CN108104459A - 可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及脚手架底座技术领域，特别针对外套式脚手架底座，涉及一种可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，包括钢板底盘、外套钢管，还包括集成在外套钢管上的无线智能倾角传感器。所述无线智能倾角传感器包括MEMS三轴加速度传感器、无线处理器模块以及电源模块，负责在无线处理器模块的协调下完成数据采集、发送、接收和倾角的计算，其输出通过无线传输的方式发送到PC或手机客户端。此外，所述无线智能倾角传感器是可拆卸的，避免脚手架底座移动过程中对它的碰撞，保证其工作性能不受影响。本发明能够在脚手架的安装及施工使用过程中对其底座的倾角状态进行实时监控，从而能够及时发现安全隐患，避免脚手架垮塌及伤亡事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及脚手架底座技术领域，特别针对外套式脚手架底座，涉及一种可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座。
背景技术
脚手架是建筑施工中不可缺少的临时设施，是为保证高处作业安全、顺利进行施工而搭设的工作平台或作业通道，在结构施工、装修施工和设备管道的安装施工中有着广泛的应用。
近年来我国建筑施工脚手架安全事故频发，不论是脚手架整体或局部失稳造成的倾覆、坍塌，还是脚手架搭拆及架上作业人员的高处坠落，均造成严重的伤亡事故。
钢管脚手架立杆设底座，可以防止滑动和不均匀下沉。当脚手架失稳时，会发生一定程度的倾斜。对脚手架底座的倾角状态进行实时监控，可以在其倾角超出一定范围时做出预警，进而对脚手架的相应部位及时检查、调整，预防脚手架的整体失稳或局部坍塌，从而减少安全事故，避免人员伤亡。
因此，除了严格按照规定搭设并使用脚手架外，脚手架搭设及使用过程中，对其底座进行实时监控也是预防及减少安全事故的重要措施。
发明内容
为了预防脚手架的垮塌，本发明提供一种可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，针对外套式脚手架底座钢管的倾角状态进行实时监测，在其倾角发生大的变化时做出预警。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，包括钢板底盘、外套钢管以及集成在外套钢管上的无线智能倾角传感器。
具体地，所述可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其外套钢管内径比立杆外径大2mm，使用时将立杆插入外套钢管内。
进一步地，所述无线智能倾角传感器包括MEMS三轴加速度传感器、无线处理器模块以及电源模块，其中所述MEMS三轴加速度传感器与所述无线处理器模块相连，所述电源模块分别与所述MEMS三轴加速度传感器及无线处理器模块相连，所述无线处理器模块的输出通过无线传输的方式发送到PC或者手机客户端。
优选地，所述MEMS三轴加速度传感器为低功耗高精度的MEMS三轴加速度传感器，有三个正交的检测轴X轴、Y轴和Z轴，能够测量低于0.1°的倾角变化，可以在±30°的范围内获得良好的分辨率。
优选地，所述MEMS三轴加速度传感器具有数字输出，无需经过A/D转换，可以通过I2C或者SPI接口直接与所述无线处理器模块相连。
进一步地，所述无线智能倾角传感器采用铝合金外盒封装，外盒尺寸为60mm*30mm*30mm，外盒厚度2mm，外盒带有10mm宽的侧翼。
进一步地，所述无线智能倾角传感器是可拆卸的，与所述脚手架底座的外套钢管通过卡槽集成。具体地，所述外套钢管上集成卡槽，卡槽上配有螺孔，使用时将所述无线智能倾角传感器插入卡槽内，并用螺丝固定，以保证所述无线智能倾角传感器与外套钢管的紧密耦合。
进一步地，所述集成在脚手架底座外套钢管上的无线智能倾角传感器，其MEMS加速度传感器的Y轴与外套钢管的母线平行，X轴和Z轴构成的XOZ平面与钢板底盘平行，可以实现全方位的倾角监测。
进一步地，所述无线智能倾角传感器负责在所述无线处理器模块的协调下完成数据采集、发送、接收和倾角的计算。所述无线处理器模块根据由MEMS三轴加速度传感器接收到的三轴上的加速度信息计算三轴的倾角值，并依据设置好的预警值进行分析处理。
优选地，所述无线处理器模块具有存储控制功能，可存储实时倾角数据及历史报警信息。
优选地，所述无线处理器模块通过无线局域网对数据进行无线传输。
本发明的有益效果是：通过在外套式脚手架底座的外套钢管上集成无线智能倾角传感器，对外套钢管的倾角状态进行实时监测，并通过无线传输方式将实时数据及报警信息发送到远程PC或手机客户端，从而及时发现脚手架在安装及施工使用过程中的安全隐患，极大地方便了对脚手架的安全监控。
附图说明
图1是本发明可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座的结构示意图。
图2是无线智能倾角传感器的外形示意图。
图3是外套钢管上集成的卡槽的俯视图。
图4是外套钢管上集成的卡槽的正视图。
图5是本发明的原理结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述。
本发明中可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座结构如图1，本发明的实施原理如图5所示。
如图1所示，所述可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座包括外套钢管1、钢板底盘2以及集成在外套钢管1上的无线智能倾角传感器3。
具体地，所述可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其外套钢管1内径比立杆外径大2mm，使用时将立杆插入外套钢管1内。
如图5所示，所述无线智能倾角传感器3包括MEMS三轴加速度传感器、无线处理器模块以及电源模块，其中所述MEMS三轴加速度传感器与所述无线处理器模块相连，所述电源模块分别与所述MEMS三轴加速度传感器及无线处理器模块相连，所述无线处理器模块的输出通过无线传输的方式发送到PC或者手机客户端。
在上述实施例中，优选地，所述MEMS三轴加速度传感器为低功耗高精度的MEMS三轴加速度传感器，有三个正交的检测轴X轴、Y轴和Z轴，能够测量低于0.1°的倾角变化，可以在±30°的范围内获得良好的分辨率，并且倾斜的角度越小，灵敏度越高，满足对脚手架底座倾角的监测需求，可以全面准确地监测脚手架底座的倾斜状态。优选地，所述MEMS三轴加速度传感器具有数字输出，无需经过A/D转换，可以通过I2C或者SPI接口直接与所述无线处理器模块相连。
在上述实施例中，所述无线智能倾角传感器3采用铝合金外盒封装，外盒尺寸为60mm*30mm*30mm，外盒厚度2mm。采用铝合金外盒能够保证倾角传感器的测量精度，避免受外界环境的影响。所述铝合金外盒带有10mm宽的侧翼。所述铝合金外盒封装的无线智能倾角传感器的外形如图2所示。进一步地，所述无线智能倾角传感器3是可拆卸的，与所述脚手架底座的外套钢管1通过卡槽集成。具体地，所述脚手架底座外套钢管1上集成卡槽，卡槽上配有螺孔，卡槽的俯视图如图3所示，卡槽的正视图如图4。使用时将所述无线智能倾角传感器3从上面插入卡槽内，并用螺丝固定，以保证所述无线智能倾角传感器3与外套钢管1的紧密耦合。工程施工过程中，脚手架开始搭设时，在底座放置好后，将无线智能倾角传感器3安装在外套钢管1上。施工结束脚手架拆除时，在底座以上的钢管全部拆除后，将无线智能倾角传感器3从外套钢管1上拆卸下来，再移除脚手架底座。所述集成在外套钢管1上的无线智能倾角传感器3可拆卸，可以避免脚手架底座移动过程中对无线智能倾角传感器3的碰撞，保证其工作性能不受影响。
在上述实施例中，所述无线智能倾角传感器3负责在所述无线处理器模块的协调下完成数据采集、发送、接收和倾角的计算。优选地，所述无线处理器模块具有存储控制功能，可存储实时倾角数据及历史报警信息。优选地，所述无线处理器模块通过无线局域网对数据进行无线传输。
理想情况下，脚手架底座的外套钢管1应该是与水平面垂直的。在脚手架的搭建和使用中，脚手架底座会由于受力而产生一定角度的倾斜，只要倾斜的角度在安全范围内，就不会影响脚手架的稳定性。当脚手架底座倾斜的角度超过一定范围后，会造成脚手架的失稳，严重时可能引起脚手架的垮塌。具体实施时，首先根据脚手架的结构计算在正常使用情况下，不同操作可引起的倾角值，据此设立倾角状态预警值，可设置不同的预警级别。在工作过程中，当倾角状态超过预警值时，系统将报警信号发送到远程PC或者手机客户端，此报警信号包含报警级别、报警位置及倾角状态信息。没有报警发生时，远程PC或者手机客户端也可以请求查看存储在所述无线智能倾角传感器3中的实时倾角数据及历史报警信息。
在上述实施例中，所述集成在外套钢管1上的无线智能倾角传感器3，其MEMS三轴加速度传感器的Y轴与外套钢管1的母线平行，X轴和Z轴构成的XOZ平面与钢板底盘2平行。当外套钢管1与水平面垂直时，X轴和Z轴与水平面的夹角为0°，这两个轴上输出的加速度均为0g，Y轴与水平面的夹角为90°，与重力加速度的方向平行，输出的加速度为1g。当脚手架底座倾斜的时候，外套钢管1与水平面不再垂直，所述无线处理器模块采集MEMS三轴加速度传感器输出的三个轴上的加速度数据，通过相应算法计算各个检测轴的倾角值，并依据设置好的预警值进行分析处理，判断脚手架底座的倾斜方向以及倾斜角度是否超过相应的预警值，在预警发生的情况下将结果通过无线传输的方式发送给PC或手机客户端。
本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，包括钢板底盘、外套钢管，其特征在于，还包括集成在外套钢管上的无线智能倾角传感器。
2.根据权利要求1所述的可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其特征在于，所述外套式脚手架底座的外套钢管内径比立杆外径大2mm，使用时将立杆插入外套钢管内。
3.根据权利要求1所述的可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其特征在于，所述无线智能倾角传感器包括MEMS三轴加速度传感器、无线处理器模块以及电源模块，其中所述MEMS三轴加速度传感器与所述无线处理器模块相连，所述电源模块分别与所述MEMS三轴加速度传感器及无线处理器模块相连，所述无线处理器模块的输出通过无线传输的方式发送到PC或者手机客户端。
4.根据权利要求3所述的可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其特征在于，所述MEMS三轴加速度传感器为低功耗高精度的MEMS三轴加速度传感器，有三个正交的检测轴X轴、Y轴和Z轴，其中Y轴与外套钢管的母线平行，X轴和Z轴构成的XOZ平面与钢板底盘平行。
5.根据权利要求4所述的可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其特征在于，所述MEMS三轴加速度传感器具有数字输出，无需经过A/D转换，可以通过I2C或者SPI接口直接与所述无线处理器模块相连。
6.根据权利要求1、3所述的可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其特征在于，所述无线智能倾角传感器采用铝合金外盒封装，外盒尺寸为60mm*30mm*30mm，外盒厚度2mm，外盒带有10mm宽的侧翼。
7.根据权利要求1、3所述的可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其特征在于，所述无线智能倾角传感器是可拆卸的，与所述外套钢管通过卡槽集成。
8.根据权利要求7所述的可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其特征在于，所述脚手架底座的外套钢管上集成卡槽，卡槽上配有螺孔，使用时将所述无线智能倾角传感器插入卡槽内，并用螺丝固定。
9.根据权利要求3所述的可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其特征在于，所述无线智能倾角传感器在所述无线处理器模块的协调下完成数据采集、发送、接收和倾角的计算。
10.根据权利要求3所述的可监测钢管倾角状态的外套式脚手架底座，其特征在于，所述无线处理器模块通过无线局域网对数据进行无线传输。
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