[发明专利]一种塔机自动控制系统及方法

权利要求书

1.一种塔机自动控制系统，其特征在于：包括塔机系统、GPS定位系统、硬件控制系统、无线通讯系统及上位机控制系统；所述塔机系统包括大臂电机、小车电机及吊钩电机；所述GPS定位系统包括GPS固定基站、第一GPS手持基站及第二GPS手持基站，所述GPS固定基站设置在塔机顶端，所述第一GPS手持基站由施工点的工作人员进行携带，所述第二GPS手持基站由物料点的工作人员进行携带；所述硬件控制系统包括大臂电机变频器、小车电机变频器、吊钩电机变频器、大臂电机编码器、小车电机编码器及吊钩电机编码器；通过大臂电机变频器对大臂电机的转向和转速进行调节，通过小车电机变频器对小车电机的转向和转速进行调节，通过吊钩电机变频器对吊钩电机的转向和转速进行调节；通过大臂电机编码器对大臂电机的转动圈数和转动角度进行测量，通过小车电机编码器对小车电机的转动圈数和转动角度进行测量，通过吊钩电机编码器对吊钩电机的转动圈数和转动角度进行测量；所述无线通讯系统用于将塔机顶端GPS位置信息、施工点GPS位置信息、物料点GPS位置信息、大臂电机的转动圈数和转动角度、小车电机的转动圈数和转动角度、吊钩电机的转动圈数和转动角度无线传输至上位机控制系统；所述上位机控制系统用于输出大臂电机的减速时间和减速点、小车电机的减速时间和减速点、吊钩电机的减速时间和减速点；所述小车电机和吊钩电机均配装有钢丝绳绕线机构，所述钢丝绳绕线机构包括钢丝绳绕线卷筒、主动齿轮、第一从动锥齿轮、第二从动锥齿轮、第三从动锥齿轮、第四从动锥齿轮、往复丝杆、导向杆、捋线滑块及从动齿轮轴；所述主动齿轮固装在钢丝绳绕线卷筒的转轴一端，主动齿轮用于传递小车电机或吊钩电机的驱动力；所述第一从动锥齿轮固装在钢丝绳绕线卷筒的转轴另一端；所述第二从动锥齿轮及第三从动锥齿轮分别固装在从动齿轮轴的两端；所述第四从动锥齿轮固装在丝杆一端；所述丝杆、导向杆及钢丝绳绕线卷筒平行设置，丝杆与从动齿轮轴相垂直；所述第一从动锥齿轮与第二从动锥齿轮相啮合，所述第三从动锥齿轮与第四从动锥齿轮相啮合；所述捋线滑块套装在往复丝杆及导向杆上；在所述捋线滑块内设置有顶杆销、换向转轮、左旋螺母片、右旋螺母片、左拉杆及右拉杆；所述捋线滑块采用空心结构，所述顶杆销插装在捋线滑块上，顶杆销与往复丝杆相平行，顶杆销在捋线滑块的插装孔内具有直线移动自由度；所述换向转轮位于捋线滑块内部，换向转轮通过中心轮轴与捋线滑块相连，换向转轮可绕中心轮轴自由转动，换向转轮的中心轮轴与顶杆销相垂直；所述顶杆销与换向转轮通过齿结构进行传动配合；所述左旋螺母片设置在左拉杆底端，左旋螺母片与往复丝杆的左旋螺纹相配合，左拉杆顶端铰接在换向转轮的轮盘上；所述右旋螺母片设置在右拉杆底端，右旋螺母片与往复丝杆的右旋螺纹相配合，右拉杆顶端铰接在换向转轮的轮盘上。

2.一种塔机自动控制方法，采用了权利要求1所述的塔机自动控制系统，其特征在于：分为跟随自动驾驶方式和两点间固定路线自动驾驶方式；

当采用跟随自动驾驶方式时，由物料点的工作人员携带第二GPS手持基站进行移动，在物料点的工作人员移动过程中，由GPS固定基站和第二GPS手持基站向上位机控制系统实时发送位置信息，同时大臂电机、小车电机及吊钩电机的转动圈数和转动角度信息也同步发送至上位机控制系统，塔机的吊钩上升到安全高度，再由上位机控制系统向大臂电机和小车电机发出减速时间和减速点的运行指令，使塔机的吊钩跟随物料点的工作人员从物料点自动移动到施工点；

当采用两点间固定路线自动驾驶方式时，由施工点的工作人员携带第一GPS手持基站并停留在施工点处，由物料点的工作人员携带第二GPS手持基站并停留在物料点处，由GPS固定基站、第一GPS手持基站及第二GPS手持基站向上位机控制系统发送上述三点的位置信息，同时大臂电机、小车电机及吊钩电机的转动圈数和转动角度信息也同步发送至上位机控制系统，再由上位机控制系统向大臂电机和小车电机发出减速时间和减速点的运行指令，使塔机的吊钩先行移动到物料点，然后等待完成信号，当接收到完成信号后，使塔机的吊钩由物料点移动到施工点，再次等待完成信号，当接收到完成信号后，使塔机的吊钩由施工点返回物料点；使塔机的吊钩在物料点与施工点往复移动；当物料点和施工点的位置发生变化时，使塔机的吊钩在新的物料点和施工点间往复移动。