T/SDJSXH 02-2024 塔式起重机自动驾驶系统应用技术规程

TB

团体标准

T/SDJSXH02-2024

塔式起重机自动驾驶系统应用技术规程

TechnicalSpecificationsfortheApplicationofTowerCrane

AutonomousDrivingSystems

2024年05月13日发布2024年05月13日实施

山东省建筑安全与设备管理协会发布

前言

为加快建筑施工机械智能化技术的应用，规范塔式起重机塔机自动驾驶系统的技术要求，

提高塔式起重机安全性能，编制组在广泛调查研究，认真总结实践经验的基础上，参考有关

国家和行业标准，经广泛研究讨论，制定本规程。

本规程主要包括：总则、术语、基本规定、功能要求、安装调试、运行、维护与保养等

内容。

本规程中内容可能涉及专利技术，使用者可直接与专利权人协商处理，本规程的发布机

构不承担识别专利的责任。

本规程由山东省建筑安全与设备管理协会负责管理，委托中科骊久（济南）机器人有限

公司负责具体内容（包括基本专利技术）的解释。有关的意见和建议反馈给山东省建筑安全

与设备管理协会（0531-86195225）、中科骊久（济南）机器人有限公司（0531-88817850）。

主编单位：中科骊久（济南）机器人有限公司

参编单位：广联达科技股份有限公司

山东省建设科技与产业化中心有限公司

山东省建设建工（集团）有限责任公司

中国建筑第五工程局有限公司山东分公司

山东三箭建设工程股份有限公司

山东中建众力设备租赁有限公司

大汉科技股份有限公司

上海金虞机械有限公司

主要起草人：王全良王智徐博田均鹏朱小东孙增桂周建滨李东海

丁洪磊陈留春孟庆坤李加敖李茂于浩宋吉锋张志强

黄利伟石磊姚志强董太峰黄文武刘坤刘帅郑爱伟

孙敬学王佳郭收田马官振张维丽孙丽君

主要审查人：祁忠华王乔万立华秦国栋王积永韩建苏世凯

3

目录

1总则...............................................................................................................................................1

2术语...............................................................................................................................................2

3基本规定......................................................................................................................................3

4功能要求......................................................................................................................................4

4.1系统构成.............................................................................................................................4

4.2功能要求.............................................................................................................................4

5安装调试......................................................................................................................................9

5.1安装准备.............................................................................................................................9

5.2安装....................................................................................................................................9

5.3调试....................................................................................................................................9

5.4检查与验收.......................................................................................................................10

6运行.............................................................................................................................................12

6.1运行准备...........................................................................................................................12

6.2运行..................................................................................................................................12

7维护与保养................................................................................................................................14

附录A传感器参数表..................................................................................................................15

附录B试验验收与交付确认单..................................................................................................17

附录C检查与保养单...................................................................................................................19

附录D技术交底表......................................................................................................................20

本规程用词说明..............................................................................................................................23

引用标准名录..................................................................................................................................24

4

Contents

1GeneralProvisions........................................................................................................................1

2Term..............................................................................................................................................2

3FundamentalProvisions...............................................................................................................3

4FunctionalRequirements..............................................................................................................4

4.1SystemComposition............................................................................................................4

4.2FunctionalRequirements.....................................................................................................4

5InstallationandCommissioning...................................................................................................9

5.1InstallationPreparation......................................................................................................9

5.2Installation...........................................................................................................................9

5.3Debugging...........................................................................................................................9

5.4InspectionandAcceptance...............................................................................................10

6Operation....................................................................................................................................12

6.1PreparationforOperation................................................................................................12

6.2Operation...........................................................................................................................12

7Maintenance................................................................................................................................14

AppendixASensorParameterTable............................................................................................15

AppendixBTestAcceptanceandDeliveryConfirmationSheet.................................................17

AppendixCInspectionandMaintenanceSheet...........................................................................19

AppendixDTechnicalDisclosureForm.......................................................................................20

GlossaryofTerms.............................................................................................................................23

Listofreferencedstandards..............................................................................................................24

5

1总则

1.0.1为加快建筑施工机械智能化技术的应用，统一塔式起重机自动驾驶系统（以下简称“塔

机自动驾驶系统”）的功能要求，规范塔机自动驾驶系统的安装调试、运行、维护和保养行

为，提高塔机工作效率和安全运行水平，促进智慧化工地赋能发展，制定本规程。

1.0.2本规程适用于建设工程施工现场开展塔机自动驾驶系统的安装调试、运行、维护和保

养。

1.0.3塔机自动驾驶系统的功能要求、安装调试、运行、维护和保养应用除应符合本规程外，

还应符合国家和地方现行有关标准的规定。

1

2术语

2.0.1塔机中央控制系统Towercentralcontrolsystem

能够实现运行数据实时采集、传输、分析决策，自动规划运行路径、控制塔机自动运行

的智能化系统。

2.0.2塔机吊钩感应器TowercraneHooksensor

能够实时采集、处理、传输塔机吊钩周围环境信息的自动化感应装置。

2.0.3移动控制终端Mobilecontrolterminal

能够设置塔机自动运行参数，显示自动运行状态信息，视频监控塔机运行的移动终端。

2.0.4手持微动控制器Handheldmicrocontroller

向塔机中央控制系统发送起吊区、落吊区位置信息和自动运行指令，并能够手动控制吊

钩移动的手持遥控设备。

2.0.5塔机管控云平台Towercontrolcloudplatform

收集、分析、存储塔机运行数据信息，具有分级管理功能的云平台。具有数据分析储存

功能；具有故障分析诊断报警功能。留有与省、市等主管部门智慧工地监管平台对接的接口，

且接口技术的匹配度一致。

2.0.6充电存放箱Chargingstoragebox

用于移动控制终端、手持微动控制器和电池充电与存放的装置。

2.0.7塔机管理员Towercraneadministrator

负责塔机自动控制系统的运行、安全检查和管理的人员。塔机管理员应持有《塔式起重

机司机》建筑施工特种作业操作资格证书，需经塔机自动驾驶系统供应商进行专业技术培训。

2.0.8塔机司索信号工Towercraneoperatorsignalworker

负责塔机上、下料区，控制塔机运行和精准定位的操作人员。应持有《建筑起重机司索

信号工》建筑施工特种作业操作资格证，需经塔机自动驾驶系统供应商进行专业培训。

2.0.9塔机自动驾驶系统安装调试员CraneAutonomousDrivingSystemInstallationand

CommissioningPersonnel

塔机自动驾驶系统安装调试员应取得相应特种作业人员操作资格证书，需经塔机自动驾

驶系统供应商进行专业技术培训，具有相应操作技能。

2

3基本规定

3.0.1塔机自动驾驶系统适用于水平臂小车变幅固定式塔式起重机。

3.0.2塔机自动驾驶系统应只改变塔机操作驾驶方式，不应影响塔机原人工驾驶功能，不应

改变塔机的金属结构、工作机构、电气控制系统、安全装置及顶升加节以及附着安装拆卸方

式。

3.0.3塔机自动驾驶系统的安装应在塔机安装验收交付合格后，再按照本规程第5章进行检

测试验。

3.0.4塔机自动驾驶系统对塔机管理员应具有身份认证功能。

3.0.5塔机自动驾驶系统应具备相应的数学模型和智能控制算法，根据吊物重量、吊物姿态、

实时风速和现场信息等，能够自动规划运行路径和计算确定运行参数，实现自动避障和限位

控制，保证塔机运行效率和安全。

3.0.6塔机自动驾驶系统采用的传感器应符合国家相关标准要求，具体参数应符合附录A

的要求。

3.0.7使用自动驾驶系统控制运行的塔机应符合现行国家标准《塔式起重机安全规程》

GB5144，以及现行行业标准《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ/T196、

《建筑机械使用安全技术规范》JGJ33等相关规定。

3

4功能要求

4.1系统构成

塔机自动驾驶系统由塔机中央控制系统、移动控制终端、手持微动控制器、塔机管控云

平台等组成，能够精准控制塔机运行，实现塔机自动驾驶。塔机自动驾驶系统的构成如图

4.1所示。

图4.1系统构成

4.2功能要求

4.2.1塔机中央控制系统

1塔机中央控制系统应由塔机主控器、控制信号处理器、网络通讯系统和各传感器等

组成。各传感器采集的信息直接传送至塔机主控器，塔机主控器通过控制信号处理器和联动

台控制塔机自动运行。

2塔机主控器、控制信号处理器、网络通讯系统和各传感器主要技术指标：

4

1）供电电压：DC24V

2）工作温度：-20°C~+55°C

3）CPU：支持64位寻址

4）通信：支持以太网、2.4G/5GWiFi，4G、5G移动网络

5）数据存储不少于1个月

6）防护等级：IP65

3塔机中央控制系统应具有开机自检功能。对塔机主控器、控制信号处理器、网络通

讯系统和各传感器进行自检，保障塔机中央控制系统运行可靠性。

4塔机中央控制系统应具有运行状态信息自动采集和分析处理功能。高度传感器、幅

度传感器、回转传感器、重量及力矩传感器、倾角传感器及风速仪等传感器采集处理塔机运

行数据信息；信息处理器采集处理塔机运行故障、报警信息；塔机吊钩感应器、移动控制终

端及手持微动控制器采集处理吊钩运行控制信息。

5塔机中央控制系统应具有自动规划运行路径功能。通过分析塔机运行数据信息、吊

钩运行控制信息和塔机报警信息，计算确定上、下料点空间位置、规划运行路径、自动避障、

群塔协同等运行数据，形成塔机运行控制指令。

6塔机中央控制系统应具有运行安全软限位功能。根据高度、幅度、回转传感器信息，

自动计算测定吊钩运行高度、小车运行幅度、起重臂回转角度；根据吊物重量、吊钩位置、

力矩等信息，计算测定小车沿塔臂运行距离和运行速度；实现运行高度、幅度、回转、力矩

等安全运行软限位功能。

7塔机中央控制系统应具有塔机自动运行控制功能。控制信号处理器将塔机运行控制

指令传送给塔机电气控制系统，控制塔机自动安全运行。

8塔机中央控制系统应具有自动报警和处理功能。在塔机自动运行过程中，塔机吊钩

运行路径上出现障碍物时，应实现自动报警和自动避障；在塔机手动运行过程中，吊钩运行

路径上出现障碍物时应实现自动报警，提醒司索信号工采取相应处理措施。

4.2.2塔机吊钩感应器

1塔机吊钩感应器应由控制主板、激光雷达、高清摄像头及无线数传模块等组成。控

制主板分析处理激光雷达数据及摄像头监控视频，以无线方式与塔机中央控制系统进行信息

交互对接。

2塔机吊钩感应器主要技术指标：

1）工作电压：DC18.5V~DC21V

5

2）工作温度：-20°C~+55°C

3）激光雷达量程（@100klx）40m@10%反射率，70m@80%反射率

4）高清摄像头清晰度：1080P

5）防护等级：IP65

3塔机吊钩感应器应具有自检功能。对传感器、电池电量进行开机自检，保障塔机吊

钩感应器工作可靠性。

4塔机吊钩感应器应具有数据采集与分析处理功能。激光雷达和高清摄像头实时获取

吊钩周围环境信息，控制主板分析处理激光雷达点云数据和视频像素数据，上传至塔机中央

控制系统，提供塔机自动规划运行路径和自动避障的基础数据。

5塔机吊钩感应器应具有信息存储及传输功能。控制主板可存储雷达点云数据和视频

像素数据信息，无线网络可将存储的数据信息传输至塔机管控云平台，实现实时存储和传输

功能。

6塔机吊钩感应器应具有起钩、落钩提示功能。通过语音或声光提示，提醒塔机操作

工采取相应措施。

7塔机吊钩感应器应具有报警功能。激光雷达和高清摄像头实时测定吊钩运行路径上

障碍物的距离及轮廓等信息，当吊钩距障碍物距离小于安全阈值时，塔机吊钩感应器及时发

出报警信号，并发送至塔机中央控制系统、移动控制终端和手持微动控制器，塔机主控器根

据安全策略实时决策并做出相应指令动作，并提醒塔机操作工采取相应安全措施。

8塔机吊钩感应器应具有失联提示功能。塔机吊钩感应器失联后，塔机应停止运行，

并在移动控制终端及塔机管控云平台进行故障提示。

4.2.3移动控制终端

1移动控制终端应由控制主板、液晶显示屏、定位模块、无线数传模块等组成。通过

无线方式与塔机中央控制系统进行信息交互传输。

2移动控制终端主要技术指标：

1）供电电压：DC10.8V~DC12.6V

2）工作温度：-20°C~+55°C

3）液晶屏：背光27pcs、亮度1000CD/M^2

4）定位精度：升降精度±0.2m，变幅精度±0.2m，回转精度±0.5°

5）防护等级：IP65

3移动控制终端应具有自检功能。对定位模块、数传模组、电池电量进行开机自检，

6

保障移动控制终端工作可靠性。

4移动控制终端应具有自动驾驶系统参数设置功能。控制主板设置各种零位、惯性、

修正等初始参数，塔机安装后的塔心空间坐标、臂长、塔高、安全距离等基础参数，塔机升

塔后的塔高调整参数，塔机预设上、下料点等运行参数。

5移动控制终端应具有人机交互控制功能。控制主板向塔机中央控制系统下达塔机自

动、手动、点动或急停等运行控制指令，塔机中央控制系统向手持微动控制器授权指挥操作

功能。移动控制终端至少应具有升降、变幅、回转方向控制，使用摇杆实现档位和方向的切

换，自动、手动、点动驾驶模式切换，上电、下电、急停、风标制动、电笛等功能。

6移动控制终端应具有实时定位功能。控制主板和定位模块，设置上、下料点位置信

息，发送至塔机中央控制系统，控制塔机自动运行。

7移动控制终端应具有视频监控功能。视频接收模块和显示屏，实时查看塔机吊钩周

围环境信息和运行信息，监控吊钩运行安全。

4.2.4手持微动控制器

1手持微动控制器应由控制主板、定位模块、无线数传模块等组成。无线方式向塔机

中央控制系统发送控制指令。

2手持微动控制器主要技术指标：

1）工作电压：DC3.7V~DC4.2V

2）工作温度：-10°C~+55°C

3）定位精度：升降精度±0.2m，变幅精度±0.2m，回转精度±0.5°

4）防护等级：IP65

3手持微动控制器应具有自检功能。对定位模块、数传模组、电池电量进行开机自检，

保障手持微动控制器工作可靠性。

4手持微动控制器应具有实时自动发送定位信息功能。手持微动控制器主板解析定位

数据，实时获取上、下料区位置信息，无线自动发送至塔机中央控制系统。

5手持微动控制器应具有人机交互控制功能。控制主板向塔机中央控制系统下达塔机

自动或手动运动控制指令，控制塔机运行。

6手持微动控制器应具有点动控制功能。手持微动控制器向塔机主控器发送控制指令，

实现吊钩上下、前后、左右精准控制。

7手持微动控制器的工作方式与塔机中央控制系统、移动控制终端的功能匹配并关联，

手持微动控制器跟随吊钩在塔机工作范围内的任意地点，对上下料点精确定位。

7

4.2.5塔机管控云平台

1塔机管控云平台是利用现有互联网和云平台资源，开发的具备塔机监控和管理功能

的多用户平台。

2塔机管控云平台主要技术指标：

1)服务器支持Windows2003Server/2008/2008R2/2012/2012或Linux/Unix系列常用操作系

统，支持MySQL数据库访问方式。

2)客户端支持普通PC下的Windows/Linux/IOS操作系统，支持IE8以上以及Opera、Chrome、

Firefox等浏览器及依据其开源技术开发的其他浏览器。

3)客户端支持普通以太网络和Internet网络交互式访问，支持移动控制终端（wap）访问，

支持局域网内网和Internet外网并行访问。

4)客户端支持多级权限管理。

3塔机管控云平台应具有塔机运行信息存储及展示功能。通过互联网获取、存储塔机

运行数据和环境信息，在3D地图上实现实时立体展示和数据回放。

4塔机管控云平台应具有分级管理功能。根据不同用户群体，分配分级管理权限，配

置不同功能模块，实现塔机设备状态、运行信息、设备台账、费用管理等分级管理功能。

5塔机管控云平台应具有运行日志存储、分析、汇总及报表展示功能。对获取的塔机

运行关键数据进行筛选、分析和汇总，生成每台塔机的日志报告和分析报表。

6塔机管控云平台应具有故障分析功能。对获取的塔机运行数据和故障信息等关键数

据进行汇总分析，实现塔机日常故障的收集、诊断和报警。

7塔机管控云平台宜永久储存塔机运行数据。

8

5安装调试

5.1安装准备

5.1.1塔机自动驾驶系统安装作业前，应根据装箱清单内容进行设备检査，核对与所安装塔

机的参数匹配情况

5.1.2塔机自动驾驶系统安装调试员需经塔机自动驾驶系统供应商进行专业技术培训，具备

相应操作技能。上塔作业人员须取得相应特种作业人员操作资格证书。

5.2安装

5.2.1塔机中央控制系统安装应符合下列规定：

1塔机主控器应安装在塔机驾驶室内，安装位置应确保不遮挡人工驾驶时塔机司机视

线，保证塔机人工驾驶功能正常使用。

2控制信号处理器应安装在塔机联动台附近，与联动台连接，并与塔机主控器有线连

接。

3升降、变幅、回转传感器应安装在相应限位器传动轴上，传感器固定应牢靠，转动

灵活。

4风速传感器宜安装在无干涉物、受风良好、旋转灵敏的塔机顶部位置。

5倾角传感器应安装在塔机回转转台上，选择平整位置，磁铁直接吸附即可。

6重量传感器宜安装在测力环中心位置。

5.2.2塔机吊钩感应器安装应符合下列规定：

1塔机吊钩感应器宜采用支架和夹具安装在吊钩滑轮架上部或侧壁上，并采取防坠落

措施。

2激光雷达距吊钩顶部距离宜为500mm。

3高清摄像头应处于吊钩滑轮架之下。

5.3调试

5.3.1调试人员应检查塔机自动驾驶系统设备安装及线路连接情况。

5.3.2应根据塔机型号和塔机安装位置等，在移动控制终端上设置塔机基座空间坐标、塔臂

9

长、塔臂高、安全高度、通讯参数、编码器参数、重力传感器参数、软限位等塔机参数信息。

5.3.3应使用移动控制终端控制塔机空载运行，检查塔机运转时的塔机基座