CN106853949B - 一种塔吊装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种塔吊装置，包括塔身、横臂、横臂拉杆、起吊拉杆；所述横臂安装于所述塔身，所述横臂包括位塔身一侧的起重臂及位于所述横臂另一侧的平衡臂；所述横臂拉杆包括一端安装于所述起重臂上另一端安装于所述塔身的起重臂拉杆及一端安装于平衡臂上另一端安装于所述塔身的平衡臂拉杆，还所包括水箱平衡装置，所述水箱平衡装置包括安装在起重臂上的起重侧水箱、安装在平衡臂上的平衡侧水箱及连通起重侧水箱及平衡侧水箱的平衡水管，所述平衡水管上设置双向管道水泵用于使起重侧水箱及平衡侧水箱内的水通过平衡水管相互流动使横臂的重心位于塔身处。本发明塔吊装置安全性高。

Description

一种塔吊装置
技术领域
本发明涉及起重机械领域，具体的，塔吊装置。
背景技术
在建筑领域上，塔吊装置已经成为不可缺少的起重工具，而塔吊横臂力矩不平衡问题几乎是塔吊装置在技术改进中最重要的问题。常规的是利用固定平衡重来满足整机稳定性要求，即在安装在塔身的横臂的尾端安装一定重量的平衡重，空载状态时重心后倾(即偏向平衡重一侧)，而满载状态时又出现重心前倾(即偏向吊起生物的一侧)，机体经常承受很大的弯矩，减短机体寿命，还容易因起吊重物过重、重心偏移塔身过大导致塔吊装置倒塌，这些安全隐患危及财产及人身全安全。
发明内容
本发明目的在于提供一种能够自动调节横臂重心、使横臂重心始终落于塔身的安全的塔吊装置。
一种塔吊装置，包括塔身、横臂、横臂拉杆、起吊拉杆；所述横臂安装于所述塔身，所述横臂包括位塔身一侧的起重臂及位于所述横臂另一侧的平衡臂；所述横臂拉杆包括一端安装于所述起重臂上另一端安装于所述塔身的起重臂拉杆及一端安装于平衡臂上另一端安装于所述塔身的平衡臂拉杆，还所包括水箱平衡装置，所述水箱平衡装置包括安装在起重臂上的起重侧水箱、安装在平衡臂上的平衡侧水箱及连通起重侧水箱及平衡侧水箱的平衡水管，所述平衡水管上设置双向管道水泵用于使起重侧水箱及平衡侧水箱内的水通过平衡水管相互流动使横臂的重心位于塔身处。
优选地，所述水箱平衡装置还包括起重侧拉力传感器、平衡侧拉力传感器及控制器；所述起重侧拉力传感器安装于所述起重臂拉杆上用于感测起重侧拉杆的拉力，所述平衡侧拉力传感器安装于平衡臂拉杆上用于感测平衡侧拉杆的拉力；所述控制器连接至所述起重侧拉力传感器、平衡侧拉力传感器及所述双向管道水泵；所述控制器用于根据起重侧拉杆及平衡侧拉杆的拉力计算横臂重心，并控制所述双向管道水泵的开启与关闭。
优选地，还包括与控制器相连的输入装置，用于输入重物的重量值，所述控制器预先存储重量值与工作拉力的对应关系。
优选地，所述起重侧水箱能够滑动的安装于所述起重臂上，所述平衡水管为柔性材料制成能够伸缩的软管。
优选地，所述控制器设定重心在起重臂或在平衡臂上偏离塔身的距离包括安全距离、警戒距离、危险距离，其中安全距离小于警戒距离、警戒距离小于危险距离；安全距离内的不调节起重侧水箱和平衡侧水箱的水量，超过警戒距离且小于危险距离调节起重侧水箱和平衡侧水箱的水量，超过危险距离时停止起吊运作。
优选地，起重侧水箱底部有起重侧自动安全阀，当重心偏移在起重臂一侧且超过安全距离持续一定时间没有恢复至安全距离以内时，安全阀自动打开，水箱底板完全脱开瞬间排除水箱中的水。
优选地，平衡侧水箱底部有平衡侧自动安全阀，当重心偏移在平衡臂一侧且超过安全距离持续一定时间没有恢复至安全距离以内时，平衡侧自动安全阀自动打开排水门进行排水，当重心偏移进行安全距离后，停止排水。
优选地，双向管道水泵上有个三通接地水管，连接地面给水排水管，对对起重侧水箱及平衡侧水箱的总水量进行调节。
优选地，起重侧水箱和平衡侧水箱下端有活动的水箱固定架，用于限制水箱在水平方向的晃动。
优选地，所述重侧水箱和平衡侧水箱均为多级层叠式水箱组。
本发明的有益效果是：本发明塔吊装置通过设置于塔身两侧并经平衡水管连通的起重侧水箱与平衡侧水箱的水量相互流动，从而调节起重臂与平衡臂之间的平衡，使横臂的重心落于塔身位置，调节方便、高效且可以动态调节，有效增强了塔吊装置的安全性能。
附图说明
图1是本发明优选实施方式提供的塔吊装置的结构示意图。
图2是图1所示的塔吊装置的模块方框图。
具体实施方式
请参阅图1至图2，本发明优选实施方式提供的一种塔吊装置100，包括基座10、塔身20、横臂30、横臂拉杆40、起吊拉杆50及水箱平衡装置60。
所述塔身20的底端安装于所述基座10上，所述塔身20垂直于所述基座10。所述横臂30垂直安装于所述塔身20靠近顶端的位置，所述横臂30包括位塔身20一侧的起重臂31及位于所述横臂另一侧的平衡臂32。所述横臂30能够水平转动的安装在所述塔身20上。
所述横臂拉杆40包括起重臂拉杆41及平衡臂拉杆42。本实施方式中，所述横臂拉杆40为钢丝绳。所述起重臂拉杆41一端安装于所述起重臂31上，另一端安装于所述塔身10的顶端。所述平衡臂拉杆42的一端安装于平衡臂32上，另一端安装于所述塔身10的顶端。本实施方式中，起重臂拉杆41及平衡臂拉杆42分别固定安装于起重臂31、平衡臂32及塔身10的顶端。
所述起吊拉杆50一端设置于起重臂31上，另一端可以设置挂钩(图未示)以钩起重物200，本实施方式中，所述起吊拉杆50也为钢丝绳，并可以起重臂31设置滑轮，再将钢丝绳绕于滑轮上。
所述水箱平衡装置60包括起重侧水箱61、平衡侧水箱62、平衡水管63、起重侧拉力传感器64、平衡侧拉力传感器65及控制器66。所述起重侧水箱61安装于所述起重臂31上，具体固定安装位于靠近塔身20的位置。所述平衡侧水箱62固定安装于所述平衡臂32上。所述平衡水管63连通所述起重侧水箱61及平衡侧水箱62之间，具体的连接在起重侧水箱61及平衡侧水箱62的底部，所述平衡水管63大致的中部位置设置有双向管道水泵631。所述双向管道水泵631用于将起重侧水箱61内的水抽至平衡侧水箱62内，或者将平衡侧水箱内62的水抽至起重侧水箱61内。
所述起重侧拉力传感器64安装于所述起重臂拉杆41上，所述平衡侧拉力传感器65安装于平衡臂拉杆42上。所述控制器66连接至所述起重侧拉力传感器64、平衡侧拉力传感器65及所述双向管道水泵631。
使用时，在初始状态，即在起吊拉杆50未吊起重物200时，所述起重侧拉力传感器64、平衡侧拉力传感器65分别感测到一定的初始拉力并传送至控制器66，控制器66根据初始拉力分别计算起重臂31及平衡臂32的力矩，此时定义为初始力矩，并控制所述双向管道水泵631的开启与关闭，使所述双向管道水泵631将起重侧水箱61内的水抽至平衡侧水箱62内，或者将平衡侧水箱内62的水抽至起重侧水箱61内，以此达到起重臂31及平衡臂32的初始平衡状态，即横臂30的重心落在所述塔身20上。
当起吊拉杆50吊起重物200时，所述起重侧拉力传感器64、平衡侧拉力传感器65分别感测到一定的初始拉力发生变化，此时分别感测到的拉力定义为工作拉力。分别感测到的工作拉力传送给控制器66，控制器66根据工作拉力分别计算起重臂31及平衡臂32的起吊重物200时的力矩，此时定义为工作力矩，并控制所述双向管道水泵631的开启与关闭，使所述双向管道水泵631将起重侧水箱61内的水抽至平衡侧水箱62内，或者将平衡侧水箱内62的水抽至起重侧水箱61内，以此达到起重臂31及平衡臂32的工作平衡状态，即横臂30的仍然重心落在所述塔身20上。
以上吊起重物200时，为防止重物过重，在起重臂31及平衡臂32未及时达到工作平衡状态，而重心偏向起重臂过大且时间较长而造成安全事故，可以有一个预起吊过程，即起吊拉杆50吊起重物很短的时间且起重侧拉力传感器64、平衡侧拉力传感器65分别感测到工作拉力后，起吊拉杆50将重物放下，待控制器66根据工作拉力控制起重臂31及平衡臂32的控制起重侧水箱61内的水平衡侧水箱62的流通后，然后再次吊起重物200，使起重臂31及平衡臂32直接达到工作平衡状态。
本发明塔吊装置通过设置于塔身两侧并经平衡水管连通的起重侧水箱与平衡侧水箱的水量相互流动，从而调节起重臂与平衡臂之间的平衡，使横臂的重心落于塔身位置，调节方便、高效且可以动态调节，有效增强了塔吊装置的安全性能。
在其他实施方式中，所述水箱平衡装置60包可以不包括起重侧拉力传感器64、平衡侧拉力传感器65及控制器66。可以根据已知重物200通过人工计算获得重心位置，且人工开启双向管道水泵631，调节起重侧水箱61及平衡侧水箱62的水量，为方便人工了解起重侧水箱61及平衡侧水箱62的水量，两个水箱可以进一步设置刻度。
进一步的，还包括与控制器66相连的输入装置67，当预先知道重物200的重量时，可以直接输入重量值，且控制器66预先存储重量值与工作拉力的对应关系，控制器66根据工作拉力控制起重臂31及平衡臂32的控制起重侧水箱61内的水平衡侧水箱62的流通后，再吊起重物200，使起重臂31及平衡臂32直接达到工作平衡状态。
可以理解的是，在工作平衡状态下吊起重物200后，横臂30绕塔身20转动时，由于通常为匀速转动，所述起重侧拉力传感器64及平衡侧拉力传感器65分别感测到拉力没有变化，控制器不需要调节起重侧水箱61和平衡侧水箱的水量。
进一步的，如果吊起的重物200在平衡臂上滑动才能将重物200输送到预定位置，在滑动过程中控制器66动态调节起重侧水箱61和平衡侧水箱61的水量以保持重心在塔身20上。
在其他实施方式中，所述起重侧水箱62能够滑动的安装于所述起重臂31上，所述平衡水管63为柔性材料制成能够伸缩的软管。由于起重侧水箱62能够滑动的安装于所述起重臂31，可以更加灵活、快速的调整横梁31的重心落于所述塔身20上。
进一步的，控制器66可以设定重心在起重臂31或在平衡臂32上偏离塔身20的距离(即重心至塔身20的距离)包括安全距离、警戒距离、危险距离，其中安全距离小于警戒距离、警戒距离小于危险距离。即安全距离内的偏离是允许的，可以不调节起重侧水箱61和平衡侧水箱62的水量，超过警戒距离且小于危险距离就提醒要调节起重侧水箱61和平衡侧水箱62的水量，超过危险距离要立即停止起吊运作，启动保护措施。
进一步的，起重侧水箱61底部有起重侧自动安全阀610，当重心偏移在起重臂31一侧且超过安全距离持续一定时间没有恢复至安全距离以内时，安全阀自动打开，水箱底板完全脱开，瞬间排除水箱中水，以减轻整个塔吊倒塌后对地面的撞击。
进一步的，平衡侧水箱62底部有平衡侧自动安全阀620，当重心偏移在平衡臂一侧且超过安全距离持续一定时间没有恢复时，平衡侧自动安全阀620自动打开，排水门脉冲式开合，进行脉冲式排水，当重心偏移进入安全距离后，停止排水。另外，双向管道水泵631上有个三通接地水管，连接地面给水排水管，对起重侧水箱61及平衡侧水箱62中的总水量进行调节。
进一步的，起重侧水箱61和平衡侧水箱62下端有活动的水箱固定架，防止水箱晃动，只限制水箱在水平方向的晃动，可以上下滑动，以消除水箱对重心调节的不利影响。
在其他实施方式中，起重侧水箱61和平衡侧水箱62均为多级层叠式水箱组(即多个水箱层叠在一起)，根据所吊重物的重量调节水箱数量。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种塔吊装置，包括塔身、横臂、横臂拉杆、起吊拉杆；所述横臂安装于所述塔身，所述横臂包括塔身一侧的起重臂及位于所述横臂另一侧的平衡臂；所述横臂拉杆包括一端安装于所述起重臂上另一端安装于所述塔身的起重臂拉杆及一端安装于平衡臂上另一端安装于所述塔身的平衡臂拉杆，其特征在于：还所包括水箱平衡装置，所述水箱平衡装置包括安装在起重臂上的起重侧水箱、安装在平衡臂上的平衡侧水箱及连通起重侧水箱及平衡侧水箱的平衡水管，所述平衡水管上设置双向管道水泵用于使起重侧水箱及平衡侧水箱内的水通过平衡水管相互流动使横臂的重心位于塔身处；
所述水箱平衡装置还包括起重侧拉力传感器、平衡侧拉力传感器及控制器；所述起重侧拉力传感器安装于所述起重臂拉杆上用于感测起重侧拉杆的拉力，所述平衡侧拉力传感器安装于平衡臂拉杆上用于感测平衡侧拉杆的拉力；所述控制器连接至所述起重侧拉力传感器、平衡侧拉力传感器及所述双向管道水泵；所述控制器用于根据起重侧拉杆及平衡侧拉杆的拉力计算横臂重心，并控制所述双向管道水泵的开启与关闭；
所述控制器设定重心在起重臂或在平衡臂上偏离塔身的距离包括安全距离、警戒距离、危险距离，其中安全距离小于警戒距离、警戒距离小于危险距离；安全距离内的不调节起重侧水箱和平衡侧水箱的水量，超过警戒距离且小于危险距离调节起重侧水箱和平衡侧水箱的水量，超过危险距离时停止起吊运作；
起重侧水箱底部有起重侧自动安全阀，当重心偏移在起重臂一侧且超过安全距离持续一定时间没有恢复至安全距离以内时，安全阀自动打开，水箱底板完全脱开瞬间排除水箱中的水；
平衡侧水箱底部有平衡侧自动安全阀，当重心偏移在平衡臂一侧且超过安全距离持续一定时间没有恢复至安全距离以内时，平衡侧自动安全阀自动打开排水门进行排水，当重心偏移至安全距离内后，停止排水；
双向管道水泵上有个三通接地水管，连接地面给水排水管，对起重侧水箱及平衡侧水箱的总水量进行调节；
起重侧水箱和平衡侧水箱下端有活动的水箱固定架，用于限制水箱在水平方向的晃动。
2.如权利要求1所述的塔吊装置，其特征在于：还包括与控制器相连的输入装置，用于输入重物的重量值，所述控制器预先存储重量值与工作拉力的对应关系。
3.如权利要求1所述的塔吊装置，其特征在于：所述起重侧水箱能够滑动的安装于所述起重臂上，所述平衡水管为柔性材料制成能够伸缩的软管。
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