基本信息
- 项目名称：
- 自动配重新型遥控塔吊
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 近几年，随着我国建筑业的不断发展,各大中城市建造高层建筑日益增多,塔吊的应用越来越广泛,已成为高层建筑施工中垂直运输的主要工具,但重大的塔吊事故经常发生,国内外媒体屡有报道。本小组通过分析其原因并结合国内外研究现状，对现有塔吊技术改进，采用现有的计算机控制技术我们可以实现塔吊自动配重和遥控作业，因此我们设计了一种具有更高的可靠性和安全性的新型塔吊。
- 详细介绍：
- 采用现有的检测技术和自动控制技术，在塔吊立架和起重臂之间装有S型拉压力传感器，实时检测起重臂弯矩变化，微控制器将分析处理后的数据转化为控制信号，实现自动配重。利用无线电信号指令继电器的动作，微控制器接收电平跳变信号，经微控制器分析处理后，控制塔吊实现物料转移。整个系统简单完备，运行可靠，我们通过制作小型样机实现了数据采集与配重的稳定运行。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、设计目的 1.目前我国塔吊都是一次性固定配重，对塔吊支架的机械强度要求较高，无论工作与否，都处不平衡状态，尤其在顶升时存在严重的偏心现象，极大的影响了塔吊的使用寿命和稳定性； 2.工作时需专业人员进行塔上作业，危险系数高，指挥人员与操作人员的配合易造成误操作，影响施工效率。 综上，对现有塔吊技术改进，采用计算机控制技术实现塔吊自动配重和遥控作业，设计了一种具有更好操作性和可靠性的新型塔吊。 二、基本思路 1.采用检测技术和自动控制技术，实时检测起重臂弯矩变化，微控制器将分析处理后的数据转化为控制信号，从而实现自动配重。 2.利用无线电信号指令继电器的动作，微控制器接收电平跳变信号，经分析处理后，控制塔吊实现物料转移。 三、主要创新点 1.遥控控制，无需人员登塔作业（无空中操作台），设备制造节省成本，可提高施工效率； 2.塔吊工作时自动平衡，提高系统稳定性。 3.塔吊受力均匀，可延长使用寿命。 四、技术关键 1.AT89C2051单片机接口技术 2.S型拉压力传感器采样的实时性和配重电机的精确控制。 3.超载报警。 五、主要技术指标 1.空旷场地，遥控范围在300米。 2.TLC1549A/D转换，10位精度 3.采用数字编码技术，塔吊之间遥控互不干扰。
科学性、先进性
- 一、 目前在我国塔吊依然一次性固定配重，计算塔吊支架的支反力变化，对两种塔吊进行对比分析表明：若采用一次性固定配重，满载和空载时底架支反力变化范围很大失衡较为严重，尤其在顶升时存在更为严重的偏心现象，自动配重可以减小支反力的变化范围，提高塔吊使用寿命和安全性，这是目前塔吊所不具备的。 二、传统塔吊的操控人员需要一定时间的培训方可上岗，影响施工效率，高空作业，指挥人员与操作人员的配合容易误操作。采用无线电技术，减轻操作人员登塔和高空作业的危险，可起到减员增效的作用。 参考文献： 1.胡乾斌.单片微型计算机原理与应用[M].武汉：华中科技大学出版社.2006. 2.秦曾煌.电工学. 北京：高等教育出版社[M]. 2007. 3.王永岩.理论力学[M].北京：煤炭工业出版社.2000. 4.孙志礼.机械设计[M].沈阳：东北大学出版社.2000. 5.马壮.工程材料与成型工艺[M].沈阳：东北大学出版社.2006.
获奖情况及鉴定结果
- 机械设计大赛中荣获一等奖； 第九届“挑战杯”辽宁省大学生学术科技作品竞赛特等奖； 该题目于2008年10月被评为“大学生创新性实验计划”项目 。
作品所处阶段
- 完成演示模型
技术转让方式
作品可展示的形式
- 模型，图片，录像，现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、使用说明 通过对现有技术的改进，实现了自动配重和无线电控制的完美结合。 二、特点及优势 结构简单、成本低廉、安全可靠、操作灵活、遥控作业，便于操控人员选择最佳视角进行控制，无需指挥人员，节省人力，工作时能够实现自动平衡，安全性和可靠性得到充分保障，提高了施工效率。 三、适用范围 本实用新型塔吊适用广泛，不仅适用于建筑业，还适用于铁路、桥梁建设、露天地下工程的施工、设备安装、车站、码头、货场的货物装卸。 四、市场分析和经济效益预测 本设计节省人力、物力，无高空操作台，制造成本低；操作方便，灵活性强，有助于提升施工效率；技术含量高，安全系数高，必将取代传统产品，但市场瞬息万变，具有不确定性，投入市场后，也不能排除对某些工况的适应性问题，部分人员思想陈旧，接受新产品需要时间和实践的检验。但从长远角度看，此作品具有广阔的市场销售及开发前景。
同类课题研究水平概述
- 塔式起重机是建筑机械唯一可移动垂直运输的工具，其技术性能高低不仅关乎工程进度，更关系着安全生产。目前，我国塔机性能基本处于八、九十年代的机械化水平，与现代国外智能化、数字化控制技术还有很大差距，跟不上市场的需要。由于可靠性较差，造成机械、电器事故率较高。代表当代塔机技术性能的全无极调速、PLC控制在发达国家中已十分普及，而在我国充其量在2%；发达国家已批量生产、运行状态实现了全参数监控与故障诊断的智能型塔机，而我国目前刚刚启动，可以说还是空白。从近20年来看，我国塔机制造水平已有大幅度提高，但相对其他行业先进的制造技术还有很大差距。 分析其原因： 1. 我国出于统一管理，很大程度制约了塔机技术进步，开发受到局限。 2. 用户群的不确定性制约了技术进步，建筑企业由于缺乏长运规则，资金不雄厚，投入技术含量低。 3. 观念陈旧，一些人存在一定误区，固有的传统观念使用户反感对先进的技术的学习、培训，误认为原来的好使、方便，制约技术进步。 目前在我国塔吊依然停留在一次性固定配重的层次上，因此我们要敢于创新、敢于想象、敢于突破。在现有的技术上加以改进，学习国外先进技术，实现自动平衡和遥控作业一体化，无需专业人员高空作业（无空中操作台）。这不仅在设备制造时节省成本，安全性和可靠性也得到充分保障，提高了施工效率。
