一种塔式起重机倾覆预警系统的制作方法

1.本发明属于塔吊起重机监测技术领域，涉及一种塔式起重机倾覆预警系统。


背景技术：

2.塔式起重机，简称塔机，亦称塔吊，是建筑工地上常用的、必不可少的一种起重设备，用来吊运施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔式起重机属于大型特种机械设备，其塔身部分由标准节逐节拼装而成，超过规定高度时要进行附墙，对高度、垂直度等都有严格的要求，如塔吊倾斜，垂直度超过4
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的安全使用要求时，应立即停止使用，然而在塔吊出现倾斜或倾斜较小时，驾驶室的操作人员一般很难察觉，此时若继续使用塔吊，安全隐患极大。造成塔式起重机倾斜甚至倾翻的原因主要为超负荷起吊重物、斜吊重物、使用年限过长、安装维护没有按要求严格把关等。另外，塔式起重机塔身高，作业半径大，若发生倾覆事故，在较大的范围内均可能造成严重的破坏。因此，亟需一种能够对塔式起重机塔身倾斜状态实时监测的系统，在塔吊倾斜初期就发出预警，避免安全事故的发生。


技术实现要素：

3.针对上述背景技术中存在的缺陷，本发明提供了一种塔式起重机倾覆预警系统，其应用成本低，设置简易，能够有效监测塔式起重机倾斜状态，并在倾斜状态超过设定范围后及时发出预警信息，同时还能大致确定造成塔身倾斜的安全隐患位置。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明一种塔式起重机倾覆预警系统，所述塔身由若干标准节拼装而成，其底部安装在塔吊承台上，顶部设置有爬升套架和驾驶室；所述塔式起重机倾覆预警系统包括至少两个设置于塔身相对应侧面或相邻侧面的塔身倾斜监测单元和设置于驾驶室的核心处理模块及供电单元，核心处理模块上通过线路连接有报警单元和信息显示单元，供电单元与整个系统中各用电部件相连接并提供电源；每个所述塔身倾斜监测单元包括分别相对应设置于塔身和塔吊承台上的光电发射端和光电接收端，光电发射端和光电接收端通过线路接入核心处理模块。
6.进一步地，所述塔身外侧间隔设置有若干环梁，环梁通过附着杆与临近的建筑物相连接，附着杆的下方设置有与建筑物相连接的附加杆，各环梁底部与相对应附加杆的上部之间以及爬升套架与塔身最上方的环梁上部之间分别相对应设置有光电发射端和光电接收端，各光电发射端和光电接收端通过线路接入核心处理模块。
7.进一步地，所述报警单元包括蜂鸣器和与各塔身倾斜监测单元一一对应的若干警示灯。
8.进一步地，所述信息显示单元包括显示屏。
9.进一步地，还包括上位系统，所述核心处理模块上设置有通讯接口，核心处理模块通过通讯接口与上位系统相连接。
10.进一步地，所述核心处理模块上连接有定位模块。
11.进一步地，所述定位模块为北斗定位模块或gps定位模块。
12.进一步地，还包括视频监测单元，视频监测单元包括视频处理系统和设置于塔身附近的若干摄像头，各摄像头与视频处理系统通讯连接，视频处理系统与信息显示单元和/或上位系统通讯连接。
13.进一步地，所述塔身和建筑物上分别相对应设置有若干观测点和对照点，所述视频处理系统包括视频ai模块，其与核心处理模块通讯连接。
14.相对于现有技术，本发明具备以下有益效果：
15.(1)本发明可以全天候对塔式起重机塔身的倾斜状态进行实时监测，并在倾斜状态超出规定范围后，及时发出安全预警，避免安全事故的发生；
16.(2)本发明通过塔身倾斜监测单元的设置，可以在塔式起重机塔身倾斜时及出准确的给出信号，并通过蜂鸣器和警示灯发出预警；
17.(3)本发明通过在塔身以及各环梁与附加杆之间分别设置塔身倾斜监测单元，可以对塔身倾斜状态进行分段监测，避免塔身附墙后缺少局部监测的情况；
18.(4)本发明通过各警示灯对应不同位置的塔身倾斜监测单元，在塔身发生倾斜时，可以快速、大致给出安全隐患的位置，便于操作人员进行紧急处理；
19.(5)本发明统过通讯接口与上位系统连接，上位系统可以包括施工现场的管理系统、安全部门的各类监管系统等，可以将施工现场的多台塔式起重机纳入系统统一管理，及时准确的了解每台塔式起重机的状况；
20.(6)本发明还通过设置视频监测单元辅助监测，当塔身出现倾斜状态时，工作人员可在驾驶室及监控室对塔身的状态进行直观的观察；
21.(7)本发明还通过设置定位模块，可以准确定位塔吊的地理位置，在塔身出现倾斜隐患时，工作人员可以及时对周边道路等进行封锁，以确保安全；
22.(8)本发明通过在塔身和建筑物上设置相对应的观测点和对照点，利用视频ai技术对比对照点与观测点之间位移的情况，并在位移超出设定范围时能够及时发出预警。
附图说明
23.图1为本发明的原理示意图；
24.图2为本发明中塔身倾斜监测模块在塔身设置的示意图；
25.图3为本发明中塔身倾斜监测模块在塔身设置的另一种示意图；
26.图4为本发明中对照点和观测点设置的示意图；
27.图中：1、核心处理模块；2、北斗定位模块；3、塔身倾斜监测单元；31、光电发射端；32、光电接收端；4、供电单元；5、报警单元；51、警示灯；52、蜂鸣器；6、信息显示模块；7、塔身；71、标准节；72、环梁；73、附着杆；74、驾驶室；8、塔吊承台；9、建筑物；10、附加杆；20、视频监测单元；21、摄像头；22、视频处理系统；23、对照点；24、观测点；30、通讯接口；40、上位系统。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变；“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
29.实施例1：
30.如附图1-3所示，本发明一种塔式起重机倾覆预警系统，所述塔身7由若干标准节71拼装而成，其底部安装在塔吊承台8上，顶部设置有爬升套架75和驾驶室74。所述塔式起重机塔身倾覆预警系统包括至少两个设置于塔身7相对应侧面或相邻侧面的塔身倾斜监测单元3和设置于驾驶室74的核心处理模块1及供电单元4，核心处理模块1上通过线路连接有报警单元5和信息显示单元6，供电单元4与整个系统中各用电部件相连接并提供电源，所述信息显示单元6可以为显示屏等，所述报警单元5包括蜂鸣器52和与各塔身倾斜监测单元3一一对应的若干警示灯51；每个所述塔身倾斜监测单元3通过光电传感对塔身的倾斜状态进行监测，其包括分别相对应设置于塔身7和塔吊承台8上的光电发射端31和光电接收端32，光电发射端31和光电接收端32通过线路接入核心处理模块1，由光电发射端31发出光束，光电接收端32用于接收光束，当光电接收端32可以接收到光束时，也即塔身7没有反生倾斜，则输出正常信号，反之，则输出非正常信号，也即光电接收端32无法接收到光电发射端31发出的光束，塔身7反生了倾斜。本实施例中，核心处理模块1为控制器类的器件，用于各类信号的处理，当某一塔身倾斜监测单元3向核心处理模块1发出非正常信号时，核心处理模块1将塔身7倾斜的信息通过信息显示单元6显示，以便驾驶室内的工作人员看见，同时通过报警单元5的蜂鸣器发出报警，与发出非正常信号的塔身倾斜监测单元3相对应的警示灯同时闪烁；本实施例中，因为塔身7在规定的倾斜范围内可以正常使用，因此光电接收端32的光束接收面应设置在塔身规定的倾斜范围内，以免引起误报。本实施例主要适用于高度较低、不进行附墙的塔式起重机，各塔身倾斜监测单元3可分别设置于塔身各侧面。
31.实施例2：
32.对于塔身7超过规定高度需要附着在其临近的建筑物9上的塔式起重机，塔身7附墙后，可能存在某些局部倾斜，如塔身上部发生倾斜，而下部仍在规定的范围内，因此在实施例1的基础上，所述塔身7外侧间隔设置有若干环梁72，环梁72通过附着杆73与临近的建筑物9相连接，附着杆73的下方设置有与建筑物9相连接的附加杆10，各环梁72底部与相对应附加杆10的上部之间以及爬升套架75与塔身7最上方的环梁72上部之间分别相对应设置有光电发射端31和光电接收端32，各光电发射端31和光电接收端32通过线路接入核心处理模块1。通过上述设置，可以对塔身7各个部分进行倾斜的监测，当塔身7的局部发生倾斜时，必然会引起环梁72的移动，就会造成相对应的光电发射端31和光电接收端32错位，当超出设定的范围时，就会将塔身倾斜的信号发送至核心处理模块1，并发出预警信息，同时提示隐患发生的大致位置，便于工作人员及时处理。
33.实施例3：
34.为了便于对施工场地的各类塔式起重机进行统一管理，在实施例1或2的基础上，
所述的塔式起重机倾覆预警系统，还包括上位系统40，所述核心处理模块1上设置有通讯接口30，核心处理模块1通过通讯接口30与上位系统40相连接，上位系统40可以为施工工地的综合管理系统，当某一塔身发出倾斜预警信息后，同步将该信息发送至上位系统40，便于管理者及时得到预警信息。
35.本实施例中，所述的上位系统40还可以为安全部门的各类监测系统等，可以在所述核心处理模块1上连接定位模块2，定位模块2可以为北斗定位模块或gps定位模块，当有预警信息发出时，上位系统40可以立即得到塔吊定位信息，便于管理部门及时对塔吊所在区域进行封锁管理等，以避免安全事故的发生。另外，还可以通过定位模块2获得该模块所处塔身位置的原始高度数据，当该数据发生变化时，发出预警信息。
36.实施例4：
37.在实施例1-3任一实施例的基础上，本实施例所述塔式起重机倾覆预警系统还包括视频监测单元20，视频监测单元20包括视频处理系统22和设置于塔身7附近的若干摄像头21，如将摄像头21设置在塔身7周围的几个方位，各摄像头21从不同角度对准塔身7以获取实时视频材料，各摄像头21与视频处理系统22通讯连接，视频处理系统22与信息显示单元6和/或上位系统40通讯连接。本实施例通过在原有系统基础上，加入了视频实时监测，当预警信息出现后，操作人员可通过驾驶室内信息显示单元6的显示屏等从整体上观察塔身是否出现倾斜情况。另外，本系统还可以与视频ai技术相结合，在塔身及临近的建筑物上分别设置若干相对应的观测点24和对照点23，在视频处理系统22内加入视频ai处理模块，利用ai技术通过视频数据的前后对比，识别塔身及各观测点与对照点，并判断塔身的各观测点与对照点之间是否出现位移情况，若位移超出设定范围时，则通过核心处理模块1及时发出预警信息。