CN101343023B - 一种塔吊安全综合保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔吊安全综合保护装置，包括用于测量滑车在吊臂上的位置的测距仪(2)、用于感知滑车上的吊索所挂物重量的称重传感组件(3)和内设单片机的超载限制器(1)，超载限制器(1)分别与测距仪(2)、称重传感组件(3)、电源控制器(4)和报警器(5)相连。使用本发明的保护装置，能有效防止发生由于超重起吊和斜拉起吊而导致的塔吊倒塌事故。

Description

一种塔吊安全综合保护装置

技术领域

本发明涉及一种防止塔吊超重起吊和斜拉起吊的控制装置，即一种塔吊安全综合保护装置。

背景技术

随着社会城市化的推进和土地资源的日益紧缺，城市建设中的高层建筑越来越多，在高层建筑的施工中，塔式起重吊机已成为高层建筑施工时垂直运输的主动脉。但是，重大的塔吊倒塌事故时有发生。来自国家安全监督管理局官方网站的消息，从2007年6月5目到2008年5月5日，全国共发生了多起塔吊事故，已夺走了33人的生命，塔吊安全早已引起了政府部门的高度重视。在塔吊的使用过程中，造成塔吊倒塌事故的重要原因基本均是由于人为操作不当所造成的；如何提高塔吊安全的综合水平，即如何使操作者知道和有效控制在操作中出现的超重起吊和斜拉起吊现象，是防止塔吊倒塌事故发生的有效方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种塔吊安全综合保护装置，使用该种保护装置能有效防止发生由于超重起吊和斜拉起吊而导致的塔吊倒塌事故。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种塔吊安全综合保护装置，包括用于测量滑车在吊臂上的位置的测距仪、用于感知滑车上的吊索所挂物重量的称重传感组件和内设单片机的超载限制器，超载限制器分别与测距仪、称重传感组件、电源控制器和报警器相连。

作为本发明的塔吊安全综合保护装置的改进：其还包括斜拉起吊控制组件，远距离遥控器的发射部件与斜拉起吊控制组件相连，远距离遥控器的接收部件与超载限制器相连。

作为本发明的塔吊安全综合保护装置的进一步改进：称重传感组件包括称重传感器，张力重感滑轮组件与称重传感器相连，称重传感器与超载限制器相连。

作为本发明的塔吊安全综合保护装置的进一步改进：斜拉起吊控制组件包括均为筒形的外定位体、中定位体和内定位体，中定位体套装在外定位体和内定位体之间，中定位体与外定位体之间以及中定位体与内定位体之间均保持间隙；安装法兰与外定位体相连；在外定位体和中定位体之间设置弹性中心定位器I，在中定位体和内定位体之间设置弹性中心定位器II；导电接触体I的两极分别与外定位体和中定位体相连，导电接触体II的两极分别与中定位体和内定位体相连；远距离遥控器的发射部件分别与导电接触体I和导电接触体II相连。

作为本发明的塔吊安全综合保护装置的进一步改进：安装法兰通过能产生弹性变形的软连接器与外定位体相连。

作为本发明的塔吊安全综合保护装置的进一步改进：在外定位体的顶部设置带有通孔的保险盖，安装法兰位于保险盖的上方。

作为本发明的塔吊安全综合保护装置的进一步改进：在内定位体的内壁设置耐磨套。

作为本发明的塔吊安全综合保护装置的进一步改进：在外定位体的内壁设置下凸台I，在中定位体的外壁设置上凸台I，上凸台I位于下凸台I的上方，在上凸台I和下凸台I之间设置弹性中心定位器I；在中定位体的内壁设置下凸台II，在内定位体的外壁设置上凸台II，上凸台II位于下凸台II的上方，在上凸台II与下凸台II之间设置弹性中心定位器II。

作为本发明的塔吊安全综合保护装置的进一步改进：张力重感滑轮组件包括支架、张力重感滑轮和2个分别对称位于张力重感滑轮左右两侧的固定滑轮，固定滑轮与支架固定相连，张力重感滑轮与固定在支架上的称重传感器相连。

本发明的塔吊安全综合保护装置，利用现有成熟的电子仪器进行合理的连接，从而实现对塔吊进行安全控制。被吊物重量的数据由称重传感器获知，滑车在吊臂上位置(即滑车与塔身之间距离)的数据由测距仪获得，上述2个数据被实时传递至超载限制器；超载限制器将所接收的数据与保存在其单片机中的滑车位于不同吊臂位置处的可载限量进行对比；当临近可载限量时，超载限制器命令报警器发出警报；当等于或大于可载限量时，超载限制器同时命令报警器发出警报和通过电源控制器切断塔吊的起吊电源。这样就实现了有效防止发生超重起吊。

依靠本发明中所设置的斜拉起吊控制组件，能有效防止发生斜拉起吊。当吊索发生轻微偏转时，会导致导电接触体II相接通，这时远距离遥控器的发射部件就将此信息无线传递至远距离遥控器的接收部件，远距离遥控器的接收部件再将此信息传递至超载限制器，超载限制器会命令报警器发出警报。当吊索发生严重偏转时，不但导电接触体II相接通、而且导电接触I也会相接通；这时在超载限制器的操纵下，报警器发出警报，且电源控制器切断塔吊的起吊电源。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的塔吊安全综合保护装置的连接关系示意图；

图2是图1中的斜拉起吊控制组件7的剖视结构示意图；

图3是图1中的称重传感组件3的结构示意图；

图4是图1的实际使用状态示意图；

图5是图4中的斜拉起吊控制组件7的放大示意图。

具体实施方式

图1～图3结合给出了一种塔吊安全综合保护装置，包括用于测量滑车在吊臂上的位置的测距仪2、用于感知滑车上的吊索所挂物重量的称重传感组件3、内设单片机的超载限制器1、电源控制器4、报警器5、远距离遥控器6和斜拉起吊控制组件7。测距仪2可选用超声波测距仪。

斜拉起吊控制组件7包括均为筒形的外定位体74、中定位体75和内定位体76，所述中定位体75套装在外定位体74和内定位体76之间，且外定位体74的内壁和中定位体75的外壁之间保持一定的距离，同样，中定位体75的内壁和内定位体76的外壁之间也保持一定的距离。在内定位体76的内壁设置耐磨套77，耐磨套77的作用是防止吊索因直接与内定位体76相摩擦而导致断裂。

在中定位体75顶部的外壁上设置了上凸台I 751，在外定位体74的内壁上设置了下凸台I 742，上凸台I 751位于下凸台I 742的上方；且如果因连接不牢导致中定位体75发生下滑时，上凸台I 751会与下凸台I 742相接触，即下凸台I 742能起到定位凸台的作用，从而阻止中定位体75的下滑。为了保证外定位体74的内壁和中定位体75的外壁之间保持一定的距离，即保持两者的中心定位；在2者之间设置2个弹性中心定位器I 781；弹性中心定位器I 781可选用压缩弹簧；位于上方的弹性中心定位器I 781的一端与上凸台I 751相连、另一端与下凸台I 742相连；位于下方的弹性中心定位器I 781的一端与外定位体74的内壁相连、另一端与中定位体75的外壁相连。依靠弹性中心定位器I 781，外定位体74和中定位体75实现了相连。

同理，在内定位体76顶部的外壁上设置了上凸台II 761，在中定位体75的内壁上设置了下凸台II 752，上凸台II 761位于下凸台II 752的上方，且如果因连接不牢导致内定位体76发生下滑时，上凸台II 761会与下凸台II 752相接触，即下凸台II 752能起到定位凸台的作用，从而阻止内定位体76的下滑。为了保证中定位体75的内壁和内定位体76的外壁之间保持一定的距离，即保持两者的中心定位；在2者之间设置2个弹性中心定位器II 782，弹性中心定位器II 782可选用压缩弹簧。位于上方的弹性中心定位器II 782的一端与上凸台II761相连、另一端与下凸台II 752相连；位于下方的弹性中心定位器II 782的一端与中定位体75的内壁相连、另一端与内定位体76的外壁相连。依靠弹性中心定位器II 782，中定位体75和内定位体76实现了相连。

在中定位体75的内、外壁上分别设置相互连通的正极。位于中定位体75的内壁上的正极和位于内定位体76的外壁上的负极构成了导电接触体II 792，位于中定位体75的外壁上的正极和位于外定位体74内壁上的负极构成了导电接触体I 791。因此，当吊索发生轻微偏转时，会带动内定位体76发生偏转，从而使导电接触体II 792因正负极相接触而导通；当吊索发生严重偏转时，会带动内定位体76和中定位体75均发生偏转，从而使导电接触体II 792和导电接触体I 791均处于导通状态。

导电接触体II 792和导电接触体I 791分别通过导线与远距离遥控器6的发射部件相连；远距离遥控器6的接收部件与超载限制器1相连(即远距离遥控器6的接收部件与超载限制器1内的单片机相连)。超载限制器1还分别与电源控制器4和报警器5相连(即超载限制器1内的单片机还分别与电源控制器4和报警器5相连)。

在外定位体74的顶部固定设置带有通孔731的保险盖73。保险盖73位于中定位体75和内定位体76的上方，这样即使由于连接不牢固而发生意外，保险盖73也能阻止中定位体75和内定位体76的上滑。

在外定位体74的外壁上设置外凸台741，能产生弹性变形的软连接器72的下端与外凸台741固定相连、上端与安装法兰71固定相连，安装法兰71的中心设有通孔711。软连接器72可选用弹簧。安装法兰71位于保险盖73的上方。

称重传感组件3包括称重传感器30和张力重感滑轮组件31，张力重感滑轮组件31包括1个支架311、1个张力重感滑轮312和2个分别对称位于张力重感滑轮312左右两侧的固定滑轮313；固定滑轮313与支架311的下方固定相连，称重传感器30固定在支架311的上方，张力重感滑轮312与称重传感器30相连，张力重感滑轮312具体是与称重传感器30内的感应件相连的。

测距仪2和称重传感组件3分别与超载限制器1相连，即测距仪2和称重传感组件3分别与超载限制器1内的单片机相连。

本发明的塔吊安全综合保护装置，实际工作时，如图4和图5所示，将斜拉起吊控制组件7固定在滑车9的下方(滑车9是能沿着吊臂8滑动的)，具体为：安装法兰71与滑车9的下方固定相连。测距仪2固定安装在塔身10上，测距仪2用于测量滑车9在吊臂8上的不同位置。整个称重传感组件3也安装在吊臂8上，具体为：支架311固定在吊臂8上，吊索11的上端与卷扬机相连；吊索11的下端依次绕过位于右端的固定滑轮313的底部、张力重感滑轮312的顶部、位于左端的固定滑轮313的底部后，再进入位于滑车9下方的斜拉起吊控制组件7内，具体为：吊索11的下端依次穿过通孔711、通孔731、内定位体76的内腔后，位于整个斜拉起吊控制组件7的下方，重物12就挂在吊索11的下端。具体工作过程如下：

1、由于被挂在吊索11下端的重物12的重量不同，因此张力重感滑轮312在吊索11的拉力作用下将处于不同的高度位置，称重传感器30内的感应件通过感知上述信息，从而得知重物12的具体重量。称重传感器30将所得的重量数据实时传递给超载限制器1。

测距仪2负责测量滑车9在吊臂8上的位置数据，测距仪2将所得的位置数据也实时传递给超载限制器1。

超载限制器1中的单片机内保存有滑车9位于不同吊臂8位置处的最高可载限量。

超载限制器1首先按照位置数据寻找相应的最高可载限量，然后将重量数据与此最高可载限量进行对比。当重量数据接近最高可载限量(此时重量数据仍小于最高可载限量)时，超载限制器1命令报警器5报警；当重量数据等于或大于最高可载限量时，超载限制器1同时命令报警器5报警和通过电源控制器4切断塔吊的起吊电源。

这样就能有效防止发生超重起吊现象，从而保证了塔吊工作时的安全。

2、当在起吊过程中，吊索11偏离中心位置从而导致发生斜拉起吊现象时，分为以下2种情况：

1)、当吊索11发生轻微偏转时，内定位体76在吊索11的推力作用下发生偏转，弹性中心定位器II 782被压缩，内定位体76的外壁与中定位体75的内壁之间的距离变小，从而使导电接触体II 792因正负极相接触而导通。

此时，与导电接触体II 792相连的远距离遥控器6的发射部件将信息通过远距离遥控器6的接收部件传递至超载限制器1，超载限制器1命令报警器5报警。

2)、当吊索11发生严重偏转时，内定位体76带动中定位体75一起发生偏转，弹性中心定位器I 781也被压缩，外定位体74的内壁和定位体75的外壁之间的距离变小，从而使导电接触体I 791因正负极相接触而导通。因此，导电接触体I 791和导电接触体II792均处于导通状态。

此时，与导电接触体I 791和导电接触体II 792均相连通的远距离遥控器6的发射部件，将信息通过远距离遥控器6的接收部件传递至超载限制器1。超载限制器1同时命令报警器5报警和通过电源控制器4切断塔吊的起吊电源。

此时，即使外定位体74在内定位体76的间接带动下也发生偏转，由于外定位体74是通过软连接器72与安装法兰71固定相连的，而软连接器72能产生一定的变形；从而能避免如果外定位体74与安装法兰71直接固定相连时，两者在外力的作用下将会发生的断裂现象。当吊索11不再偏转、即回复至中心位置时，依靠软连接器72的回复力，整个斜拉起吊控制组件7能恢复原形。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种塔吊安全综合保护装置，其特征是：包括用于测量滑车在吊臂上的位置的测距仪(2)、用于感知滑车上的吊索所挂物重量的称重传感组件(3)、内设单片机的超载限制器(1)、远距离遥控器(6)和斜拉起吊控制组件(7)，所述超载限制器(1)分别与测距仪(2)、称重传感组件(3)、电源控制器(4)、报警器(5)和远距离遥控器(6)的接收部件相连；

所述斜拉起吊控制组件(7)包括均为筒形的外定位体(74)、中定位体(75)和内定位体(76)，所述中定位体(75)套装在外定位体(74)和内定位体(76)之间，中定位体(75)与外定位体(74)之间以及中定位体(75)与内定位体(76)之间均保持间隙；安装法兰(71)与外定位体(74)相连；在外定位体(74)和中定位体(75)之间设置弹性中心定位器I(781)，在中定位体(75)和内定位体(76)之间设置弹性中心定位器II(782)；导电接触体I(791)的两极分别与外定位体(74)和中定位体(75)相连，导电接触体II(792)的两极分别与中定位体(75)和内定位体(76)相连；远距离遥控器(6)的发射部件分别与导电接触体I(791)和导电接触体II(792)相连。

2.根据权利要求1所述的塔吊安全综合保护装置，其特征是：所述称重传感组件(3)包括称重传感器(30)，所述张力重感滑轮组件(31)与称重传感器(30)相连；称重传感器(30)与超载限制器(1)相连。

3.根据权利要求2所述的塔吊安全综合保护装置，其特征是：安装法兰(71)通过能产生弹性变形的软连接器(72)与外定位体(74)相连。

4.根据权利要求3所述的塔吊安全综合保护装置，其特征是：在外定位体(74)的顶部设置带有通孔(731)的保险盖(73)，安装法兰(71)位于保险盖(73)的上方。

5.根据权利要求4所述的塔吊安全综合保护装置，其特征是：在所述内定位体(76)的内壁设置耐磨套(77)。

6.根据权利要求5所述的塔吊安全综合保护装置，其特征是：在外定位体(74)的内壁设置下凸台I(742)，在中定位体(75)的外壁设置上凸台I(751)，上凸台I(751)位于下凸台I(742)的上方，在上凸台I(751)和下凸台I(742)之间设置弹性中心定位器I(781)；在中定位体(75)的内壁设置下凸台II(752)，在内定位体(76)的外壁设置上凸台II(761)，上凸台II(761)位于下凸台II(752)的上方，在上凸台II(761)与下凸台II(752)之间设置弹性中心定位器II(782)。

7.根据权利要求6所述的塔吊安全综合保护装置，其特征是：所述张力重感滑轮组件(31)包括支架(311)、张力重感滑轮(312)和2个分别对称位于所述张力重感滑轮(312)左右两侧的固定滑轮(313)，固定滑轮(313)与支架(311)固定相连，张力重感滑轮(312)与固定在支架(311)上的称重传感器(30)相连。

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