群塔安全作业自动监控装置及其控制方法制造方法及图纸

一种群塔安全作业自动监控装置及其控制方法，包括塔臂监控单元、幅度变化测量单元、重量测量单元、中央控制单元、数据处理单元，所述中央控制单元安装于驾驶室内，所述数据处理单元与所述中央控制单元相连接，所述塔臂监控单元、幅度变化测量单元、重量测量单元与所述数据处理单元相连接，所述塔臂监控单元安装于塔身和塔吊大臂，所述幅度变化单元安装于吊钩和变幅小车，所述重量测量单元安装于变幅小车。本设计不仅能保证单台塔吊自身工作安全，而且可以防止群塔一起工作时发生互相碰撞。可以防止群塔一起工作时发生互相碰撞。可以防止群塔一起工作时发生互相碰撞。

【技术实现步骤摘要】
群塔安全作业自动监控装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及塔吊安全作业
，尤其涉及一种群塔安全作业自动监控装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]塔式起重机又名塔机或者塔吊，是一种周期循环作业的垂直起重机械，它的作业范围是以其大臂长度为半径的垂直空间，在大型工程中，由于单台起重机的覆盖范围有限导致无法满足大范围的作业要求，那么就需要多台塔式起重机进行作业，由于空间全覆盖那么就不可避免的造成群塔之间有较大的投影面重合，虽然布置时各台塔吊塔身的高度不同可以避免平面重合，但是作业时变幅小车上下垂直起降的钢丝绳形成的空间柱体就无法避免空间重合，雾天、夜晚作业由于视线影响或者司机疲劳操作容易导致塔吊互相碰撞从而产生重大事故，同时塔吊变幅范围非常大，工作中通常带负荷变幅，导致它的起重力矩变化很大，一旦配重块和侧臂形成的抵抗力矩小于幅度和起重量形成的起重力矩那么就会造成失稳，对施工安全形成挑战。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的群塔工作不稳定、容易互相碰撞的缺陷与问题，提供一种工作稳定、防止群塔互相碰撞的群塔安全作业自动监控装置及其控制方法。
[0004]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：
[0005]一种群塔安全作业自动监控装置，包括塔臂监控单元、幅度变化测量单元、重量测量单元、中央控制单元、数据处理单元，所述中央控制单元安装于驾驶室内，所述数据处理单元与所述中央控制单元相连接，所述塔臂监控单元、幅度变化测量单元、重量测量单元与所述数据处理单元相连接，所述塔臂监控单元安装于塔身和塔吊大臂，所述幅度变化测量单元安装于吊钩和变幅小车，所述重量测量单元安装于变幅小车；
[0006]所述塔臂监控单元，用于获取塔吊的回转速度、塔吊大臂和塔吊侧臂端头的三维坐标，并将数据发送给数据处理单元；
[0007]所述幅度变化测量单元，用于获取吊钩和变幅小车的移动距离，并将数据发送给数据处理单元；
[0008]所述重量测量单元，用于获取被吊物的重量，并将数据发送给数据处理单元；
[0009]所述数据处理单元，用于将获取的数据进行处理，并发送给中央控制单元；
[0010]所述中央控制单元，用于显示塔吊工作状态的数据、控制塔吊的运行、进行语音报警、通过GPRS网络将塔吊的工作状态数据发送至企业系统监控平台。
[0011]所述塔臂监控单元包括第一监测棱镜、第二监测棱镜、全站仪、多轴传感器，所述第一监测棱镜安装于所述塔身的顶部，所述第二监测棱镜安装于塔身的回转中心与塔吊大臂的交接处，所述全站仪相对于所述第一监测棱镜、第二监测棱镜布置，所述多轴传感器安装于位于塔身的回转中心正上方的塔吊大臂上；
[0012]所述全站仪，用于通过测量第一监测棱镜的平面坐标后计算塔身的垂直度，通过测量第二监测棱镜的三维坐标得到塔吊大臂回转中心的平面坐标和高度，并将数据发送给数据处理单元；
[0013]所述多轴传感器，用于测量塔吊大臂的水平方位角和塔吊的回转速度，并将数据发送给数据处理单元。
[0014]所述第一监测棱镜包括L型固定块和安装箱，所述L型固定块水平放置，所述L型固定块的两端均通过固定装置连接于塔身的固定柱上，所述安装箱连接于所述L型固定块的一侧，所述安装箱的上侧设置有水平气泡，所述安装箱内设置有第一电机，所述第一电机的输出轴套设有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮的外侧啮合连接有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮套设于所述第一连接轴，所述第一电机的输出轴与所述第一连接轴互相平行，所述第一连接轴竖直布置且一端穿过所述安装箱后连接有L型支架，所述L型支架的一侧设置有保护罩，所述保护罩内设置有第二电机，所述第二电机的输出轴套设有第二主动齿轮，所述第二主动齿轮的外侧啮合连接有第二从动齿轮，所述第二从动齿轮套设于所述第二连接轴，所述第二电机的输出轴与所述第二连接轴互相平行，所述第二连接轴水平布置且一端穿过L型支架后连接有棱镜，所述棱镜的一侧设置有激光头，所述棱镜相对于全站仪布置，所述第一连接轴与第二连接轴互相垂直相交设置。
[0015]所述固定装置包括扣压块、导轴、衬套、拉簧、连接块，所述L型固定块的两端均开设有滑槽，所述衬套套设于所述导轴且位于所述滑槽内，所述导轴的一端位于滑槽内，另一端穿过滑槽后连接于所述扣压块，所述连接块连接于所述L型固定块的端部，所述拉簧的一端连接于所述连接块、另一端连接于所述扣压块，所述扣压块的一侧抵接于塔吊的外侧，所述扣压块靠近塔吊的一侧设置有多个锥形凸起。
[0016]所述第二监测棱镜包括上下间隔设置的顶板和底板，所述底板的中心处开设有螺纹孔，所述底板的上侧设置有调平装置，所述调平装置与所述顶板相连接，所述顶板的下侧开设有安装槽，所述安装槽内设置有第三电机和竖轴，所述第三电机的输出端连接有第一小齿轮，所述竖轴位于所述顶板的中心处，所述竖轴的下端的外周面套设有第一大齿轮，所述第一大齿轮啮合连接于所述第一小齿轮，所述竖轴的上端穿过所述顶板后连接有U型架，所述U型架的内底壁设置有T型水平气泡，所述U型架的两个侧部内均横向设置有横轴，两个所述横轴之间连接有棱镜头，所述U型架的其中一个侧部内嵌有电源、另一个侧部设置有第四电机，所述第四电机的输出端设置有第二小齿轮，靠近所述第四电机的横轴的端部设置有第二大齿轮，所述第二大齿轮啮合连接于所述第二小齿轮，所述第三电机、第四电机与电源相连接，所述竖轴的轴心线与横轴的轴心线互相垂直相交。
[0017]所述顶板的上侧开设有容纳槽，所述容纳槽内设置有连接轴承，所述连接轴承的外圈连接于所述容纳槽的内壁，所述连接轴承的内圈套设于所述竖轴的外周面，所述容纳槽内还设置有连接柱，所述连接柱的上侧连接有连接板，所述连接板呈圆形，所述连接板和连接柱均套设于所述竖轴，所述连接板连接于所述U型架的下侧，所述连接板的上侧设置有指针，所述顶板的上侧设置有圆形刻度线，所述圆形刻度线的中心位于所述竖轴的中心轴线上，所述指针指向于所述圆形刻度线。
[0018]所述幅度变化测量单元包括旋转型光栅尺、位移传感器，所述旋转型光栅尺的定栅与变幅小车的车体相连接，所述旋转型光栅尺的动栅与所述变幅小车的车轮相连接，所
述位移传感器安装于所述变幅小车的起重定滑轮处；
[0019]所述旋转型光栅尺，用于测量变幅小车车轮的旋转角度后将数据发送给数据处理单元，数据处理单元根据车轮的旋转角度和半径计算出变幅小车水平移动的距离；
[0020]所述位移传感器，用于测量起重定滑轮的旋转角度，并将数据发送给数据处理单元，数据处理单元根据起重定滑轮的旋转角度和半径计算出吊钩垂直移动的距离。
[0021]所述群塔安全作业自动监控装置还包括超声测距雷达，所述超声测距雷达安装于吊钩的侧面，用于检测吊钩与被吊物之间的间距。
[0022]所述中央控制单元包括单片机、显示器、警报模块，所述显示器、警报模块均与所述单片机相连接；
[0023]所述显示器，用于显示塔吊的模拟工作状态和塔吊的工作状态数据；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种群塔安全作业自动监控装置，其特征在于：包括塔臂监控单元(2)、幅度变化测量单元(3)、重量测量单元(4)、中央控制单元(5)、数据处理单元(6)，所述中央控制单元(5)安装于驾驶室内，所述数据处理单元(6)与所述中央控制单元(5)相连接，所述塔臂监控单元(2)、幅度变化测量单元(3)、重量测量单元(4)与所述数据处理单元(6)相连接，所述塔臂监控单元(2)安装于塔身(11)和塔吊大臂(12)，所述幅度变化测量单元(3)安装于吊钩(15)和变幅小车(14)，所述重量测量单元(4)安装于变幅小车(14)；所述塔臂监控单元(2)，用于获取塔吊(1)的回转速度、塔吊大臂(12)和塔吊侧臂(13)端头的三维坐标，并将数据发送给数据处理单元(6)；所述幅度变化测量单元(3)，用于获取吊钩(15)和变幅小车(14)的移动距离，并将数据发送给数据处理单元(6)；所述重量测量单元(4)，用于获取被吊物的重量，并将数据发送给数据处理单元(6)；所述数据处理单元(6)，用于将获取的数据进行处理，并发送给中央控制单元(5)；所述中央控制单元(5)，用于显示塔吊(1)工作状态的数据、控制塔吊(1)的运行、进行语音报警、通过GPRS网络将塔吊(1)的工作状态数据发送至企业系统监控平台。2.根据权利要求1所述的一种群塔安全作业自动监控装置，其特征在于：所述塔臂监控单元(2)包括第一监测棱镜(16)、第二监测棱镜(17)、全站仪、多轴传感器，所述第一监测棱镜(16)安装于所述塔身(11)的顶部，所述第二监测棱镜(17)安装于塔身(11)的回转中心与塔吊大臂(12)的交接处，所述全站仪相对于所述第一监测棱镜(16)、第二监测棱镜(17)布置，所述多轴传感器安装于位于塔身(11)的回转中心正上方的塔吊大臂(12)上；所述全站仪，用于通过测量第一监测棱镜(16)的平面坐标后计算塔身(11)的垂直度，通过测量第二监测棱镜(17)的三维坐标得到塔吊大臂(12)回转中心的平面坐标和高度，并将数据发送给数据处理单元(6)；所述多轴传感器，用于测量塔吊大臂(12)的水平方位角和塔吊(1)的回转速度，并将数据发送给数据处理单元(6)。3.根据权利要求1所述的一种群塔安全作业自动监控装置，其特征在于：所述第一监测棱镜(16)包括L型固定块(161)和安装箱(163)，所述L型固定块(161)水平放置，所述L型固定块(161)的两端均通过固定装置(162)连接于塔身(11)的固定柱上，所述安装箱(163)连接于所述L型固定块(161)的一侧，所述安装箱(163)的上侧设置有水平气泡(164)，所述安装箱(163)内设置有第一电机(1638)，所述第一电机(1638)的输出轴套设有第一主动齿轮(1639)，所述第一主动齿轮(1639)的外侧啮合连接有第一从动齿轮(16310)，所述第一从动齿轮(16310)套设于所述第一连接轴(16311)，所述第一电机(1638)的输出轴与所述第一连接轴(16311)互相平行，所述第一连接轴(16311)竖直布置且一端穿过所述安装箱(163)后连接有L型支架(165)，所述L型支架(165)的一侧设置有保护罩(167)，所述保护罩(167)内设置有第二电机(16312)，所述第二电机(16312)的输出轴套设有第二主动齿轮(16313)，所述第二主动齿轮(16313)的外侧啮合连接有第二从动齿轮(16314)，所述第二从动齿轮(16314)套设于所述第二连接轴(16315)，所述第二电机(16312)的输出轴与所述第二连接轴(16315)互相平行，所述第二连接轴(16315)水平布置且一端穿过L型支架(165)后连接有棱镜(166)，所述棱镜(166)的一侧设置有激光头(1611)，所述棱镜(166)相对于全站仪布置，所述第一连接轴(16311)与第二连接轴(16315)互相垂直相交设置。
4.根据权利要求3所述的一种群塔安全作业自动监控装置，其特征在于：所述固定装置(162)包括扣压块(1621)、导轴(1622)、衬套(1624)、拉簧(1626)、连接块(1625)，所述L型固定块(161)的两端均开设有滑槽(1623)，所述衬套(1624)套设于所述导轴(1622)且位于所述滑槽(1623)内，所述导轴(1622)的一端位于滑槽(1623)内，另一端穿过滑槽(1623)后连接于所述扣压块(1621)，所述连接块(1625)连接于所述L型固定块(161)的端部，所述拉簧(1626)的一端连接于所述连接块(1625)、另一端连接于所述扣压块(1621)，所述扣压块(1621)的一侧抵接于塔吊(1)的外侧，所述扣压块(1621)靠近塔吊(1)的一侧设置有多个锥形凸起(1627)。5.根据权利要求1所述的一种群塔安全作业自动监控装置，其特征在于：所述第二监测棱镜(17)包括上下间隔设置的顶板(172)和底板(171)，所述底板(171)的中心处开设有螺纹孔(1716)，所述底板(171)的上侧设置有调平装置(173)，所述调平装置(173)与所述顶板(172)相连接，所述顶板(172)的下侧开设有安装槽(1717)，所述安装槽(1717)内设置有第三电机(174)和竖轴(175)，所述第三电机(174)的输出端连接有第一小齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：余高银，王翔，左小伟，李俊，陈仕猛，周子楠，王永太，吴凡，王正一，王勇，
申请(专利权)人：中铁十一局集团第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：