進(jìn)行精確定位，提高施工過(guò)程中建筑材料的輸送效率，解決了現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)定位精度不高的瓶頸問(wèn)題，滿足了建筑業(yè)對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升設(shè)備的需求，同時(shí)以弱電控制強(qiáng)電，很大程度上提高了操作的安全性。 關(guān) 鍵 詞：卷?yè)P(yáng)機(jī)智能定位遙控系統(tǒng) 高效 加速度傳感器 精確定位 作品結(jié)構(gòu)： 1.主控顯示模塊，用于發(fā)出 控制命令并顯示定位的樓層； 2.加速度檢測(cè)模塊，用于檢 測(cè)吊車加速度，并計(jì)算出吊車運(yùn)動(dòng) 的位移； 3.電機(jī)控制模塊， 用于接收 主控顯示模塊和加速度檢測(cè)模塊的 控制信號(hào)，從而控制電機(jī)的啟停及 正反轉(zhuǎn)，使卷?yè)P(yáng)機(jī)吊車準(zhǔn)確定位。 工作原理： 該卷?yè)P(yáng)機(jī)智能定位遙控系統(tǒng)系統(tǒng)主要運(yùn)用到施工卷?yè)P(yáng)機(jī)上，利用加速度傳感器檢測(cè)卷?yè)P(yáng)機(jī)升降的加速度，并通過(guò)單片機(jī)對(duì)測(cè)得加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出卷?yè)P(yáng)機(jī)所經(jīng)過(guò)的位移，然后把數(shù)據(jù)存入單片機(jī)存儲(chǔ)器中，以此方法存入各個(gè)樓層的預(yù)到達(dá)位置的數(shù)據(jù)，作為比較定位數(shù)據(jù)；通過(guò)無(wú)線傳輸，實(shí)現(xiàn)主控顯示模塊與電機(jī)控制模塊、加速度檢測(cè)模塊與電機(jī)控制模塊之間相互通信，從而可以動(dòng)態(tài)地控制卷?yè)P(yáng)機(jī)在不同高度的樓層間進(jìn)行精確定位，提高了施工過(guò)程中建筑材料的輸送效率,提高了工地的工作效率。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.設(shè)計(jì)、發(fā)明該作品目的： 開(kāi)發(fā)一款定位精度高、操作安全的卷?yè)P(yáng)機(jī)智能定位系統(tǒng)，以提高卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作效率，實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的智能化操作與高效運(yùn)輸。 2.基本思路： 在原有卷?yè)P(yáng)機(jī)的基礎(chǔ)上作相應(yīng)的改進(jìn)，從而提高卷?yè)P(yáng)機(jī)的定位精度和工作效率。主控顯示模塊用于發(fā)出控制命令并顯示預(yù)到達(dá)樓層；加速度檢測(cè)模塊用于檢測(cè)吊車加速度，并計(jì)算出吊車的移動(dòng)位移；電機(jī)控制模塊用于接收主控顯示模塊和加速度檢測(cè)模塊的控制信號(hào)，從而控制電機(jī)的啟停及正反轉(zhuǎn)，使卷?yè)P(yáng)機(jī)吊車準(zhǔn)確定位。 3.創(chuàng)新點(diǎn)： a.首次實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控智能定位，高效安全操作：本作品使用一個(gè)無(wú)線手持遙控器(只需在無(wú)線遙控器上按下數(shù)字鍵“n”，卷?yè)P(yáng)機(jī)就能一次性準(zhǔn)確到達(dá)第“n”層，實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)在施工樓層任何位置的準(zhǔn)確定位，且運(yùn)用無(wú)線傳輸技術(shù)，無(wú)需布線，安裝使用方便。 b.加速度傳感器精確計(jì)算位移定位精度高：將一個(gè)香煙盒大小的加速度傳感器模塊（如圖3）固定在卷?yè)P(yáng)機(jī)的吊車之上，時(shí)時(shí)計(jì)算吊車位移，測(cè)量精度大大提高，并配以電機(jī)調(diào)速器，電機(jī)勻速可調(diào)，實(shí)現(xiàn)吊車的平穩(wěn)停車，經(jīng)試驗(yàn)得定位誤差小于1厘米。 c.實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，節(jié)省成本，使用安裝方便 4.技術(shù)關(guān)鍵： 實(shí)現(xiàn)加速度傳感器精確測(cè)量位移 無(wú)線遠(yuǎn)程的精確控制 電機(jī)閉環(huán)控制，運(yùn)行穩(wěn)定。 5.技術(shù)指標(biāo)： 數(shù)據(jù)傳輸率：≦400KHz 工作電壓：3.3V~5.5V 功率：<6MV 加速度分辨率：<1mg 頻段數(shù)量：125個(gè) 收發(fā)模式切換時(shí)間：<650μs
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1.作品科學(xué)性： 本作品由主控顯示模塊、電機(jī)控制模塊、加速度檢測(cè)模塊三個(gè)模塊組成。用主控顯示模塊上的數(shù)值按，向單片機(jī)發(fā)送命令，通過(guò)無(wú)線傳輸，把控制信號(hào)傳送給電機(jī)控制模塊 ；加速度檢測(cè)模塊安裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)吊車上，檢測(cè)吊車運(yùn)動(dòng)加速度，MCU通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，求得卷?yè)P(yáng)機(jī)吊車移動(dòng)的位移，然后經(jīng)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸把數(shù)據(jù)傳送給電機(jī)控制模塊，在電機(jī)控制模塊中進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，當(dāng)數(shù)據(jù)匹配時(shí)，電機(jī)控制模塊控制電機(jī)停轉(zhuǎn)，從而對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)吊車精確定位。 2.作品先進(jìn)性： 在建筑工地上，現(xiàn)用卷?yè)P(yáng)機(jī)主要靠操作員目測(cè)定位，精度低，需要反復(fù)升降才能準(zhǔn)確定位，效率低；特別是在天黑和能見(jiàn)度不高的天氣中，或樓層較高時(shí)，靠目測(cè)，精確定位很難實(shí)施。本作品解決如上所述難題。 在該卷?yè)P(yáng)機(jī)定位系統(tǒng)中，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的應(yīng)用，使工作效率大大提高。同時(shí)操作人員能夠用遙控器輕松控制卷?yè)P(yáng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了以弱電控制強(qiáng)電的突破，保證操作人員的人身安全，使卷?yè)P(yáng)機(jī)也有了咱自己的遙控器！
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1.作品已申請(qǐng)中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)專利； 2.三代作品被邀請(qǐng)參加2011年全國(guó)科技活動(dòng)周暨北京科技展，贏得陳佳洱院士等專家的高度贊評(píng)；一代作品參加第八屆中國(guó)無(wú)錫太湖博覽會(huì)，贏得何志明院士等專家的一致好評(píng)，專家給定的鑒定語(yǔ)：很有創(chuàng)意，實(shí)用性強(qiáng)； 3.作品的相關(guān)情況在《中國(guó)教育報(bào)》、《中國(guó)礦業(yè)報(bào)》、《教育》旬刊、《大河報(bào)》、《東方今報(bào)》等媒體詳細(xì)報(bào)道。
作品所處階段
- 第一、二代卷?yè)P(yáng)機(jī)定位系統(tǒng)已經(jīng)完成，第三代卷?yè)P(yáng)機(jī)定位系統(tǒng)正在研制改進(jìn)中。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 模型 圖紙 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像 樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1.使用說(shuō)明： a.開(kāi)鍵盤鎖：按下無(wú)線手持遙控器的開(kāi)鎖鍵，解鎖；b.設(shè)定樓層的高度；c.需要將物料提升到第幾層只需按下相應(yīng)樓層的數(shù)字鍵即可；d.便捷鍵的使用：在相鄰的樓層也可以直接使用加1或者減1按鍵；e.鎖定鍵盤：施工結(jié)束時(shí)，為了防止無(wú)意觸動(dòng)造成的誤操作，按下鎖定鍵，對(duì)操作盤進(jìn)行鎖定，避免意外事故的發(fā)生。 2.技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：a.無(wú)線智能定位，使用安裝方便 b.定位精度高，誤差小于1厘米 c.以弱電控制強(qiáng)電，安全系數(shù)高d.卷?yè)P(yáng)機(jī)工作效率提高20% 3.使用范圍：建筑等提升領(lǐng)域 礦用提升機(jī) 油田抽油機(jī) 4.市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)效益： 作品應(yīng)用于建筑提升領(lǐng)域，具有安全高效、定位精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，提高了工地的施工效率。而且操作人員的人身安全得到保障；應(yīng)用前景十分廣闊。 根據(jù)相應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)，運(yùn)輸?shù)奈锪系男侍岣?0%，縮短了相應(yīng)的工期，以一棟20層樓一個(gè)月運(yùn)輸?shù)奈锪狭繛槔瑥乃枞斯?、工作效率、勞?dòng)強(qiáng)度、安全系數(shù)、設(shè)備成本等幾個(gè)方面綜合考慮可月節(jié)省各種費(fèi)用2萬(wàn)元
同類課題研究水平概述
- 1.國(guó)內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)定位系統(tǒng)研究現(xiàn)狀： 我國(guó)對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)定位系統(tǒng)的研究起步較晚，已經(jīng)產(chǎn)品化的定位系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)功能簡(jiǎn)單，定位精度低以及安全性能差等缺點(diǎn)。有些卷?yè)P(yáng)機(jī)雖然功能比較齊全，但控制系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)成本高且可靠性低。國(guó)內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)定位系統(tǒng)仍處在一個(gè)不太成熟的階段。 廣東省康伯君申請(qǐng)了 “卷?yè)P(yáng)機(jī)定位控制電路”專利（專利號(hào)：CN200420044389.1），而該電路包括主電路、控制電路定位信號(hào)電路。所述主電路是將電網(wǎng)電源與卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)和制動(dòng)電磁鐵通過(guò)交流接觸器熱繼電器RJ依次相連接，所述交流接觸器的通、斷受所述控制電路控制，所述控制電路接受所述定位信號(hào)電路的定位信號(hào)后對(duì)所述主電路中的所述卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)的電源實(shí)施通、斷及倒相控制，實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。 2.國(guó)外卷?yè)P(yáng)機(jī)定位系統(tǒng)研究現(xiàn)狀： 由美國(guó)KREBS WOLFGANG、 MUNZEBROCK ANTON、 DEMAG CRANES 和 COMPONENTS GMBH申請(qǐng)的專利電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)控制裝置（專利號(hào)：US2001020698）優(yōu)先權(quán)?20000313 DE 2000101323）,主要通過(guò)較復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)解決定位精度問(wèn)題，實(shí)用性價(jià)值不高。 基于目前建筑工地卷?yè)P(yáng)機(jī)提升定位系統(tǒng)效率低的實(shí)際情況，研制一種智能的、節(jié)能的、定位精度高、操作安全的卷?yè)P(yáng)機(jī)定位裝置就顯得意義重大，該作品的正是基于此背景，尤其在創(chuàng)新性和實(shí)用性方面都實(shí)現(xiàn)了巨大的突破，此作品適用于建筑等卷?yè)P(yáng)機(jī)使用比較普遍的場(chǎng)所，而此作品解決了現(xiàn)用卷?yè)P(yáng)機(jī)定位精度低的現(xiàn)狀，從所需人工、工作效率、勞動(dòng)強(qiáng)度、安全系數(shù)、設(shè)備成本等幾個(gè)方面降低了施工的綜合成本，提高了建筑單位的效益市場(chǎng)前景廣闊。
