CN102344093A - 一种塔吊防倾斜智能监控系统 - Google Patents

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CN102344093A CN2011102770712A CN201110277071A CN102344093A CN 102344093 A CN102344093 A CN 102344093A CN 2011102770712 A CN2011102770712 A CN 2011102770712A CN 201110277071 A CN201110277071 A CN 201110277071A CN 102344093 A CN102344093 A CN 102344093A
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cpu
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CN2011102770712A
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陈怡宏
周尚永
向敏
张意
刘维忠
罗庆志
李传勇
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Chongqing Construction Residential Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种塔吊防倾斜智能监控系统，包括塔顶检测装置和地面监控装置，塔顶检测装置包括：安装在XY平面上的第一传感器和安装于XZ平面上的第二传感器，其中Y轴沿地面的垂直方向，第一信号处理电路，第二信号处理电路，数模转换电路，CPU模块，报警装置；地面监控装置包括：输入装置，CPU单元，倾角过大报警器。本发明的优点在于：采用了两套传感器，通过三轴加速度测量方法获取两轴倾斜角度，对塔顶倾斜角度的测算更加精确。塔顶倾斜角度通过CPU单元修正，可直接判断出当前工作或非工作状态的塔吊风险等级，从而提高建筑施工的效率和降低塔吊倒塌或折断事故发生的风险。

Description

一种塔吊防倾斜智能监控系统
技术领域
本发明属于塔式起重机的技术领域，尤其涉及一种塔吊防倾斜智能监控系统。
背景技术
在所有的高层建筑施工过程中，塔吊是目前应用最为广泛的垂直运输机械设备。塔吊是建筑起重机械设备中技术含量较高的设备，从安装、使用到拆卸整个过程基本上是高空作业，如果塔顶倾斜角度超过了规定值，在施工的过程中很容易发生事故。
2008年7月14日，宝鸡市区大庆路一在建楼盘工地上，一座大约50m高的塔吊拦腰折断，6名正在作业的工人2人死亡，4人受伤；2009年7月2日，重庆高新区大竹林一在建工地的34米高塔吊倾覆；2010年5月3日，长春高新区一工地正在施工的30多米高的塔吊倒塌，塔吊司机当场死亡。因此，塔吊倾覆事故在重庆、乃至全国都时有发生，这些事故导给人民群众和生命财产造成了极大损害，给施工人员带来沉重的心理压力，社会影响恶劣。
目前通常采用对陀螺仪输出求解积分获取倾斜角度，该方法虽然简单，但随着积分周期的增加，测量误差会逐步加大；此外，陀螺仪测量的实时性与测量精度在工程中较难处理。由于不同施工阶段，不同应用场合，塔顶倾斜角度安全范围有所不同，单纯地检测塔顶倾斜角度并不能满足实际施工时的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于不同施工阶段和场合的塔吊防倾斜智能监控系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案: 一种塔吊防倾斜智能监控系统，包括塔顶检测装置和地面监控装置，
塔顶检测装置包括：
安装在XY平面上的第一传感器和安装于XZ平面上的第二传感器，其中Y轴沿地面的垂直方向；
第一信号处理电路，将第一传感器的信号滤波、放大；
第二信号处理电路，将第二传感器的信号滤波、放大；
数模转换电路，将第一信号处理电路和第二信号处理电路的模拟信号转换为数字信号并传送至CPU模块；
CPU模块，将信号分析与处理后，通过无线通讯传送至地面监控装置的CPU单元；
报警装置，与CPU模块相连，当从地面监控装置传回的信号超过额定值时，触发报警装置进行报警。
地面监控装置包括：
输入装置，连接在CPU单元的输入端，将报警参数和时间输入至CPU单元；
CPU单元，将由塔顶检测装置传来的测量结果与通过输入装置输入的报警参赛进行数据分析与处理后，判断塔吊当前垂直状态是否安全；
倾角过大报警器，与CPU单元相连，当信号超过额定值时，触发倾角过大报警器进行报警。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用了两套传感器，通过三轴加速度测量方法获取两轴倾斜角度，对塔顶倾斜角度的测算更加精确。地面监控装置上设有CPU单元，可将报警参数和时间的数据输入，塔顶倾斜角度通过修正，可直接判断出当前工作或非工作状态的塔吊风险等级，当超过额定值时，可自动触发倾角过大报警器和报警装置，从而提高建筑施工的效率和降低塔吊倒塌或折断事故发生的风险。
进一步，由于塔吊本身结构复杂，且塔吊处于强电环境中，故所述第一传感器和第二传感器的延长电缆采用屏蔽电缆。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：
图1是本发明塔吊防倾斜智能监控系统一种实施例的结构示意图。
具体实施方式   
如图1所示，本发明一种塔吊防倾斜智能监控系统，包括塔顶检测装置和地面监控装置，
塔顶检测装置包括：
安装在XY平面上的第一传感器和安装于XZ平面上的第二传感器，其中Y轴沿地面的垂直方向；
第一信号处理电路，将第一传感器的信号滤波、放大；
第二信号处理电路，将第二传感器的信号滤波、放大；
数模转换电路，将第一信号处理电路和第二信号处理电路的模拟信号转换为数字信号并传送至CPU模块；
CPU模块，将信号分析与处理后，通过无线通讯传送至地面监控装置的CPU单元；
报警装置，与CPU模块相连，当从地面监控装置传回的信号超过额定值时，触发报警装置进行报警。
地面监控装置包括：
输入装置，连接在CPU单元的输入端，将报警参数和时间输入至CPU单元；
CPU单元，将由塔顶检测装置传来的测量结果与通过输入装置输入的报警参赛进行数据分析与处理后，判断塔吊当前垂直状态是否安全；
倾角过大报警器，与CPU单元相连，当信号超过额定值时，触发倾角过大报警器进行报警。
在本实施例中，以正交的三维坐标为例，为了实现无线连接，所述塔顶检测装置上设有无线收发器，所述地面监控装置上设有与无线收发器相匹配的无线通讯模块；由于塔吊本身结构复杂，且塔吊处于强电环境中，故所述第一传感器和第二传感器的延长电缆采用屏蔽电缆。
本发明第一传感器和第二传感器经滤波、放大和数模转换，将信号传入CPU模块中，CPU模块通过以下公式算出倾斜状态的倾斜角，
Figure 719387DEST_PATH_IMAGE001
Figure 2011102770712100002DEST_PATH_IMAGE002
 。
CPU模块通过
Figure 636528DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 478582DEST_PATH_IMAGE004
的角度判断出塔吊的倾斜状态和传感器是否正常工作，当传感器未正常工作时，通过无线连接传送至地面监控装置的CPU单元，触发倾角过大报警器。当传感器正常工作时，CPU模块将信号分析与处理后，通过无线连接传送至CPU单元。由于不同施工阶段，不同应用场合，塔顶倾斜角度安全范围有所不同，施工人员可通过输入报警参数和时间。传感器测量值经CPU单元处理后，可直接判断出当前工作或非工作状态的塔吊风险等级，当超过额定值时，可自动触发倾角过大报警器，同时将报警参数和时间传回地面监控装置的CPU单元，并触发地面报警装置进行报警。通过报警装置来提示塔吊垂直度和传感器处于是否非正常状态，从而提高建筑施工的效率和降低塔吊倒塌或折断事故发生的风险。
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (2)

1.一种塔吊防倾斜智能监控系统，其特征在于：包括塔顶检测装置和地面监控装置，
塔顶检测装置包括：
安装在XY平面上的第一传感器和安装于XZ平面上的第二传感器，其中Y轴沿地面的垂直方向；
第一信号处理电路，将第一传感器的信号滤波、放大；
第二信号处理电路，将第二传感器的信号滤波、放大；
数模转换电路，将第一信号处理电路和第二信号处理电路的模拟信号转换为数字信号并传送至CPU模块；
CPU模块，将信号分析与处理后，通过无线通讯传送至地面监控装置的CPU单元；
报警装置，与CPU模块相连，当从地面监控装置传回的信号超过额定值时，触发报警装置进行报警；
地面监控装置包括：
输入装置，连接在CPU单元的输入端，将报警参数和时间输入至CPU单元；
CPU单元，将由塔顶检测装置传来的测量结果与通过输入装置输入的报警参赛进行数据分析与处理后，判断塔吊当前垂直状态是否安全；
倾角过大报警器，与CPU单元相连，当信号超过额定值时，触发倾角过大报警器进行报警。
2.如权利要求1所述的塔吊防倾斜智能监控系统，其特征在于：所述第一传感器和第二传感器的延长电缆采用屏蔽电缆。
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