一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统及使用方法

本发明涉及一种塔吊安全预警系统及使用方法，尤其涉及一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统及使用方法。

背景技术：

1、塔吊倒塌主要是由于施工人员超载起吊，斜吊等违规操作引起的安全事故，一旦发生将对施工工地人员的生命财产安全造成极大伤害。塔吊在建筑工程中非常常用，对塔吊操作人员进行预警可以减少塔吊倒塌事故的产生，对安全施工有非常重要的意义。

2、在本发明之前，专利号：202121348967.0采用多个倾角传感器对塔吊吊臂变形进行监测并反应给系统；专利号：202122156337.x采用检测吊臂侧向屈曲变形来反应吊臂的弯曲变形；专利号：202110797033.3采用图像扫描技术对塔吊结构状态进行检测。从以上相关设备可以看出，现有的塔吊变形监测设备主要是通过传感器或图像对比对塔吊的变形进行监测并反馈给内部系统进行预警，不能达到给予塔吊驾驶员直观预警的目的。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的是提供一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统及使用方法，通过激光反馈进行预警，从而达到给予塔吊驾驶员直观预警的目的。

2、技术方案：本发明包括激光发射部分和反应器，所述激光发射部分包括外壳，外壳内部连接有支撑构件，所述支撑构件与外壳之间通过连接构件连接，所述支撑构件内部连接有激光发射构件，所述外壳顶部和底部均安装有吸附构件。

3、所述激光发射构件包括球壳，球壳内部设有激光发射器、陀螺仪和第一电机，所述第一电机输出轴与球壳连接。

4、所述支撑构件包括底板，底板表面安装有支撑板和后板，支撑板设在底板上表面相对的两侧上，两侧的支撑板之间安装有激光发射构件。

5、所述后板上安装有第二电机，所述第二电机与履带传动机构连接，所述履带传动机构与激光发射构件接触。

6、所述后板与外壳之间连接有多组连接构件，所述连接构件包括后板连接器和外壳连接器，后板连机器与后板连接，外壳连接器与外壳连接，后板连接器和外壳连接器之间转动连接有转动头，外壳连接器内部安装有第三电机，第三电机与转动头连接。

7、所述吸附构件包括电磁铁和传感器，电磁铁吸附在外壳顶部及底部，每个电磁铁上均设有传感器。

8、一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统的使用方法，包括固定工作方式和运动工作方式。

9、所述固定工作方式包括以下步骤：

10、a.将可调式激光发射部分底部的吸附构件贴近吊篮顶部，启动电磁铁，将可调式激光发射部分吸附在吊篮上；

11、b.移动吊篮至塔吊端部，可调式激光发射部分顶部吸附构件中的传感器监测各点处与吊臂的距离，相应的调整电磁铁的磁力，当磁场足够使可调式激光发射部分吸附至吊臂时，关闭底部构件中的电磁铁，将可调式激光发射部分吸附在吊臂上；

12、c.开启陀螺仪，对可调式激光发射部分进行初始平衡，通过粗调系统和微调系统调整，将激光调整至空载区电路内，并吊起重物，验证是否满足在工作区电路范围内，若满足则完成安装；

13、d.工作过程中，若塔吊变形超过允许值，则激光不能照射到空载区电路和工作区电路，形成断路，驾驶室内警示灯亮起。

14、所述运动工作方式包括以下步骤：

15、a.将可调式激光发射部分底部的吸附构件贴近吊篮顶部，启动电磁铁，将可调式激光发射部分吸附在吊篮上；

16、b.将吊篮移动至最远端，开启陀螺仪，对可调式激光发射部分进行初始平衡，通过粗调系统和微调系统将激光调整至空载区电路，吊起重物，验证是否满足在工作区电路范围内，若满足则进行运动过程中的验证；

17、c.工作过程中，若塔吊变形超过允许值，则激光不能照射到空载区电路和工作区电路，形成断路，驾驶室内警示灯亮起。

18、所述步骤b中，运动过程中的验证方法为：在运动过程中，可调式激光发射部分按照吊篮与驾驶室的距离、陀螺仪以及计算的允许变形对激光发射角度和激光强度进行调整，若验证过程中分别满足要求所在区域，则安装完成。

19、有益效果：本发明具有粗调和微调两套调整系统，在塔吊变形会放大数倍的情况下仍能精准的进行调整工作；具有自动安装功能，避免了人工在吊臂上的安装，减少了设备安装时危险情况的发生；具有安装稳定检查功能，能够对安装过程中及安装完成后的稳定性进行检查并及时加强压力以保证安装的稳定性；具有初始置零功能，能够确保在安装完成后进行正确有效的调整，避免了初始位移未知的情况；具有能够存储电能的电感线圈，可以在激光发射器瞬时断路时提供能量，提高了系统的稳定性；具有能够传输信息的智能电压器，能够对系统的工作状态进行分辨并进行电路检查。

技术特征：

1.一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统，其特征在于，包括激光发射部分和反应器，所述激光发射部分包括外壳，外壳内部连接有支撑构件，所述支撑构件与外壳之间通过连接构件连接，所述支撑构件内部连接有激光发射构件，所述外壳顶部和底部均安装有吸附构件。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统，其特征在于，所述激光发射构件包括球壳，球壳内部设有激光发射器、陀螺仪和第一电机，所述第一电机输出轴与球壳连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统，其特征在于，所述支撑构件包括底板，底板表面安装有支撑板和后板，支撑板设在底板上表面相对的两侧上，两侧的支撑板之间安装有激光发射构件。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统，其特征在于，所述后板上安装有第二电机，所述第二电机与履带传动机构连接，所述履带传动机构与激光发射构件接触。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统，其特征在于，所述后板与外壳之间连接有多组连接构件，所述连接构件包括后板连接器和外壳连接器，后板连机器与后板连接，外壳连接器与外壳连接，后板连接器和外壳连接器之间转动连接有转动头，外壳连接器内部安装有第三电机，第三电机与转动头连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统，其特征在于，所述吸附构件包括电磁铁和传感器，电磁铁吸附在外壳顶部及底部，每个电磁铁上均设有传感器。

7.一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统的使用方法，其特征在于，包括固定工作方式和运动工作方式。

8.根据权利要求7所述的一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统的使用方法，其特征在于，所述固定工作方式包括以下步骤：

9.根据权利要求7所述的一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统的使用方法，其特征在于，所述运动工作方式包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统的使用方法，其特征在于，所述步骤b中，运动过程中的验证方法为：在运动过程中，可调式激光发射部分按照吊篮与驾驶室的距离、陀螺仪以及计算的允许变形对激光发射角度和激光强度进行调整，若验证过程中分别满足要求所在区域，则安装完成。

技术总结
本发明公开了一种基于激光反馈的塔吊安全预警系统及使用方法，包括激光发射部分和反应器，所述激光发射部分包括外壳，外壳内部连接有支撑构件，所述支撑构件与外壳之间通过连接构件连接，所述支撑构件内部连接有激光发射构件，所述外壳顶部和底部均安装有吸附构件。本发明具有粗调和微调两套调整系统，在塔吊变形会放大数倍的情况下仍能精准的进行调整工作；具有自动安装功能，避免了人工在吊臂上的安装，减少了设备安装时危险情况的发生；具有安装稳定检查功能，能够对安装过程中及安装完成后的稳定性进行检查并及时加强压力以保证安装的稳定性；具有初始置零功能，能够确保在安装完成后进行正确有效的调整，避免了初始位移未知的情况。

技术研发人员：陈育民,郭军伟,李长春,谢肖,梁政,韩一,傅钟灵
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12