CN102092640A - 起重机的安全监控装置、方法以及包括该装置的起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种起重机的安全监控装置和方法以及包括该装置的起重机，其中安全监控装置包括：测距单元，对起重机的周围空间进行检测，根据检测到的设定目标生成相应的距离信息，并将距离信息输出；处理单元，与测距单元通信连接以接收来自测距单元的距离信息，且与起重机的主控制器通信连接以读取主控制器中的当前作业参数信息，处理单元根据检测信息和当前作业参数信息来确定目标是否处于起重机的作业范围内，并生成相应的输出信号；以及报警单元，与处理单元通信连接以接收来自处理单元的输出信号，报警单元响应于接收到的输出信号而执行预定的操作。本发明的安全监控装置能实现自动实时的报警方式，提高工程作业的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体涉及起重机的安全监控装置、方法以及采用该装置的起重机。
背景技术
现有的起重机中，为了保证作业安全，采用的方法大都是在起重机吊臂上加注安全标示，如“起重臂下严禁站人”、“作业半径内注意安全”等。然而，这种安全警示方法很容易被忽略，尤其是无意进入危险范围内的人员。同时，这种安全警示方式无法自动实时地提供主动的安全报警，需要现场作业人员保持高度的注意，而由于现场操作情况的复杂性，这种安全警示经常会被忽略。尽管现有技术中也提供了通过检测装置来主动检测作业区域中的目标(人和物体)的设备，但是现存的设备不能根据起重机吊臂的实时操作情况来发出警报和调整起重机操作，这使得这种现存检测设备的适用性较差。因此，需要提供一种新的安全警示方式来解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的就是提供一种起重机的安全监控装置、相应的安全监控方法、以及采用该装置的起重机，以便实现自动实时的报警方式，提高工程作业的安全性。
针对上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种起重机的安全监控装置，其包括：测距单元，对所述起重机的周围空间进行检测，所述测距单元根据检测到的设定目标生成相应的距离信息，并将所述距离信息输出；处理单元，与所述测距单元通信连接以接收来自所述测距单元的所述距离信息，且与所述起重机的主控制器通信连接以读取所述主控制器中的当前作业参数信息，所述处理单元根据所述距离信息和所述当前作业参数信息来确定所述目标是否处于所述起重机的作业范围内，并生成相应的输出信号；以及报警单元，与所述处理单元通信连接以接收来自所述处理单元的输出信号，所述报警单元响应于接收到的所述输出信号而执行预定的操作。
进一步地，根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置，其中，测距单元附接至所述起重机的回转机构，所述测距单元包括相对所述起重机的吊臂的纵轴线对称布置的一对测距传感器，所述一对测距传感器与所述回转机构的回转中心的连线均相对于所述纵轴线成预定角度；或者所述测距单元包括布置在所述回转机构周围的多个测距传感器。
进一步地，根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置，其中，测距单元为：红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器或雷达测距传感器。
进一步地，根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置，其中，测距传感器为：红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器或雷达测距传感器。
进一步地，根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置，其中，处理单元具有：计算模块，用于将从所述主控制器中读取的所述作业参数信息转换成相应的作业半径；比较模块，用于将计算出的所述作业半径与来自所述测距单元的所述距离信息相比较，并根据比较结果生成相应的所述输出信号。
进一步地，根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置，其中，处理单元读取的所述当前作业参数信息包括：起重机吊臂的角度和起重机吊臂的伸出长度。
进一步地，根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置，其中，报警单元包括设置在所述起重机的控制室中的蜂鸣器和警示灯以及设置在所述控制室外部的声讯警示器。
进一步地，根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置，其中，蜂鸣器、所述警示灯和所述处理单元集成在一起。
进一步地，根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置，其中，处理单元与所述主控制器集成在一起。
根据本发明的第二个方面，提供了一种起重机的安全监控方法，其包括以下步骤：
a)通过测距单元对所述起重机的周围空间进行检测，并根据检测到的设定目标生成相应的距离信息，进而将所述距离信息输出；
b)通过与所述测距单元以及所述起重机的主控制器通信连接的处理单元来接收来自所述测距单元的所述距离信息，并从所述主控制器读取所述起重机的当前作业参数信息，进而比较所述距离信息与所述当前作业参数信息，以确定所述目标是否处于所述起重机的作业范围内，随后根据所述比较结果生成相应的输出信号；以及
c)通过与所述处理单元通信连接的报警单元接收来自所述处理单元的输出信号，并响应于所述输出信号而执行预定的操作。
进一步地，根据本发明第二个方面的起重机的安全监控方法，其中，在所述步骤b)中，
所述处理单元在比较所述距离信息与所述作业参数信息之前，将所述作业参数信息转换成相应的作业半径；
所述处理单元在将所述当前作业参数信息转换成所述作业半径之后，将所述距离信息与所述作业半径进行比较，其中，在所述距离小于或等于所述作业半径的情况下，所述处理单元输出报警信号。
根据本发明的第三个方面，提供了一种起重机，其包括根据本发明第一个方面的安全监控装置。
本发明具有以下技术效果：
根据本发明的起重机的安全监控装置能够自动地实时检测是否有人进入了危险区域内(作业半径范围内)，并将检测信息传送给处理单元；处理单元一方面接收检测信息，同时还从起重机的主控制器处读取相关的作业信息，并根据预先编好的算法对两种信息进行处理，进而输出相应的控制信号，以控制报警单元的操作。由此，能够根据起重机吊臂的实际操作情况实时检测作业半径内是否有人员出现，并及时发出警报，以提醒现场人员远离危险的作业区域。
应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。
附图说明
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的一些实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。附图中：
图1示出了根据本发明一个实施方式的起重机的安全监控装置的原理图；
图2示出了根据本发明一个实施方式的起重机的安全监控装置的安装示意图。
具体实施方式
下面将参照附图并结合示例性实例对本发明的实施方式进行说明。
首先，对本发明的起重机的安全监控装置的基本构成方式进行说明。根据本发明的原理，本起重机的安全监控装置包括：测距单元，其对起重机的周围环境进行检测，该测距单元根据检测到的设定目标(比如，人)而生成相应的距离信息，并将该距离信息输出，此时，测距单元输出的信息为目标与测距单元之间的距离；处理单元，其与测距单元通信连接以接收来自测距单元的距离信息，并且与起重机的主控制器通信连接以读取主控制器中的当前作业参数信息，处理单元根据上述距离信息和当前作业参数信息确定目标是否处于起重机的作业范围内，并生成相应的输出信号；以及报警单元，其与处理单元通信连接以接收来自处理单元的输出信号，该报警单元响应于接收到的输出信号而执行预定的操作(例如，发出音频报警信号)。
通过上述这种安全监控装置，能够实现主动实时的安全监控。安全监控装置的测距单元能够自动地实时检测是否有人进入了危险区域内(作业半径范围内)，并将距离信息传送给处理单元；处理单元一方面接收距离信息，同时还从起重机的主控制器处读取相关的作业信息，并根据预先编好的算法对两种信息进行处理，进而输出相应的控制信号，以控制报警单元的操作。由此，能够实时检测作业半径内是否有人员出现，并及时发出警报，以提醒现场人员远离危险的作业区域。
根据本发明，测距单元可以布置在起重机附近的地点或者安装至起重机上的任何适当位置处，只要便于对作业范围内的人员进行检测即可。例如，可以布置在起重机的周围，或者安装至起重机的回转机构、吊臂、控制室等。处理单元和报警单元的布置位置也十分灵活，可以布置在起重机的任何适当位置处，甚至可以作为远程操作单元而与起重机分离地设置。并且，测距单元的数目和类型也可以根据操作需要而进行适当的选择，这些将在下面结合具体实例进行说明。
具体地，图1中示出了根据本发明一个实施方式的安全监控装置的原理框图。该安全监控装置主要包括：测距单元、处理单元、蜂鸣器、LED警示灯和外部警示声讯器。在所示的原理图中，蜂鸣器、LED警示灯和外部警示声讯器构成了上述的报警单元，测距单元通过一个单独的电源模块与处理单元相连，电源模块用于为整个安全监控装置供电。在其他实施方式中，安全监控装置也可以与起重机的主控制器共用一个电源。
图2中示出了根据本发明一个实施方式的安全监控装置布置在起重机上的示意图，其中仅示出了起重机的局部。在图2所示的实例中，测距单元附接至起重机10的回转机构11，具体包括相对于起重机10的吊臂12的纵轴线A对称布置的一对测距传感器1、3，如图2所示，这一对测距传感器1、3与回转机构11的回转中心的连线均相对于纵轴线A成预定角度α。该预定角度α的范围可以任意选取，只要保证形成的检测区域能够完全覆盖吊臂12前方的区域即可。由此，这对测距传感器1、3能够随着回转机构11的回转运动在其间的2α角度范围进行检测，其主要对吊臂12前方区域的作业半径进行重点监测。进一步优选地，测距单元可以包括布置在回转机构11周围的多个测距传感器，这样无论回转机构11转动到什么位置(即无论吊臂指向什么位置)，都能够在360°的范围内进行目标检测。此外，需要说明的是，图2的实施方式中的一对测距传感器1、3并非必须对称地布置，也可以根据实际操作需要对两个测距传感器1、3的角度进行调整。
具体地，测距单元可以选自多种类型的测距传感器，例如：红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器或雷达测距传感器等。
进一步地，在采用测距传感器的情况下，安全监控装置的处理单元2可以具有将从主控制器4中读取的当前作业参数信息转换成相应的作业半径的计算模块(图中未示出)。并且，处理单元2还具有将计算出的作业半径与来自测距单元的距离信息相比较的比较模块(图中未示出)，该比较模块根据比较结果生成相应的输出信号，以便控制报警单元的操作。
更具体地，处理单元2读取的当前作业参数信息可以包括：起重机吊臂的角度、起重机吊臂的伸出长度等。通过这些参数信息，计算模块可以计算出相应的作业半径信息。
优选地，如图1的框图中所示，本发明的安全监控装置的报警单元包括设置在起重机10的控制室13中的蜂鸣器和警示灯(图中未示出)以及设置在控制室外部的声讯警示器5。通过控制室13内部的蜂鸣器和警示灯，控制室13内的操作人员可以及时获知有人进入了危险作业区域内，从而调整吊臂12的操作，以避免发生事故；与此同时，控制室13外部的声讯警示器5则可以提醒操进入危险区域的人员及时原理该作业区域。由此，能够同时提醒起重机的操作人员和外部人员，提醒双方注意，从而更好地防范事故的发生。
在一个实施方式中，上述的蜂鸣器、警示灯和处理单元2可以集成在一起，构成一个共同的操作单元。并且，进一步地，处理单元2还可以与起重机10的主控制器4集成在一起。
下面，对安全监控装置的操作方式进行简要说明，其中安全监控装置以距离信息为比较对象进行监控。
如果有人、车辆等进入测距单元的感应范围内时，测距单元向处理单元发出检测信息(如所测得的距离数据)，处理单元则立即读取起重机主机控制器中的工况参数(如吊臂的角度、长度等)，并通过处理单元内部的计算模块计算出此时起重机的作业半径，进而通过比较模块比较测得的距离数据和计算出的作业半径，如果所测距离小于作业半径，则启动报警单元进行报警，比如启动内置的蜂鸣器、LED警示灯和外部警示声讯器，由此起到自动安全警示的作用。
由上述说明可以看出，本发明的安全监控装置可以通过感应检测和数据对比的方法，能实时确定起重机不同工况下的吊臂的作业半径，并且能及时发现起重机不同工况作业时作业半径内是否有人或者车辆等出现，从而能对试图进入起重机吊臂作业半径内的人、车辆起很好的安全警示作用。并且，本安全监控装置的结构简单，安装方便，制造成本低，具有良好的应用价值和广泛的适用性。
此外，根据本发明的原理，还提供了包括上述安全监控装置的起重机。当然，需要说明的是，本发明的安全监控装置不仅能应用于起重机，也可以适用于其他类似的大型工程设备，例如：混凝土泵车、高空作业车、消防车。本发明的安全监控装置例如可以装在设备的作业臂上。
同时，根据本发明的原理，还提供了一种起重机的安全监控方法，其包括以下步骤：
a)通过测距单元对起重机10的周围空间进行检测，并根据检测到的设定目标来生成相应的距离信息，进而将距离信息输出；
b)通过与测距单元以及起重机10的主控制器4通信连接的处理单元2接收来自测距单元的距离信息，并从主控制器4读取起重机10的当前作业参数信息，进而比较检测信息与当前作业参数信息，以确定物理是否处于起重机10的作业范围内，随后根据比较结果生成相应的输出信号；以及
c)通过与处理单元2通信连接的报警单元来接收来自处理单元2的输出信号，并响应于该输出信号而执行预定的操作。
进一步地，根据本发明的起重机安全监控方法，其中，在步骤b)中，处理单元2在比较检测信息与当前作业参数信息之前，将当前作业参数信息转换成相应的作业半径；处理单元在将当前作业参数信息转换成作业半径之后，将距离信息与该作业半径进行比较，其中，在目标与测距单元之间的距离小于或等于作业半径的情况下，处理单元输出报警信号。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种起重机的安全监控装置，其特征在于，包括：
测距单元，对所述起重机(10)的周围空间进行检测，所述测距单元根据检测到的设定目标生成相应的距离信息，并将所述距离信息输出；
处理单元(2)，与所述测距单元通信连接以接收来自所述测距单元的所述距离信息，且与所述起重机(10)的主控制器(4)通信连接以读取所述主控制器(4)中的当前作业参数信息，所述处理单元(2)根据所述距离信息和所述当前作业参数信息来确定所述目标是否处于所述起重机(10)的作业范围内，并生成相应的输出信号；以及
报警单元，与所述处理单元(2)通信连接以接收来自所述处理单元(2)的输出信号，所述报警单元响应于接收到的所述输出信号而执行预定的操作。
2.根据权利要求1所述的起重机的安全监控装置，其特征在于，
所述测距单元附接至所述起重机(10)的回转机构(11)，所述测距单元包括相对所述起重机(10)的吊臂(12)的纵轴线(A)对称布置的一对测距传感器(1、3)，所述一对测距传感器(1、3)与所述回转机构(11)的回转中心的连线均相对于所述纵轴线(A)成预定角度(α)；或者
所述测距单元包括布置在所述回转机构(11)周围的多个测距传感器。
3.根据权利要求1所述的起重机的安全监控装置，其特征在于，所述测距单元为：红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器或雷达测距传感器。
4.根据权利要求1所述的起重机的安全监控装置，其特征在于，所述处理单元(2)具有：
计算模块，用于将从所述主控制器(4)中读取的所述作业参数信息转换成相应的作业半径；
比较模块，用于将计算出的所述作业半径与来自所述测距单元的所述距离信息相比较，并根据比较结果生成相应的所述输出信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的起重机的安全监控装置，其特征在于，所述处理单元(2)读取的所述当前作业参数信息包括：起重机吊臂的角度和起重机吊臂的伸出长度。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的起重机的安全监控装置，其特征在于，所述报警单元包括设置在所述起重机(10)的控制室(13)中的蜂鸣器和警示灯以及设置在所述控制室(13)外部的声讯警示器(5)。
7.根据权利要求6所述的起重机的安全监控装置，其特征在于，所述蜂鸣器、所述警示灯和所述处理单元集成在一起。
8.根据权利要求1所述的起重机的安全监控装置，其特征在于，所述处理单元(2)与所述主控制器(4)集成在一起。
9.一种起重机的安全监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)通过测距单元对所述起重机(10)的周围空间进行检测，并根据检测到的设定目标生成相应的距离信息，进而将所述距离信息输出；
b)通过与所述测距单元以及所述起重机(10)的主控制器(4)通信连接的处理单元(2)来接收来自所述测距单元的所述距离信息，并从所述主控制器(4)读取所述起重机(10)的当前作业参数信息，进而比较所述距离信息与所述当前作业参数信息，以确定所述目标是否处于所述起重机(10)的作业范围内，随后根据所述比较结果生成相应的输出信号；以及
c)通过与所述处理单元(2)通信连接的报警单元接收来自所述处理单元(2)的输出信号，并响应于所述输出信号而执行预定的操作。
10.根据权利要求9所述的起重机的安全监控方法，其特征在于，在所述步骤b)中，
所述处理单元在比较所述距离信息与所述作业参数信息之前，将所述作业参数信息转换成相应的作业半径；
所述处理单元在将所述当前作业参数信息转换成所述作业半径之后，将所述距离信息与所述作业半径进行比较，其中，在所述距离小于或等于所述作业半径的情况下，所述处理单元输出报警信号。
11.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的安全监控装置。
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