專利名稱：塔式起重機視頻監控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建筑工程機械，具體涉及一種塔式起重機，尤其是塔式起重 機中一種實時自動調整攝像頭變焦倍數的視頻監控裝置。
背景技術：
目前，攝像頭輸出的視頻信號短距離傳輸技術已經很成熟，攝像頭的變焦一般通 過人工手動調整。但視頻監控裝置安裝在建筑機械設備領域的塔式起重機上面，要求駕駛 員通過手動操作調整攝像頭的變焦就顯得繁瑣，分散了駕駛員的注意力，影響到對塔式起 重機的正常操作。發明內容本實用新型所要解決的技術問題是解決上述現有技術存在的問題，而提供一種 避免駕駛員手動操作調整攝像頭變焦、保障駕駛安全、自動檢測吊鉤實際高度、實時自動調 整攝像頭變焦倍數的塔式起重機視頻監控裝置。本實用新型采用的技術方案是這種塔式起重機視頻監控裝置，視頻顯示及控制 信號發送電路與攝像頭控制及視頻發射電路無線連接；控制信號發送電路為旋轉編碼器 通過塔臂電機上的連軸器與行程限位器相連，編碼器信號連接至高度檢測電路，高度檢測 電路輸出連接至CPU，CPU輸出攝像頭變焦控制信號連接至編碼芯片和高頻無線發射頭；攝 像頭控制及視頻發射電路為高頻接收頭接收的攝像頭變焦控制信號，經譯碼芯片后連接 至CPU，CPU輸出連接至攝像頭變焦控制電路和攝像頭供電控制電路，攝像頭輸出視頻信號 連接至視頻發射模塊，塔式起重機駕駛室內的視頻接收天線連接視頻接收模塊，視頻接收 模塊連接顯示器。上述技術方案中，攝像頭控制及視頻發射電路的電源由電瓶分別連接吊臂根部充 電器和太陽能電池板及其充電控制電路。上述技術方案中，控制信號發送電路的CPU還連接有CPU程序下載電路、存儲器及 按鍵電路。本實用新型的視頻監控裝置，其檢測電路采用旋轉編碼器檢測吊鉤的實際高度， 吊鉤高度信號經CPU、編碼芯片、高頻無線發射頭、發射天線、接收天線、無線高頻接收頭、譯 碼芯片、CPU處理器，最后經攝像變焦控制電路實時地改變攝像頭的變焦倍數，塔式起重機 吊鉤越高，攝像頭變焦倍數越小，塔式起重機吊鉤越低，攝像頭變焦倍數越大，以使監視頭 像清晰可見。因此本實用新型無需駕駛員手動操作調整攝像頭變焦，避免駕駛員分散注意 力，影響到塔式起重機的正常操作，安全。本實用新型采用視頻傳輸技術、射頻技術和單片 機數字電路等綜合電子技術，自動測量吊鉤實際高度，進行數據處理，形成控制信號，自動 實時地調整攝像頭變焦倍數，并將攝像頭拍攝的視頻圖像信號送顯示器顯示，使監測圖像 清晰可見，幫助駕駛員準確掌握塔式起重機吊臂現場情況，更好地安全可靠高效作業。本實 用新型總體設計新穎獨特，功能穩定，操作簡單，結構合理，安裝方便，自動化程度高，控制 精確，是適合塔式起重機的一種理想視頻監控裝置。[0010]
圖1為攝像頭控制及視頻發射電原理框圖圖2為視頻顯示及控制信號發送電原理框圖 圖3、圖4為圖1的具體實施例電路圖其中圖3為圖1中譯碼芯片、CPU、攝像頭變焦控制電路的具體實施電路圖圖4為圖1中電源電路的具體實施例電路圖圖5、圖6為圖2的具體實施例電路圖其中，圖5為旋轉編碼器、高度檢測電路、地址編碼電路的具體實施電路圖圖6為CPU及其外圍電路的具體實施電路圖
具體實施方式
參見圖1的攝像頭控制及視頻發射電路原理框圖，433M無線高頻頭接收到控制發 射信號，經譯碼芯片PT2272譯碼處理將接收命令送到CPU，CPU再發出指令給攝像頭變焦控 制回路，由攝像頭變焦控制回路控制攝像頭的焦距調節。同時攝像頭的供電控制回路也是 通過譯碼芯片PT2272接收信號，再由CPU發出斷電控制命令控制攝像頭的供電。攝像頭輸 出的視頻信號經視頻發射模塊發送出去。CPU外接11. 0592M晶振，復位芯片X5043為CPU提供上電復位信號。 太陽能電池板通過充電控制電路對電瓶充電，同時安裝在吊臂根部的充電器也可 對電瓶充電。電瓶再經過放電控制電路對整過攝像頭控制及視頻發射電路提供所需5V和 12V電源。12V電源模塊為攝像頭和視頻發射模塊提供12V電源；5V電源模塊為CPU本身及 其外圍電路提供5V電源。參見圖2的視頻顯示及控制信號發射電路原理框圖，高度檢測電路通過對編碼器 輸出脈沖的計算測量出吊鉤的實時高度，CPU根據吊鉤高度發出攝像頭焦距調整控制命令， 經編碼芯片PT2262編碼輸出，再通過433M無線高頻頭發射出去。CPU外接11. 0592M晶振，復位芯片X5043為CPU提供上電復位信號。CPU程序下載電路為通過電腦串口直接在線為CPU燒寫程序。CPU外接存儲器FM24C04A用于對高度設定等參數的存蓄。按鍵回路功能按鍵用于對裝置的一些功能(如吊勾高度零點設置)進行初始化 設置、調整等。無線視頻模塊接收到的視頻信號直接輸出到顯示器顯示，駕駛員從顯示器就可以 監視到吊勾及其周邊的狀態。參見圖3、圖4的本實用新型攝像頭控制及視頻發射具體實施例電路圖(1)本實用新型攝像頭變焦控制回路接收控制命令的實施連接在JS1-3處的 433M高頻接收頭接收到的命令數據經譯碼芯片5第14腳DIN輸入并譯碼，譯碼后的數據直 通過數據口線D0-D5接送之CPU :1處理，CPU 1再發出控制命令去調整攝像頭的變焦倍數。(2)本實用新型的攝像頭變焦控制電路的實施CPU 1發出的調整攝像頭變焦倍 數的控制命令通過IO 口線第9腳JK2和11腳JKl輸出，經光隔7和固態繼電器K3、K4的 出口控制接于JP11-JP13處，通過切換控制攝像頭焦距調整電路的正負12V電壓，然后去實時地調整攝像頭的變焦倍數。(3)本實用新型視頻傳輸電路的實施攝像頭輸出的視頻信號送至視頻發射模塊 傳輸出去。(4)本實用新型復位電路的實施復位芯片2第7腳與CPU :1的第1腳直接連接， 在CPU :1上電期間，產生一個復位脈沖完成對CPU 1的上電復位，復位芯片第1腳WDI信號為 CPU 1的喂狗信號，復位芯片在CPU 1程序跑飛的情況下產生復位信號使CPU 1復位重啟。(5)本實用新型振蕩電路的實施CPU 1外接11. 0592M晶振作為振蕩電路。(6)本實用新型電瓶充電電路的實施一種方式是通過小車移到吊臂根部的充電 器，通過JPl接入，直接對電瓶充電；還有一種方式是太陽能電池板通過充電電路對電瓶充 電，太陽能電池(電壓18V左右)從連接件JP3輸入，通過電壓比較電路TO 10比較輸出， 在電瓶電壓充滿超過14. 5V后通過繼電器Kl 11自動切斷對電瓶的充電。(7)本實用新型電瓶放電電路的實施從JP5、JP6處接入的電瓶，輸出12.7V電壓 通過二極管D7降壓輸入至電源模塊9第1腳，然后轉換成穩定的12V電壓從電源模塊第5、 6腳輸出，給攝像頭(在JP7和JP8處連接)和視頻發射模塊(在JP9和JPlO處連接)供 電，設計電壓比較電路U6 :10，在電瓶電壓過放低于11.5V之后，通過繼電器K2 12自動切 斷放電電路，同時電源模塊9將不再帶電，輸出+12V電源也將失電。(8)本實用新型攝像頭變焦控制電路所需的-12V電源的實施負壓芯片U2 3通 過+12V輸入，并在第5腳OUT輸出-12V電源，用于攝像頭的變焦控制。(9)本實用新型CPU本身及其外圍電路供電的實施5V直流轉換電源模塊4，電瓶 電壓12V輸入，經二極管D8降壓，并通過電容C7-C10、電感L等濾波電路處理，然后轉換成 主5V電壓，在電容Cl 1、C12等濾波處理后提供給CPU 1本身及其外圍電路所需的電源。參見圖5、圖6本實用新型的視頻顯示及控制信號發送電路，具體實施例電路圖(1)本實用新型高度檢測回路的實施旋轉編碼器通過塔臂電機上的連軸器與行 程限位器相連，編碼器旋轉所產生的脈沖信號經連接件J3第2和3腳輸入，通過高速光隔 19 :U13和U14作信號隔離，2路相位相差90度的信號分別送之D觸發器U15和U16及與門 U17和U18共同組成的信號處理電路20，對編碼器本身產生的誤碼信號進行濾波以及對編 碼器的旋轉方向進行判斷，處理后的信號Fl和F2直接進入CPU :13中斷口線8腳INT0、9 腳INT1，CPU通過脈沖累加計算，從而測出吊鉤的實時高度。(2)本實用新型存蓄器電路的實施存蓄芯片15通過I2C總線和CPU :13相連，其 時鐘線SCL和數據線SDA分別與CPU 13 口線第25、24腳相連，用于記錄高度零點的初始化 設置、調整等實時參數，其存蓄容量大小為4K字節，具有掉電數據不丟失功能，對一些重要 參數的記錄有可靠的保證。(3)本實用新型CPU程序下載電路的實施電腦串口通過電纜線和連接件J5相 連，電平轉換芯片17實現TTL電平和RS232電平的轉換，通過電腦串口就可以直接在線下 載應用程序到CPU。(4)本實用新型控制信號發射電路命令數據傳輸的實施CPU 13通過對吊鉤高度 的實時檢測，根據高度的變化，發出相應的攝像頭焦距控制命令，此數據命令通過地址碼編 碼芯片18和撥碼開關21進行數據和地址編碼，編碼數據從芯片U7的17腳DOUT輸出，再 經過與接插件JP3處相連的433M高頻發射頭將數據發送出去。[0044](5)本實用新型按鍵電路的實施按鍵電路共設計[設置]、[零點]、[增益]等 幾個功能按鍵，通過對功能按鍵的操作完成對吊鉤高度零點設置等參數的初始設定。(6)本實用新 型復位電路的實施復位芯片14第7腳產生的復位信號RSTl通過 連接件JPl與CPU :13第4腳復位信號RST相連接，在CPU :13上電期間，產生一個復位脈沖 完成對CPU 13的上電復位。(7)本實用新型振蕩電路的實施CPU 13外接11. 0592M晶振做為振蕩源。(8)本實用新型電源電路的實施220V市電接之12V開關電源，開關電源輸出的 12V電壓，從連接件JI處輸入經二極管Dl降壓，再經電容C1-C4和電感Ll等濾波處理送止 直流電源模塊16轉換為整個電路所需的主5V電源。(9)本實用新型視頻信號傳輸的實施無線視頻模塊接收到的視頻信號直接輸出 到顯示器顯示，駕駛員從顯示器就可以監視到吊勾及其周邊環境的狀態。
權利要求一種塔式起重機視頻監控裝置，其特征在于視頻顯示及控制信號發送電路與攝像頭控制及視頻發射電路無線連接；控制信號發送電路為旋轉編碼器通過塔臂電機上的連軸器與行程限位器相連，編碼器信號連接至高度檢測電路，高度檢測電路輸出連接至CPU，CPU輸出攝像頭變焦控制信號連接至編碼芯片和高頻無線發射頭；攝像頭控制及視頻發射電路為高頻接收頭接收的攝像頭變焦控制信號，經譯碼芯片后連接至CPU，CPU輸出連接至攝像頭變焦控制電路和攝像頭供電控制電路，攝像頭輸出視頻信號連接至視頻發射模塊，塔式起重機駕駛室內的視頻接收天線連接視頻接收模塊，視頻接收模塊連接顯示器。
2.根據權利要求1所述的塔式起重機視頻監控裝置，其特征在于攝像頭控制及視頻發 射電路的電源由電瓶分別連接吊臂根部充電器和太陽能電池板及其充電控制電路。
3.根據權利要求1所述的塔式起重機視頻監控裝置，其特征在于控制信號發送電路的 CPU還連接有CPU程序下載電路、存儲器及按鍵電路。
專利摘要一種塔式起重機視頻監控裝置，由兩部分組成視頻顯示及控制信號發送電路，攝像頭控制及視頻發射電路；旋轉編碼器通過塔臂電機上的連軸器與行程限位器相連，編碼器信號經高度檢測電路，連接至CPU，CPU進行數據處理后輸出控制信號，經編碼芯片編碼，由高頻無線發射頭發射出去；高頻接收頭接收到控制信號后，經譯碼芯片譯碼后連接至CPU進行數據處理，CPU輸出控制信號經控制電路實時調整攝像頭的變焦倍數和控制供電；攝像頭輸出視頻信號經無線發射、接收，由顯示器顯示。本實用新型避免駕駛員手動操作調整攝像頭變焦，確保安全，自動檢測吊鉤實際高度，實時自動調整攝像頭變焦倍數。
文檔編號B66C13/48GK201610352SQ20092006602
公開日2010年10月20日 申請日期2009年9月27日 優先權日2009年9月27日
發明者倪建軍, 李彬, 鄧平 申請人:長沙市海川機電技術開發有限公司