CN112033802A - 智能附墙检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

智能附墙检测装置，包括墙体、塔机机身和附墙杆，墙体上设有第一连接耳座，塔机机身上设有第二连接耳座，第一连接耳座和第二连接耳座均设有销轴孔，所述附墙杆的一端通过测力销轴与第一连接耳座铰接，附墙杆的另一端通过销轴与第二连接耳座铰接；附墙杆靠近第一连接耳座的一端设有测距模块，测距模块用于测量附墙杆的长度；测距模块、测力销轴分别与控制器电连接，控制器通过有线或无线通讯方式与计算显示模块连接，计算显示模块计算附墙杆的长细比参数、并根据长细比参数获取稳定系数。本发明在附墙使用过程中时刻监控附墙所受载荷的变化，判断附墙的工作状态是否安全，确保塔机使用的安全和人员的安全。

Description

智能附墙检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及附墙检测技术领域，尤其涉及智能附墙检测装置及检测方法。
背景技术
附墙是保证塔机安全使用的一个非常重要的装置，它将塔机连接固定于建筑物外墙上，保证塔机在使用过程中受外力的情况下不会倾覆，从而保证建筑、塔机及施工的安全。附墙在安装、工作过程中一些状态、参数(比如连接杆件的长细比、载荷)的变化是和它正常、安全的使用密切相关的。如果连接杆件的长细比、载荷这些参数的变化超出允许的范围，会导致附墙工作条件、状态的恶化，导致附墙的损坏，导致塔机事故的发生。所以，检测附墙这些参数的变化，当变化超出允许范围时及时发出报警并采取措施，是保证塔机安全使用的一个重要的措施。
现有技术主要有：目前还没有见到对附墙参数、状态进行实时检测的装置。一般现有的做法都是由附墙设计人员在设计时对参数进行一些校核计算，保证附墙的使用在安全条件下进行。但是这样的方法，无法监控、保证在使用过程中如载荷等这些受塔机工作状况的变化而发生变化的参数超出允许的范围，这样就会带来较大的安全隐患。特别是碰到像极恶劣天气等情况的时候，不对附墙的工作状态进行监控，当附墙载荷超出运行范围，很容易出现塔机的倾覆，这类事故在实际中也时有发生和报道。
发明内容
为克服上述问题，本发明提供一种安全可靠的智能附墙检测装置及检测方法。
本发明的第一个方面提供一种智能附墙检测装置，包括墙体、塔机机身和附墙杆，墙体位于塔机机身的一侧，墙体上固定连接有第一连接耳座，塔机机身上固定连接有第二连接耳座，第一连接耳座和第二连接耳座均设有销轴孔，所述附墙杆的一端通过测力销轴与第一连接耳座铰接，附墙杆的另一端通过销轴与第二连接耳座铰接；附墙杆靠近第一连接耳座的一端设有测距模块，测距模块用于测量附墙杆的长度；
所述测距模块、测力销轴分别与控制器电连接，将测量到的附墙杆长度和载荷信息发送给控制器；控制器通过有线或无线通讯方式与计算显示模块连接，计算显示模块计算附墙杆的长细比参数、并根据长细比参数获取稳定系数。
进一步，所述无线通讯方式为WIFI或4G或蓝牙。
进一步，所述计算显示模块为人机界面HMI或计算机。
进一步，所述测距模块为激光测距模块或超声波测距模块。
进一步，所述附墙杆、第一连接耳座和第二连接耳座的数量均为四个，每个附墙杆上均设有一个测距模块，或其中一个附墙杆上设有测距模块。
本发明的第二个方面提供一种智能附墙检测装置的检测方法，包括以下步骤：
步骤1，计算附墙杆的长细比参数；
步骤2，根据附墙杆长细比参数查所用材料的杆件的稳定系数表获得稳定系数
Figure BDA0002599865550000031
步骤3，计算出的长细比参数和允许的长细比进行比较，超出则发出长细比不合格信息并报警；若不合格，可在安装时重新调整附墙杆长度，或者重新选择附墙的结构、材料，重新进行安装，直到计算出的长细比参数小于或等于允许的长细比为止；
步骤4，判断每个附墙杆的载荷类型，并计算每个附墙杆所对应的应力σ，载荷类型分两种，拉力、压力；
载荷N为拉力，则附墙杆所受应力σ＝N/(n*A0)；
载荷N为压力，则附墙杆所受应力
Figure BDA0002599865550000032
其中，附墙杆采用格构柱结构，格构柱结构包括n个分肢和用于连接分肢的缀条，A0为分肢材料截面积，n为格构柱结构采用的分肢数，且n≥2；
步骤5，对附墙杆实时检测、计算出的应力σ和系统允许的应力进行比较；如果实时计算出的应力频繁大于系统允许应力，则系统发出警告信息并报警。
进一步，步骤1中长细比参数的计算公式为，
Figure BDA0002599865550000041
其中，附墙杆采用格构柱结构，格构柱结构包括n个分肢和用于连接分肢的缀条，n为格构柱结构采用的分肢数，且n≥2，L为附墙杆长度，a为格构柱截面边长，A0为分肢材料截面积，I0为分肢惯性矩，Z0为心轴距外边缘距离，AZ为缀条截面积；a、A0、I0、Z0根据附墙的结构、附墙杆的使用材料获得。
本发明的有益效果是：保证附墙按照设计要求的长细比、预加载荷实施安装，确保附墙安装符合安全要求；在附墙使用过程中时刻监控附墙所受载荷的变化，判断附墙的工作状态是否安全，若超出附墙安全条件，则立刻报警，使操作人员及时采取措施，确保塔机使用的安全和人员的安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，而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。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照附图1，智能附墙检测装置，包括墙体2、塔机机身8和附墙杆6，墙体2位于塔机机身8的一侧，墙体2上固定连接有第一连接耳座，塔机机身8上固定连接有第二连接耳座，第一连接耳座和第二连接耳座均设有销轴孔，所述附墙杆6的一端通过测力销轴1与第一连接耳座铰接，附墙杆的另一端通过销轴与第二连接耳座铰接；附墙杆6靠近第一连接耳座的一端设有测距模块，测距模块用于测量附墙杆的长度，测距模块为激光测距模块或超声波测距模块或其他方式的测距模块；
本实施例中测距模块采用激光测距模块，附墙杆6需要测量的长度方向的两端分别设有激光测距模块5和反光板7，激光测距模块5固定于附墙杆6靠近测力销轴1的一端，反光板7固定于附墙杆6靠近销轴的一端；激光测距模块5的安装基准面平行于附墙杆6的轴线，反光板7所在平面垂直于附墙杆6的轴线，激光测距模块5发射的激光经反光板7反射后返回激光测距模块5；
所述第一连接耳座、第二连接耳座、附墙杆6的数量均为四个，四个第二连接耳座分别设置在塔机机身8的四个角的外侧，四个第一连接耳座设置于墙体2上；每个附墙杆6上均设有一组测距模块5和反光板7，采用独立采样方式；在另一实施例中，四个附墙杆中，只有一个附墙杆设有测距模块5和反光板7，采用4个附墙杆共享方式。
所述激光测距模块5、测力销轴分别与控制器电连接，将测量到的附墙杆长度和载荷信息发送给控制器；控制器通过有线或无线通讯方式与计算显示模块连接，计算显示模块计算附墙杆的长细比参数、并根据长细比参数获取稳定系数。
所述激光测距模块5、测力销轴1分别与控制器3电连接，装置通电启动后，控制器3自动检测附墙杆6的长度和载荷；控制器3通过WIFI通讯方式与计算显示模块4连接，计算显示模块4为计算机，计算显示模块4根据附墙杆6长度计算出每一个附墙杆6的长细比参数，并根据载荷、长细比、稳定系数判断附墙的工作状况，如果超出设置的系统安全条件，则控制器3报警。
智能附墙检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，计算附墙杆的长细比参数，长细比参数的计算公式为，
Figure BDA0002599865550000071
其中，附墙杆采用格构柱结构，格构柱结构包括n个分肢和用于连接分肢的缀条，n为格构柱结构采用的分肢数，且n≥2，L为附墙杆长度，a为格构柱截面边长，A0为分肢材料截面积，I0为分肢惯性矩，Z0为心轴距外边缘距离，AZ为缀条截面积；a、A0、I0、Z0根据附墙的结构、附墙杆的使用材料获得；
步骤2，根据附墙杆长细比参数查所用材料的杆件的稳定系数表获得稳定系数
Figure BDA0002599865550000072
步骤3，计算出的长细比参数和允许的长细比进行比较，超出则发出长细比不合格信息并报警；若不合格，可在安装时重新调整附墙杆长度，或者重新选择附墙的结构、材料，重新进行安装，直到计算出的长细比参数小于或等于允许的长细比为止；
步骤4，判断每个附墙杆的载荷类型,并计算每个附墙杆所对应的应力σ，载荷类型分两种，拉力、压力；
载荷N为拉力，则附墙杆所受应力σ＝N/(n*A0)；
载荷N为压力，则附墙杆所受应力
Figure BDA0002599865550000081
其中，所述附墙杆采用格构柱结构，格构柱包括n个分肢和用于连接分肢的缀条，附墙杆格构柱结构常见为2肢、4肢、3肢结构，A0为分肢材料截面积，n为附墙杆采用分肢数，且n≥2；
步骤5，对附墙杆实时检测、计算出的应力σ和系统允许的应力进行比较；如果实时计算出的应力频繁大于系统允许应力，则系统发出警告信息并报警。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.智能附墙检测装置，包括墙体、塔机机身和附墙杆，墙体位于塔机机身的一侧，墙体上固定连接有第一连接耳座，塔机机身上固定连接有第二连接耳座，第一连接耳座和第二连接耳座均设有销轴孔，其特征在于：所述附墙杆的一端通过测力销轴与第一连接耳座铰接，附墙杆的另一端通过销轴与第二连接耳座铰接；附墙杆靠近第一连接耳座的一端设有测距模块，测距模块用于测量附墙杆的长度；
所述测距模块、测力销轴分别与控制器电连接，将测量到的附墙杆长度和载荷信息发送给控制器；控制器通过有线或无线通讯方式与计算显示模块连接，计算显示模块计算附墙杆的长细比参数、并根据长细比参数获取稳定系数。
2.如权利要求1所述的智能附墙检测装置，其特征在于：所述无线通讯方式为WIFI或4G或蓝牙。
3.如权利要求1所述的智能附墙检测装置，其特征在于：所述计算显示模块为人机界面HMI或计算机。
4.如权利要求1所述的智能附墙检测装置，其特征在于：所述测距模块为激光测距模块或超声波测距模块。
5.如权利要求1-4所述的任一项智能附墙检测装置，其特征在于：所述附墙杆、第一连接耳座和第二连接耳座的数量均为四个，每个附墙杆上均设有一个测距模块，或其中一个附墙杆上设有测距模块。
6.一种基于权利要求1所述的智能附墙检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，计算附墙杆的长细比参数；
步骤2，根据附墙杆长细比参数查所用材料的杆件的稳定系数表获得稳定系数
Figure FDA0002599865540000021
步骤3，计算出的长细比参数和允许的长细比进行比较，超出则发出长细比不合格信息并报警；若不合格，可在安装时重新调整附墙杆长度，或者重新选择附墙的结构、材料，重新进行安装，直到计算出的长细比参数小于或等于允许的长细比为止；
步骤4，判断每个附墙杆的载荷类型，并计算每个附墙杆所对应的应力σ，载荷类型分两种，拉力、压力；
载荷N为拉力，则附墙杆所受应力σ＝N/(n*A0)；
载荷N为压力，则附墙杆所受应力
Figure FDA0002599865540000022
其中，附墙杆采用格构柱结构，格构柱结构包括n个分肢和用于连接分肢的缀条，A0为分肢材料截面积，n为格构柱结构采用的分肢数，且n≥2；
步骤5，对附墙杆实时检测、计算出的应力σ和系统允许的应力进行比较；如果实时计算出的应力频繁大于系统允许应力，则系统发出警告信息并报警。
7.如权利要求6所述的智能附墙检测装置的检测方法，其特征在于：步骤1中长细比参数的计算公式为，
Figure FDA0002599865540000031
其中，附墙杆采用格构柱结构，格构柱结构包括n个分肢和用于连接分肢的缀条，n为格构柱结构采用的分肢数，且n≥2，L为附墙杆长度，a为格构柱截面边长，A0为分肢材料截面积，I0为分肢惯性矩，Z0为心轴距外边缘距离，AZ为缀条截面积；a、A0、I0、Z0根据附墙的结构、附墙杆的使用材料获得。
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