基本信息
- 項目名稱：
- 自動配重新型遙控塔吊
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 近幾年，隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展,各大中城市建造高層建筑日益增多,塔吊的應用越來越廣泛,已成為高層建筑施工中垂直運輸?shù)闹饕ぞ?但重大的塔吊事故經常發(fā)生,國內外媒體屢有報道。本小組通過分析其原因并結合國內外研究現(xiàn)狀，對現(xiàn)有塔吊技術改進，采用現(xiàn)有的計算機控制技術我們可以實現(xiàn)塔吊自動配重和遙控作業(yè)，因此我們設計了一種具有更高的可靠性和安全性的新型塔吊。
- 詳細介紹：
- 采用現(xiàn)有的檢測技術和自動控制技術，在塔吊立架和起重臂之間裝有S型拉壓力傳感器，實時檢測起重臂彎矩變化，微控制器將分析處理后的數(shù)據轉化為控制信號，實現(xiàn)自動配重。利用無線電信號指令繼電器的動作，微控制器接收電平跳變信號，經微控制器分析處理后，控制塔吊實現(xiàn)物料轉移。整個系統(tǒng)簡單完備，運行可靠，我們通過制作小型樣機實現(xiàn)了數(shù)據采集與配重的穩(wěn)定運行。
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
- 一、設計目的 1.目前我國塔吊都是一次性固定配重，對塔吊支架的機械強度要求較高，無論工作與否，都處不平衡狀態(tài)，尤其在頂升時存在嚴重的偏心現(xiàn)象，極大的影響了塔吊的使用壽命和穩(wěn)定性； 2.工作時需專業(yè)人員進行塔上作業(yè)，危險系數(shù)高，指揮人員與操作人員的配合易造成誤操作，影響施工效率。 綜上，對現(xiàn)有塔吊技術改進，采用計算機控制技術實現(xiàn)塔吊自動配重和遙控作業(yè)，設計了一種具有更好操作性和可靠性的新型塔吊。 二、基本思路 1.采用檢測技術和自動控制技術，實時檢測起重臂彎矩變化，微控制器將分析處理后的數(shù)據轉化為控制信號，從而實現(xiàn)自動配重。 2.利用無線電信號指令繼電器的動作，微控制器接收電平跳變信號，經分析處理后，控制塔吊實現(xiàn)物料轉移。 三、主要創(chuàng)新點 1.遙控控制，無需人員登塔作業(yè)（無空中操作臺），設備制造節(jié)省成本，可提高施工效率； 2.塔吊工作時自動平衡，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 3.塔吊受力均勻，可延長使用壽命。 四、技術關鍵 1.AT89C2051單片機接口技術 2.S型拉壓力傳感器采樣的實時性和配重電機的精確控制。 3.超載報警。 五、主要技術指標 1.空曠場地，遙控范圍在300米。 2.TLC1549A/D轉換，10位精度 3.采用數(shù)字編碼技術，塔吊之間遙控互不干擾。
科學性、先進性
- 一、 目前在我國塔吊依然一次性固定配重，計算塔吊支架的支反力變化，對兩種塔吊進行對比分析表明：若采用一次性固定配重，滿載和空載時底架支反力變化范圍很大失衡較為嚴重，尤其在頂升時存在更為嚴重的偏心現(xiàn)象，自動配重可以減小支反力的變化范圍，提高塔吊使用壽命和安全性，這是目前塔吊所不具備的。 二、傳統(tǒng)塔吊的操控人員需要一定時間的培訓方可上崗，影響施工效率，高空作業(yè)，指揮人員與操作人員的配合容易誤操作。采用無線電技術，減輕操作人員登塔和高空作業(yè)的危險，可起到減員增效的作用。 參考文獻： 1.胡乾斌.單片微型計算機原理與應用[M].武漢：華中科技大學出版社.2006. 2.秦曾煌.電工學. 北京：高等教育出版社[M]. 2007. 3.王永巖.理論力學[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.2000. 4.孫志禮.機械設計[M].沈陽：東北大學出版社.2000. 5.馬壯.工程材料與成型工藝[M].沈陽：東北大學出版社.2006.
獲獎情況及鑒定結果
- 機械設計大賽中榮獲一等獎； 第九屆“挑戰(zhàn)杯”遼寧省大學生學術科技作品競賽特等獎； 該題目于2008年10月被評為“大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目 。
作品所處階段
- 完成演示模型
技術轉讓方式
作品可展示的形式
- 模型，圖片，錄像，現(xiàn)場演示
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
- 一、使用說明 通過對現(xiàn)有技術的改進，實現(xiàn)了自動配重和無線電控制的完美結合。 二、特點及優(yōu)勢 結構簡單、成本低廉、安全可靠、操作靈活、遙控作業(yè)，便于操控人員選擇最佳視角進行控制，無需指揮人員，節(jié)省人力，工作時能夠實現(xiàn)自動平衡，安全性和可靠性得到充分保障，提高了施工效率。 三、適用范圍 本實用新型塔吊適用廣泛，不僅適用于建筑業(yè)，還適用于鐵路、橋梁建設、露天地下工程的施工、設備安裝、車站、碼頭、貨場的貨物裝卸。 四、市場分析和經濟效益預測 本設計節(jié)省人力、物力，無高空操作臺，制造成本低；操作方便，靈活性強，有助于提升施工效率；技術含量高，安全系數(shù)高，必將取代傳統(tǒng)產品，但市場瞬息萬變，具有不確定性，投入市場后，也不能排除對某些工況的適應性問題，部分人員思想陳舊，接受新產品需要時間和實踐的檢驗。但從長遠角度看，此作品具有廣闊的市場銷售及開發(fā)前景。
同類課題研究水平概述
- 塔式起重機是建筑機械唯一可移動垂直運輸?shù)墓ぞ?，其技術性能高低不僅關乎工程進度，更關系著安全生產。目前，我國塔機性能基本處于八、九十年代的機械化水平，與現(xiàn)代國外智能化、數(shù)字化控制技術還有很大差距，跟不上市場的需要。由于可靠性較差，造成機械、電器事故率較高。代表當代塔機技術性能的全無極調速、PLC控制在發(fā)達國家中已十分普及，而在我國充其量在2%；發(fā)達國家已批量生產、運行狀態(tài)實現(xiàn)了全參數(shù)監(jiān)控與故障診斷的智能型塔機，而我國目前剛剛啟動，可以說還是空白。從近20年來看，我國塔機制造水平已有大幅度提高，但相對其他行業(yè)先進的制造技術還有很大差距。 分析其原因： 1. 我國出于統(tǒng)一管理，很大程度制約了塔機技術進步，開發(fā)受到局限。 2. 用戶群的不確定性制約了技術進步，建筑企業(yè)由于缺乏長運規(guī)則，資金不雄厚，投入技術含量低。 3. 觀念陳舊，一些人存在一定誤區(qū)，固有的傳統(tǒng)觀念使用戶反感對先進的技術的學習、培訓，誤認為原來的好使、方便，制約技術進步。 目前在我國塔吊依然停留在一次性固定配重的層次上，因此我們要敢于創(chuàng)新、敢于想象、敢于突破。在現(xiàn)有的技術上加以改進，學習國外先進技術，實現(xiàn)自動平衡和遙控作業(yè)一體化，無需專業(yè)人員高空作業(yè)（無空中操作臺）。這不僅在設備制造時節(jié)省成本，安全性和可靠性也得到充分保障，提高了施工效率。
