CN110451412B - 一种塔式起重机液压顶升安全监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塔式起重机液压顶升安全监控方法及系统，系统包括在已有的塔式起重机液压顶升安全监控系统基础上新增了新增传感器及新增传感信息获取单元、新增信息处理部分、交互语音图像服务单元和智能移动终端管理系统。对塔式起重机具有起升、回转、小车变幅回路的限制功能，新增传感器及新增信息处理部分与交互语音图像服务单元互为输入及输出；通过交互语音图像服务单元和信息处理单元完成液压顶升操作警示及信息确认和人机互动功能。本发明避免了过程盲点引发的事故隐患，并能及时警示事故原因，控制事故发生过程，确保液压顶升和回缩操作过程安全。

Description

一种塔式起重机液压顶升安全监控方法及系统

技术领域

本发明涉及一种起重机械领域的液压起重机械安全监控方法及系统，特别是涉及一种塔式起重机液压顶升安全监控方法及系统。

背景技术

塔式起重机的顶升作业属于安全隐患较多的作业，具有较高的危险性，安全措施因人而异，稍有疏忽就可能导致很严重的事故发生，塔式起重机的顶升作业过程中的危险源主要有顶升横梁的两端的至少一个轴头或挂扣没有合理放入塔身标准节踏步弧形凹槽或踏步内，在液压顶升过程中其中一侧脱出，另一侧难以承受超重而引发倾倒事故；在一次顶升完液压油缸回缩前至少一个爬升轴销或挂扣没有插入踏步或插入踏步不牢靠，其中一侧的爬升轴销或挂扣难以承受塔机上部结构而发生塔机结构倾斜倒塌，顶升油缸伸出轴重心不对或塔机上部结构重心有偏差导致顶升前塔机上部结构比较容易失去平衡，在液压顶升失衡加剧特别容易导致标准节或顶升套架局部受力过大而发生弯曲变形，导致事故发生，安全措施缺失是导致塔机结构失去平衡而发生事故的重要原因。

有鉴于上述现有的塔式液压起重机械存在的缺陷，本发明人经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的液压起重机械安全监控方法存在的缺陷，而提供一种新的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，所要解决的技术问题是使其在液压顶升过程中安全、可靠，避免危险事故的发生，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的液压起重机械存在的缺陷，而提供一种新型结构的一种塔式起重机液压顶升安全监控系统，所要解决的技术问题是使其在液压顶升过程中更安全、可靠，避免危险事故的发生，延长使用寿命，从而更加适于实用。

本发明是在gb/t28264-2017要求设置的起重机械安全监控管理系统的基础上增加了塔式起重机顶升过程安全监控的内容，主要内容分为两部分：

第一部分是增加了语音和图像确认过程，顶升主要过程及关键点通过具有语音和图像辩识功能的信息处理单元和交互语音图像服务单元及智能移动终端管理系统、显示单元进行确认；

第二部分是增加了液压顶升和回缩过程安全保护部分，主要是在顶升横梁两端与塔身标准节踏步间增加一组轴销或环式重力传感器，在爬升套架挂扣与塔身标准节踏步间增加一组轴销或环式重力传感器，在顶升套架挂扣对侧增加一对上下滚轮轴销重力传感器，在塔身及塔臂上增加双轴倾角传感器，在液压顶升系统的油压回路增加油压传感器，在液压顶升系统测试和试验及正常工作过程中获取了油缸顶升或回缩工作过程数据及曲线，并确认了合理偏差范围内的警示区和动作区，利用信息处理单元的逻辑计算功能满足了液压顶升和回缩过程前和过程中的实时过程监控、警示和保护动作，通过智能移动终端管理系统、显示单元进行警示和人机信息互动，通过信息处理单元和控制输出单元限制了液压顶升系统工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的运行。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其是在原有塔式起重机液压顶升安全监控方法的基础上，增加了语音和图像完成液压操作过程确认和液压顶升和回缩过程安全保护；

其中所述的语音和图像完成液压操作过程确认是对顶升主要过程及关键点通过具有语音和图像辩识功能的信息处理单元和交互语音图像服务单元及智能移动终端管理系统及信息显示单元进行确认；

所述的液压顶升和回缩过程安全保护是在液压顶升系统测试和试验及正常工作过程中获取了油缸顶升或回缩工作过程数据及曲线，并确认了合理偏差范围内的警示区和动作区；

利用信息处理单元的逻辑计算功能满足了液压顶升和回缩过程前和过程中的实时过程监控、警示和保护动作；

通过智能移动终端管理系统和信息显示单元进行警示和人机信息互动，通过信息处理单元和控制输出单元限制了液压顶升系统工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的运行。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其中所述的语音和图像完成液压操作过程确认的主要内容是：

——液压第一次顶升前的确认，确认内容包括：人员及分工、工器具质量及数量、场地围档及警示、塔身标准节本身质量及顶升顺序排列、塔臂回转方向、塔身标准节滑轨或吊钓就位及标准节临时固定情况、塔身标准节在平衡点就位情况、回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架本身及其和回转下支座的连接质量、回转下支座与其下部标准节螺栓拆卸情况、液压顶升系统工作情况、液压油缸顶杆重心位置及其与爬升套架连接情况、爬升套架和顶升横梁及传感器质量情况、顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况、爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况及顶升前分离情况；

油缸液压顶升200mm左右时进行确认，确认内容包括：液压顶升过程顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况,回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架变形情况、液压油缸工作情况；

液压油缸回缩前进行确认，确认内容包括：爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况，回转支座以上塔机结构重心平衡情况，爬升套架及标准节踏步变形情况、液压油缸工作情况；

液压油缸回缩200mm左右时进行确认，确认内容包括：爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况，回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架变形情况、液压油缸工作情况；

液压第二次顶升前的确认，确认内容包括：液压顶升过程顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况,回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架变形情况、液压油缸工作情况；

液压顶升完毕时的确认，所确认内容包括：液压顶升过程顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况，爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况，回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架和其下部标准节变形情况；

塔身标准节安装过程确认，所确认内容包括：顶升空间尺寸、高强螺栓质量、塔身垂直度、高强螺母扭矩；回转下支座与其下部标准节螺栓连接情况即全部标准节顶升完毕时，要确认回转下支座与其下部标准节螺栓连接情况，也就是回转下支座与其下部标准节要确保可靠连接；

全部标准节顶升完毕后的确认，所确认内容包括：塔身垂直度、回转下支座与其下部标准节螺栓连接情况、高强螺栓质量、高强螺母扭矩；

具体由语音和图像进行确认，由有权限的安全管理人员进行设置；当用语音确认时，适于由技术水平高的专业人员进行确认，当对于技术水平不高的人员或是关键部位或是存在问题时需要获取图像时，具体设置是根据安装人员技术水平、塔机整体状况和现场实际进行的，一般情况采用语音确认，在特殊情况下可设置为必须采用图像确认。

前述的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其中述的在液压顶升系统测试和试验及正常工作过程中获取油缸顶升或回缩工作过程数据及曲线，并确认合理偏差范围内的警示区和动作区，所获取的数据如下：

由顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感器及相应的信息采集回路获取顶升横梁端侧重力值，顶升横梁两端重力差值=顶升横梁一侧重力值-顶升横梁另一侧重力值；

爬升套架挂扣与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感器及相应的信息采集回路获取的爬升套架挂扣重力值，爬升套架挂扣重力差值=爬升套架挂扣一侧重力值-爬升套架挂扣另一侧重力值；

顶升套架挂扣对侧一对上下滚轮轴销重力差值，即顶升套架滚轮轴销重力差值；通过顶升套架滚轮轴销重力差值确定顶升套架滚轮轴销重力差值合理范围及警示区和动作区塔身或塔臂双轴倾角传感器及相应的信息采集回路获取的塔身或塔臂倾角值，即塔身或塔臂倾角值；

所获取的曲线如下：

顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线；其中：顶升横梁端侧重力值为顶升横梁两端侧重力值之和；通过顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线确定倾角曲线合理范围及警示区和动作区；

爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线；其中：爬升套架挂扣重力值为爬升套架两侧挂扣重力值之和；通过爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线确定倾角值曲线合理范围及及警示区和动作区；

利用全部顶升横梁端侧重力值和爬升套架挂扣重力值之和设置液压操作全过程重力值曲线；分为第一次顶升开始至全部顶起、一个标准节顶升及回缩全过程和液压顶升至一个标准节安装完成共三个部分；

其中：全过程重力值=顶升横梁两端侧重力值之和+爬升套架两侧挂扣重力值之和；通过全过程重力值曲线确定重力值曲线合理范围及警示区及动作区；

由有权限的专业技术人员设置合理偏差范围值、由安全管理人员选择设置合理偏差范围值内的警示值和动作值、警示区和动作区（图2、图5）。

前述的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其中所述的塔式起重机液压顶升安全保护是按以下条件进行设置：

条件1：液压油缸第一次顶升前已设置传感信息的确认内容包括：

顶升横梁两端重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值、塔身或塔臂倾角值没有达到或超过警示值；

条件2：液压油缸顶升或回缩过程中已设置传感信息的确认内容包括：

顶升横梁两端重力差值、爬升套架挂扣重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值、塔身或塔臂倾角值没有达到或超过警示值以及动作值，液压操作全过程重力值没有达到或处于全过程重力值曲线的警示区以及动作区，液压操作全过程塔身或塔臂没有达到或处于顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线的警示区以及动作区；

当上述重力差值或全过程重力值曲线、顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值或警示区时，信息处理单元和交互语音图像服务单元通过智能移动终端管理系统及安全监控系统信息显示单元告知警示原因，并提示检查和改正方法；

当上述重力差值或全过程重力值曲线、顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到动作值或动作区时，由信息处理单元和控制输出单元通过塔机电气控制系统停止液压顶升系统供电，并由信息处理单元和交互语音图像服务单元通过智能移动终端管理系统及安全监控系统的信息显示单元告知停止供电原因，并提示检查和改正方法（参阅图3、图4）。

前述一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其中所述的液压顶升和回缩过程前和过程中的实时过程监控、警示和保护动作的内容包括：电气及液压顶升系统在工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的限制以及对塔式起重机回转下支座以上结构部分重心及平衡的调整监控，主要内容为：

在液压顶升系统顶升工作启动前，允许回转回路将起重臂旋转至顶升框架引进横梁或引进滑道的正上方，当回转电机采用电磁制动时，新增信息处理部分将监控回转电机是否处于电磁制动有效状态；当回转电机没有处于电磁制动有效状态时不允许液压顶升系统进入顶升或回缩状态；

在液压顶升系统顶升或回缩工作期间，除回转电机电磁制动回路外，对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路进行控制闭锁，不允许进入工作状态；

当塔式起重机回转下支座以上结构部分重心及平衡需要调整时，液压系统需停止工作后，小车变幅回路才允许进入工作状态进行调幅以调整回转下支座以上结构部分重心及平衡。

前述的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，当液压系统第一次顶升前除了进行语音和图像确认外，还通过顶升横梁两端重力差值、爬升套架挂扣重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值、塔身或塔臂倾角值进行实时检测，当上述实测值没有达到或超过警示值及语音和图像确认通过后，液压油缸才能开始顶升或回缩操作。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的采用上述的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法的一种塔式起重机液压顶升安全监控系统，其是在原有的塔式起重机液压顶升安全监控系统的基础上，新增了新增传感器及新增传感信息获取单元、新增信息处理部分、交互语音图像服务单元和智能移动终端管理系统，新增传感信息检测回路输入检测信息至新增信息处理部分，新增信息处理部分与交互语音图像服务单元互为输入及输出；所述的智能移动终端管理系统通过交互语音图像服务单元和信息处理单元完成由新增信息处理部分顶升过程触发的液压顶升操作警示及操作确认信息和电气保护信息输出的人机信息沟通、智能移动终端管理系统还可完成顶升操作过程人机间对问题的检索和问答，交互语音图像服务单元具有语音和图像辩识。

前述的一种塔式起重机液压顶升安全监控系统，其中所述的新增信息处理部分包括以塔身及塔臂倾角信息、爬升套架挂扣对侧一对上下滚轮轴销重力传感信息、顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感信息、爬升套架挂扣与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感信息、液压顶升系统的油压信息为监控目标的液压顶升安全监控及保护内容，还包括液压顶升系统工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的限制，以及对塔式起重机回转下支座以上结构部分重心及平衡的调整监控，新增信息处理部分具有顶升过程处理功能。

前述的一种塔式起重机液压顶升安全监控系统，其中所述的新增传感器及信息采集部分中的新增传感器包括塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、轴销传感器、环式重力传感器、顶升液压系统的油压传感器以及相应的信息采集回路；

所述的塔身双轴倾角传感器安装在塔式起重机回转下支座上，所述的塔臂双轴倾角传感器安装在起重臂幅度中部或1/3或2/3处；

顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销传感器或环式重力传感器安装在顶升横梁两端，该一组轴销传感器或环式重力传感器四周还有一圈可承受回转支座以上塔机结构静动荷载的安全承重环，其间距仅满足重力变形范围，所述的安全承重环周边安装有一块或多块永久磁铁；

爬升套架挂扣与塔身标准节踏步间一组轴销传感器或环式重力传感器，安装在爬升套架内侧相对标准节踏步，该一组轴销或环式重力传感器四周设有一圈可承受回转支座以上塔机结构静动荷载的安全承重梁，其间距仅满足重力变形范围，安全承重梁周边安装有一或多块永久磁铁；

顶升套架挂扣对侧一对上下滚轮轴销重力传感器安装在顶升套架和塔身标准节挂扣点对侧的顶升套架内侧上下两个滚轮轴上；

顶升液压系统位于塔机回转机构下方的顶升位置所处的平台围栏处，所述的油压传感器安装在液压顶升系统装置上，最好采用数字信息输出或者是安全系统能够接收的信息输出，以便随时了解液压顶升系统的状态，满足安全的要求；所述的智能移动终端管理系统为智能手机系统，通过现场无线网络与安全监控系统相连接。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，其至少具有下列优点：

1、本发明通过在gb/t28264-2017要求设置的起重机械安全监控管理系统内增加液压顶升过程语音及图像确认和过程安全保护功能，使得液压顶升和回缩操作前及过程中需要重点关注的关键点得以确认可靠或完好，相当于增加了严谨的过程安全助理，避免了过程盲点引发的事故隐患，过程安全保护功能可以及时发现液压顶升和回缩操作过程中现场操作人员难以发现的事故隐患，并能及时警示事故原因，控制事故发生过程，确保液压顶升和回缩操作过程安全。

2、液压顶升过程采用了语音及图像确认和过程安全保护功能，安全确认和安全保护是一种具有双重化功能的系统，也可通过智能语音和图像交互提供过程支持、远程监控和帮助，安全保护系统采用塔机自身顶升加节测试数据和负荷试验及正常运行数据，能将保护过程和塔机本体结构实际承载力相关，是降低塔机顶升加节过程较多不确定性问题引发事故概率和解决顶升加节过程对专业技术问题的较佳解决方法。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的塔式起重机液压顶升安全监控系统的示意图；

其中：

1：塔式起重机电气控制系统 2：信息采集单元

3：控制输出单元 4：塔式起重机安全监控管理

5：原有信息处理部分 6：信息处理单元

7：信息输出接口单元 8：信息存储单元

9：信息显示单元

10：新增传感器及新增传感信息获取单元

11：新增信息处理部分 12：交互语音图像服务单元

13：智能移动终端管理系统

14：塔式起重机液压顶升安全监控系统

图2是本发明的油缸顶升、回缩工作过程数据及曲线以及合理偏差范围内的警示区和动作区确认的示意图；

其中：

A1:安全监控管理系统自检

A2:液压顶升系统信息检测传感器自检

A3:液压顶升系统测试和试验及正常工作过程

A4:顶升横梁端侧重力值检测数据

A5:塔身或塔臂倾角值检测数据

A6:爬升套架挂扣重力值检测数据

A7:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线

A8:确定液压顶升过程倾角值曲线合理范围及警示区及动作区

A9:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线

A10:确定液压回缩过程倾角值曲线合理范围及警示区及动作区

A11:全过程重力值曲线

A12:确定重力值曲线合理范围及警示区及动作区

A13:顶升套架滚轮轴销重力值检测数据

A14:顶升套架滚轮轴销重力差值检测数据

A15:确定重力差值合理范围及警示区及动作区

A16:显示单元和智能移动管理系统警示和互动

图3是本发明的液压油缸顶升或回缩过程前保护确认图；

其中：

B1：顶升横梁两端重力差值达到警示值

B2：爬升套架挂扣重力差值达到警示值

B3：顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值

B4：塔身或塔臂倾角值达到警示值

B5：全过程重力值曲线达到警示值

B6：允许液压油缸顶升或回缩

B7：液压油缸顶升或回缩前语音或图像确认

B8：按警示及互动检查处理

图4液压油缸顶升或回缩过程保护确认图

C1：塔式起重机液压顶升安全监控系统允许液压油缸顶升或回缩

C2：液压油缸顶升或回缩200mm左右时确认

C3：全过程重力值曲线达到警示值

C4：全过程重力值曲线达到动作值

C5：顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值

C6：顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到动作值

C7：爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值

C8：爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到动作值

C9：顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值

C10：顶升套架滚轮轴销重力差值达到动作值

C11：顶升和回缩过程结束

C12：塔式起重机液压顶升安全监控系统

C13：显示单元和交互语音图像服务单元及智能移动终端管理系统

C14：警示输出及信息互动

C15：按警示及互动检查处理

C16：控制输出单元

C17：液压顶升级系统供电回路保护断电

C18：标准节安装

图5:液压油缸顶升或回缩过程数据及曲线图

A4:顶升横梁端侧重力值检测数据

A5:塔身或塔臂倾角值检测数据

A6:爬升套架挂扣重力值检测数据

A7:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线

A9:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线

A11:全过程重力值曲线

A13:顶升套架滚轮轴销重力值检测数据

A14:顶升套架滚轮轴销重力差值检测数据

Ⅰ：液压油缸顶升过程

Ⅱ：液压油缸回缩过程

G(A4、A6):采用A4和A6的重力值数据表示的重力值

图6是本发明的顶升横梁或爬升套架环式重力传感器及安全承重环的示意图；

图7是本发明的顶升横梁或爬升套架轴销重力传感器及安全承重梁的示意图。

其中：

15：环式重力传感器 16：安全承重环

17：第一永久磁鉄 18：第二永久磁铁

19：轴销重力传感器 20：安全承重梁

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法及系统其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，本发明较佳实施例的一种塔式起重机液压顶升安全监控系统，是在gb/t28264-2017要求设置的起重机械安全监控管理系统的一部分，原有的安全监控管理系统对液压顶升过程的监控几乎是空白的，本发明是在原有安全监控管理系统的基础上，利用了原有安全监控管理系统的信息采集单元2、原信息处理部分5、信息处理单元6、信息输出接口单元7、控制输出单元3、信息显示单元9、信息存储单元8，在这些单元的基础上增加了新增传感器及新增传感信息获取单元10、新增信息处理部分11、交互语音图像服务单元12和智能移动终端管理系统13。

新增传感信息检测回路输入检测信息至新增信息处理部分11，新增信息处理部分11与交互语音图像服务单元12互为输入及输出；智能移动终端管理系统13通过交互语音图像服务单元12和信息处理单元6完成由新增信息处理部分11顶升过程触发的液压顶升操作警示及操作确认信息和电气保护信息输出的人机信息沟通，智能移动终端管理系统13还可完成顶升操作过程人机间对问题的检索和问答，交互语音图像服务单元12具有语音和图像辩识。

新增信息处理部分11包括以塔身及塔臂倾角信息、爬升套架挂扣对侧一对上下滚轮轴销重力传感信息、顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感信息、爬升套架挂扣与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感信息、液压顶升系统的油压信息为监控目标的液压顶升安全监控及保护内容，还包括液压顶升系统工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的限制，以及对塔式起重机回转下支座以上结构部分重心及平衡的调整监控，新增信息处理部分具有顶升过程处理功能。

新增传感器及新增传感信息获取单元10中的新增传感器包括塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、轴销重力传感器19、环式重力传感器15、顶升液压系统的油压传感器以及相应的信息采集回路；

塔身双轴倾角传感器安装在塔式起重机回转下支座上，塔臂双轴倾角传感器安装在起重臂幅度中部或1/3或2/3处。

参阅图6，顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销重力传感器19安装在顶升横梁两端，该一组轴销重力传感器19四周还有一圈可承受回转支座以上塔机结构静动荷载的安全承重环16，其间距仅满足重力变形范围，安全承重环16周边安装有一块或多块第一永久磁铁17。

参阅图7所示，顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组环式重力传感器15安装在顶升横梁两端，环式重力传感器15四周还有一圈可承受回转支座以上塔机结构静动荷载的安全承重梁20，其间距仅满足重力变形范围，安全承重梁20周边安装有一块或多块第二永久磁铁18。

顶升套架挂扣对侧一对上下滚轮轴销重力传感器安装在顶升套架和塔身标准节挂扣点对侧的顶升套架内侧上下两个滚轮轴上；

顶升液压系统位于塔机回转机构下方的顶升位置所处的平台围栏处，所述的油压传感器安装在液压顶升系统装置上，最好采用数字信息输出或者是安全系统能够接收的信息输出，以便随时了解液压顶升系统的状态，满足安全的要求；所述的智能移动终端管理系统为智能手机系统，通过现场无线网络与安全监控系统相连接。

其中增加油压传感器主要是考虑目前液压顶升和回缩操作过程大部分是手动操作，不方便检测，在安全监控系统检测液压顶升和回缩过程，增加的油压传感器比检测供电电源信息相对可靠。

本发明还增加了液压顶升和回缩过程传感、控制、确认的信息处理功能，其中过程信息确认是通过交互语音图像服务单元12和智能移动终端管理系统13进行，交互语音图像服务单元12具有语音和图像辩识功能，参与人员的语音和图像辩识是通过身份验证或具有权限人员设置并获取部分原始语音和图像后进行相应特征对比辩识的，液压顶升和回缩操作前和过程中物件原始正常或异常图像可由具有相应权限的专业技术人员设置或不设置，过程物件图像辩识可由交互语音图像服务单元12和有权限安全管理人员辩识，也可经语音确认及图像留存处理。

在液压顶升和回缩全过程中存在以下问题：

1、顶升横梁两端与塔身标准节踏步间重力支持点不能可靠结合，存在顶升横梁一端没有可靠放置在标准节踏步上或踏步或顶升横梁一端本身疲劳损坏的情况，在液压顶升过程中顶升横梁两端和标准节踏步必须要承受回转支座以上塔身结构全部的静荷载和动荷载，如果顶升横梁一端或标准节一端踏步因以上原因发生松脱或损坏，在这种情况下顶升横梁和标准节的另一端要承受顶升过程中大部分或全部的静荷载和动荷载，将导致顶升横梁、标准节、爬升套架局部或整体变形，进而引发回转支座以上塔身结构倾斜倒塌；

2、爬升套架与塔身标准节踏步间重力支持点不能可靠结合，存在爬升套架一端挂扣没有可靠放置在标准节踏步上或踏步或爬升套架一端挂扣本身疲劳损坏的情况，在液压油缸回缩的过程中爬升套架一端挂扣必须要承受回转支座以上塔身结构全部的静荷载和动荷载，如果爬升套架一端挂扣或标准节一端踏步因以上原因发生松脱或损坏，在这种情况下爬升套架和标准节的另一端要承受顶升过程中大部分或全部的静荷载和动荷载，将导致标准节、爬升套架局部或整体变形，进而引发回转支座以上塔身结构倾斜倒塌；

基于以上原因，本发明在顶升横梁两端与塔身标准节踏步间增加了一组轴销重力传感器19或环式重力传感器15，在爬升套架与塔身标准节踏步间增加了一组轴销重力传感器19或环式重力传感器15，在顶升套架挂扣对侧增加一对上下滚轮轴销重力传感器，在回转支座上增加塔身双轴倾角传感器，在塔臂中部或1/3或2/3处增加塔臂双轴倾角传感器，为了增加重力传感器后的安全度，在所增加的重力传感器上增加了承重安全环或承重安全梁，为了防止轴销重力传感器19侧向滑脱而在其上增加了第一永久磁铁17，使其与塔身钢结构结合处能增加一定的吸附力，确保两者结合到位，有效防止滑脱和踏步不正常受力，确保过程安全。通过获取以上传感器信息，可以通过信息处理单元实时监控顶升横梁两端重力差值、爬升套架挂扣重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值，液压操作全过程重力值曲线解决上述液压顶升和回缩过程顶升横梁两端与塔身标准节踏步间、爬升套架与塔身标准节踏步间重力支持点不能可靠结合或损坏的问题。通过设置的顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线进行塔身或塔臂倾角值的实时监控，提高液压顶升过程保护警示和动作的可靠性。

参阅图1所示，本发明的塔式起重机液压顶升安全监控系统增加了过程语音和图像辩识确认功能和过程安全保护功能，本发明的塔式起重机液压顶升安全监控系统还包括了塔式起重机电气控制系统的部分功能，一个部分是过程安全保护功能的动作保护输出功能要通过电气控制系统断开液压系统电源，另一部分是液压顶升过程需要对起升、回转、小车幅度回路运行进行功能限制，这部分是利用了原有塔式起重机安全监控管理4系统功能。

请参阅图1-图7所示，本发明较佳实施例的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法是gb/t28264-2017要求设置的起重机械安全监控管理方法的一部分，原有的安全监控管理方法统对液压顶升过程的监控几乎是空白的，本发明是在原有安全监控管理方法的基础上，利用了原有安全监控管理方法的信息采集功能、信息处理功能、控制输出功能、显示功能、信息存储功能，在这些功能基础上增加了语音和图像完成液压操作过程确认功能和液压顶升和回缩过程安全保护功能。该方法利用信息处理单元6的逻辑计算功能满足了液压顶升和回缩过程前和过程中的实时过程监控、警示和保护动作。通过智能移动终端管理系统13和信息显示单元9进行警示和人机信息互动，并通过信息处理单元6和控制输出单元3限制了液压顶升系统工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的运行。

其中，交互语音图像服务单元12完成液压操作过程确认是对顶升主要过程及关键点通过具有语音和图像辩识功能的信息处理单元6和交互语音图像服务单元12及智能移动终端管理系统13及信息显示单元9进行确认。确认的主要内容是：

1、液压第一次顶升前的确认，确认内容包括：人员及分工、工器具质量及数量、场地围档及警示、塔身标准节本身质量及顶升顺序排列、塔臂回转方向、塔身标准节滑轨或吊钩就位及标准节临时固定情况、塔身标准节在平衡点就位情况、回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架本身及其和回转下支座的连接质量、回转下支座与其下部标准节螺栓拆卸情况、液压顶升系统工作情况、液压油缸顶杆重心位置及其与爬升套架连接情况、爬升套架和顶升横梁及传感器质量情况、顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况、爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况及顶升前分离情况；

2、油缸液压顶升200mm左右时进行确认，确认内容包括：液压顶升过程顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况,回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架变形情况、液压油缸工作情况；

3、液压油缸回缩前进行确认，确认内容包括：爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况，回转支座以上塔机结构重心平衡情况，爬升套架及标准节踏步变形情况、液压油缸工作情况；

4、液压油缸回缩200mm左右时进行确认，确认内容包括：爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况，回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架变形情况、液压油缸工作情况；

5、液压第二次顶升前的确认，确认内容包括：液压顶升过程顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况,回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架变形情况、液压油缸工作情况；

6、液压顶升完毕时的确认，所确认内容包括：液压顶升过程顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况，爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况，回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架和其下部标准节变形情况；

7、塔身标准节安装过程确认，所确认内容包括：顶升空间尺寸、高强螺栓质量、标准节垂直度、高强螺母扭矩及回转下支座与其下部标准节螺栓连接情况即一部全标准节顶升完毕时，要确认回转下支座与其下部标准节连接情况，也就是回转下支座与其下部标准节要确保可靠连接。

具体操作由语音和图像进行确认，由有权限的安全管理人员进行设置，当用语音确认时，适于由技术水平高的专业人员进行确认，当对于技术水平不高的技术人员或是关键部位或是存在问题时需要获取图像时，具体设置是根据安装人员的技术水平、塔机整体情况和现场实际进行的，一般情况采用语音确认，在特殊情况下可设置为必须采用图像确认。

液压顶升和回缩过程安全保护是在液压顶升系统测试和试验及正常工作过程中获取了油缸顶升或回缩工作过程数据及曲线，并确认了合理偏差范围内的警示区和动作区。

参阅图2所示，所获取油缸顶升或回缩工作过程数据包括：

1、由顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感器及相应的信息采集回路获取顶升横梁端侧重力值，顶升横梁两端重力差值=顶升横梁一侧重力值-顶升横梁另一侧重力值；

2、爬升套架挂扣与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感器及相应的信息采集回路获取的爬升套架挂扣重力值，爬升套架挂扣重力差值=爬升套架挂扣一侧重力值-爬升套架挂扣另一侧重力值；

3、顶升套架挂扣对侧一对上下滚轮轴销重力差值，即顶升套架滚轮轴销重力差值；通过顶升套架滚轮轴销重力差值确定顶升套架滚轮轴销重力差值合理范围及警示区和动作区；

4、塔身或塔臂双轴倾角传感器及相应的信息采集回路获取的塔身或塔臂倾角值，即塔身或塔臂倾角值。

参阅图5所示，所获取的曲线如下：

——顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线；其中：顶升横梁端侧重力值为顶升横梁两端侧重力值之和；通过顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线确定倾角曲线合理范围及警示区和动作区；

——爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线；其中：爬升套架挂扣重力值为爬升套架两侧挂扣重力值之和；通过爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线确定倾角值曲线合理范围及及警示区和动作区；

——利用全部顶升横梁端侧重力值和爬升套架挂扣重力值之和设置液压操作全过程重力值曲线；分为第一次顶升开始至全部顶起、一个标准节顶升及回缩全过程和液压顶升至一个标准节安装完成共三个部分；

其中：全过程重力值=顶升横梁两端侧重力值之和+爬升套架两侧挂扣重力值之和；通过全过程重力值曲线确定重力值曲线合理范围及警示区及动作区；

由有权限的专业技术人员设置合理偏差范围值、由安全管理人员选择设置合理偏差范围值内的警示值和动作值、警示区和动作区。

在液压顶升系统测试和试验及正常工作过程中获取油缸顶升或回缩工作过程数据及曲线，并确认合理偏差范围内的警示区和动作区。主要是考虑到以下原因：

1、由于塔式起重机是在现场进行顶升安装，相同型号的塔式起重机安装质量和结构变形不同，实际配重也可能存在较大的差异，特别是相同的承载重力下，也可能会有不同的倾斜角度；

2、在不同施工阶段塔式起重机有不同的高度，也存在不同塔身高度下标准节液压顶升的情况，外界风力对塔身或塔臂倾角值均有不同的影响；

3、在不同时期顶升操作人员可能不同，顶升操作过程可能存在不同的偏差和习惯，液压顶升机构性能在不同阶段也存在不同的差异；

基于以上原因，油缸顶升或回缩工作过程数据及曲线通过液压顶升系统测试和试验及正常工作过程中获取，再由专业技术人员设定合理偏差范围及重力的警示值和动作值或塔身或塔臂倾角的警示区和动作区，重力的警示值和动作值或塔身或塔臂倾角的警示区和动作区也可由有权限的安全管理人员进行设置。

塔式起重机液压顶升安全保护是按以下条件进行设置：

条件1：液压油缸第一次顶升前已设置传感信息的确认内容包括：

顶升横梁两端重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值、塔身或塔臂倾角值没有达到或超过警示值；

条件2：液压油缸顶升或回缩过程中已设置传感信息的确认内容包括：

顶升横梁两端重力差值、爬升套架挂扣重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值、塔身或塔臂倾角值没有达到或超过警示值以及动作值，液压操作全过程重力值没有达到或处于全过程重力值曲线的警示区以及动作区，液压操作全过程塔身或塔臂没有达到或处于顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线的警示区以及动作区；

当上述重力差值或全过程重力值曲线、顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值或警示区时，信息处理单元和交互语音图像服务单元通过智能移动终端管理系统及安全监控系统显示单元告知警示原因，并提示检查和改正方法；

当上述重力差值或全过程重力值曲线、顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到动作值或动作区时，由信息处理单元和控制输出单元通过塔机电气控制系统停止液压顶升系统供电，并由信息处理单元和交互语音图像服务单元通过智能移动终端管理系统及安全监控系统显示单元告知停止供电原因，并提示检查和改正方法（见图3和图4）。

液压顶升和回缩过程前和过程中的实时过程监控、警示和保护动作的内容包括：电气及液压顶升系统在工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的限制以及对塔式起重机回转下支座以上结构部分重心及平衡的调整监控，主要内容为：

——在液压顶升系统顶升工作启动前，允许回转回路将起重臂旋转至顶升框架引进横梁或引进滑道的正上方，当回转电机采用电磁制动时，新增信息处理部分将监控回转电机是否处于电磁制动有效状态；当回转电机没有处于电磁制动有效状态时不允许液压顶升系统进入顶升或回缩状态；

——在液压顶升系统顶升或回缩工作期间，除回转电机电磁制动回路外，对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路进行控制闭锁，不允许进入工作状态；

——当塔式起重机回转下支座以上结构部分重心及平衡需要调整时，液压系统需停止工作后，小车变幅回路才允许进入工作状态进行调幅以调整回转下支座以上结构部分重心及平衡。

当液压系统第一次顶升前除了进行语音和图像确认外，还通过顶升横梁两端重力差值、爬升套架挂扣重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值、塔身或塔臂倾角值进行实时检测，当上述实测值没有达到或超过警示值及语音和图像确认通过后，液压油缸才能开始顶升或回缩操作；

液压第一次顶升前需要确认：人员及分工、工器具质量及数量、场地围档及警示、塔身标准节本身质量及顶升顺序排列、塔臂回转方向、塔身标准节滑轨或吊钓就位及标准节临时固定情况、塔身标准节在平衡点就位情况、回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架本身及其和回转下支座的连接质量、回转下支座与其下部标准节螺栓拆卸情况、液压顶升系统工作情况、液压油缸顶杆重心位置及其与爬升套架连接情况、爬升套架和顶升横梁及传感器质量情况、顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况、爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况及顶升前分离情况；

液压顶升、回缩过程的安全保护主要是液压顶升、回缩前和液压顶升、回缩过程中的安全保护，液压顶升、回缩前的保护有：

由顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销重力传感器19或环式重力传感器15及相应的信息采集回路获取的重力差值没有达到或超过警示值或限制值，爬升套架与塔身标准节踏步间一组轴销重力传感器19或环式重力传感器15及相应的信息采集回路获取的重力差值没有达到或超过警示值或限制值，塔身或塔臂双轴倾角传感器及相应的信息采集回路获取的塔身或塔臂倾角没有达到或超过警示倾角或限制倾角，顶升套架内侧一对或多对滚轮轴销重力差值没有达到或超过警示值和限制值时才能开始液压系统油缸顶升或回缩操作，否则需查明警示或限制原因并改正后才能开始顶升操作；

由新增信息处理部分11、交互语音图像服务单元12通过智能移动管终端理系统13（可以是智能手机）和信息显示单元9告知警示或限制原因，并可提示检查和改正方法；

其中一组顶升横梁挂扣重力差值的警示值或限制值、一组爬升套架轴销或挂扣重力差值的警示值或限制值，塔身及塔臂警示倾角和限制倾角、顶升套架挂扣对侧增加一对上下滚轮轴销重力差值的警示值和限制值均通过起重机械安全监控管理系统由有相应权限的安全管理人员设置；

在液压顶升系统油缸顶升工作期间，信息处理单元实时监控以下内容：

获取顶升横梁两端的重力值及重力差值和爬升套架挂扣两端的重力值及重力差值，比对液压操作全过程重力值曲线，全过程重力值应为由0至回转支座上方塔机上部结构静荷载和动荷载值或其值上方合理区间内波动，当全过程重力值达到或处于警示区时由新增信息处理部分11和交互语音图像服务单元12通过智能移动终端管理系统13和信息显示单元9发出警示信息；当全过程重力值达到或处于动作区时，由新增信息处理部分11和交互语音图像服务单元12通过智能移动终端管理系统13和信息显示单元9发出停止顶升信息及原因，并通过塔式起重机电气控制系统停止液压顶升系统运行；

获取顶升横梁两端的重力平均值和爬升套架挂扣两端的重力平均值，发及塔身或塔臂倾角值，比对顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线；

当从塔身双轴倾角传感器或塔臂双轴倾角传感器及相应的信息采集回路获取的塔身或塔臂倾角达到或超过已设置的警示倾角时，由新增信息处理部分11和交互语音图像服务单元12通过智能移动终端管理系统13和信息显示单元9发出警示信息；

当塔身或塔臂倾角达到或超过已设置的限制倾角时，由新增信息处理部分11和交互语音图像服务单元12通过智能移动终端管理系统13和信息显示单元9发出停止顶升信息及原因，并通过塔式起重机电气控制系统停止液压顶升系统运行；

在液压顶升系统油缸顶升工作期间，当从顶升套架内侧一对或多对滚轮轴销传感器及相应的信息采集回路获取一对或多对重力差值达到或超过警示值时，由信息处理部分和交互语音服务单元通过智能移动管理系统和显示单元发出警示信息；

当从顶升套架挂扣对侧增加一对上下滚轮轴销重力传感器及相应的信息采集回路获取一对上下滚轮轴销重力差值达到或超过限制值时，由新增信息处理部分11和交互语音图像服务单元12通过智能移动终端管理系统13和信息显示单元9发出停止顶升信息及原因，并通过塔式起重机电气控制系统停止液压顶升系统运行；

在液压顶升系统顶升或回缩工作期间，当一组顶升横梁挂扣重力传感器及相应的信息采集回路获取的重力差值达到或超过警示值，或一组爬升套架轴销或挂扣重力传感器及相应的信息采集回路获取的重力差值达到或超过警示值，由新增信息处理部分11和交互语音图像服务单元12通过智能移动终端管理系统13和信息显示单元9发出警示信息；

当一组顶升横梁挂扣重力传感器及相应的信息采集回路获取的重力差值达到或超过限制值，或一组爬升套架轴销或挂扣重力传感器及相应的信息采集回路获取的重力差值达到或超过限制值，由新增信息处理部分11和交互语音图像服务单元12通过智能移动终端管理系统13和信息显示单元发出停止顶升信息及原因，并通过塔式起重机电气控制系统停止液压顶升系统运行。

以下结合图2-4及图5做如下进一步说明：

由于不同型号的塔机塔身结构承载力不同，同一塔机在寿命期不同阶段其结构实际承载力也不同，保护测试数据应从塔机实际测试或试验和正常运行过程中获取，一般顶升加节过程塔身通过顶升套架形成的结构稳定度低于通过标准节组成的结构，顶升加节过程塔身或塔臂倾斜角度实际数据大于正常运行或负荷试验数据，获取正常运行或负荷试验的塔身或塔臂倾斜角度数据可以建立其警示区，获取顶升加节过程的塔身或塔臂倾斜角度数据可以建立其动作区；顶升横梁端侧及爬升套架挂扣重力值和顶升套架滚轮轴销重力差值检测数据可通过顶升加节过程获取，顶升横梁端侧及爬升套架挂扣重力值可与塔身或塔臂倾斜角度数据结合建立其警示区和动作区，顶升套架滚轮轴销重力差值可通过其测试最大值建立其警示区和动作区。

图2主要是通过液压顶升系统测试和塔机负荷试验及正常吊装工作过程获取塔身或塔臂结构所能承受的倾斜角，通过液压顶升系统测试获取顶升横梁端侧、爬升套架重力值检测数据及顶升套架滚轮轴销重力差值检测数据，这些测试数据在正常情况下均是在一个区间内，在测试或试验时可获得这些测试数据的最大值，这些最大值作为安全限值进行控制，通过相应测试和试验数据建立的其警示区和动作区由有权限的专业技术人员审核后才能投入运行。

参阅图2所示，首先执行A1:安全管理监控系统自检和A2:液压顶升系统信息检测传感器自检，A1：安全管理监控系统自检或A2:液压顶升系统信息检测传感器自检有异常时触发A16:显示单元和智能移动管理系统警示和互动，警示A1:液压顶升系统信息检测传感器自检或A2:液压顶升系统信息检测传感器自检异常；A1:液压顶升系统信息检测传感器自检或A2:液压顶升系统信息检测传感器自检无异常时，安全管理监控系统进入正常监控状态；

当处于A3:液压顶升系统测试和试验及正常工作过程状态时，则获取A4:顶升横梁端侧重力值检测数据信息、A5:塔身或塔臂倾角值检测数据信息、A6:爬升套架挂扣重力值检测数据信息和A13:顶升套架滚轮轴销重力值检测数据信息；

根据获取的A4:顶升横梁端侧重力值检测数据信息和A5:塔身或塔臂倾角值检测数据信息形成A7:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线及A8:确定液压顶升过程倾角值曲线合理范围及警示区及动作区信息；

根据获取的A5:塔身或塔臂倾角值检测数据信息和A6:爬升套架挂扣重力值检测数据信息形成A9:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线及A10:确定液压回缩过程倾角值曲线合理范围及警示区及动作区信息；

根据获取的A4:顶升横梁端侧重力值检测数据信息和A6:爬升套架挂扣重力值检测数据信息形成A11:全过程重力值曲线及A12:确定重力值曲线合理范围及警示区及动作区信息；

根据获取的A13:顶升套架滚轮轴销重力值检测数据信息形成A14:顶升套架滚轮轴销重力差值检测数据及A15:确定重力差值合理范围及警示区及动作区信息。

液压顶升或回缩前要确认的是顶升横梁两端或爬升套架挂扣是否连接可靠，如果没有放置到位就可能引发顶升事故，图3就是通过安装在受力部位的重力传感器进行检测报警来保障顶升加节过程结构重力传递可靠；图3的顶升套架滚轮轴销重力差值是用来检测塔机回转支座以上的上部结构是否平衡且重心位于顶升油缸活塞杆顶部，图3就是确认液压油缸顶升或回缩前是否正常的检测流程。

液压油缸顶升或回缩前上述检测值达到警示值则需要立即进行相应部位检查或调整平衡以满足顶升加节过程安全，当上述检测值在正常范围内才允许开始液压油缸顶升或回缩过程。

参阅图3所示，首先执行A1:安全管理监控系统自检和A2:液压顶升系统信息检测传感器自检，A1:安全管理监控系统自检或A2:液压顶升系统信息检测传感器自检有异常时触发A16:显示单元和智能移动管理系统警示和互动，警示A1:安全管理监控系统自检或A2:液压顶升系统信息检测传感器自检异常；A1:安全管理监控系统自检或A2:液压顶升系统信息检测传感器自检无异常时，安全管理监控系统进入正常监控状态；

在液压顶升或回缩操作前同时或顺序获取并检测B1:顶升横梁两端重力差值达到警示值、B2:爬升套架挂扣重力差值达到警示值、B3:顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值、B4:塔身或塔臂倾角值达到警示值、B5:全过程重力值曲线达到警示值信息，当B1:顶升横梁两端重力差值达到警示值、B2:爬升套架挂扣重力差值达到警示值、B3:顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值、B4:塔身或塔臂倾角值达到警示值和B5:全过程重力值曲线达到警示值信息中任一信息为是时，触发A16:显示单元和智能移动管理系统警示和互动，警示B1:顶升横梁两端重力差值达到警示值、B2:爬升套架挂扣重力差值达到警示值、B3:顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值、B4:塔身或塔臂倾角值达到警示值和B5:全过程重力值曲线达到警示值信息中信息为是的部分并进行互动，执行B8:按警示及互动检查处理，当按警示及互动检查处理后，重新开始对B1:顶升横梁两端重力差值达到警示值、B2:爬升套架挂扣重力差值达到警示值、B3:顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值、B4:塔身或塔臂倾角值达到警示值和B5:全过程重力值曲线达到警示值信息的检测，直至B1:顶升横梁两端重力差值达到警示值、B2:爬升套架挂扣重力差值达到警示值、B3:顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值、B4:塔身或塔臂倾角值达到警示值和B5:全过程重力值曲线达到警示值信息均为否；

液压顶升操作及监护人员执行B7:液压油缸顶升或回缩前语音或图像确认，当B1:顶升横梁两端重力差值达到警示值、B2:爬升套架挂扣重力差值达到警示值、B3:顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值、B4:塔身或塔臂倾角值达到警示值和B5:全过程重力值曲线达到警示值信息均为否及B7:液压油缸顶升或回缩前语音或图像确认信息为是时，则B6:允许液压油缸顶升或回缩信息为是，A16:显示单元和智能移动管理系统警示和互动获取B6：允许液压油缸顶升或回缩信息为是及确认允许液压油缸顶升或回缩操作。

按图3进行液压顶升或回缩前确认符合要求后，开始液压顶升或回缩过程，图4的确认过程：获取经顶升横梁端两侧重力值和爬升套架两侧挂扣重力值数据、塔身和塔臂倾角值数据、顶升套架滚轮轴销重力值数据，按顶升或回缩全过程重力值曲线、顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、顶升套架滚轮轴销重力差值所确定的警示值和动作值进行过程监控，达到规定的警示值时，通过信息显示单元和交换语音图像服务单元或智能移动终端管理系统进行报警并进行语音交互，并经语音交互进行相应的过程处理，当达到规定的动作值时，安全管理系统进行保护动作停机并进行语音交互。

参阅图4所示，图4是在图3基础上进行的过程；在图3内容基础上C1:塔式起重机液压顶升安全监控系统允许液压油缸顶升或回缩信息为是时，则进行C2:液压油缸顶升或回缩200mm左右时确认操作，当C2信息为是时，同时或顺序获取并检测C3:全过程重力值曲线达到警示值、C5:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值、C7:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值和C9:顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值信息；

当C3:全过程重力值曲线达到警示值、C5:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值、C7:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值和C9:顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值信息任一检测信息为是时，C3:全过程重力值曲线达到警示值、C5:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值、C7:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值和C9:顶升套架滚轮轴销重力差值达到警示值信息中检测为是的信息再分别检测C4:全过程重力值曲线达到动作值、C6:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到动作值、C8:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到动作值和C10:顶升套架滚轮轴销重力差值达到动作值信息；

当C4:全过程重力值曲线达到动作值、C6:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到动作值、C8:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到动作值和C10:顶升套架滚轮轴销重力差值达到动作值信息中任一检测信息为是时，则通过C12:塔式起重机液压顶升安全监控系统和C16：控制输出单元进行C17:液压顶升级系统供电回路保护断电操作，同时通过C13:显示单元和交互语音图像服务单元及智能移动终端管理系统进行警示输出及信息互动；

当C3:全过程重力值曲线达到警示值、C5:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值、C7:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值和C9:顶升套架滚轮轴销重力差值中任一检测信息为是时，C3:全过程重力值曲线达到警示值、C5:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值、C7:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值和C9:顶升套架滚轮轴销重力差值中检测信息为是的部分均通过C12：塔式起重机液压顶升安全监控系统向C13:显示单元和交互语音图像服务单元及智能移动终端管理系统进行警示输出及信息互动，并执行C15:按警示及互动检查处理操作。

当C3:全过程重力值曲线达到警示值、C5:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值、C7:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值和C9:顶升套架滚轮轴销重力差值中任一检测信息为否时获取C12:塔式起重机液压顶升安全监控系统液压顶升或回缩信息，进行C11:顶升和回缩过程结束判断，当C11:顶升和回缩过程结束判断信息为否时，继续液压油缸顶升或回缩过程保护确认，当C11:顶升和回缩过程结束判断信息为否时，进行C18:标准节安装过程操作。

参阅图5的上图所示，是液压油缸循环顶升和回缩过程中A4:顶升横梁端侧重力值检测数据和A6:爬升套架挂扣重力值检测数据形成的曲线图；

参阅图5的中图所示，是液压油缸循环顶升和回缩过程中A4:顶升横梁端侧重力值检测数据和A6:爬升套架挂扣重力值检测数据相加形成的A11:全过程重力值曲线图；

参阅图5的下图是液压油缸循环顶升和回缩过程中采用A4:顶升横梁端侧重力值检测数据或A6:爬升套架挂扣重力值检测数据的重力值数据表示的重力值和采用A5的倾角值数据表示的倾角值曲线，即A7:顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线或A9:爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其特征在于在原有塔式起重机液压顶升安全监控方法的基础上，增加了语音和图像完成液压操作过程确认和液压顶升和回缩过程安全保护；

该方法利用逻辑计算满足了液压顶升和回缩过程前和过程中的实时过程监控、警示和保护动作，继而警示和人机信息互动，并限制了液压顶升系统工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的运行；

其中所述的语音和图像完成液压操作过程确认是对顶升主要过程及关键点通过具有语音和图像辩识功能的信息处理单元和交互语音图像服务单元及智能移动终端管理系统及信息显示单元进行确认；

所述的液压顶升和回缩过程安全保护是在液压顶升系统测试和试验及正常工作过程中获取了油缸顶升或回缩工作过程数据及曲线，并确认了合理偏差范围内的警示区和动作区,所获取的数据如下：

由顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感器及相应的信息采集回路获取顶升横梁端侧重力值，顶升横梁两端重力差值=顶升横梁一侧重力值-顶升横梁另一侧重力值；

爬升套架挂扣与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感器及相应的信息采集回路获取的爬升套架挂扣重力值，爬升套架挂扣重力差值=爬升套架挂扣一侧重力值-爬升套架挂扣另一侧重力值；

顶升套架挂扣对侧一对上下滚轮轴销重力差值，即顶升套架滚轮轴销重力差值；通过顶升套架滚轮轴销重力差值确定顶升套架滚轮轴销重力差值合理范围及警示区和动作区

塔身或塔臂双轴倾角传感器及相应的信息采集回路获取的塔身或塔臂倾角值，即塔身或塔臂倾角值；

所获取的曲线如下：

顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线；其中：顶升横梁端侧重力值为顶升横梁两端侧重力值之和；通过顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线确定倾角曲线合理范围及警示区和动作区；

爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线；其中：爬升套架挂扣重力值为爬升套架两侧挂扣重力值之和；通过爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线确定倾角值曲线合理范围及警示区和动作区；

利用全部顶升横梁端侧重力值和爬升套架挂扣重力值之和设置液压操作全过程重力值曲线；分为第一次顶升开始至全部顶起、一个标准节顶升及回缩全过程和液压顶升至一个标准节安装完成共三个部分；

其中：全过程重力值=顶升横梁两端侧重力值之和+爬升套架两侧挂扣重力值之和；通过全过程重力值曲线确定重力值曲线合理范围及警示区及动作区；

由有权限的专业技术人员设置合理偏差范围值、由安全管理人员选择设置合理偏差范围值内的警示值和动作值、警示区和动作区;

利用信息处理单元的逻辑计算功能满足了液压顶升和回缩过程前和过程中的实时过程监控、警示和保护动作；

通过智能移动终端管理系统和信息显示单元进行警示和人机信息互动，通过信息处理单元和控制输出单元限制了液压顶升系统工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的运行。

2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其特征在于所述的语音和图像完成液压操作过程确认的主要内容是：

液压第一次顶升前的确认，确认内容包括：人员及分工、工器具质量及数量、场地围档及警示、塔身标准节本身质量及顶升顺序排列、塔臂回转方向、塔身标准节滑轨或吊钩就位及标准节临时固定情况、塔身标准节在平衡点就位情况、回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架本身及其和回转下支座的连接质量、回转下支座与其下部标准节螺栓拆卸情况、液压顶升系统工作情况、液压油缸顶杆重心位置及其与爬升套架连接情况、爬升套架和顶升横梁及传感器质量情况、顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况、爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况及顶升前分离情况；

油缸液压顶升200mm左右时进行确认，确认内容包括：液压顶升过程顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况,回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架变形情况、液压油缸工作情况；

液压油缸回缩前进行确认，确认内容包括：爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合情况，回转支座以上塔机结构重心平衡情况，爬升套架及标准节踏步变形情况、液压油缸工作情况；

液压油缸回缩200mm左右时进行确认，确认内容包括：爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况，回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架变形情况、液压油缸工作情况；

液压第二次顶升前的确认，确认内容包括：液压顶升过程顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况,回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架变形情况、液压油缸工作情况；

液压顶升完毕时的确认，所确认内容包括：液压顶升过程顶升横梁两端轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况，爬升套架轴销或挂扣与塔身标准节踏步结合及变形情况，回转支座以上塔机结构重心平衡情况、爬升套架和其下部标准节变形情况；

塔身标准节安装过程确认，所确认内容包括：顶升空间尺寸、高强螺栓质量、塔身垂直度、高强螺母扭矩；回转下支座与其下部标准节螺栓连接情况即全部标准节顶升完毕时，要确认回转下支座与其下部标准节螺栓连接情况，也就是回转下支座与其下部标准节要确保可靠连接；

全部标准节顶升完毕后的确认，所确认内容包括：塔身垂直度、回转下支座与其下部标准节螺栓连接情况、高强螺栓质量、高强螺母扭矩。

3.根据权利要求1所述的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其特征在于：塔式起重机液压顶升安全保护是按以下条件进行设置：

条件1：液压油缸第一次顶升前已设置传感信息的确认内容包括：

顶升横梁两端重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值、塔身或塔臂倾角值没有达到或超过警示值；

条件2：液压油缸顶升或回缩过程中已设置传感信息的确认内容包括：

顶升横梁两端重力差值、爬升套架挂扣重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值、塔身或塔臂倾角值没有达到或超过警示值以及动作值，液压操作全过程重力值没有达到或处于全过程重力值曲线的警示区以及动作区，液压操作全过程塔身或塔臂没有达到或处于顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线的警示区以及动作区；

当上述重力差值或全过程重力值曲线、顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到警示值或警示区时，信息处理单元和交互语音图像服务单元通过智能移动终端管理系统及安全监控系统信息显示单元告知警示原因，并提示检查和改正方法；

当上述重力差值或全过程重力值曲线、顶升横梁端侧重力值-塔身和塔臂倾角值曲线、爬升套架挂扣重力值-塔身和塔臂倾角值曲线达到动作值或动作区时，由信息处理单元和控制输出单元通过塔机电气控制系统停止液压顶升系统供电，并由信息处理单元和交互语音图像服务单元通过智能移动终端管理系统及安全监控系统的信息显示单元告知停止供电原因，并提示检查和改正方法。

4.根据权利要求1所述的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其特征在于：液压顶升和回缩过程前和过程中的实时过程监控、警示和保护动作的内容包括：电气及液压顶升系统在工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的限制以及对塔式起重机回转下支座以上结构部分重心及平衡的调整监控，主要内容为：

在液压顶升系统顶升工作启动前，允许回转回路将起重臂旋转至顶升框架引进横梁或引进滑道的正上方，当回转电机采用电磁制动时，新增信息处理部分将监控回转电机是否处于电磁制动有效状态；当回转电机没有处于电磁制动有效状态时不允许液压顶升系统进入顶升或回缩状态；

在液压顶升系统顶升或回缩工作期间，除回转电机电磁制动回路外，对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路进行控制闭锁，不允许进入工作状态；

当塔式起重机回转下支座以上结构部分重心及平衡需要调整时，液压系统需停止工作后，小车变幅回路才允许进入工作状态进行调幅以调整回转下支座以上结构部分重心及平衡。

5.根据权利要求2所述的一种塔式起重机液压顶升安全监控方法，其特征在于，当液压系统第一次顶升前除了进行语音和图像确认外，还通过顶升横梁两端重力差值、爬升套架挂扣重力差值、顶升套架滚轮轴销重力差值、塔身或塔臂倾角值进行实时检测，当实测值没有达到或超过警示值及语音和图像确认通过后，液压油缸才能开始顶升或回缩操作。

6.一种使用权利要求1-5任一项所述一种塔式起重机液压顶升安全监控方法的塔式起重机液压顶升安全监控系统，其特征在于：是在原有的塔式起重机液压顶升安全监控系统的基础上，新增了新增传感器及新增传感信息获取单元、新增信息处理部分、交互语音图像服务单元和智能移动终端管理系统，新增信息处理部分与交互语音图像服务单元互为输入及输出；所述的智能移动终端管理系统通过交互语音图像服务单元和信息处理单元完成由新增信息处理部分顶升过程触发的液压顶升操作警示及操作确认信息和电气保护信息输出的人机信息沟通、智能移动终端管理系统还可完成顶升操作过程人机间对问题的检索和问答，交互语音图像服务单元具有语音和图像辩识。

7.根据权利要求6所述的塔式起重机液压顶升安全监控系统，其特征在于，所述的新增信息处理部分包括以塔身及塔臂倾角信息、顶升套架挂扣对侧一对上下滚轮轴销重力传感信息、顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感信息、爬升套架挂扣与塔身标准节踏步间一组轴销或环式重力传感信息、液压顶升系统的油压信息为监控目标的液压顶升安全监控及保护内容，还包括液压顶升系统工作期间对塔式起重机起升、回转、小车变幅回路的限制，以及对塔式起重机回转下支座以上结构部分重心及平衡的调整监控，新增信息处理部分具有顶升过程处理功能。

8.根据权利要求7所述的塔式起重机液压顶升安全监控系统，其特征在于，新增传感器包括塔身双轴倾角传感器、塔臂双轴倾角传感器、轴销传感器、环式重力传感器、液压顶升系统的油压传感器以及相应的信息采集回路；

所述的塔身双轴倾角传感器安装在塔式起重机回转下支座上，所述的塔臂双轴倾角传感器安装在起重臂幅度中部或1/3或2/3处；

顶升横梁两端与塔身标准节踏步间一组轴销传感器或环式重力传感器安装在顶升横梁两端，该一组轴销传感器或环式重力传感器四周还有一圈可承受回转支座以上塔机结构静动荷载的安全承重环，其间距仅满足重力变形范围，所述的安全承重环周边安装有一块或多块永久磁铁；

爬升套架挂扣与塔身标准节踏步间一组轴销传感器或环式重力传感器，安装在爬升套架内侧相对标准节踏步，该一组轴销或环式重力传感器四周设有一圈可承受回转支座以上塔机结构静动荷载的安全承重梁，其间距仅满足重力变形范围，安全承重梁周边安装有一或多块永久磁铁；

顶升套架挂扣对侧一对上下滚轮轴销重力传感器安装在顶升套架和塔身标准节挂扣点对侧的顶升套架内侧上下两个滚轮轴上；

顶升液压系统位于塔机回转机构下方的顶升位置所处的平台围栏处，所述的油压传感器安装在液压顶升系统装置上，采用数字信息输出以便随时了解液压顶升系统的状态，满足安全的要求；所述的智能移动终端管理系统为智能手机系统，通过现场无线网络与安全监控系统相连接。

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