CN111003646B - 吊车智能化违规检测系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吊车智能化违规检测系统及其使用方法，包括数据采集模块、控制系统、云服务器、监理客户端、司机客户端、智能锁装置，通过数据采集模块采集支撑臂、起吊臂、吊绳的数据并发送至监理客户端，司机客户端向监理客户端发起操作起吊臂请求时由监理客户端检查支撑臂数据是否满足要求，再同意司机客户端操作起吊臂、开启智能锁装置，在司机客户端进行起吊时，监理客户端实时检查数据采集模块采集的各项数据是否在安全范围内，如若中途有违规操作，则监理客户端向司机客户端发送错误信息，整个吊车智能化违规检测系统结构简单，实现了吊车施工现场的智能化监控，具有司机客户端和监理客户端的双重保障，安全性更高，方便日常管理。

Description

吊车智能化违规检测系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域。更具体地说，本发明涉及一种吊车智能化违规检测系统及其使用方法。

背景技术

近年来建筑工地吊车事故频发，对建筑工地吊车安全智能化管理系统进行优化和全过程监控管理势在必行，对近年来发生的建筑工地吊车事故进行统计分析不难发现，事故发生的主要原因集中在以下几个方面：1、支撑臂张开宽度不足；2、支撑臂下未垫钢板或枕木；3、起吊重物超出起重机起吊极限；4、起重车起吊未征求监理许可；5、起吊时钢丝绳与铅垂线间夹角较大，目前缺乏一种有效的吊车智能化违规检测系统，在节省施工安全管理成本、提高作业效率的同时降低事故发生率，提高施工安全性。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种吊车智能化违规检测系统及其使用方法，实现利用吊车施工的智能化监控，提高吊车操作的管理效率，提供司机客户端和监理客户端的双重保障，安全性更高。

为了实现这些目的和其它优点，本发明提供了一种吊车智能化违规检测系统，包括：

控制系统；

云服务器，其包括信号分析模块和数据库，数据库用于储存数据信息，信号分析模块用于分析数据，所述云服务器通过控制系统发送和接收数据信息；

数据采集模块，其包括支撑臂数据采集模块、起吊臂数据采集模块、吊绳数据采集模块，分别用于采集吊车的支撑臂、起吊臂、吊绳的数据，并通过控制系统将数据发送至云服务器；

智能锁装置，其安装在起吊臂的支架上，通过控制系统控制锁住和打开起吊臂；

司机客户端，其用于在吊车起吊准备工作完成后向控制系统发送操作起吊臂请求，若接收到通过控制系统传输的同意操作起吊臂请求的信息，则开始起吊工作，若接收到错误信息，则指导司机调整支撑臂、起吊臂或吊绳；

监理客户端，其用于检查通过控制系统所接收的云服务器信息是否满足操作起吊臂的使用要求，若满足使用要求，则通过控制系统向司机客户端发送同意操作起吊臂请求的信息，并指示智能锁装置开锁，若不满足使用要求，则拒绝操作起吊臂请求并通过控制系统向司机客户端发送错误信息，在司机客户端进行起吊工作时，监理客户端实时检查云服务器发送的支撑臂、起吊臂、吊绳数据是否满足使用条件，若不满足则向司机客户端发送错误信息；

其中，上述所有的信息传输方式均为无线通讯传输。

优选的是，吊车的底部设置有四个支撑臂，所述支撑臂数据采集模块包括四个安装在吊车车身底部的摄像头和四个安装在吊车车身上的第一激光测距仪，一个支撑臂对应安装一个摄像头和一个第一激光测距仪，控制系统控制四个摄像头拍摄支撑臂下方图像、控制四个第一激光测距仪采集支撑臂张开距离的数据信息后传输到云服务器进行数据储存和分析。

优选的是，所述起吊臂数据采集模块包括安装在起吊臂上的第一倾角传感器和第二激光测距仪，第一倾角传感器的安装面、第二激光测距仪的激光发射方向均与起吊臂的长度方向平行，控制系统控制第一倾角传感器和第二激光测距仪分别获取起吊臂与车身之间的夹角和起吊臂伸长的长度后传输到云服务器进行数据储存和分析。

优选的是，所述吊绳数据采集模块包括安装在起吊臂顶部的第二倾角传感器和安装在吊绳上的应变片，第二倾角传感器的安装面与吊绳自由伸长时方向一致，控制系统控制第二倾角传感器测量吊绳与垂直方向的夹角、控制应变片获取的应变数据后将对应信息传输到云服务器进行数据储存和分析。

优选的是，所述智能锁装置包括电机和由所述电机驱动空心轴转动的空心轴减速器，所述电机通过一个电机固定架固定在位于起吊臂径向的其中一侧的起吊臂的支架上且与控制系统无线通信连接，所述空心轴减速器的空心轴方向水平且内部传动连接有一根轴杆，所述轴杆的两端伸出至空心轴减速器外，位于所述空心轴减速器一侧的轴杆上固设有锁回转件，所述锁回转件包括一块固定板，所述固定板的下端开有供所述轴杆穿入固定的通孔，所述固定板上安装有方向竖直的锁架，所述锁架包括锁竖梁和锁横梁，所述锁竖梁的下端固定在所述固定板上且长度与起吊臂的径向高度匹配，所述锁横梁平行于起吊臂的径向设置，一端固定在所述锁竖梁的上端、另一端沿起吊臂径向的另一侧延伸，所述空心轴减速器的另一侧表面固定有一块传感器固定支架，位于所述空心轴减速器的另一侧的轴杆穿过所述传感器固定支架且表面靠近所述传感器固定支架的位置套装一个传感器凸轮，所述传感器固定支架的表面位于所述传感器凸轮下方的两侧分别安装有一个上位置传感器和一个下位置传感器，所述上位置传感器、下位置传感器与传感器凸轮的轴心之间的直线距离均与传感器凸轮的最大外半径相等，所述轴杆的两端均安装有端盖，所述智能锁装置还包括设置于起吊臂的支架的表面的回位传感器，所述回位传感器与所述控制系统通过无线通信传输连接。

优选的是，所述智能锁装置还包括设置在所述锁横梁上的警报传感器。

优选的是，所述锁竖梁的上端固定有一个下铰链，所述锁横梁的靠近所述锁竖梁的一端固定有上铰链，所述上铰链、下铰链上均设置有横截面为方形的通槽，所述上铰链、下铰链之间共穿一根横截面为方形的固定轴。

优选的是，所述锁竖梁和锁横梁之间还设置有弹簧，所述锁横梁上开有若干个弹簧固定孔，所述弹簧的一端固定在锁竖梁上、另一端固定在任一所述弹簧固定孔内。

本发明还提供了一种吊车智能化违规检测系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、首先在吊车上安装控制系统、云服务器、数据采集模块、智能锁装置、监理客户端、司机客户端，控制系统、数据采集模块、监理客户端、司机客户端、云服务器相互之间无线通讯连接；

步骤二、打开控制系统，张开支撑臂，在支撑臂下方垫上枕木，然后由司机客户端向监理客户端发送操作起吊臂请求，同时控制系统控制支撑臂数据采集模块采集支撑臂下方图像和支撑臂张开距离的数据信息并发送给云服务器，经过云服务器的信号分析模块对数据进行分析处理，云服务器将分析处理的信息发送给监理客户端；

步骤三、监理客户端接收到操作起吊臂请求和云服务器发送的信息后，检查图像中支撑臂是否垫有枕木、确认支撑臂张开距离是否达到预设值，如若均为是则满足使用要求，监理客户端通过控制系统向司机客户端发送同意操作起吊臂请求的信息，如若不满足使用要求则拒绝操作起吊臂请求并通过控制系统向司机客户端发送错误信息，司机根据错误信息调整支撑臂、起吊臂或吊绳后再次在司机客户端上向监理客户端发送操作起吊臂请求，直至满足使用要求；

步骤四、监理客户端通过控制系统向司机客户端发送同意操作起吊臂请求的信息，并指示智能锁装置开锁，司机客户端开始起吊工作，首先操作起吊臂伸长、放下吊绳，将起吊重物与吊绳连接，同时起吊臂数据采集模块测量起吊臂与车身之间夹角θ、起吊臂伸长的长度L，吊绳数据采集模块测量吊绳与垂直方向的夹角α、应变数据，然后数据采集模块将所采集到的数据信息发送给云服务器储存并经信号分析模块分析处理，计算出吊车此时工作状态的最大承载力

然后云服务器将θ、L、α、应变数据信息通过控制系统发送给监理客户端，其中N为车身承载的最大扭矩；

步骤五、监理客户端接收云服务器实时发送的θ、L、α、应变数据信息，检查起吊臂与车身之间夹角θ是否大于θ₀，吊绳与水平垂直方向的夹角α是否小于α₀，如若有一项以上不满足则向司机客户端发送错误信息，司机客户端指导司机调整支撑臂、起吊臂或吊绳，调整完成后司机开始后续起吊工作，其中θ₀为起吊时起吊臂与车身之间允许的最小夹角，α₀为起吊时吊绳与垂直方向允许的最大夹角；

步骤六、开始后续起吊工作后，云服务器的信号分析模块通过应变片的数据信息计算出此时所吊重物的重量G＝应变片测得的数据*吊绳的弹性系数，然后发送给监理客户端，监理客户端检查起吊重物重量G是否小于吊车此时工作状态的最大承载力F_MAX，若大于则将错误信息发送给司机客户端，司机调整支撑臂、起吊臂或吊绳后重新开始后续起吊工作，若小于，则监理客户端不发送任何信息，吊车正常工作，在工作过程中数据采集模块实时采集吊车的支撑臂、起吊臂、吊绳的数据并通过控制系统发送给云服务器、监理客户端，监理客户端重复步骤五和步骤六的检查工作，如出现数据不满足使用条件的违规操作，监理客户端向司机客户端发出错误信息。

本发明至少包括以下有益效果：吊车智能化违规检测系统及其使用方法包括数据采集模块、控制系统、云服务器、监理客户端、司机客户端、智能锁装置，通过数据采集模块采集完成准备条件后的支撑臂数据并发送至监理客户端，由司机客户端向监理客户端发起操作起吊臂请求，监理客户端确认支撑臂数据满足使用要求后，同意司机客户端操作起吊臂，智能锁打开，然后司机客户端开始起吊工作，监理客户端实时检查数据采集模块采集的起吊臂数据、吊绳数据，确认满足使用要求则司机客户端起吊工作正常进行，如若中途有违规操作，数据采集模块采集的数据会第一时间反馈给监理客户端和司机客户端，监理客户端向司机客户端发送错误信息，吊车智能化违规检测系统整体结构简单，实现了吊车施工现场的智能化监控，具有司机客户端和监理客户端的双重保障，安全性更高，能显著减少事故的发生率，方便日常管理。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为吊车智能化违规检测系统的结构框图；

图2为吊车智能化违规检测系统使用的流程图；

图3为吊车智能化违规检测系统安装在吊车上的结构示意图；

图4为本发明的智能锁装置的主视结构图；

图5为本发明的智能锁装置的后视结构图；

图6为本发明的智能锁装置的其中一种安装方式的结构示意图。

附图标记：1、支撑臂，2、摄像头，301、激光测距仪，302、激光测距仪，4、司机客户端，5、智能锁装置，601、第一倾角传感器，602、第二倾角传感器，7、起吊臂，8、应变片，9、吊绳，10、电机固定支架，11、电机，12、空心轴减速器，13、轴杆，131、端盖，14、锁回转件，15、锁架，151、锁竖梁，152、锁横梁，153、上铰链，154、下铰链，16、传感器固定支架，17、传感器凸轮，18、上位置传感器，19、下位置传感器，20、回位传感器，21、警报传感器，22、弹簧，23、弹簧固定孔，24、起吊臂的支架，25、吊车车厢。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图6所示，吊车智能化违规检测系统，包括：

控制系统；

云服务器，其包括信号分析模块和数据库，数据库用于储存数据信息，信号分析模块用于分析数据，所述云服务器通过控制系统发送和接收数据信息；

数据采集模块，其包括支撑臂数据采集模块、起吊臂数据采集模块、吊绳数据采集模块，分别用于采集吊车的支撑臂1、起吊臂7、吊绳9的数据，并通过控制系统将数据发送至云服务器；

智能锁装置5，其安装在起吊臂7的支架上，通过控制系统控制锁住和打开起吊臂7；

司机客户端4，其用于在吊车起吊准备工作完成后向控制系统发送操作起吊臂请求，若接收到通过控制系统传输的同意操作起吊臂请求的信息，则开始起吊工作，若接收到错误信息，则指导司机调整支撑臂1、起吊臂7或吊绳9；

监理客户端，其用于检查通过控制系统所接收的云服务器信息是否满足操作起吊臂的使用要求，若满足使用要求，则通过控制系统向司机客户端4发送同意操作起吊臂请求的信息，并指示智能锁装置5开锁，若不满足使用要求，则拒绝操作起吊臂请求并通过控制系统向司机客户端4发送错误信息，在司机客户端4进行起吊工作时，监理客户端实时检查云服务器发送的支撑臂1、起吊臂7、吊绳数据9是否满足使用条件，若不满足则向司机客户端4发送错误信息；

其中，上述所有的信息传输方式均为无线通讯传输。

吊车智能化违规检测系统使用时，先在起吊臂、吊绳、支撑臂上安装数据采集模块，在起吊臂的支架上安装智能锁装置，在吊车的操作室安装司机客户端，再在一个外部终端上安装监理客户端、云服务器、控制系统，保证各系统部分的无线信号发送畅通，通过数据采集模块采集数据并发送到云服务器进行储存和分析。进行吊车起吊前先将吊车开到合适的起吊地点并安装好吊车底部的支撑臂，然后司机客户端向监理客户端发送起吊请求，通过数据采集模块采集支撑臂的数据并发送到云服务器进行储存和分析，云服务器再将支撑臂的数据发送给监理客户端，监理客户端收到起吊请求后检查支撑臂是否安装正确，若安装正确，则同意司机客户端的起吊请求，同时打开智能锁装置，司机客户端开始起吊工作，若安装不正确则监理客户端向司机客户端发送错误信息，司机调整支撑臂，检查完后重新向监理客户端发送起吊请求。在司机进行起吊工作时，监理客户端实时检查云服务器发送的支撑臂、起吊臂、吊绳数据是否满足使用条件，若不满足则向司机客户端发送错误信息。吊车智能化违规检测系统整体结构简单，实现了吊车施工现场的智能化监控，具有司机客户端和监理客户端的双重保障，安全性更高，能显著减少事故的发生率，方便日常管理。

在另一种技术方案中，如图1和3所示，吊车的底部设置有四个支撑臂1，所述支撑臂数据采集模块包括四个安装在吊车车身底部的摄像头2和四个安装在吊车车身上的第一激光测距仪301，一个支撑臂1对应安装一个摄像头2和一个第一激光测距仪301，控制系统控制四个摄像头2拍摄支撑臂下方图像、控制四个第一激光测距仪301采集支撑臂1张开距离的数据信息后传输到云服务器进行数据储存和分析。

通过四个摄像头和四个激光测距仪分别判断支撑臂是否安装正确，通过摄像头采集画面信息判断支撑臂下方是否垫有枕木或钢板，通过激光测距仪采集数据信息检测支撑臂张开的距离是否达到预设值，预设值为支撑臂完全张开时与车身的距离，若未达到预设值则表示支撑臂还未完全张开，支撑臂数据采集模块所获取的信息发送到云服务器。

在另一种技术方案中，如图1和3所示，所述起吊臂数据采集模块包括安装在起吊臂7上的第一倾角传感器601和第二激光测距仪302，第一倾角传感器601的安装面、第二激光测距仪302的激光发射方向均与起吊臂7的长度方向平行，控制系统控制第一倾角传感器601和第二激光测距仪302分别获取起吊臂7与车身之间的夹角和起吊臂7伸长的长度后传输到云服务器进行数据储存和分析。

通过使用具有四个螺纹孔的调节支架对第一倾角传感器进行标准安装，将第一倾角传感器安装到调节支架的顶部平面上，调节支架安装到起吊臂上，通过螺栓将第二激光测距仪安装在起吊臂上，司机操作起吊臂过程中，通过第一倾角传感器测出起吊臂与车身之间夹角，通过第二激光测距仪测量出起吊臂所伸长的长度，起吊臂数据采集模块所获取的信息发送到云服务器。

在另一种技术方案中，如图3所示，所述吊绳数据采集模块包括安装在起吊臂7顶部的第二倾角传感器602和安装在吊绳9上的应变片8，第二倾角传感器602的安装面与吊绳9自由伸长时方向一致，控制系统控制第二倾角传感器602测量吊绳9与垂直方向的夹角、控制应变片8获取的应变数据后将对应信息传输到云服务器进行数据储存和分析。

吊绳数据采集模块的第二倾角传感器同样采用标准安装的方式安装在起吊臂上，通过强力热熔胶将应变片安装到吊绳上，司机完成起吊臂和吊绳操作后，通过第二倾角传感器测量出吊绳与水平垂直方向的夹角，通过应变片测量出起吊的重量，吊绳臂数据采集模块所获取的信息发送到云服务器。

在另一种技术方案中，如图3、图4、图5、图6所示，所述智能锁装置5包括电机11和由所述电机11驱动空心轴转动的空心轴减速器12，所述电机11通过一个电机固定架10固定在位于起吊臂7径向的其中一侧的起吊臂7的支架上且与控制系统无线通信连接，所述空心轴减速器12的空心轴方向水平且内部传动连接有一根轴杆13，所述轴杆13的两端伸出至空心轴减速器12外，位于所述空心轴减速器12一侧的轴杆13上固设有锁回转件14，所述锁回转件14包括一块固定板，所述固定板的下端开有供所述轴杆穿入固定的通孔，所述固定板上安装有方向竖直的锁架15，所述锁架15包括锁竖梁151和锁横梁152，所述锁竖梁151的下端固定在所述固定板上且长度与起吊臂7的径向高度匹配，所述锁横梁152平行于起吊臂7的径向设置，一端固定在所述锁竖梁151的上端、另一端沿起吊臂7径向的另一侧延伸，所述空心轴减速器12的另一侧表面固定有一块传感器固定支架16，位于所述空心轴减速器12的另一侧的轴杆13穿过所述传感器固定支架16且表面靠近所述传感器固定支架16的位置套装一个传感器凸轮17，所述传感器固定支架16的表面位于所述传感器凸轮17下方的两侧分别安装有一个上位置传感器18和一个下位置传感器19，所述上位置传感器18、下位置传感器19与传感器凸轮17的轴心之间的直线距离均与传感器凸轮17的最大外半径相等，所述轴杆13的两端均安装有端盖131，所述智能锁装置5还包括设置于起吊臂7的支架的表面的回位传感器20，所述回位传感器20与所述控制系统通过无线通信传输连接。

首先通过一个电机固定架将智能锁装置安装在起吊臂的支架24的侧面，本领域的现有技术的其中一种安装方式为，安装电机及空心轴减速器时，空心轴减速器内部设置有相互垂直的主动轴和传动轴，传动轴为空心轴，通过联轴器将电机旋转轴与空心轴减速器的主动轴连接保证同轴同步转动，主动轴和传动轴上分别固定套设有一个锥齿轮，两根锥齿轮啮合，从而实现垂直方向上的传动连接。

本实施例中将智能锁装置安装在如图6所示起吊臂的左侧，保持空心轴减速器的空心轴方向水平，将传感器固定支架固定在空心轴减速器位于与吊绳同侧的表面上，然后在空心轴内穿入轴杆，轴杆的两端伸出空心轴减速器外并与空心轴减速器之间传动连接、通过螺母锁紧，传动连接的方式可为空心轴、轴杆的横截面均为正六角形，从而实现同步转动，在轴杆位于安装有传感器固定支架的一侧固定套装传感器凸轮，传感器固定支架的表面位于传感器凸轮下方的两侧分别安装上位置传感器和下位置传感器，上、下位置传感器与轴杆的直线距离恰好与传感器凸轮的最大外径匹配，使得传感器凸轮随轴杆旋转时，能依次与上、下位置传感器接触，而不阻碍传感器凸轮的转动，本实施例中将上位置传感器安装在传感器凸轮的右侧，下位置传感器安装在传感器凸轮的左侧，然后在轴杆的另一端套装固定锁回转件，安装时可通过键连接，即在轴杆上设置若干个突起的键，在通孔内壁对应设置键槽，将轴杆穿入通孔内使键位于键槽内，从而实现轴杆带动锁回转件转动，在锁回转件与空心轴减速器之间可安装轴垫片增加轴杆轴向载荷，提高刚性，再在锁回转件靠近起吊臂的一侧安装锁架，其中锁竖梁的下端固定在锁回转件上且与锁回转件的轴向垂直，锁架整体可在轴杆转动时绕轴杆的轴线旋转，起吊臂位于锁竖梁的右侧、锁横梁的下方，即锁竖梁、锁横梁、起吊臂的支架24表面所围成的C型框架内，初始的传感器凸轮的突出部的方向、锁架的方向、锁横梁、锁竖梁的长度根据起吊臂的形状和高度进行调整，使得锁架完全锁住起吊臂时，传感器凸轮与上位置传感器接触，当传感器凸轮与下位置传感器接触时，锁架完全打开不在起吊臂的运动路径上。当智能锁装置接到监理客户端给出的开锁指令后，电机的旋转轴旋转，传动到空心轴减速器的空心轴带动轴杆转动，而锁架固定在锁回转件上，锁回转件与轴杆键连接，因此轴杆带动锁架、传感器凸轮沿逆时针方向转动，锁架的锁竖梁和锁横梁逐渐离开起吊臂，直到传感器凸轮接触到下位置传感器，下位置传感器发送信号，控制系统控制电机停止工作，实现开锁动作；吊车完成起吊工作关锁时，起吊臂收回抵触到回位传感器，回位传感器发送信号到云服务器，然后控制系统控制电机开始工作使得轴杆顺时针转动，当传感器凸轮触发上位置传感器，电机停止工作，完成自动上锁工作，从而实现了自动开锁关锁功能。

在另一种技术方案中，如图5所示，所述智能锁装置5还包括设置在所述锁横梁152上的警报传感器21。且未经监理客户端同意的情况下私自打开智能锁装置时，能通过警报传感器向监理客户端发送警报，提高了吊车起吊臂使用的安全性。

在另一种技术方案中，如图5所示，所述锁竖梁151的上端固定有一个下铰链154，所述锁横梁152的靠近所述锁竖梁151的一端固定有上铰链153，所述上铰链153、下铰链154上均设置有横截面为方形的通槽，所述上铰链153、下铰链154之间共穿一根横截面为方形的固定轴。如此设置使锁横梁、锁竖梁的拆卸安装更方便。

在另一种技术方案中，如图5所示，所述锁竖梁151和锁横梁152之间还设置有弹簧22，所述锁横梁152上开有若干个弹簧固定孔23，所述弹簧22的一端固定在锁竖梁151上、另一端固定在任一所述弹簧固定孔23内。

设置弹簧进一步辅助加强锁横梁与锁竖梁的连接，确保强制开锁时的安全性。

本发明还提供了一种吊车智能化违规检测系统的使用方法，如图1和图2所示，包括如下步骤：

步骤一、首先安装控制系统、云服务器、数据采集模块、智能锁装置、监理客户端、司机客户端，所述控制系统用于控制数据采集模块、信号分析模块、监理客户端、司机客户端、云服务器的运行及相互之间的信息传输，所述信息传输方式为无线通信传输，所述云服务器包括信号分析模块和数据库，数据库用于储存数据信息，信号分析模块用于分析数据，通过控制系统发送和接收数据信息，所述数据采集模块包括支撑臂数据采集模块、起吊臂数据采集模块、吊绳数据采集模块，用于采集吊车的支撑臂、起吊臂、吊绳的数据，通过控制系统将数据发送至云服务器，所述智能锁装置安装在起吊臂的支架上，通过控制系统控制锁住和打开起吊臂，所述司机客户端用于在吊车起吊准备工作完成后向控制系统发送操作起吊臂请求，若接收到通过控制系统传输的同意操作起吊臂请求的信息，则开始起吊工作，若接收到错误信息，则指导司机调整支撑臂、起吊臂或吊绳，所述监理客户端用于检查通过控制系统所接收的云服务器信息是否满足操作起吊臂的使用要求，若满足使用要求，则通过控制系统向司机客户端发送同意操作起吊臂请求的信息，同时指示智能锁装置开锁，若不满足使用要求，则拒绝操作起吊臂请求并通过控制系统向司机客户端发送错误信息；

步骤二、打开控制系统，张开支撑臂，在支撑臂下方垫上枕木，然后由司机客户端向监理客户端发送操作起吊臂请求，同时控制系统控制支撑臂数据采集模块采集支撑臂下方图像和支撑臂张开距离的数据信息并发送给云服务器，经过云服务器的信号分析模块对数据进行分析处理，云服务器将分析处理的信息发送给监理客户端；

步骤三、监理客户端接收到操作起吊臂请求和云服务器发送的信息后，检查图像中支撑臂是否垫有枕木、确认支撑臂张开距离是否达到预设值，如若均为是则满足使用要求，监理客户端通过控制系统向司机客户端发送同意操作起吊臂请求的信息，如若不满足使用要求则拒绝操作起吊臂请求并通过控制系统向司机客户端发送错误信息，司机根据错误信息调整支撑臂、起吊臂或吊绳后再次在司机客户端上向监理客户端发送操作起吊臂请求；

步骤四、监理客户端通过控制系统向司机客户端发送同意操作起吊臂请求的信息，并指示智能锁装置开锁，司机客户端开始起吊工作，首先操作起吊臂伸长、放下吊绳，将起吊重物与吊绳连接，同时起吊臂数据采集模块测量起吊臂与车身之间夹角θ、起吊臂伸长的长度L，吊绳数据采集模块测量吊绳与垂直方向的夹角α、应变数据，然后数据采集模块将所采集到的数据信息发送给云服务器储存并经信号分析模块分析处理，计算出吊车此时工作状态的最大承载力

然后云服务器将θ、L、α、应变数据信息通过控制系统发送给监理客户端，其中N为车身承载的最大扭矩；

步骤五、监理客户端接收云服务器实时发送的θ、L、α、应变数据信息，检查起吊臂与车身之间夹角θ是否大于θ₀，吊绳与水平垂直方向的夹角α是否小于α₀，如若有一项以上不满足则向司机客户端发送错误信息，司机客户端指导司机调整支撑臂、起吊臂或吊绳，调整完成后司机开始后续起吊工作，其中θ₀为起吊时起吊臂与车身之间允许的最小夹角，α₀为起吊时吊绳与垂直方向允许的最大夹角；

步骤六、开始后续起吊工作后，云服务器的信号分析模块通过应变片的数据信息计算出此时所吊重物的重量G＝应变片测得的数据*吊绳的弹性系数，然后发送给监理客户端，监理客户端检查起吊重物重量G是否小于吊车此时工作状态的最大承载力F_MAX，若大于则将错误信息发送给司机客户端，司机调整支撑臂、起吊臂或吊绳后重新开始后续起吊工作，若小于，则监理客户端不发送任何信息，吊车正常工作，在工作过程中数据采集模块实时采集吊车的支撑臂、起吊臂、吊绳的数据并通过控制系统发送给云服务器、监理客户端，监理客户端重复步骤五和步骤六的检查工作，如出现数据不满足使用条件的违规操作，监理客户端向司机客户端发出错误信息。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.吊车智能化违规检测系统，其特征在于，包括：

控制系统；

云服务器，其包括信号分析模块和数据库，数据库用于储存数据信息，信号分析模块用于分析数据，所述云服务器通过控制系统发送和接收数据信息；

数据采集模块，其包括支撑臂数据采集模块、起吊臂数据采集模块、吊绳数据采集模块，分别用于采集吊车的支撑臂、起吊臂、吊绳的数据，并通过控制系统将数据发送至云服务器；

智能锁装置，其安装在起吊臂的支架上，通过控制系统控制锁住和打开起吊臂；

司机客户端，其用于在吊车起吊准备工作完成后向控制系统发送操作起吊臂请求，若接收到通过控制系统传输的同意操作起吊臂请求的信息，则开始起吊工作，若接收到错误信息，则指导司机调整支撑臂、起吊臂或吊绳；

监理客户端，其用于检查通过控制系统所接收的云服务器信息是否满足操作起吊臂的使用要求，若满足使用要求，则通过控制系统向司机客户端发送同意操作起吊臂请求的信息，并指示智能锁装置开锁，若不满足使用要求，则拒绝操作起吊臂请求并通过控制系统向司机客户端发送错误信息，在司机客户端进行起吊工作时，监理客户端实时检查云服务器发送的支撑臂、起吊臂、吊绳数据是否满足使用条件，若不满足则向司机客户端发送错误信息；

其中，上述所有的信息传输方式均为无线通讯传输；

所述智能锁装置包括电机和由所述电机驱动空心轴转动的空心轴减速器，所述电机通过一个电机固定架固定在位于起吊臂径向的其中一侧的起吊臂的支架上且与控制系统无线通信连接，所述空心轴减速器的空心轴方向水平且内部传动连接有一根轴杆，所述轴杆的两端伸出至空心轴减速器外，位于所述空心轴减速器一侧的轴杆上固设有锁回转件，所述锁回转件包括一块固定板，所述固定板的下端开有供所述轴杆穿入固定的通孔，所述固定板上安装有方向竖直的锁架，所述锁架包括锁竖梁和锁横梁，所述锁竖梁的下端固定在所述固定板上且长度与起吊臂的径向高度匹配，所述锁横梁平行于起吊臂的径向设置，一端固定在所述锁竖梁的上端、另一端沿起吊臂径向的另一侧延伸，所述空心轴减速器的另一侧表面固定有一块传感器固定支架，位于所述空心轴减速器的另一侧的轴杆穿过所述传感器固定支架且表面靠近所述传感器固定支架的位置套装一个传感器凸轮，所述传感器固定支架的表面位于所述传感器凸轮下方的两侧分别安装有一个上位置传感器和一个下位置传感器，所述上位置传感器、下位置传感器与传感器凸轮的轴心之间的直线距离均与传感器凸轮的最大外半径相等，所述轴杆的两端均安装有端盖，所述智能锁装置还包括设置于起吊臂的支架的表面的回位传感器，所述回位传感器与所述控制系统通过无线通信传输连接。

2.如权利要求1所述的吊车智能化违规检测系统，其特征在于，吊车的底部设置有四个支撑臂，所述支撑臂数据采集模块包括四个安装在吊车车身底部的摄像头和四个安装在吊车车身上的第一激光测距仪，一个支撑臂对应安装一个摄像头和一个第一激光测距仪，控制系统控制四个摄像头拍摄支撑臂下方图像、控制四个第一激光测距仪采集支撑臂张开距离的数据信息后传输到云服务器进行数据储存和分析。

3.如权利要求1所述的吊车智能化违规检测系统，其特征在于，所述起吊臂数据采集模块包括安装在起吊臂上的第一倾角传感器和第二激光测距仪，第一倾角传感器的安装面、第二激光测距仪的激光发射方向均与起吊臂的长度方向平行，控制系统控制第一倾角传感器和第二激光测距仪分别获取起吊臂与车身之间的夹角和起吊臂伸长的长度后传输到云服务器进行数据储存和分析。

4.如权利要求1所述的吊车智能化违规检测系统，其特征在于，所述吊绳数据采集模块包括安装在起吊臂顶部的第二倾角传感器和安装在吊绳上的应变片，第二倾角传感器的安装面与吊绳自由伸长时方向一致，控制系统控制第二倾角传感器测量吊绳与垂直方向的夹角、控制应变片获取的应变数据后将对应信息传输到云服务器进行数据储存和分析。

5.如权利要求1所述的吊车智能化违规检测系统，其特征在于，所述智能锁装置还包括设置在所述锁横梁上的警报传感器。

6.如权利要求1所述的吊车智能化违规检测系统，其特征在于，所述锁竖梁的上端固定有一个下铰链，所述锁横梁的靠近所述锁竖梁的一端固定有上铰链，所述上铰链、下铰链上均设置有横截面为方形的通槽，所述上铰链、下铰链之间共穿一根横截面为方形的固定轴。

7.如权利要求1所述的吊车智能化违规检测系统，其特征在于，所述锁竖梁和锁横梁之间还设置有弹簧，所述锁横梁上开有若干个弹簧固定孔，所述弹簧的一端固定在锁竖梁上、另一端固定在任一所述弹簧固定孔内。

8.吊车智能化违规检测系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、首先在吊车上安装控制系统、云服务器、数据采集模块、智能锁装置、监理客户端、司机客户端，控制系统、数据采集模块、监理客户端、司机客户端、云服务器相互之间无线通讯连接；

步骤二、打开控制系统，张开支撑臂，在支撑臂下方垫上枕木，然后由司机客户端向监理客户端发送操作起吊臂请求，同时控制系统控制支撑臂数据采集模块采集支撑臂下方图像和支撑臂张开距离的数据信息并发送给云服务器，经过云服务器的信号分析模块对数据进行分析处理，云服务器将分析处理的信息发送给监理客户端；

步骤三、监理客户端接收到操作起吊臂请求和云服务器发送的信息后，检查图像中支撑臂是否垫有枕木、确认支撑臂张开距离是否达到预设值，如若均为是则满足使用要求，监理客户端通过控制系统向司机客户端发送同意操作起吊臂请求的信息，如若不满足使用要求则拒绝操作起吊臂请求并通过控制系统向司机客户端发送错误信息，司机根据错误信息调整支撑臂、起吊臂或吊绳后再次在司机客户端上向监理客户端发送操作起吊臂请求，直至满足使用要求；

步骤四、监理客户端通过控制系统向司机客户端发送同意操作起吊臂请求的信息，并指示智能锁装置开锁，司机客户端开始起吊工作，首先操作起吊臂伸长、放下吊绳，将起吊重物与吊绳连接，同时起吊臂数据采集模块测量起吊臂与车身之间夹角θ、起吊臂伸长的长度L，吊绳数据采集模块测量吊绳与垂直方向的夹角α、应变数据，然后数据采集模块将所采集到的数据信息发送给云服务器储存并经信号分析模块分析处理，计算出吊车此时工作状态的最大承载力

然后云服务器将θ、L、α、应变数据信息通过控制系统发送给监理客户端，其中N为车身承载的最大扭矩；

步骤五、监理客户端接收云服务器实时发送的θ、L、α、应变数据信息，检查起吊臂与车身之间夹角θ是否大于θ₀，吊绳与水平垂直方向的夹角α是否小于α₀，如若有一项以上不满足则向司机客户端发送错误信息，司机客户端指导司机调整支撑臂、起吊臂或吊绳，调整完成后司机开始后续起吊工作，其中θ₀为起吊时起吊臂与车身之间允许的最小夹角，α₀为起吊时吊绳与垂直方向允许的最大夹角；

步骤六、开始后续起吊工作后，云服务器的信号分析模块通过应变片的数据信息计算出此时所吊重物的重量G＝应变片测得的数据*吊绳的弹性系数，然后发送给监理客户端，监理客户端检查起吊重物重量G是否小于吊车此时工作状态的最大承载力F_MAX，若大于则将错误信息发送给司机客户端，司机调整支撑臂、起吊臂或吊绳后重新开始后续起吊工作，若小于，则监理客户端不发送任何信息，吊车正常工作，在工作过程中数据采集模块实时采集吊车的支撑臂、起吊臂、吊绳的数据并通过控制系统发送给云服务器、监理客户端，监理客户端重复步骤五和步骤六的检查工作，如出现数据不满足使用条件的违规操作，监理客户端向司机客户端发出错误信息。

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