专利名称：塔机防倾斜安全监视系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑施工机械一塔式起重机，尤其涉及一种对塔式起重机的塔 体倾斜度进行监测、记录和报警的塔机防倾斜安全监视系统。
背景技术：
随着社会的发展，基建项目的增多，塔式起重机被越来越多地应用在建筑行业中。 但由于长时间的使用或者人为、自然因素，如在塔机工作状态下快速打反车、猛升猛降、斜 拉斜吊等，会造成连接塔机钢架的螺栓松动、塔机基础不均勻沉降等现象，导致塔机倾斜， 最后导致塔机断裂或侧翻的事故发生，机毁人亡。目前，还没有针对建筑施工现场的塔机在 热备状态和工作状态下的塔体轴心夹角进行监测和警示的设施，一旦发生上述事故，后果 不堪设想。
发明内容本实用新型主要解决目前还没有针对建筑施工现场的塔机在热备状态和工作状 态下的塔体轴心夹角进行监测和警示的设施，由于长时间的使用或者人为、自然因素，容易 造成塔机倾斜或侧翻，存在很大的安全隐患的技术问题；提供一种能对塔机轴心夹角进行 实时监测、记录和报警，并能远传到异地，方便管理人员监视，便于及时采取措施，杜绝塔机 倾斜或侧翻事故的发生，确保安全生产的塔机防倾斜安全监视系统。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本实用新型包 括两个轴角传感器、与轴角传感器电连接的信息处理设备及与信息处理设备无线相连的异 地监视设备，所述的两个轴角传感器分别安装在塔机的X轴线上和Y轴线上。通过安装在 塔机轴线上的轴角传感器，采集塔机热备状态下的轴线倾斜夹角，来判断钢架高强度连接 螺栓松动、塔机基础不均勻沉降等现象。测得的轴线倾斜夹角数据通过导线传输给安装在 塔式起重机驾驶室内的信息处理设备，信息处理设备设置超斜限制报警点，如设置为_3° 至+3°，只要测得的轴角超过这个度数，即为超限，再由信息处理设备通过无线网络传输给 异地监视设备。可以根据记录的运行状态数据来分析塔机的基本稳定性、动态稳定性、后倾 斜稳定性等安全数据。便于建筑项目管理人员监视，发现异常可及时采取措施，杜绝塔机倾 斜或侧翻事故的发生，确保安全生产。在塔机工作状态下对快速打反车、猛升猛降、斜拉斜 吊等现象及时报警和记录，达到规范塔式起重机司机安全作业的目的。作为优选，所述的轴角传感器包括壳体及分别连于壳体上、下端的上端盖和下端 盖，所述的壳体内设有微电子轴角传感器，微电子轴角传感器的信号输出线从所述的上端 盖引出，所述的上端盖的中心位置设有水平泡。水平泡的设置确保能直观地判断轴角传感 器安装得是否水平，保障轴角传感器的安装绝对无倾斜，确保塔机轴角的测量精度。作为优选，所述的信息处理设备包括机壳及安装于机壳内的信息处理电路，该信 息处理电路包括数据采集模块、信息处理模块、存储模块、液晶显示屏、若干按键、角度超限 报警模块、继电器及无线发送模块，数据采集模块、存储模块、液晶显示屏、按键和角度超限
3报警模块均与信息处理模块相连，信息处理模块通过继电器与无线发送模块相连，所述的 液晶显示屏及若干按键均设于所述的机壳的前面板上，机壳的后面板上设有与数据采集模 块相连的接线端子，接线端子通过导线与所述的轴角传感器相连。信息处理设备是一台集 数据采集、控制、远传为一体的综合设备。通过数据采集模块采集轴角传感器夹角信号的变 化，在液晶显示屏上显示实时采集数据，并在信息处理模块内设置夹角阈值，当夹角变化等 于或大于该阈值时，信息处理模块一方面输出控制信号启动角度超限报警模块进行报警， 另一方面输出控制信号使继电器吸合，则轴角信号以无线传输方式上传给异地监视设备。 另外，无线传输的信号还包括塔机每种工作状态。该无线传输距离达1000米以上，同时内 置4M存储模块用于记录检测值，可记录10万条实时数据。通过按键可进行工作状态及超 斜报警点的设置。作为优选，所述的角度超限报警模块中的报警指示灯和预警指示灯设于所述的机 壳的前面板，机壳的前面板上还设有两组透声孔，所述的角度超限报警模块中的报警蜂鸣 器、预警蜂鸣器分别设于透声孔的背面，所述的机壳上设有天线，该天线与所述的无线发送 模块相连，机壳的侧面设有与所述的信息处理模块相连的USB接口。通过USB接口可将存 储模块中的数据读到U盘内，由专用软件读出监视信息内容。角度超限报警采用预警、报警 两种方式。当临界倾斜超过90%额定值时预警指示灯亮、预警蜂鸣器鸣叫，当超过110%时 报警指示灯亮、报警蜂鸣器鸣叫。作为优选，所述的异地监视设备包括外壳及安装于外壳内的数据转换及处理模 块、报警模块、显示模块和无线接收模块，无线接收模块和数据转换及处理模块相连，数据 转换及处理模块再与报警模块、显示模块相连。无线接收模块接收信息处理设备发来的数 据和信息，由数据转换及处理模块进行分析和处理，然后送显示模块显示，启动报警模块报 警。异地监视设备主要是对发生的塔机倾斜次数和违规操作次数予以记录和显示，便于随 时观察施工现场每台塔机的实时工作情况。异地监视设备采用积木组合结构，一台塔机跟 随一台异地监视设备，根据塔机的数量任意组合搭建一套显示监视系统。作为优选，所述的报警模块中的报警指示灯设于所述的外壳的前面板上，所述的 显示模块包括设于外壳前面板上的上电时间累计液晶计数器、状态报警累计液晶计数器及 设于外壳前面板上的电源指示灯、工作状态指示灯、变幅状态指示灯、升降状态指示灯和回 转状态指示灯，所述的外壳的后面板的上部设有天线，该天线和所述的无线接收模块相连， 所述的外壳的后面板的下部设有和所述的上电时间累计液晶计数器、状态报警累计液晶计 数器均相连的钥匙复位孔。钥匙复位孔用来校表归零。异地监视设备具有如下功能监测 塔机累计工作时间、塔机超倾斜累计次数、倾斜时指示当前工作状态、超倾斜报警等功能。 累计运行时间与倾斜次数作为每日观察评估塔机运行状况的依据，时刻了解塔机每时每天 的倾斜频繁程度。能够在塔机上电后自动记录工作时间，可防范司机拔掉塔机防倾斜安全 监视系统电源，现场安检人员通过累计工作时间可以防范和追查司机的违规。本实用新型的有益效果是通过安装于塔机轴线上的轴角传感器检测塔机轴线倾 斜夹角，来判断钢架高强度连接螺栓松动、塔机基础不均勻沉降等现象，通过导线传输给工 作现场的信息处理设备，再以无线方式传输给异地监视设备。可以根据记录的运行状态数 据来分析塔机的基本稳定性、动态稳定性、后倾斜稳定性等安全数据，便于建筑项目管理人 员监视，发现异常可及时采取措施，杜绝塔机倾斜或侧翻事故的发生，确保安全生产。
图1是本实用新型中轴角传感器的一种立体结构示意图。图2是本实用新型中轴角传感器的一种立体分解结构示意图。图3是本实用新型中信息处理设备的一种主视结构示意图。图4是本实用新型中信息处理设备的一种电路原理框图。图5是本实用新型中异地监视设备的一种主视结构示意图。图6是本实用新型中异地监视设备的一种电路原理框图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 本实施例的塔机防倾斜安全监视系统，包括两个轴角传感器1、与轴角 传感器1电连接的信息处理设备2及与信息处理设备2进行无线通信的异地监视设备3， 两个轴角传感器1分别安装在塔机的X轴线上和Y轴线上，信息处理设备2安装在塔式起 重机的驾驶室内，异地监视设备3安装在建筑项目管理部门。如图1、图2所示，轴角传感 器1包括外形呈圆柱体的壳体4及通过螺栓分别连于壳体4上、下端的圆形的上端盖5和 下端盖6，壳体4内安装有微电子轴角传感器7，微电子轴角传感器7的信号输出线8从上 端盖5引出，上端盖5的圆心位置安装有水平泡9。如图3、图4所示，信息处理设备2包括 机壳10及安装于机壳10内的信息处理电路，该信息处理电路包括数据采集模块11、信息处 理模块12、存储模块13、液晶显示屏14、六个按键15 (—个设置按键、一个菜单按键和四个 方向按键)、角度超限报警模块16、继电器17及无线发送模块18，数据采集模块11、存储模 块13、液晶显示屏14、按键15和角度超限报警模块16均与信息处理模块12相连，信息处 理模块12通过继电器17与无线发送模块18相连。液晶显示屏14及六个按键15均装于 机壳10的前面板，角度超限报警模块16中的报警指示灯19、预警指示灯20也装于机壳10 的前面板，机壳10的前面板上还有两组透声孔21，角度超限报警模块16中的报警蜂鸣器、 预警蜂鸣器分别位于透声孔21的背面。机壳10上还装有天线，该天线与无线发送模块18 相连。机壳10的侧面装有与信息处理模块12相连的USB接口 22，机壳10的后面板上装 有与数据采集模块11相连的接线端子，接线端子通过导线与塔机上的轴角传感器1相连。 如图5、图6所示，异地监视设备3包括外壳30及安装于外壳30内的数据转换及处理模块 31、报警模块32、显示模块33和无线接收模块34，无线接收模块34和数据转换及处理模块 31相连，数据转换及处理模块31再与报警模块32、显示模块33相连。报警模块32中的报 警指示灯35装于外壳30的前面板上。显示模块33包括装于外壳30前面板上的上电时间 累计液晶计数器36、状态报警累计液晶计数器37、电源指示灯38、工作状态指示灯39、变幅 状态指示灯40、升降状态指示灯41和回转状态指示灯42。外壳30的后面板的上部装有天 线，该天线和无线接收模块34相连。外壳30的后面板的下部有一个和上电时间累计液晶 计数器36、状态报警累计液晶计数器37均相连的钥匙复位孔。轴角传感器实时监测塔机轴角变化，并将该信号输送到信息处理设备，经过信息 处理设备内部信息处理模块(一般为中央处理系统)的运算，并以两种方式反映出来1)、 塔式起重机驾驶室内的信息处理设备实时显示当前倾斜参数，当临界倾斜超过90%额定值时自动发出光报警，当超过110%发出声光报警；对全工作参数进行记录存储并可方便下 载后用专用软件保存为Excel格式，方便统计管理和事故分析，系统自动循环保存最近3个 月的全工作参数。2)、以继电器的自动吸合输出方式，并通过无线发送模块将该路超限信息 发往异地监视设备。异地监视设备有两组液晶计数器组成塔机累计工作时间记录和累计工 作时间下的倾斜次数记录。来自继电器的信号主要有三种，包括升降信号、回转信号、变幅 信号，塔机的任何工作状态下所引起的倾斜均在状态报警累计液晶计数器递增记录。上电 时间累计液晶计数器维持前次断电时间记录，当塔机得电后该液晶计数器按每小时加一的 方式递增记录塔机工作时间。
权利要求一种塔机防倾斜安全监视系统，其特征在于包括两个轴角传感器(1)、与轴角传感器(1)电连接的信息处理设备(2)及与信息处理设备(2)无线相连的异地监视设备(3)，所述的两个轴角传感器(1)分别安装在塔机的X轴线上和Y轴线上。
2.根据权利要求1所述的塔机防倾斜安全监视系统，其特征在于所述的轴角传感器(1)包括壳体⑷及分别连于壳体⑷上、下端的上端盖(5)和下端盖(6)，所述的壳体(4) 内设有微电子轴角传感器(7)，微电子轴角传感器(7)的信号输出线(8)从所述的上端盖 (5)引出，所述的上端盖(5)的中心位置设有水平泡(9)。
3.根据权利要求1所述的塔机防倾斜安全监视系统，其特征在于所述的信息处理设备(2)包括机壳(10)及安装于机壳(10)内的信息处理电路，该信息处理电路包括数据采集 模块(11)、信息处理模块(12)、存储模块(13)、液晶显示屏(14)、若干按键(15)、角度超限 报警模块(16)、继电器(17)及无线发送模块(18)，数据采集模块(11)、存储模块(13)、液 晶显示屏(14)、按键(15)和角度超限报警模块(16)均与信息处理模块(12)相连，信息处 理模块(12)通过继电器(17)与无线发送模块(18)相连，所述的液晶显示屏(14)及若干 按键(15)均设于所述的机壳(10)的前面板上，机壳(10)的后面板上设有与数据采集模块 (11)相连的接线端子，接线端子通过导线与所述的轴角传感器(1)相连。
4.根据权利要求3所述的塔机防倾斜安全监视系统，其特征在于所述的角度超限报警 模块(16)中的报警指示灯(19)和预警指示灯(20)设于所述的机壳(10)的前面板，机壳 (10)的前面板上还设有两组透声孔(21)，所述的角度超限报警模块(16)中的报警蜂鸣器、 预警蜂鸣器分别设于透声孔(21)的背面，所述的机壳(10)上设有天线，该天线与所述的无 线发送模块(18)相连，机壳(10)的侧面设有与所述的信息处理模块(12)相连的USB接口 (22)。
5.根据权利要求1所述的塔机防倾斜安全监视系统，其特征在于所述的异地监视设备(3)包括外壳(30)及安装于外壳(30)内的数据转换及处理模块(31)、报警模块(32)、显示 模块(33)和无线接收模块(34)，无线接收模块(34)和数据转换及处理模块(31)相连，数 据转换及处理模块(31)再与报警模块(32)、显示模块(33)相连。
6.根据权利要求5所述的塔机防倾斜安全监视系统，其特征在于所述的报警模块(32) 中的报警指示灯(35)设于所述的外壳(30)的前面板上，所述的显示模块(33)包括设于外 壳(30)前面板上的上电时间累计液晶计数器(36)、状态报警累计液晶计数器(37)及设于 外壳(30)前面板上的电源指示灯(38)、工作状态指示灯(39)、变幅状态指示灯(40)、升降 状态指示灯(41)和回转状态指示灯(42)，所述的外壳(30)的后面板的上部设有天线，该天 线和所述的无线接收模块(34)相连，所述的外壳(30)的后面板的下部设有和所述的上电 时间累计液晶计数器(36)、状态报警累计液晶计数器(37)均相连的钥匙复位孔。
专利摘要本实用新型涉及建筑施工机械——塔式起重机，尤其涉及一种对塔式起重机的塔体倾斜度进行监测、记录和报警的塔机防倾斜安全监视系统。它包括两个轴角传感器、与轴角传感器电连接的信息处理设备及与信息处理设备无线相连的异地监视设备，所述的两个轴角传感器分别安装在塔机的X轴线上和Y轴线上。它主要解决目前还没有针对建筑施工现场的塔机在热备状态和工作状态下的塔体轴心夹角进行监测和警示的设施，由于长时间的使用或者人为、自然因素，容易造成塔机倾斜或侧翻，存在很大的安全隐患的技术问题。
文档编号B66C23/88GK201704002SQ20102017471
公开日2011年1月12日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者刘超 申请人:刘超