可拆卸式材料运输吊装设备、监测系统及方法与流程

本发明属于材料运输设备，更具体地，涉及一种可拆卸式材料运输吊装设备、监测系统及方法。

背景技术：

1、随着智能化建造的逐步发展，施工现场的安全性也需要提升，其中对现场各类材料的摆放、吊装也提出了更高的要求。在建筑施工的过程中,各类材料的吊装和运输是工作中重要的一个环节。现在的施工现场通常采用塔吊进行材料运输，但是楼内以及塔吊未覆盖范围军无法使用吊装设备进行材料运输，需要通过人力搬运存在增加人的体力劳动。而需要运输的材料例如箍筋、扣件等，通常使用料斗工具盛装，但是料斗盛装不能将材料规整放置，若出现工人操作不当或料斗堆放过满的情况，吊运过程中容易造成高处坠落的风险，材料滑落同时容易出现物体打击风险造成人员伤亡事故的发生。

2、现有的监测系统在对吊装过程中的各项参数进行监测时，往往存在监测不到位的情况。一方面，监测设备可能无法实时准确地获取吊装设备的姿态、位置和负载等关键信息；另一方面，即使监测到了这些信息，也可能因为缺乏有效的数据分析和处理能力，无法及时发现潜在的风险因素。这种情况下的监测系统无法为操作员提供及时有效的指导，进而影响整个吊装作业的安全性和工作效率。

3、专利号：cn102092626b，名称为:一种简便的用于箍筋短程运输装置及使用方法的发明专利，通过沿着箍筋的运输方向上放置若干运输组价，实现无需人工搬运即可达到箍筋运输的目的，但是实际施工中，材料运输地点多变，不能仅固定在一点，该装置不能实现灵活运输，增加人工成本。

4、专利号：cn205555865u，名称为：一种简易箍筋吊装装置的实用新型专利，通过在工字型底座的四角处分别垂直焊接有一根用于穿过箍筋的竖向箍筋，对箍筋进行起吊和运输，但是竖向箍筋在吊装装置过程中容易脱落，易对作业人员造成伤害。

技术实现思路

1、针对现有的材料运输吊装备运输材料放置散乱易发生掉落、缺少监测系统，导致吊装工作安全性能低及工作效率低的问题，本发明提供了一种可拆卸式材料运输吊装设备、监测系统及方法，通过设置伸缩立柱和伸缩杆可根据材料规格调整间距，实现对箍筋和钢筋等材料进行规整放置，同时底板与横柱和纵柱组成多个空格，可放置多种零散小型件，同时设有可折叠扶手和操作按钮，提高设备智能化，便于操作，提高工作效率，整个装置可拆卸，便于组装和携带。可拆卸式材料运输吊装监测系统及监测方法，将各模块集成在一起，对采集到的数据进行预处理和特征提取，并根据特征进行稳定性分析，对分析结果进行实时反馈，当监测到倾覆风险时，触发警报系统，发出警报，最后智能学习不断优化监测方法，提高监测的准确度，同时提高整个吊装设备的安全性和可靠性。

2、为了实现上述目的，按照本发明第一方面，提供了一种可拆卸式材料运输吊装设备，包括工具架体、伸缩立柱、伸缩杆、吊钩、扶手、操作按钮、防倾覆警报装置、移动装置和动力装置，所述工具架体用于放置材料零件，所述伸缩立柱两个为一组且至少有一组设在所述工具架体上，所述伸缩杆水平放置且两端分别连接同组的两个伸缩立柱，所述伸缩立柱和伸缩杆用于固定放置箍筋；所述吊钩有四个且设在工具架体四角处，所述扶手设在工具架体一侧，所述操作按钮设在扶手上，用于控制整个装置的移动，所述移动装置设在工具架体底部四角处，所述防倾覆警报装置和动力装置分别设在所述工具架体上。

3、优选的，所述工具架体包括底板、横柱和纵柱，所述横柱和纵柱至少设有三个，横柱与纵柱互相垂直设在所述底板上并将底板分割成至少四个空格，空格用于放置运输材料零件，所述伸缩立柱垂直设在横柱上。

4、优选的，所述横柱与伸缩立柱通过可拆卸螺母或卡扣可拆卸连接。

5、优选的，所述伸缩立柱包括内管、外管和伸缩节，所述内管直径小于所述外管直径，所述内管通过伸缩节与外管套接，所述外管外表面上设有至少两个调节孔，所述调节孔沿垂直方向均匀分布在所述外管上，所述调节孔用于调整伸缩立柱的高度。

6、优选的，所述内管顶部设有连接孔，所述伸缩杆两端通过连接孔与所述内管连接。

7、优选的，所述移动装置为万向轮或履带，所述扶手为折叠扶手，且与所述工具架体通过铰链连接。

8、按照本发明第二方面，提供了一种可拆卸式材料运输吊装监测系统，应用于所述的可拆卸式材料运输吊装设备，还包括传感器集成模块、中央处理模块、显示模块、警报模块、通讯模块和电源模块，其中，

9、所述中央处理模块分别与传感器集成模块、显示模块、警报系统和通讯模块连接，用于处理监测到的数据并输出指令；

10、所述传感器集成模块用于采集吊装设备的状态数据；

11、所述通讯模块用于传输数据和发送指令；

12、所述显示模块用于展示设备的监测数据和状态；

13、所述警报模块用于在设备有倾覆风险时发出警报；

14、所述电源模块用于为整个监测系统提供电源。

15、优选的，所述传感器集成模块包括倾斜角度传感器和重力传感器，所述倾斜角度传感器用于监测吊装设备的倾斜角度，所述重力传感器用于监测吊装设备的重力方向。

16、按照本发明第三方面，提供了一种可拆卸式材料运输吊装监测方法，采用所述的可拆卸式材料运输吊装监测系统，包括以下步骤：

17、s1、数据采集：传感器集成模块采集吊装设备在吊装工程中的重力方向和倾斜角度数据；

18、s2、数据预处理：采用滤波算法去除数据噪声，计算公式为：

19、

20、式中：为时间步n处滤波后的数据；为滤波系数；为时间步n处的原始数据，为时间步n-1处滤波后的数据；

21、s3、特征提取：从预处理后的数据中提取吊装设备的关键特征；

22、s4、稳定性分析：根据关键特征对吊装设备的稳定性分析，预测设备的倾覆风险；

23、s5、实时反馈与预警：根据稳定性分析结果，通过中央处理模块调整吊装设备的操作参数，当监测到设备有倾覆风险时，触发警报模块发出警报，警报触发公式为：

24、

25、式中：a为警报状态，为布尔值或二进制信号，表示是否触发警报；θ为阶跃函数或激活函数，用于确定是否达到触发警报条件；s为稳定性指标；为预设的稳定性阈值，当计算得到的稳定性指标s小于这个阈值时，表明吊装设备存在倾覆风险；

26、s6、自适应学习：采用机器学习算法根据历史监测数据优化监测参数和预警模型，所述机器学习算法为神经网络、支持向量机或随机森林中的至少一种。

27、优选的，所述s3中计算公式为：

28、

29、式中：是提取的特征值，是数据集中数据点的总数，是数据集中第i个数据点的值，代表吊装设备在不同时间点或不同位置的监测数值，是与相关联的权重；

30、所述s4中计算公式为：

31、

32、式中：s为稳定性指标；g为评估函数；f是提取的特征值，为监测的吊装设备操作参数。

33、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：

34、1.本发明的可拆卸式材料运输吊装设备，通过设置伸缩立柱和伸缩杆可根据材料规格调整间距，实现对箍筋和钢筋等材料进行规整放置，同时底板与横柱和纵柱组成多个空格，可放置多种零散小型件，设有防倾覆警报装置，对吊装过程进行实时监测，在有倾覆风险时发出警报，提高设备安全性能，同时设有可折叠扶手和操作按钮，提高设备智能化，便于操作，提高工作效率，整个装置可拆卸，便于组装和携带。

35、2.本发明的可拆卸式材料运输吊装监测系统及监测方法，通过将各模块集成在一起，对采集到的数据进行预处理和特征提取，并根据特征进行稳定性分析，对分析结果进行实时反馈，当监测到倾覆风险时，触发警报系统，发出警报，最后智能学习不断优化监测方法，提高监测的准确度，同时提高整个吊装设备的安全性和可靠性。