CN110127535B - 一种辅助吊装装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助吊装装置及使用方法，装置包括：吊装设备传感器，用于监测吊装设备的吊装工艺参数，并将监测到的吊装工艺参数传输到云平台及第二数据处理终端；构件电子标识，用于被设置在待吊装的构件上，并记录有该构件的参数信息；所有的构件电子标识上携带的参数信息都记录在云平台中；第一数据处理终端，由构件运输及吊装指挥人员携带；所述构件电子标识可被所述第一数据处理终端识别，并从云平台获取构件的构件参数信息；第二数据处理终端，用于被设置在吊装设备的操控室内，并从云平台获取构件吊装参数信息。本装置可对人工吊装进行辅助，从而减少对操作人员经验的依赖，亦可增加吊装工程中的效率以及安全性。

Description

一种辅助吊装装置及使用方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种辅助吊装装置及使用方法。

背景技术

吊装设备的操作及指挥，主要依靠地面指挥人员以及吊装设备司机的相互协调，并使用自身经验及技巧进行操作。在现场操作的效率较为低下且存在安全隐患，目前已存在较多吊装设备防碰撞装置及系统，但是吊装效率低下的问题依然无法得到解决。尽管人工智能正在飞速发展，但是在吊装领域，由于容错率小，现场影响条件多，单纯使用人工智能来提高效率则可能会更多的带来安全隐患。

因此，提出提高吊装作业效率，并降低吊装作业安全隐患的装置是摆在本领域技术人员面前的难题。

发明专利内容

本发明克服现在技术中的上述难题，提出一种辅助吊装装置及使用方法，记录吊装设备的各项参数，并使用云平台对各项吊装工艺参数进行计算与校对。同时，本装置可对人工吊装进行辅助，从而减少对操作人员经验的依赖，亦可增加吊装工程中的效率以及安全性。如此一来，使用电脑对人工吊装进行辅助，在提高吊装效率的同时，减少了吊装安全的风险。

本发明通过以下技术方案来实现：一种辅助吊装装置，所述吊装设备包括操控室、起重臂、小车和吊钩，所述装置包括吊装设备传感器、构件电子标识、第一数据处理终端、第二数据处理终端和云平台；

吊装设备对构件进行吊装；

吊装设备传感器监测吊装设备的吊装工艺参数，并将监测到的吊装工艺参数传输到云平台及第二数据处理终端；

构件电子标识被设置在待吊装的构件上，并记录有该构件的参数信息；所有的构件电子标识上携带的参数信息都记录在云平台中；

第一数据处理终端由构件运输及吊装指挥人员携带；

所述构件电子标识可被所述第一数据处理终端识别，并从云平台获取构件的构件参数信息；

第二数据处理终端被设置在吊装设备的操控室内，并从云平台获取构件吊装参数信息。

进一步的，现以操控室为极点o，起重臂初始状态位于极轴ox上；吊装设备传感器主要包括：安装在起重臂，用于测量起重臂与极轴ox的水平角度差α和/或竖直向俯仰角差β的角度传感器；

安装在操控室，用于测量小车与极点o间距离X的第一距离传感器；

安装在小车上，用于测量小车与吊钩间距离Z的第二距离传感器。

进一步的，所述构件电子标识包括条形码、二维码以及射频电子标签的一种或多种，记录的构件参数信息包括该构件的尺寸、质量、所需的配重的一项或多项。

本发明的第二目的是提供一种辅助吊装的装置的使用方法，该方法包括如下步骤：

1)根据吊装设备与拟建建筑的相对位置，计算得到各构件预定的吊装位置，将该吊装位置信息进一步设计并计算得到吊装设备的吊装工艺参数：α、β、X和Z，并将吊装工艺参数与构件的电子标识信息一一对应关联，并制作成数据库，保存在云平台上；

2)人员使用第一数据处理终端识别拟吊装的构件上的电子标识，并发送至云平台；

3)第二数据处理终端从云平台获取到拟吊装构件的编号信息，并从数据库中查询到对应的吊装工艺参数；

4)根据吊装设备目前位置，修正吊装设备所剩余的需移动的吊装工艺参数，包括：α`、β`、X`和Z`；

5)将修正后的构件吊装工艺参数信息向吊装设备操控人员展示。

进一步的，所述α`、β`、X`和Z`获取方法如下：

1)根据设计图，获取各构件的预定安装位置的高度h₁、起重臂高度H₁、与极轴ox的水平方向夹角α、与极轴ox的竖直方向夹角β₁以及与极点o的水平最短距离d₁；

2)使用起重臂高度H₁，减去h₁得到各构件预定安装位置处小车与吊钩间距离Z；

3)使用各构件与吊装设备的平面最短距离d₁，换算得到小车与操控室距离X；

4)在吊起各构件时，记录吊装设备目前位置时起重臂与极轴ox的水平角度差α₁和/或竖直向俯仰角差β₁、小车与极点o间距离X₁、小车与吊钩间距离Z₁；

5)通过计算α-α₁得到α`、通过计算β-β<sub>1</sub>得到β`、通过X-X₁得到X`、通过Z-Z<sub>1</sub>得到Z`。

进一步的，所述各构件预定的吊装位置的计算，需根据吊装场地周边环境、已有的障碍物和构件的吊装路线，计算出需要规避的障碍物，并预留安全距离，从而修正吊装路线。

本发明的第三目的是提供一种辅助吊装装置的使用方法，该方法包括如下步骤：

1)在吊装前使用第一数据处理终端识别各构件，并将各构件的构件参数信息发送至云平台内；

2)使用人工对转换层构件进行吊装；

3)云平台记录人工吊装时针对与不同构件相对应的吊装工艺参数，包括α、β、X和Z，并根据同位置下层构件与上层构件之间的关系计算对应的待吊装的构件所需被吊装位置的吊装工艺参数，包括:α、β、X和Z`；

4)在第一数据处理终端识别到吊装位置已被计算的构件时，将调取的构件吊装工艺参数信息，包括：α、β、X和Z`；

5)根据塔吊目前位置，修正塔吊所剩余的需移动的吊装工艺参数，包括：α`、β`、X`和Z``；

6)将修正后的构件吊装工艺参数信息向吊装设备操控人员展示。

进一步的，步骤3与步骤5具体如下：

1)吊装前确认与人工吊装的下层构件所对应的上层构件；

2)对应的上层构件与下层构件使用相同的α、β和X；

3)使用对应上层构件与下层构件的层高差h₂加上对应下层构件使用的Z计算出对应上层构件吊装时应使用的小车与吊钩间距离Z`；

4)在吊起各构件时，记录吊装设备目前位置时起重臂与极轴ox的水平角度差α₁和/或竖直向俯仰角差β₁、小车与极点o间距离X₁、小车与吊钩间距离Z₁；

5)通过计算α-α₁得到α`、通过计算β-β<sub>1</sub>得到β`、通过X-X₁得到X`、通过Z`-Z₁得到Z``。

进一步的，所述第一数据处理终端和第二数据处理终端实时显示的操控参数和工作状态以及所吊装构件的信息，并在吊装设备间以及被吊装构件与建筑间安全距离不足时自动停机并发出警告。

根据上述技术方案，本发明的有益效果是：第一数据处理终端可实时从云平台中调取各构件的信息，并向地面指挥人员展示，以便使用人工再次确认吊装的构件是否正确。第二数据处理终端可实时向吊装设备操控人员展示，构件剩余的需吊装的各项数据，并在接近预定位置时发出警报，从而保证吊装构件的安全。本发明提供了两套装置的使用方法，分别在有预先设计吊装位置以及没有预先设计吊装位置的情况下，都可正常使用。

附图说明

图1为吊装设备的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细的说明。

一种辅助吊装设备的装置，所述吊装设备包括操控室1、起重臂2、小车3和吊钩4，如图1所示，所述装置包括吊装设备传感器、构件电子标识、第一数据处理终端、第二数据处理终端和云平台；

吊装设备对构件进行吊装；

吊装设备传感器监测吊装设备的吊装工艺参数，并将监测到的吊装工艺参数传输到云平台及第二数据处理终端；

构件电子标识被设置在待吊装的构件上，并记录有该构件的参数信息；所有的构件电子标识上携带的参数信息都记录在云平台中；

第一数据处理终端由构件运输及吊装指挥人员携带；

所述构件电子标识可被所述第一数据处理终端识别，并从云平台获取构件的构件参数信息；

第二数据处理终端被设置在吊装设备的操控室内，并从云平台获取构件吊装参数信息。

第一数据处理终端、第二数据处理终端可以采用安卓手机，但不限于此。

现以操控室1为极点o，起重臂2初始状态位于极轴ox上，以确定吊装设备与被吊装构件的坐标系方便计算；吊装设备传感器主要包括：

安装在起重臂1，用于测量起重臂1与极轴ox的水平角度差α和/或竖直向俯仰角差β的角度传感器；

安装在操控室1，用于测量小车3与极点o间距离X的第一距离传感器；

安装在小车3上，用于测量小车3与吊钩4间距离Z的第二距离传感器。

所述构件电子标识包括条形码、二维码以及射频电子标签的一种或多种，记录的构件参数信息包括该构件的尺寸、质量、所需的配重的一项或多项，用于辅助施工人员操作与协调。

上述辅助吊装的装置的一种使用方法包括如下步骤：

1)根据吊装设备与拟建建筑的相对位置，计算得到各构件预定的吊装位置，将该吊装位置信息进一步设计并计算得到吊装设备的吊装工艺参数：α、β、X和Z，并将吊装工艺参数与构件的电子标识信息一一对应关联，并制作成数据库，保存在云平台上；

2)人员使用第一数据处理终端识别拟吊装构件上的电子标识，并发送至云平台；

3)第二数据处理终端从云平台获取到拟吊装构件的编号信息，并从数据库中查询到对应的吊装工艺参数；

4)根据吊装设备当前位置，修正吊装设备所剩余的需移动的吊装工艺参数，包括：α`、β`、X`和Z`；所述α`、β`、X`和Z`获取方法如下：

A1)根据设计图，获取各构件的预定安装位置的高度h₁、起重臂高度H₁、与极轴ox的水平方向夹角α、与极轴ox的竖直方向夹角β₁以及与极点o的水平最短距离d₁；

A2)使用起重臂高度H₁，减去h₁得到各构件预定安装位置处小车与吊钩间距离Z；

A3)使用各构件与吊装设备的平面最短距离d₁，换算得到小车与操控室距离X；

A4)在吊起各构件时，记录吊装设备当前位置时起重臂与极轴ox的水平角度差α₁和/或竖直向俯仰角差β₁、小车与极点o间距离X₁、小车与吊钩间距离Z₁；

A5)通过计算α-α₁得到α`、通过计算β-β<sub>1</sub>得到β`、通过X-X₁得到X`、通过Z-Z<sub>1</sub>得到Z`。

5)将修正后的构件吊装工艺参数信息向吊装设备操控人员展示。

上述一种辅助吊装的装置的另一种使用方法包括如下步骤：

1)在吊装前使用第一数据处理终端识别各构件，并将各构件的构件参数信息发送至云平台内；

2)使用人工对转换层件进行吊装；

3)云平台记录人工吊装时针对与不同构件相对应的吊装工艺参数，包括α、β、X和Z，并根据同位置下层构件与上层构件之间的关系计算对应的待吊装的构件所需被吊装位置的吊装工艺参数，包括:α、β、X和Z`；

4)在第一数据处理终端识别到吊装位置已被计算的构件时，将调取的构件吊装工艺参数，包括：α、β、X和Z`；

5)根据吊装设备目前位置，修正吊装设备所剩余的需移动的吊装工艺参数，包括：α`、β`、X`和Z``；

6)将修正后的构件吊装工艺参数信息向吊装设备操控人员展示。

步骤3与步骤5具体如下：

B1)吊装前确认与人工吊装的下层构件所对应的上层构件；

B2)对应的上层构件与下层构件使用相同的α、β和X；

B3)使用对应上层构件与下层构件的层高差h₂加上对应下层构件使用的Z计算出对应上层构件吊装时应使用的小车与吊钩间距离Z`；

B4)在吊起各构件时，记录吊装设备目前位置时起重臂与极轴ox的水平角度差α₁和/或竖直向俯仰角差β₁、小车与极点o间距离X₁、小车与吊钩间距离Z₁；

B5)通过计算α-α₁得到α`、通过计算β-β<sub>1</sub>得到β`、通过X-X₁得到X`、通过Z`-Z₁得到Z``。

所述各构件预定的吊装位置的计算，需根据吊装场地周边环境、已有的障碍物和构件的吊装路线，计算出需要规避的障碍物，并预留安全距离，从而修正吊装路线。

所述第一终端和第二终端可实时显示的操控参数和工作状态以及所吊装构件的信息，并在吊装设备间以及被吊装构件与建筑间安全距离不足时自动停机并发出警告。

需要说明的是，吊装设备不仅限于图1所示的塔吊，还包括移动式塔式塔吊、固定式塔吊俯仰变幅起重臂(动臂)、小车变幅起重臂(平臂)塔式塔吊、下回转(塔身回转)和上回转(塔身不回转)塔式塔吊等。

Claims (7)

1.一种辅助吊装装置的使用方法，其特征在于，所述一种辅助吊装装置包括操控室、起重臂、小车和吊钩，所述装置包括吊装设备传感器、构件电子标识、第一数据处理终端、第二数据处理终端和云平台；吊装设备对构件进行吊装；吊装设备传感器监测吊装设备的吊装工艺参数，并将监测到的吊装工艺参数传输到云平台及第二数据处理终端；构件电子标识被设置在待吊装的构件上，并记录有该构件的参数信息；所有的构件电子标识上携带的参数信息都记录在云平台中；第一数据处理终端由构件运输及吊装指挥人员携带；所述构件电子标识可被所述第一数据处理终端识别，并从云平台获取构件的构件参数信息；第二数据处理终端被设置在吊装设备的操控室内，并从云平台获取构件吊装参数信息；

现以操控室为极点o，起重臂初始状态位于极轴ox上；吊装设备传感器主要包括：安装在起重臂，用于测量起重臂与极轴ox的水平角度差α和/或竖直向俯仰角差β的角度传感器；安装在操控室，用于测量小车与极点o间距离X的第一距离传感器；安装在小车上，用于测量小车与吊钩间距离Z的第二距离传感器；

该方法包括如下步骤：

1）根据吊装设备与拟建建筑的相对位置，计算得到各构件预定的吊装位置，将该吊装位置信息进一步设计并计算得到吊装设备的吊装工艺参数：α、β、X和Z，并将吊装工艺参数与构件的电子标识信息一一对应关联，并制作成数据库，保存在云平台上；

2）人员使用第一数据处理终端识别拟吊装的构件上的电子标识，并发送至云平台；

3）第二数据处理终端从云平台获取到拟吊装构件的编号信息，并从数据库中查询到对应的吊装工艺参数；

4）根据吊装设备目前位置，修正吊装设备所剩余的需移动的吊装工艺参数，包括：α`、β`、X`和Z`；

5）将修正后的构件吊装工艺参数信息向吊装设备操控人员展示；

所述α`、β`、X`和Z`获取方法如下：

1）根据设计图，获取各构件的预定安装位置的高度h₁、起重臂高度H₁、与极轴ox的水平方向夹角α、与极轴ox的竖直方向夹角β₁以及与极点o的水平最短距离d₁；

2）使用起重臂高度H₁，减去h₁得到各构件预定安装位置处小车与吊钩间距离Z；

3）使用各构件与吊装设备的平面最短距离d₁，换算得到小车与操控室距离X；

4）在吊起各构件时，记录吊装设备目前位置时起重臂与极轴ox的水平角度差α₁和/或竖直向俯仰角差β₁、小车与极点o间距离X₁、小车与吊钩间距离Z₁；

5）通过计算α-α₁得到α`、通过计算β-β<sub>1</sub>得到β`、通过X-X₁得到X`、通过Z-Z<sub>1</sub>得到Z`。

2.根据权利要求1所述的一种辅助吊装装置的使用方法，其特征在于，所述构件电子标识包括条形码、二维码以及射频电子标签的一种或多种，记录的构件参数信息包括该构件的尺寸、质量、所需的配重的一项或多项。

3.根据权利要求1所述的一种辅助吊装装置的使用方法，其特征在于，所述各构件预定的吊装位置的计算，需根据吊装场地周边环境、已有的障碍物和构件的吊装路线，计算出需要规避的障碍物，并预留安全距离，从而修正吊装路线。

4.根据权利要求1所述的一种辅助吊装装置的使用方法，其特征在于，所述第一数据处理终端和第二数据处理终端实时显示的操控参数和工作状态以及所吊装构件的信息，并在吊装设备间以及被吊装构件与建筑间安全距离不足时自动停机并发出警告。

5.一种辅助吊装装置的使用方法，其特征在于，所述一种辅助吊装装置包括操控室、起重臂、小车和吊钩，所述装置包括吊装设备传感器、构件电子标识、第一数据处理终端、第二数据处理终端和云平台；吊装设备对构件进行吊装；吊装设备传感器监测吊装设备的吊装工艺参数，并将监测到的吊装工艺参数传输到云平台及第二数据处理终端；构件电子标识被设置在待吊装的构件上，并记录有该构件的参数信息；所有的构件电子标识上携带的参数信息都记录在云平台中；第一数据处理终端由构件运输及吊装指挥人员携带；所述构件电子标识可被所述第一数据处理终端识别，并从云平台获取构件的构件参数信息；第二数据处理终端被设置在吊装设备的操控室内，并从云平台获取构件吊装参数信息；

现以操控室为极点o，起重臂初始状态位于极轴ox上；吊装设备传感器主要包括：安装在起重臂，用于测量起重臂与极轴ox的水平角度差α和/或竖直向俯仰角差β的角度传感器；安装在操控室，用于测量小车与极点o间距离X的第一距离传感器；安装在小车上，用于测量小车与吊钩间距离Z的第二距离传感器；

该方法包括如下步骤：

步骤1）在吊装前使用第一数据处理终端识别各构件，并将各构件的构件参数信息发送至云平台内；

步骤2）使用人工对转换层构件进行吊装；

步骤3）云平台记录人工吊装时针对与不同构件相对应的吊装工艺参数，包括α、β、X和Z，并根据同位置下层构件与上层构件之间的关系计算对应的待吊装的构件所需被吊装位置的吊装工艺参数，包括:α、β、X和Z`；

步骤4）在第一数据处理终端识别到吊装位置已被计算的构件时，将调取构件吊装工艺参数信息，包括：α、β、X和Z`；

步骤5）根据塔吊目前位置，修正塔吊所剩余的需移动的吊装工艺参数，包括：α`、β`、X`和Z``；

步骤6）将修正后的构件吊装工艺参数信息向吊装设备操控人员展示；

步骤3）与步骤5）具体如下：

1）吊装前确认与人工吊装的下层构件所对应的上层构件；

2）对应的上层构件与下层构件使用相同的α、β和X；

3）使用对应上层构件与下层构件的层高差h₂加上对应下层构件使用的Z计算出对应上层构件吊装时应使用的小车与吊钩间距离Z`；

4）在吊起各构件时，记录吊装设备目前位置时起重臂与极轴ox的水平角度差α₁和/或竖直向俯仰角差β₁、小车与极点o间距离X₁、小车与吊钩间距离Z₁；

5）通过计算α-α₁得到α`、通过计算β-β<sub>1</sub>得到β`、通过X-X₁得到X`、通过Z`-Z₁得到Z``。

6.根据权利要求5所述的一种辅助吊装装置的使用方法，其特征在于，所述构件电子标识包括条形码、二维码以及射频电子标签的一种或多种，记录的构件参数信息包括该构件的尺寸、质量、所需的配重的一项或多项。

7.根据权利要求5所述的一种辅助吊装装置的使用方法，其特征在于，所述第一数据处理终端和第二数据处理终端实时显示操控参数和工作状态以及所吊装构件的信息，并在吊装设备间以及被吊装构件与建筑间安全距离不足时自动停机并发出警告。

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