一种基于数字孪生的起重机械工作监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生的起重机械工作监测系统及方法，包括起重状态模块、模型构建模块、动态对象定位模块、数字孪生模型构建模块、施工监测模块、信息判断模块及预警干预模块；本发明专利技术巧妙性通过结合施工场地数字模型、起重机械状态信息和动态对象定位信息，将起重机械状态信息和动态对象定位信息关联至施工现场数字模型中，建立基于数字孪生的起重机械工作监测模型进行可视化展示，使得起重机械在施工现场的工作监测能够更为直观化地表现，为后台监测人员能够更为清楚地了解现场情况。情况。情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的起重机械工作监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能起重机械领域，特别是涉及一种基于数字孪生的起重机械工作监测系统及方法。

技术介绍

[0002]起重机械作为建筑工地施工中常见的起吊设备，其由于结构简单、安装拆卸便利且物品转移通用性强、起吊量大而被广泛使用；然而随着起重机械的广泛应用，其相应的使用局限性也被越来越多人发现，例如，操作人员在高空操作的工作状态难以监测，起吊过程中悬吊物与工地建筑物或设备发生干涉，起重机设备磨损无法进行及时预知，常常需要检修保养时才能发现或在发生故障时才被发现，因此，需要对起重机械工作过程进行较为全面的监测。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0004]一种基于数字孪生的起重机械工作监测系统，包括起重状态模块、模型构建模块、动态对象定位模块、数字孪生模型构建模块、施工监测模块、信息判断模块及预警干预模块；
[0005]起重状态模块包括多个定位单元、多个倾角传感器、多个漏磁传感器、多个结构件形变检测单元、多个回转支承螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的起重机械工作监测系统，其特征在于：包括起重状态模块、模型构建模块、动态对象定位模块、数字孪生模型构建模块、施工监测模块、信息判断模块及预警干预模块；起重状态模块包括多个定位单元、多个倾角传感器、多个漏磁传感器、多个结构件形变检测单元、多个回转支承螺栓检测单元；多个倾角传感器设置在起重机械的回转支承及起重臂，多个倾角传感器用于获取回转支承及起重臂的倾角；漏磁传感器设置在钢丝绳上，漏磁传感器用于获取钢丝绳的磨损量；结构件形变检测单元设置在起重机械的结构件上，用于检测结构件应力应变值；回转支承螺栓检测单元用于对起重机械的回转支承螺栓的螺栓预紧力进行检测；多个定位单元设置在所述起重机械的平衡臂、起重臂、吊钩、载重小车、吊物上；定位单元用于获取起重机械的平衡臂、起重臂、吊钩、载重小车及吊物上定位单元的实时定位数据，并将其关联生成起重机械状态信息；模型构建模块用于按预设条件建立参照坐标系，对起重机械施工场地预设区域范围内的地形、固定建筑物、固定施工设备进行轮廓识别和位置信息获取，建立施工场地数字模型；动态对象定位模块用于按预设时间频率获取施工场地预设区域范围内影像数据，再基于影像数据获取影像内的动态对象，然后对动态对象进行定位且实时获取其位置信息，获得动态对象定位信息；数字孪生模型构建模块用于获取施工场地数字模型、起重机械状态信息和动态对象定位信息，将起重机械状态信息和动态对象定位信息关联至施工现场数字模型中，建立基于数字孪生的起重机械工作监测模型进行可视化展示；施工监测模块用于响应起重机械的工作启动信号，实时获取起重机械的工作状态信息和操作人员状态信息及施工场地环境信息；信息判断模块用于根据起重机械的工作状态信息、操作人员状态信息、施工场地环境信息、起重机械状态信息、动态对象定位信息、施工场地数字模型中的一项以上数据判断是否存在异常运行，且在判断存在异常运行时，输出异常信息且推送至起重机械工作监测模型中可视化展示；预警干预模块接收异常信息且按预设条件执行预警措施或操作干预措施。2.如权利要求1所述的基于数字孪生的起重机械工作监测系统，其特征在于：所述起重机械的工作状态信息包括：起重机械受驱动而旋转的速度、吊钩受驱动而升降的速度、载重小车受驱动而移动的速度、起重机械受制动而由旋转转变为停止时的消耗时间、吊钩受制动而停止升降所消耗的时间、载重小车受制动而停止移动所消耗的时间，以及起重机械、载重小车、吊钩在受制动或驱动前的初始状态和速度。3.如权利要求1所述的基于数字孪生的起重机械工作监测系统，其特征在于：预警措施为启动报警装置，报警装置包括有声光报警器、振动器、电话报警器中的一种或多种。4.如权利要求1所述的基于数字孪生的起重机械工作监测系统，其特征在于：动态对象定位信息包括：动态对象的实时位置和根据其在预设时间段内的历史位置进行预测下一预设时间点该动态对象的预测位置，作为一种轨迹预测的实施方式，通过建立动态对象的位置轨迹图，取预设时间端的实时位置点位作为参考参数，建立数学计算模型来拟合，通过建
立趋势线来获取其在未来某一时间点的位置。5.如权利要求1所述的基于数字孪生的起重机械工作监测系统，其特征在于：起重状态模块、模型构建模块、动态对象定位模块、数字孪生模型构建模块、施工监测模块、信息判断模块及预警干预模块集成在一个处理单元中，或是各个模块单独物理存在，或两个或两个以上模块集成在一个单元中。6.如权利要求1所述的基于数字孪生的起重机械工作监测系统，其特征在于：操作人员状态信息包括：操作人员闭眼情况、操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗贞，鞠成伟，陈宗君，薛敏，
申请(专利权)人：广西壮族自治区特种设备检验研究院，
类型：发明
国别省市：