一种塔吊运行监测辅助系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种塔吊运行监测辅助系统，其通过增设牵引转动监测装置监测小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，通过增设起重转动监测装置监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，用以表征起升机构线缆轴的转动情况，还可以通过增设拉力监测装置监测起升线缆的拉伸力信号用以表征起升机构的起升重量，从而可以用于提供给已有塔吊运行参数监测系统作为对小车平移位置、起升机构起升高度、起升重量参数监测的辅助信号或修正信号使用，以改善或弥补原有塔吊工作参数监测误差所带来的影响，更好的帮助提升塔吊运行参数监测的精度，从而对预防塔吊安全事故风险提供准确的数据信息基础。

An Auxiliary Monitoring System for Tower Crane Operation

The utility model provides a tower crane operation monitoring auxiliary system, which monitors the change of the rotation angle of the traction cable axle of the trolley by adding a traction rotation monitoring device, monitors the change of the rotation angle of the cable axle of the lifting mechanism by adding a lifting rotation monitoring device, so as to characterize the rotation of the cable axle of the lifting mechanism, and also monitors the installation by adding a pulling force. The tension signal of monitoring hoisting cable is used to characterize the lifting weight of hoisting mechanism, so it can be used to provide the existing monitoring system of tower crane operation parameters as an auxiliary signal or correction signal for the monitoring of car horizontal displacement, hoisting mechanism lifting height and hoisting weight parameters, so as to improve or compensate for the influence of the original monitoring error of tower crane working parameters. Help to improve the accuracy of tower crane operation parameters monitoring, so as to provide accurate data information basis for the prevention of tower crane safety accident risk.

【技术实现步骤摘要】
一种塔吊运行监测辅助系统
本技术涉及塔吊设备安全管理
，特别涉及一种塔吊运行监测辅助系统。
技术介绍
塔吊又名塔式起重机，作为一种能够实现垂直和水平运输物料的搬运机械，特别是因其起升高度高、起升重量大、工作幅度大等特点，其高效率的垂直运输能力使塔吊在建筑业得到了广泛的应用。塔吊的结构组成主要可以分为基础、塔身、顶升、回转机构、起升、平衡臂、起重臂架、起重小车、塔顶、司机室、变幅等部分。基础是塔吊安装在地面上的部分；塔身是塔吊的身子，也是升高的部分：顶升是使得塔吊可以升高的部分；回转是保持塔吊上半身可以水平旋转的部分；起升机构用来将重物提升起来的部分；平衡臂架是保持力矩平衡的部分；起重臂架是提升重物的受力部分；小车是用来安装滑轮组和钢绳以及吊钩的，是直接受力部分；塔顶是用来保持臂架受力平衡的部分；司机室是操作的地方；变幅是使小车沿轨道运行的部分。同时，塔吊也是存在危险因素较多、容易引发安全事故的机械设备，据有关部门统计资料表明，塔吊的事故率已达2.77%，在发生的事故中，各种塔吊违规超限操作、超载作业是主因，因违规超重、超力矩起吊作业，致使塔吊结构疲劳失稳或者发生塔吊群干涉碰撞等事故，对人民的生命财产安全构成了重大威胁。为了加强对塔吊作业过程的监管，减少违规操作、超载作业等情况引发塔吊安全事故的风险，需要对塔吊的回转角度、小车平移位置、起升高度、起升重量等工作参数进行监测。目前对这些塔吊工作参数监测的实现方案有多种方案。例如，在小车平移驱动电机、起升机构驱动电机上增加旋转编码器，用以分别监测小车平移驱动电机、起升机构驱动电机各自的转动情况，同时还通过功率监测电路对起升机构驱动电机的工作功率进行侦测，从而用于分别测算小车的平移位置、起升机构的起升高度和起升重量等信息，但这样的监测方式需要对小车平移系统、起升机构的驱动装置进行较大的结构改造才能实现，改造成本较高，而且小车平移位置、起升机构起升高度等，除了与驱动电机转动因素有关，实际上还与其相关传动结构（例如小车平移牵引线缆轴、起升机构线缆轴）的转动情况有关，而由于传动误差等因素，小车平移、起升机构的驱动电机与其传动结构（例如小车平移牵引线缆轴、起升机构线缆轴）的转动情况并非绝对同步的，因此依据小车平移、起升机构的驱动电机运转情况来监测小车的平移位置、起升机构的起升高度会存在一定的误差。又例如，有些监测方案，为了减少对系统改造的成本，利用了其它监测方案，例如通过增设距离传感器来分别监测基准点（例如司机室）与小车、起升吊钩之间的距离，从而测算出小车的平移位置以及起升机构的起升高度，这样就不需要对小车平移系统、起升机构的驱动装置进行较大的结构改造，但利用距离传感器进行测距监测存在的问题是，若采用红外光测距容易受到周围结构物体的阻挡、若采用超声波测距容易受到周围金属结构物的屏蔽干扰，因此也容易导致对小车的平移位置、起升机构的起升高度的监测会存在一定的误差。因此，在兼顾技术实现成本的前提下考虑采用怎样的技术来改善或弥补原有塔吊工作参数监测误差所带来的影响，成为了塔吊设备安全管理
研究的新方向。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本技术的目的在于提供一种塔吊运行监测辅助系统，用于为塔吊工作参数监测提供作为误差弥补或修正信号的辅助信息，以帮助改善或弥补原有塔吊工作参数监测误差所带来的影响、提升塔吊工作参数监测的准确性。为实现上述目的，本技术采用的一个技术手段是：一种塔吊运行监测辅助系统，包括安装在小车平移牵引线缆轴上的牵引转动监测装置，以及安装在起升机构线缆轴上的起重转动监测装置；所述牵引转动监测装置包括第一倾角加速度传感器和第一无线数据发射模块，第一倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与小车平移牵引线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，且第一倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第一无线数据发射模块进行数据传输连接，由第一无线数据发射模块对第一倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送；所述起重转动监测装置包括第二倾角加速度传感器和第二无线数据发射模块，第二倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与起升机构线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，且第二倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第二无线数据发射模块进行数据传输连接，由第二无线数据发射模块对第二倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送。上述的卸料平台监测系统中，作为优选，所述牵引转动监测装置中的第一无线数据发射模块和起重转动监测装置中的第二无线数据发射模块均为低功耗蓝牙通信模块或低功耗广域物联网通信模块。上述的卸料平台监测系统中，作为改进方案，还包括设置在起升线缆上的拉力监测装置；所述拉力监测装置包括拉力传感器和第三无线数据发射模块，所述拉力传感器安装在起升吊钩附近的起升线缆上以监测起升线缆的拉伸力，拉力传感器的信号输出端与第三无线数据发射模块进行数据传输连接，由第三无线数据发射模块对拉力传感器感测输出的拉伸力信号进行对外发送。上述的卸料平台监测系统中，作为优选，所述拉力传感器包括支撑部件，所述支撑部件的一侧面为检测安装面，支撑部件的检测安装面的两端部位置上各设置有一个外凸于检测安装面的托撑部件，所述的托撑部件远离支撑部件一端的端面上设有用于容纳起升线缆的托撑凹槽，至少一个托撑凹槽的槽腔内设置有压力传感器，两个托撑部件托撑部件之间还设置有压紧部件，压紧部件与支撑部件的检测安装面之间留有间隙，且压紧部件与支撑部件之间通过升降锁紧结构连接，从而能够通过升降锁紧结构调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度；所述压力传感器的压力感测信号输出端即作为拉力传感器的信号输出端；所述拉力传感器安装在起升线缆上时，起升线缆的两个位置点搭接在拉力传感器两个托撑部件的托撑凹槽上，同时起升线缆上位于该两个搭接位置点之间的部分穿过压紧部件与支撑部件的检测安装面之间的间隙，且被压紧部件挤压抵接在所述检测安装面上，从而使得设置于托撑凹槽的槽腔内的压力传感器能够感测到起升线缆受到拉伸作用力时拉伸挤压托撑凹槽的压力。上述的卸料平台监测系统中，作为优选，所述升降锁紧结构包括固紧螺栓以及设置在支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔，所述螺纹孔与固紧螺栓的螺杆螺纹相匹配；所述压紧部件上设有供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，从而通过固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度。上述的卸料平台监测系统中，作为优选，所述固紧螺栓数量和支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔数量均为两个；所述压紧部件整体呈长条状，其两端部各具有一个垂直于长度方向的供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，且该两个通孔的间距与支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔间距向匹配，从而通过两个固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的两个通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度。上述的卸料平台监测系统中，作为优选，所述拉力监测装置中的第三无线数据发射模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔吊运行监测辅助系统，其特征在于，包括安装在小车平移牵引线缆轴上的牵引转动监测装置，以及安装在起升机构线缆轴上的起重转动监测装置；所述牵引转动监测装置包括第一倾角加速度传感器和第一无线数据发射模块，第一倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与小车平移牵引线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，且第一倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第一无线数据发射模块进行数据传输连接，由第一无线数据发射模块对第一倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送；所述起重转动监测装置包括第二倾角加速度传感器和第二无线数据发射模块，第二倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与起升机构线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，且第二倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第二无线数据发射模块进行数据传输连接，由第二无线数据发射模块对第二倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送。

【技术特征摘要】
1.一种塔吊运行监测辅助系统，其特征在于，包括安装在小车平移牵引线缆轴上的牵引转动监测装置，以及安装在起升机构线缆轴上的起重转动监测装置；所述牵引转动监测装置包括第一倾角加速度传感器和第一无线数据发射模块，第一倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与小车平移牵引线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，且第一倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第一无线数据发射模块进行数据传输连接，由第一无线数据发射模块对第一倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送；所述起重转动监测装置包括第二倾角加速度传感器和第二无线数据发射模块，第二倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与起升机构线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，且第二倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第二无线数据发射模块进行数据传输连接，由第二无线数据发射模块对第二倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送。2.根据权利要求1所述的塔吊运行监测辅助系统，其特征在于，所述牵引转动监测装置中的第一无线数据发射模块和起重转动监测装置中的第二无线数据发射模块均为低功耗蓝牙通信模块或低功耗广域物联网通信模块。3.根据权利要求1所述的塔吊运行监测辅助系统，其特征在于，还包括设置在起升线缆上的拉力监测装置；所述拉力监测装置包括拉力传感器和第三无线数据发射模块，所述拉力传感器安装在起升吊钩附近的起升线缆上以监测起升线缆的拉伸力，拉力传感器的信号输出端与第三无线数据发射模块进行数据传输连接，由第三无线数据发射模块对拉力传感器感测输出的拉伸力信号进行对外发送。4.根据权利要求3所述的塔吊运行监测辅助系统，其特征在于，所述拉力传感器包括支撑部件，所述支撑部件的一侧面为检测安装面，支撑部件的检测安装面的两端部位置上各设置有一个外凸于检测安装面的托撑部件，所述的托撑部件远离支撑部件一端的端面上设有用于容纳起升线缆的托撑凹槽，至少一个托撑凹槽的槽腔内设置有压力传感器，两个托撑部件托撑部件之间还设置有压紧部件，压紧部件与支撑部件的检测安装面之间留有间隙，且压紧部件与支撑部件之间通过升降锁紧结构连接，从而能够通过升降锁紧结构调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度；所述压力传感器的压力感测信号输出端即作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：石亚伟，秦可，魏奇科，
申请(专利权)人：重庆勤智科技有限公司，重庆兴昌泰智能科技有限公司，中冶建工集团有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50