一种塔吊顶升作业模型

1.本发明属于体验式安全教育教学领域，更具体地，涉及一种塔吊顶升作业模型。


背景技术：

2.塔式起重机，简称塔吊，是建筑工程施工期间承担设备材料垂直运输的大型施工设备，为适应建筑工程随施工进展高度增长或减小的需要，塔吊设计有依靠自身附带的顶升系统，通过逐节增加或逐节减少实现塔吊高度变化。因塔吊体量大、顶升作业过程复杂，顶升过程采取平衡受力体系，使塔吊顶升作业具有很高的安全风险。
3.为防控塔吊顶升作业安全风险，传统采用了师傅带徒弟，现在有了课堂教学培训，但塔吊顶升的技能性，往往起不到效果，进而导致作业人员素质不高，进一步加大了顶升作业安全风险。中国专利cn2018212430108提供了一种塔吊顶升与拆除程序作业体验式培训装置，通过消除影响作业培训安全的机构，实现低风险的体验式操作训练，但其体量仍较大，体积约6*3*15米，重约10余吨，成本高，不便于大量安装使用；中国专利cn2021205147652提供了一种基于物联网的塔吊程序式作业考核装置，在满足低风险的基础上，模型体量大幅缩小，可以搬运至室内使用，其体积约1.0*0.8*2.3立米，重约150公斤，具有低风险、小体量、低成本优点。但上述装置均不能满足流动教学培训的需要，也不能兼顾市场上两循环顶升和三循环顶升塔式起重机顶升实操需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种塔吊顶升作业模型，具有实际操作功能，其微型化设计可使塔吊顶升作业实践不受时空影响，满足流动教学培训的需要。
5.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种塔吊顶升作业模型，包括塔身、顶升系统；
6.所述塔身包括从下往上依次竖向叠置的基础板及多个标准节；
7.所述顶升系统包括顶升套架、电动顶升缸、活动爬爪、顶升横梁、引进机构；
8.所述顶升套架套设于所述塔身四周并可相对塔身上下滑动；所述电动顶升缸的上端与所述顶升套架连接，下端与所述顶升横梁连接，用于为顶升套架的上下移动提供动力；
9.所述顶升套架一侧设有标准节引入口，所述引进机构用于将标准节经引入口引进或移出顶升套架内；
10.所述标准节的相邻两根竖杆a、b均连接相同的集成制造的踏步装置，两个所述踏步装置位于同一水平线，所述踏步装置包括至少两个踏步，在顶升作业时作为所述活动爬爪或顶升横梁的支撑件；
11.将所述标准节的相邻两根竖杆a、b所在的面作为顶升面，顶升套架还包括与所述顶升面平行的两根竖杆c、d，所述两根竖杆c、d上均设置所述活动爬爪，两个所述活动爬爪位于同一水平线；活动爬爪在顶升套架上下移动时，处于竖直状态，在加减标准节时，处于
水平状态。
12.优选地，所述踏步装置还包括螺孔，所述踏步装置通过所述螺孔与所述标准节的顶升侧相邻两根竖杆a、b连接。
13.优选地，所述引进机构包括引进平台及滑轨；
14.所述引入口底部朝顶升套架外侧设有放置标准节的引进平台，标准节可通过侧面底部的可拆卸滚轮，经滑轨在引进平台与套架内水平滑动，以加减标准节。
15.优选地，所述引进机构包括引进梁及吊滑装置；
16.所述顶升套架的顶部底面设置引进梁，用于悬挂吊滑装置，所述吊滑装置用于吊挂标准节并可在引进梁上滑动，以加减标准节。
17.优选地，所述踏步装置包括2个踏步及3个螺孔。
18.优选地，非顶升加节状态下，所述塔身包括3个标准节，所述顶升套架的高度为标准节高度的2.5倍；
19.进行顶升作业时，当所述活动爬爪位于从塔身顶部往下数的第4对踏步上时，所述顶升横梁位于从塔身顶部往下数的第6对踏步上，通过2次顶升循环可增加或减少1个标准节。
20.优选地，非顶升加节状态下，所述塔身包括4个标准节，所述顶升套架的高度为标准节高度的3倍；
21.未进行顶升作业时，当所述活动爬爪位于从塔身顶部往下数的第4对踏步下方时，所述顶升横梁位于塔身顶部往下数的第7对踏步上，通过3次顶升循环可增加或减少1个标准节。
22.优选地，还包括顶升横梁就位状态传感器、油缸伸缩长度及位移传感器、活动爬爪状态传感器、标准节引进就位传感器、塔身顶标准节连接状态传感器、顶升套架倾斜状态传感器、作业环境风速传感器、集成监控模块。
23.优选地，模型的材料为铝合金型材、薄壁型钢材或木材；
24.模型可按照比例缩小或放大制造。
25.优选地，所述踏步呈弯钩状。
26.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
27.1、本发明提供的塔吊顶升作业模型，为可随身携带的轻量化并可兼顾两循环、三循环的塔吊顶升模型及其顶升作业质量安全状态的数字化模型，从设备整体化角度解决了塔吊顶升微型模型零部件制造与顶升作业质量安全监控装备微型化问题，主要应用于建筑施工塔吊设备顶升加节以及降节作业场景的实际操作学习及其作业质量安全状态的实时数字化可视化监控，其微型化可使塔吊顶升作业实践不受时空影响；其质量安全状态实时数字化可视化监控可使培训者体验数字化技术。
28.2、本发明提供的塔吊顶升作业模型，依据塔吊顶升作业程序，设计了具有顶升功能，同时设备形状与原型实物塔吊相似的便携式微型模型；通过功能、空间耦合方法，将空间相连标准节间主弦杆上的两个踏步功能性零件集成为片式单部件，即踏步装置，并通过螺孔固定安装于标准节弦杆(即竖杆)内侧，降低了踏步的制造加工及安装难度，满足踏步功能需要，且安装便利。
29.3、本发明提供的塔吊顶升作业模型，提出了设备功能性部件集成制造，提升小零件单功能向多功能单零件集成制造和多功能多零件向多功能单零件的集成制造，提升微型模型组装便利性和整体性，对监控装备将传感器和智能单元分离，使智能单元集成为模型结构，实现模型加工制造高效集成。
30.4、本发明提供的塔吊顶升作业模型，解决了具有实际操作功能的微型塔吊顶升作业模型及其作业质量安全监控集成加工制造问题。将两循环顶升套架顶部下增加1/2标准节高加强弦杆，在套架顶下设引进梁，基础节增加1对踏步高或两循环塔身的3个标准节增加为4个标准节实现三循环顶升；监控设备智能模块隐形集成为微模型功能部件。由此实现，便携微型塔吊顶升作业实操质量安全数字化模型。
附图说明
31.图1为本发明提供的两循环顶升塔吊系统模型结构示意图之一；
32.图2为本发明提供的可拆卸滚轮示意图；
33.图3为本发明提供的引进机构示意图之一；
34.图4为本发明提供的引进机构示意图之二；
35.图5为本发明提供的踏步装置示意图；
36.图6为本发明提供的顶升套架的下层平面构造图；
37.图7为本发明提供的活动爬爪结构示意图；
38.图8为本发明提供的三循环顶升塔吊系统模型结构示意图；
39.图9为本发明提供的两循环顶升塔吊系统模型结构示意图之二；
40.图10为本发明提供的标准节示意图；
41.图11为本发明提供的两循环顶升塔吊系统模型结构示意图之三。
42.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-基础板，2-标准节，3-踏步，4-顶升套架，5-顶升横梁，6-顶升油缸，7-导向轮，8-活动爬爪，9-引进平台，10-轨道，11-加强柱，12-引进梁，13-踏步装置，14-螺孔，15-顶升横梁就位状态传感器，16-油缸伸缩长度、位移传感器，17-活动爬爪状态传感器，18-标准节引进就位传感器，19-塔身顶标准节连接状态传感器，20-套架倾斜状态传感器，21-作业环境风速传感器，22-角槽连接件i，23-标准节横杆，24-标准节竖杆，25-角槽连接件ii，26-基础节与基础连接螺栓，27-标准节连接螺栓，28-集成监控模块，29-c型件，30-转轮，31-转轴，32-可拆卸滚轮。
具体实施方式
43.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
44.本发明实施例提供一种塔吊顶升作业模型，如图1所示，包括塔身、顶升系统；
45.所述塔身包括从下往上依次竖向叠置的基础板1及多个标准节2；
46.所述顶升系统包括顶升套架4、电动顶升缸、活动爬爪8、顶升横梁5、引进机构；
47.所述顶升套架4套设于所述塔身四周并可相对塔身上下滑动；所述电动顶升缸的
上端与所述顶升套架4连接，下端与所述顶升横梁5连接，用于为顶升套架4的上下移动提供动力。
48.具体地，所述顶升套架包括四根均沿竖直方向设置的竖杆、连接任意两根相邻竖杆的横杆。各竖杆长度相同，各横杆的长度相同，整体呈长方形。
49.所述标准节包括四根均沿竖直方向设置的竖杆、连接任意两根相邻竖杆的横杆，各竖杆长度相同，各横杆的长度相同，横杆与竖杆的长度可相同或不同，整体呈正方形或长方形。
50.标准节与标准节之间、及标准及基础板之间通过螺栓连接，顶升作业结束后，位于顶升套架的顶部的横杆与塔身标准节立杆可通过螺栓连接。
51.所述电动顶升缸包括顶升油缸6及驱动电机。
52.优选地，通过设置于套架上的用于升降的导向轮7实现顶升套架相对于塔身的上下平稳移动。
53.所述顶升套架套设于所述塔身四周并可通过所述导向轮相对塔身上下移动，相应地，套架双向宽度均比标准节大一个导向轮间隙。
54.具体地，导向轮在顶升套架上的设置方式是多种多样的，只要能实现顶升套架相对于塔身的上下移动即可。
55.例如：在顶升套架上增设与分别与标准节的各侧面平行的竖杆(最多八根)，将导向轮设置于增设的竖杆上，导向轮的一端固定于所述竖杆上，另一端与标准节的竖杆接触，从而实现顶升套架相对于塔身的上下移动。
56.又例如：将导向轮设置在构成顶升套架的四根竖杆上，导向轮的一端固定于所述竖杆上，另一端与标准节的竖杆接触，从而实现顶升套架相对于塔身的上下移动。
57.优选地，通过8对所述导向轮实现顶升套架相对于塔身的上下移动。
58.具体地，8对导向轮分上下2组，间距为1个标准节高，下组位于套架距下边5cm高处。导向轮轮子与塔身标准节竖杆间距1-2mm。
59.优选地，所述电动顶升缸上端与所述顶升套架的横梁铰接，下端与顶升横梁铰接。
60.所述顶升套架4一侧设有标准节引入口，所述引进机构用于将标准节经引入口引进或移出顶升套架4内。
61.具体地，通过标准节引进机构，将将标准节经引入口引进或移出顶升套架4内，以完成加节或减节作业。
62.所述引进机构可重复拆装，以便于客户可以依据教学培训、演示需求，更换不同的引进机构。
63.优选地，所述引进机构包括引进平台9及滑轨。
64.所述引入口底部朝顶升套架4外侧设有放置标准节2的引进平台9，标准节2可通过侧面底部的可拆卸滚轮，经滑轨在引进平台9与套架内水平滑动，以增加或减少标准节2。
65.具体地，在顶升作业时，标准节通过引进机构引进或移出顶升套架内。
66.引进机构包括引进平台、轨道，所述引进平台的一端通过活动合页连接于所述顶升套架，并与设置于所述顶升套架内的轨道在同一水平面，另一端通过斜杆与所述顶升套架固定连接，所述标准节可通过安装于底部侧面的可拆卸滚轮在轨道上滑动。
67.具体地，通过标准节的底部侧面安装可拆卸滚轮，在进行顶升作业时，可对标准节
进行推拉或引进，以完成加节或减节。如图1所示，两根轨道10(也即滑轮轨道)相互平行，一端与顶升套架的横杆连接并至于塔身内，另一端设置于引进平台上(即平行横跨引进平台及套架内部)；引进平台9的一端通过活动合页连接于顶升套架4，并保证位于引进平台上的轨道10与位于套架内的轨道10在同一水平面，平台的另一端通过外上向斜拉杆连接塔身套架4或下向斜压杆用螺栓固定于顶升套架4上，在套架上顶升侧安装顶升油缸6及驱动电机。
68.所述可拆卸滚轮32的结构如图2所示，图中的左、右为可拆卸滚轮组件的不同方向的侧视图，包括c型件29、转轮30及转轴31，转轮与c型件通过中心轴连接，转轮通过c型件设置于标准节底部的横杆上，位于标准节底部的外侧面。转轴31插入标准节与标准节连接螺栓孔，以此为中心旋转，使c型件扣于待加减标准节横杆，待加减标准节重量通过支撑转轮30传至轨道10，推拉待加减标准节，支撑转轮30沿轨道10滚动，实现引进或移除标准节。也即，标准节加减作业时，转轴16插入待加减标准节立杆下的连接螺栓孔，滚轮组件以此为中心轴向标准节内侧转动，直到c型件扣于标准节横杆，拆除时，将滚轮组件向外侧转动，然后整体上提组件。
69.优选地，c型件长度50mm，厚度3mm，内空等于标准节横杠截面高；转轮的外径为2/3c型件高，其中心轴固定于c型件的1/3高；转轴的直径为3mm，长度为2/3c型件高。
70.可以理解的是，由于可拆卸滚轮位于标准节底部的外侧面，因此，两根轨道的间距大于标准节的宽度，加节时，将顶升套架限位后，轨道略高于(0.5-1cm)塔身顶部，如图3所示，将可拆卸滚轮安装于在标准节的底部的外侧面，并放置于引进平台的轨道10上，沿着轨道将标准节滑入套架内，对准塔身顶部后，卸下标准节上的可拆卸滚轮，由于轨道略高于塔身顶部，即存在一定的高度差，因此卸下标准节上的可拆卸滚轮后，标准节失去支撑，落在塔身顶部上，与塔身顶部的标准节接触，将新增的标准节与塔身顶部的标准节进行固定，完成加节作业。
71.优选地，所述引进机构包括引进梁12及吊滑装置；
72.所述顶升套架4的顶部底面(即顶升套架顶部的横杆的底面)设置引进梁12，用于悬挂吊滑装置，所述吊滑装置用于吊挂标准节2并可在引进梁12上滑动，以加减标准节2。
73.具体地，如图4所示，所述引进梁12设置于所述顶升套架顶部的底面与塔身顶部的标准节顶部2-1之间，用于悬挂所述吊挂装置12-1；可以理解的是，塔身顶部与顶升套架4间留有一定的空间(1/2-1/4标准节高的空间)供安装标准节吊挂引进梁及吊挂装置。套架包括多层，套架的各层由多个套架竖杆4-1及套架横杆4-2组成。
74.标准节引进采用套架顶部引进梁，梁上挂吊挂装置以对标准节进行吊挂并引进或移出顶升套架内，所述吊滑装置的一端与引进梁连接，并可在所述引进梁上滑动，另一端可吊挂标准节；其中，具体的吊挂方式可采用现有技术中的任意一种方式，例如，通过与钢绳对标准节进行吊挂。
75.所述吊滑装置吊挂标准节，通过在引进梁上滑动，所述标准节从引入口引进或移出所述顶升套架内，所述引进梁设置于所述顶升套架顶部，用于悬挂所述吊挂装置。
76.所述标准节2的相邻两根竖杆a、b均连接相同的集成制造的踏步装置13，两个所述踏步装置位于同一水平线，所述踏步装置包括至少两个踏步3，在顶升作业时作为所述活动爬爪8或顶升横梁5的支撑件。
77.优选地，所述踏步装置还包括螺孔14，所述踏步装置通过所述螺孔14与所述标准
节2的顶升侧相邻两根竖杆a、b连接。
78.优选地，所述踏步装置包括2个踏步3及3个螺孔。
79.优选地，所述踏步3呈弯钩状。
80.具体地，踏步3是塔吊顶升作业中重要的承载部件，作为顶升作业时顶升横梁和活动爬爪的临时支撑件，踏步3等间距布设于顶升设备侧的标准节上，每个标准节至少具有2对踏步。因模型尺寸小，踏步尺寸小，单个加工安装难度大，为此，本发明将每个标准节顶升侧的各竖杆上的至少两个踏步零件集成为一个整体片式部件(即踏步装置)，如图5所示为整体片式踏步，部件上还设有多个m5螺孔14，紧靠标准节弦杆(即竖杆)内侧，用螺钉固定安装，满足踏步功能需要，且安装便利。优选地，螺孔数量为3，即塔身有基础板和3个标准节用m5螺栓连接。
81.具体地，所述踏步片包括2个踏步时，则各标准节均具有2对踏步，踏步竖向间距为步高，等于1/2标准节高。
82.踏步作为顶升作业临时支撑件的踏步，标准节竖杆的多个(例如：2个)竖向踏步集成制造，通过集成制造将每个标准节竖杆(即主弦杆)上的多个竖向踏步连为片式踏步，对称固定于顶升侧标准节竖杆内侧面；实现安装高精度。
83.当采用两循环顶升作业时直接用如图1所示的系统模型，当采用三循环顶升作业时，只需在如图1所示的模型中的顶升套架顶加装加强杆11和引进梁12，就成为如图2所示的三循环系统模型，塔身基础节为1.5倍标准节高，或等于标准节高，但塔身增加1个标准节。
84.将所述标准节2的相邻两根竖杆a、b所在的面作为顶升面，顶升套架4还包括与所述顶升面平行的两根竖杆c、d(弦杆)，所述两根竖杆c、d上均设置所述活动爬爪8，两个所述活动爬爪8位于同一水平线；活动爬爪8在顶升套架4上下移动时，处于竖直状态，在顶升作业时，换步过程中，需要支撑套架及其上部重量时(例如：加减标准节)，处于水平状态。
85.具体地，将所述标准节2的相邻两根竖杆所在的面作为顶升面(即顶升侧)，顶升套架4还包括与所述顶升面平行的两根竖杆，所述两根竖杆上均设置所述活动爬爪8，两个所述活动爬爪8位于同一水平线；活动爬爪8在顶升套架4上下移动时，处于竖直状态，在进行顶升作业，换步过程中需要支撑套架及其上部重量时，处于水平状态。
86.顶升套架至少包括两层，图6为顶升套架的下层平面构造图，如图6所示，套架竖杆4-1与塔身标准节竖杆2-1平行，套架横杆4-2与塔身标准节横杆2-2平行，套架还与油缸活动空间变形水平杆4-3连接。
87.两个活动爬爪8设置在与所述顶升面平行的两根竖杆上，也即，所述两根竖杆组成的面与所述顶升面平行，优选地，采用4对8个导向轮进行导向时，其中2个导向轮固定于与所述顶升面平行的两根竖杆4-5上，也即4个导向轮及活动爬爪均设置在与所述顶升面平行的两根竖杆4-5上，导向轮可设置于活动爬爪的上方或下方；剩下的6个导向轮可分别设置在与所述顶升面平行的另外两根竖杆4-4、与所述顶升面垂直的四根竖杆上(四根竖杆均分为两组，每组竖杆组成的面与所述顶升面垂直)。
88.导向轮也可进行多层对称布置，顶升套架至少包括两层，顶层套架的各层均可设置导向轮，优选地，活动爬爪设置在套架的最下层。
89.进一步地，所述踏步装置、活动爬爪、电动顶升缸及顶升横梁设置于同一顶升面。
90.具体地，所述活动爬爪可转动，例如：围绕固定于与所述顶升面平行的两根竖杆的转轴进行转动(进行水平或竖起运动)。加节、降节或对需要顶升套架进行限位时，转动活动爬爪，使其处于水平状态，支撑于踏步上，支撑整个塔吊套架以上重量；顶升套架需上下移动时，为越过踏步，转动活动爬爪，使其竖起，即处于竖直状态。
91.如图7所示，活动爬爪8包括支架8-1、活动转舌8-2、用于固定活动转舌的螺栓8-3、用于固定活动爬爪的螺孔8-4；所述活动转舌8-2可进行转动，处于水平状态支撑在踏步上，或为越过踏步时，处于竖直状态。
92.优选地，所述踏步装置包括2个踏步3及3个螺孔时，非顶升加节状态下，所述塔身包括3个标准节2，所述顶升套架4的高度为标准节2高度的2.5倍；
93.进行顶升作业时，当所述活动爬爪8位于从塔身顶部往下数的第4对踏步3上时，所述顶升横梁5位于从塔身顶部往下数的第6对踏步3上，通过2次顶升循环可增加或减少1个标准节，此时本发明提供的塔吊顶升模型为两循环塔吊顶升模型。
94.具体地，如图1所示，所述塔身包括3个标准节，外加1个待加标准节。非顶升加节状态塔身高为3个标准节高，顶升加1节后为4个标准节高；顶升减节作业前塔身为4个标准节高，降1节后塔身高3个标准节。
95.正常工作状态下，油缸伸出2cm左右，活动爬爪8位于从塔身顶部往下数的第4对踏步上，顶升横梁5锁定于从上往下数的第6对踏步上。
96.按照塔身顶部标准节与套架顶紧密接触并螺栓连接空间姿态，将活动爬爪一端就位于塔身从上往下数第4对踏步，另一端铰接于套架，且活动爬爪水平，顶升横梁就位于第6对踏步上，顶升电动缸伸长度约10-20cm。
97.2个循环顶升的滚轮轨道10包括固定于套架4上的塔身外引进平台9上和塔身内两段，引进平台9通过活动合页连接于塔身套架4，并保证平台上的轨道10与套架内的轨道10在同一水平面，平台外上向斜拉杆连接塔身套架4或下向斜压杆用螺栓固定于套架4上，在套架上顶升侧安装顶升油缸6。正常工作状态塔吊顶升系统模型油缸伸出2cm左右，爬爪8刚好就位于上数第4对踏步3，顶升横梁5锁定于上数第6对踏步3。
98.也即，塔吊两循环顶升模型的塔身采用3个标准节加基础板，套架高度为2.5个标准节高，非顶升状态时，活动爬爪位于从上往下数第4对踏步上，顶升横梁位于第6对踏步上。塔吊两循环顶升系统模型可以实现2次顶升完成增加或减少1个标准节。
99.优选地，所述踏步装置包括2个踏步3及3个螺孔时，非顶升加节状态下，所述塔身包括4个标准节2，所述顶升套架4的高度为标准节2高度的3倍；
100.未进行顶升作业时，当所述活动爬爪8位于从塔身顶部往下数的第4对踏步3下方时，所述顶升横梁5位于塔身顶部往下数的第7对踏步3上，通过3次顶升循环可增加或减少1个标准节2，此时本发明提供的塔吊顶升模型为三循环塔吊顶升模型。
101.具体地，如图7所示，当需要进行三循环顶升作业时，只要在两循环套架顶下加装高度约1/2标准节高的加强杆11，并将引进梁12用螺栓连接固定于塔身顶部套架4下部。塔身与套架4间有约1/4标准节高的空间供安装标准节吊挂引进梁及滑动小车。加强杆11螺栓连接于套架4顶部与标准节4个弦杆对应位置。塔身底部基础节为3个步高，3对踏步，也可以基础节仍采用两循环与标准节等高，但塔身增加1个标准节。正常工作状态塔吊顶升系统模型油缸6伸出长度为1/4标准节高或1/2踏步间距。爬爪8位于上数第4对踏步3下方，顶升横
梁5锁定于上数第7对踏步3。
102.也即，如图4所示，塔吊三循环顶升模型的套架为两循环模型套架顶加设4根1/2标准节高的加强柱11以及吊挂式引进梁与引进小车，塔身采用4个标准节或者塔身最下部的基础节(即底部的标准节)高度按1.5倍标准节制造，非顶升状态下，活动爬爪位于从上往下数第4对踏步下，顶升横梁位于第7对踏步上。塔吊三循环顶升系统模型可以实现3次顶升完成增加或减少1个标准节。
103.塔吊顶升两循环与三循环顶升套架模块化、顶升踏步功能部件连续化制造、顶升平衡集成智能模块；两循环塔身基础节与标准节高度相同，三循环塔身基础节是标准节的1.5倍高或与标准节相同，但塔身增加到4个标准节；标准节踏步2对，三循环1.5倍标准节高的塔身基础节踏步3对；踏步竖向间距为步高，等于1/2标准节高；套架双向宽度均比标准节大一个滚轮间隙，两循环套架高度为2.5个标准节高，三循环套架高度为3个标准节高。塔身包括带基础板1基础节1节、标准节2节，节与节用螺栓连接，顶升套架4顶与塔身标准节2螺栓连接，外加1个待加标准节；顶升系统包括顶升横梁5、顶升油缸6，活动爬爪8及驱动电机；两循环基础节与标准节尺寸相同，踏步规格数量相同，三循环基础节与标准节高度相同，但塔身增加1个标准节，也可以基础节比标准节高1/2标准节；三循环套架总高度比两循环高1/2标准节。整体重量约10公斤。
104.依塔吊型号塔吊顶升作业有2个循环顶升、3个循环顶升，前者常见于标准节下横杆装滚轮推拉引进方式，后者常见于引进小车吊挂标准节推拉引进方式。为满足兼顾两循环和三循环顶升的需要，本发明将标准节吊挂式引进系统以及滚轮式引进系统设计为可重复拆装式，客户可以依据需要实时安装调整顶升作业循环。
105.优选地，如图7-11所示，本发明提供的模型还包括顶升横梁就位状态传感器15、油缸伸缩长度及位移传感器16、活动爬爪状态传感器17、标准节引进就位传感器18、塔身顶标准节连接状态传感器19、顶升套架倾斜状态传感器20、作业环境风速传感器21、集成监控模块28。
106.具体地，上述顶升作业状态传感器布设于套架上，分别布设于顶升横梁、顶升油缸、活动爬爪、引进小车、加减标准节与塔身连接等处拾取顶升横梁状态、顶升油缸位移与速度、活动爬爪状态、引进小车状态、加减标准节与塔身连接的状态，以及套架偏斜和作业环境风速数据，顶升状态集成监控模块集成为套架上的平衡块。
107.如图8-11所示，塔吊顶升作业状态传感器全部安装于顶升套架4上，两循环和三循环顶升作业状态传感器布设除了引进标准节传感器布设位置差异外，其余传感器与顶升循环无关。具体为：顶升横梁就位状态传感器15布设于顶升横梁两端的保险销轴处，共1对2个；油缸伸缩长度及位移传感器16布设于油缸6上，共1个；活动爬爪状态传感器17布设于活动爬爪8上，共2对4个用于识别其锁定或限位状态；标准节引进就位传感器18固定于引进标准节的滚轮轨道梁10上或引进梁12上，可采用1个或1对2个；顶升套架4与塔顶及塔身4连接传感器、塔身顶标准节连接状态传感器19，用于识别套架与塔顶连接状态、塔身与塔顶连接、标准节与塔身连接状态，至少布设3个；顶升套架倾斜状态传感器20，布设于套架顶部，顶升油缸6与引进标准节平面；顶升作业环境风速传感器，布设于塔顶；可选择布设顶升结构设备设施安全状态及顶升人员身份传感器。
108.其中，数字化的集成监控模块具有接收感知数据、前端处理数据和向管控后台发
送能力。
109.优选地，模型的材料为铝合金型材、薄壁型钢材或木材；
110.模型可按照比例缩小或放大制造。
111.本发明提供的塔吊顶升系统模型，可以采用薄壁钢型材、铝型材、也可以采用木材制作，模型尺寸可以依据需要放大或缩小。这里只是为演示本发明，并非对本发明的限定。这里具体给出以铝合金型材制作的两循环塔吊顶升系统模型。标准节尺寸160*160*160，套架尺寸200*200*400。标准节型材采用国标1616铝型材，厚度1.0mm，杆件连接采用国标16角槽连接件；套架型材采用国标2020型铝型材，型材厚度1.5mm，杆件连接采用国标20角槽连接件。如图8-10所示，角槽连接件i22为国标16，标准节横杆23为国标1616，标准节竖杆24为国标1616，角槽连接件ii25为国标20，基础节与基础连接螺栓26为m3螺栓，标准节连接螺栓27为m2.5螺栓。
112.塔吊顶升两循环作业关键步骤为：
113.1、检查塔吊系统模型结构安全状态，顶升系统状态，作业状态监测传感器功能；
114.2、在确保塔吊系统模型结构安全可靠，顶升系统正常，监测传感器可靠的情况下，解除塔身与顶升套架4或塔吊下支座连接，塔身顶标准节连接状态传感器19指示未连接；
115.3、在确保顶升横梁5连接可靠，顶升横梁就位状态传感器15指示锁定，第1次顶升约1/2标准节，使活动爬爪8略高于踏步3，位移传感器16指示1步高，顶升横梁就位状态传感器1指示始终锁定；
116.4、检查顶升套架4倾斜符合要求，顶升套架倾斜状态传感器20未超阈值情况下，略收油缸，使活动爬爪8坐落于踏步3，活动爬爪状态传感器17指示连接可靠；
117.5、释放顶升横梁5保险，顶升横梁就位状态传感器15指示未连接情况下，提起顶升横梁5至上一个踏步并锁定保险，油缸伸缩长度及位移传感器16指示0位移，顶升横梁就位状态传感器15指示已锁定；
118.6、在确保顶升横梁5连接可靠，顶升横梁就位状态传感器15指示锁定，第2次顶升超过1/2标准节，使活动爬爪8高于踏步3，油缸伸缩长度及位移传感器16指示略大于1步高，此时，上部空间已可容纳1个标准节；
119.7、将安装有移动滚轮的标准节拉入套架内，与下部塔身标准节对准，标准节引进就位传感器18指示标准节就位；
120.8、略微收油缸，使待加标准节坐落于下塔身标准节上，移除滚轮，连接新加标准节，标准节引进就位传感器18指示为0，塔身顶标准节连接状态传感器19指示已连接，活动爬爪状态传感器17指示活动爬爪8就位。
121.9、向上收顶升横梁5，油缸伸缩长度及位移传感器16指示为0；
122.10、全面检查，本标准节加节结束。
123.塔吊两循环拆除标准节关键步骤为：
124.1、检查塔吊系统模型结构安全状态，顶升系统状态，作业状态监测传感器功能；
125.2、在确保塔吊系统模型结构安全可靠，顶升系统正常，监测传感器可靠的情况下，解除塔身与顶升套架4或塔吊下支座连接，塔身顶标准节连接状态传感器19指示未连接，并安装标准节移除滚轮，传感器18指示就位；
126.3、在确保活动爬爪8可靠固定，活动爬爪状态传感器17指示固定，向下伸出顶升横
梁5至下一个踏步3并锁定，油缸伸缩长度及位移传感器16指示1步高，顶升横梁就位状态传感器15指示锁定；
127.4、检查顶升套架4倾斜符合要求，在顶升横梁就位状态传感器15指示锁定情况下，向上略微顶升1/4步高，油缸伸缩长度及位移传感器16指示大于1步高；
128.5、移出标准节，活动爬爪8限位，标准节引进就位传感器18指示移除滚轮，活动爬爪状态传感器17指示活动爬爪8离开踏步垂直面；
129.6、检查顶升套架4倾斜可靠情况下，缓慢收油缸至1/2步高，解除活动爬爪8限位，并进一步收油缸至活动爬爪8坐落于下一个踏步3上，顶升横梁就位状态传感器15指示0，活动爬爪状态传感器17指示锁定；
130.7、释放顶升横梁5保险，顶升横梁就位状态传感器15指示未连接情况下，向下伸出顶升横梁5至下一个踏步并锁定保险，油缸伸缩长度及位移传感器16指示1个步高，顶升横梁就位状态传感器15指示已锁定；
131.8、在确保顶升横梁5连接可靠，顶升横梁就位状态传感器15指示锁定，油缸略微伸出使活动爬爪8限位，油缸伸缩长度及位移传感器16指示略大于1步高，活动爬爪状态传感器17指示限位；
132.9、收油缸至位移约1/2步高，解除活动爬爪8限位，油缸伸缩长度及位移传感器16指示为1/2步高，活动爬爪状态传感器17指示活动爬爪8水平；
133.10、继续收油缸至活动爬爪8落入踏步3并固定，连接塔身与顶升套架4，油缸伸缩长度及位移传感器16指示为0，活动爬爪状态传感器17指示固定。
134.11、全面检查，本标准节拆除完成。
135.塔吊顶升三循环作业关键步骤为：
136.1、检查塔吊系统模型结构安全状态，顶升系统状态，作业状态监测传感器功能；
137.2、在确保塔吊系统模型结构安全可靠，顶升系统正常，监测传感器可靠的情况下，解除塔身与套架或塔吊下支座连接，塔身顶标准节连接状态传感器19指示未连接；
138.3、在确保顶升横梁5连接可靠，传感器15指示锁定，第1次顶升约1/2步高，使活动爬爪8略高于踏步3，油缸伸缩长度及位移传感器16指示1/2步高，顶升横梁就位状态传感器15指示始终锁定；
139.4、检查顶升套架4倾斜符合要求，传感器20未超阈值情况下，略收油缸，使活动爬爪8坐落于踏步3，活动爬爪状态传感器17指示连接可靠；
140.5、释放顶升横梁5保险，顶升横梁就位状态传感器15指示未连接情况下，提起顶升横梁5至上一个踏步并锁定保险，油缸伸缩长度及位移传感器16指示-1/2步高，传感器15指示已锁定；
141.6、在确保顶升横梁5连接可靠，顶升横梁就位状态传感器15指示锁定，第2次顶升略大于步高，使活动爬爪8高于踏步3，油缸伸缩长度及位移传感器16指示略大于1/2步高；
142.7、检查顶升套架4倾斜符合要求，传感器20未超阈值情况下，略收油缸，使活动爬爪8坐落于踏步3，活动爬爪状态传感器17指示连接可靠；
143.8、释放顶升横梁5保险，传感器15指示未连接情况下，提起顶升横梁5至上一个踏步并锁定保险，位移传感器16指示-1/2步高，传感器15指示已锁定；
144.9、在确保顶升横梁5连接可靠，顶升横梁就位状态传感器15指示锁定，第3次顶升
略大于步高，使活动爬爪8高于踏步3，油缸伸缩长度及位移传感器16指示略大于1/2步高，此时，上部空间已可以容纳1个标准节；
145.10、将载有标准节的引进小车拉入套架内，与下部塔身标准节对准，传感器18指示标准节就位；
146.11、略微收油缸，使待加标准节坐落于下塔身标准节上，移除引进小车，连接新加标准节，标准节引进就位传感器18指示为0，塔身顶标准节连接状态传感器19指示已连接。
147.12、全面检查，本标准节加节结束。
148.塔吊三循环拆除标准节关键步骤为：
149.1、检查塔吊系统模型结构安全状态，顶升系统状态，作业状态监测传感器功能；
150.2、在确保塔吊系统模型结构安全可靠，顶升系统正常，监测期间可靠的情况下，解除塔身与套架或塔吊下支座连接，塔身顶标准节连接状态传感器19指示未连接，并安装引进小车，标准节引进就位传感器18指示就位；
151.3、检查顶升套架4倾斜符合要求，在顶升横梁就位状态传感器15指示锁定情况下，向上顶升略小于1/2步高，位移传感器16指示略小于1/2步高；
152.4、移出标准节，传感器18指示移除引进小车；
153.6、检查顶升套架4倾斜可靠情况下，缓慢全部收回油缸，至活动爬爪8坐落于下一个踏步上，顶升横梁就位状态传感器15指示-1/2步高，活动爬爪状态传感器17指示锁定；
154.7、释放顶升横梁5保险，顶升横梁就位状态传感器15指示未连接情况下，向下伸顶升横梁至下一个踏步并锁定保险，油缸伸缩长度及位移传感器16指示1/2个步高，顶升横梁就位状态传感器15指示已锁定；
155.8、在确保顶升横梁5连接可靠，顶升横梁就位状态传感器15指示锁定，油缸略微伸出使活动爬爪8限位，油缸伸缩长度及位移传感器16指示略大于1步高，活动爬爪状态传感器17指示限位；
156.9、收油缸约1/2步高，解除活动爬爪8限位，油缸伸缩长度及位移传感器16指示为0，继续收油缸，至活动爬爪落入下一个踏步并固定，油缸伸缩长度及位移传感器16指示-1/2步高，活动爬爪状态传感器17指示活动爬爪8固定；
157.10、释放顶升横梁5保险，顶升横梁就位状态传感器15指示未连接情况下，向下伸出顶升横梁至下一个踏步并锁定保险，油缸伸缩长度及位移传感器16指示1/2个步高，顶升横梁就位状态传感器15指示已锁定；
158.11、在确保顶升横梁5连接可靠，顶升横梁就位状态传感器15指示锁定，油缸略微伸出使活动爬爪8限位，油缸伸缩长度及位移传感器16指示略大于1/2步高，活动爬爪状态传感器17指示限位；
159.12、收油缸至顶升套架4坐落于塔身上，连接塔身与顶升套架4，油缸伸缩长度及位移传感器16指示为0，塔身顶标准节连接状态传感器19指示已连接。
160.13、全面检查，本标准节拆除完成。
161.本发明提供了一种塔吊顶升多功能系统模型制造方法及数字化监控布设方案。在微模型制作上，通过在两循环模型的塔顶下增加加强杆和引进梁实现三循环顶升作业；对塔吊顶升功能性踏步零件，标准节上同一弦杆上的2个踏步整体制造，保障制造装配精度；依据塔吊顶升作业数字化需要，塔吊顶升状态传感器全部布设于套架上，并给出了顶升作
业状态传感器布设位置。
162.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。