基本信息
- 項目名稱：
- 卷揚機智能定位遙控系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 卷揚機智能定位遙控系統(tǒng)主要運用到施工卷揚機提升領域，實現卷揚機吊車精確平層定位的功能。本作品利用加速度傳感器檢測卷揚機升降的加速度，并通過單片機對測得加速度數據進行處理，計算出位移，然后把數據存入單片機存儲器中，作為比較定位數據；作品實現了主控顯示模塊、電機控制模塊、加速度檢測模塊之間無線通信，從而可以動態(tài)地控制卷揚機在不同高度的樓層間進行精確定位，提高輸送效率，整體提高工地的施工效率。
- 詳細介紹：
- 摘 要：本作品主要應用在建筑施工卷揚機上，采用加速度傳感器定位技術，不僅可以動態(tài)地控制卷揚機在不同高度的樓層間進行精確定位，提高施工過程中建筑材料的輸送效率，解決了現卷揚機定位精度不高的瓶頸問題，滿足了建筑業(yè)對卷揚機提升設備的需求，同時以弱電控制強電，很大程度上提高了操作的安全性。 關 鍵 詞：卷揚機智能定位遙控系統(tǒng) 高效 加速度傳感器 精確定位 作品結構： 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.加速度檢測模塊，用于檢 測吊車加速度，并計算出吊車運動 的位移； 3.電機控制模塊， 用于接收 主控顯示模塊和加速度檢測模塊的 控制信號，從而控制電機的啟停及 正反轉，使卷揚機吊車準確定位。 工作原理： 該卷揚機智能定位遙控系統(tǒng)系統(tǒng)主要運用到施工卷揚機上，利用加速度傳感器檢測卷揚機升降的加速度，并通過單片機對測得加速度數據進行處理，計算出卷揚機所經過的位移，然后把數據存入單片機存儲器中，以此方法存入各個樓層的預到達位置的數據，作為比較定位數據；通過無線傳輸，實現主控顯示模塊與電機控制模塊、加速度檢測模塊與電機控制模塊之間相互通信，從而可以動態(tài)地控制卷揚機在不同高度的樓層間進行精確定位，提高了施工過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
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 1.設計、發(fā)明該作品目的： 開發(fā)一款定位精度高、操作安全的卷揚機智能定位系統(tǒng)，以提高卷揚機的工作效率，實現卷揚機的智能化操作與高效運輸。 2.基本思路： 在原有卷揚機的基礎上作相應的改進，從而提高卷揚機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到達樓層；加速度檢測模塊用于檢測吊車加速度，并計算出吊車的移動位移；電機控制模塊用于接收主控顯示模塊和加速度檢測模塊的控制信號，從而控制電機的啟停及正反轉，使卷揚機吊車準確定位。 3.創(chuàng)新點： a.首次實現無線遙控智能定位，高效安全操作：本作品使用一個無線手持遙控器(只需在無線遙控器上按下數字鍵“n”，卷揚機就能一次性準確到達第“n”層，實現卷揚機在施工樓層任何位置的準確定位，且運用無線傳輸技術，無需布線，安裝使用方便。 b.加速度傳感器精確計算位移定位精度高：將一個香煙盒大小的加速度傳感器模塊（如圖3）固定在卷揚機的吊車之上，時時計算吊車位移，測量精度大大提高，并配以電機調速器，電機勻速可調，實現吊車的平穩(wěn)停車，經試驗得定位誤差小于1厘米。 c.實現模塊化設計，節(jié)省成本，使用安裝方便 4.技術關鍵： 實現加速度傳感器精確測量位移 無線遠程的精確控制 電機閉環(huán)控制，運行穩(wěn)定。 5.技術指標： 數據傳輸率：≦400KHz 工作電壓：3.3V~5.5V 功率：<6MV 加速度分辨率：<1mg 頻段數量：125個 收發(fā)模式切換時間：<650μs
科學性、先進性
- 1.作品科學性： 本作品由主控顯示模塊、電機控制模塊、加速度檢測模塊三個模塊組成。用主控顯示模塊上的數值按，向單片機發(fā)送命令，通過無線傳輸，把控制信號傳送給電機控制模塊 ；加速度檢測模塊安裝在卷揚機吊車上，檢測吊車運動加速度，MCU通過對數據進行處理，求得卷揚機吊車移動的位移，然后經無線數據傳輸把數據傳送給電機控制模塊，在電機控制模塊中進行數據比較，當數據匹配時，電機控制模塊控制電機停轉，從而對卷揚機吊車精確定位。 2.作品先進性： 在建筑工地上，現用卷揚機主要靠操作員目測定位，精度低，需要反復升降才能準確定位，效率低；特別是在天黑和能見度不高的天氣中，或樓層較高時，靠目測，精確定位很難實施。本作品解決如上所述難題。 在該卷揚機定位系統(tǒng)中，無線數據傳輸技術的應用，使工作效率大大提高。同時操作人員能夠用遙控器輕松控制卷揚機，實現了以弱電控制強電的突破，保證操作人員的人身安全，使卷揚機也有了咱自己的遙控器！
獲獎情況及鑒定結果
- 1.作品已申請中國、美國、德國、日本等國專利； 2.三代作品被邀請參加2011年全國科技活動周暨北京科技展，贏得陳佳洱院士等專家的高度贊評；一代作品參加第八屆中國無錫太湖博覽會，贏得何志明院士等專家的一致好評，專家給定的鑒定語：很有創(chuàng)意，實用性強； 3.作品的相關情況在《中國教育報》、《中國礦業(yè)報》、《教育》旬刊、《大河報》、《東方今報》等媒體詳細報道。
作品所處階段
- 第一、二代卷揚機定位系統(tǒng)已經完成，第三代卷揚機定位系統(tǒng)正在研制改進中。
技術轉讓方式
- 專利轉讓
作品可展示的形式
- 實物、產品 模型 圖紙 現場演示 圖片 錄像 樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 1.使用說明： a.開鍵盤鎖：按下無線手持遙控器的開鎖鍵，解鎖；b.設定樓層的高度；c.需要將物料提升到第幾層只需按下相應樓層的數字鍵即可；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：施工結束時，為了防止無意觸動造成的誤操作，按下鎖定鍵，對操作盤進行鎖定，避免意外事故的發(fā)生。 2.技術特點和優(yōu)勢：a.無線智能定位，使用安裝方便 b.定位精度高，誤差小于1厘米 c.以弱電控制強電，安全系數高d.卷揚機工作效率提高20% 3.使用范圍：建筑等提升領域 礦用提升機 油田抽油機 4.市場及經濟效益： 作品應用于建筑提升領域，具有安全高效、定位精度高等一系列優(yōu)點，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；應用前景十分廣闊。 根據相應的測試數據，運輸的物料的效率提高20%，縮短了相應的工期，以一棟20層樓一個月運輸的物料量為例，從所需人工、工作效率、勞動強度、安全系數、設備成本等幾個方面綜合考慮可月節(jié)省各種費用2萬元
同類課題研究水平概述
- 1.國內卷揚機定位系統(tǒng)研究現狀： 我國對卷揚機定位系統(tǒng)的研究起步較晚，已經產品化的定位系統(tǒng)存在結構功能簡單，定位精度低以及安全性能差等缺點。有些卷揚機雖然功能比較齊全，但控制系統(tǒng)復雜，系統(tǒng)成本高且可靠性低。國內卷揚機定位系統(tǒng)仍處在一個不太成熟的階段。 廣東省康伯君申請了 “卷揚機定位控制電路”專利（專利號：CN200420044389.1），而該電路包括主電路、控制電路定位信號電路。所述主電路是將電網電源與卷揚機電機和制動電磁鐵通過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電路的定位信號后對所述主電路中的所述卷揚機電機的電源實施通、斷及倒相控制，實現卷揚機的運轉、停止、正轉和反轉。 2.國外卷揚機定位系統(tǒng)研究現狀： 由美國KREBS WOLFGANG、 MUNZEBROCK ANTON、 DEMAG CRANES 和 COMPONENTS GMBH申請的專利電動卷揚機控制裝置（專利號：US2001020698）優(yōu)先權?20000313 DE 2000101323）,主要通過較復雜的機械結構解決定位精度問題，實用性價值不高。 基于目前建筑工地卷揚機提升定位系統(tǒng)效率低的實際情況，研制一種智能的、節(jié)能的、定位精度高、操作安全的卷揚機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)新性和實用性方面都實現了巨大的突破，此作品適用于建筑等卷揚機使用比較普遍的場所，而此作品解決了現用卷揚機定位精度低的現狀，從所需人工、工作效率、勞動強度、安全系數、設備成本等幾個方面降低了施工的綜合成本，提高了建筑單位的效益市場前景廣闊。
