CN114014170A - 一种具备安全监控功能的塔机 - Google Patents

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CN114014170A CN202111391794.5A CN202111391794A CN114014170A CN 114014170 A CN114014170 A CN 114014170A CN 202111391794 A CN202111391794 A CN 202111391794A CN 114014170 A CN114014170 A CN 114014170A
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Abstract

本发明公开了一种具备安全监控功能的塔机，底座的上端配合设有标准节架，标准节架的上端设有安装板，安装板的上端配合设有塔机转动单元，塔机转动单元上端的板体上设有顶架，顶架的左右两侧分别配合设有平衡臂和起重臂，起重臂的上端滑动连接有移动小车，移动小车的内部底端配合安装有吊装单元，吊装单元的转轮上配合设有吊绳，吊装重量测量单元配合设置于吊绳的底端，防碰撞单元配合设置于起重臂的右端，该具备安全监控功能的塔机，能够实时监测吊装过程中吊装重量、塔机扭矩、起重臂倾角、塔机高度、吊装时风速和与其他塔机间距的信息，保证塔机的正常安全吊装作业，方便快捷地定位施工地点，发现问题可及时分析数据对应处理。

Description

一种具备安全监控功能的塔机
技术领域
本发明涉及监控管理设备技术领域，具体为一种具备安全监控功能的塔机。
背景技术
塔机，即“塔式起重机”简称，又称“塔吊”，是用于建筑施工中的一种起重设备，塔机是目前建筑行业中使用的最为广泛的起重设备，然而由其所引发的安全事故也是经常发生，为保证塔机的正常运转，需要专门的安全监控管理装置加以辅助支撑，但以前的塔机的一般采集了各单元及传感器数据后只汇总到监控主机，后期难以对数据进行定位或分析，无法准确监控塔机的运行情况，装置及塔机操作不便，不能够实时监测吊装过程中吊装重量、塔机扭矩、起重臂倾角、塔机高度、吊装时风速和与其他塔机间距的信息，无法保证塔机的正常安全吊装作业，不能够做到隐患早发现早处理，不可远程实时监控记录塔机的运行情况和运行参数，不具备强大的数据分析功能，不方便快捷地定位施工地点，从而无法全盘精确地掌控塔机布局，不可以实现远程实时监控和本地录像回放，无法全方位无死角地对施工现场进行视频监控，不能够做到发现问题并及时分析数据对应处理，因此能够解决此类问题的一种具备安全监控功能的塔机的实现势在必行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种具备安全监控功能的塔机，可远程实时监控记录塔机的运行情况和运行参数，具备强大的数据分析功能，方便快捷地定位施工地点，全盘精确地掌控塔机布局，可实现远程实时监控，本地录像回放，全方位无死角地对施工现场进行视频监控，发现问题可及时分析数据对应处理，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具备安全监控功能的塔机，包括底座、吊装重量测量单元和防碰撞单元，所述底座的上端配合设有标准节架，标准节架的上端设有安装板，安装板的上端配合设有塔机转动单元，塔机转动单元上端的板体上设有顶架，顶架的左右两侧分别配合设有平衡臂和起重臂，起重臂的上端滑动连接有移动小车，移动小车的内部底端配合安装有吊装单元，吊装单元的转轮上配合设有吊绳，所述吊装重量测量单元配合设置于吊绳的底端，所述防碰撞单元配合设置于起重臂的右端，其中：还包括操作厢、控制箱、GPRS无线数据传感器、存储器、PLC控制器、蓄电池、键入面板、显示器、GPS定位器、第一摄像头和无线数据采集器，所述操作厢配合设置于塔机转动单元的上端前侧，控制箱配合设置于操作厢的内部，GPRS无线数据传输器、存储器、PLC控制器、蓄电池和无线数据采集器依次设置于控制箱的内部底端，键入面板、显示器和GPS定位器分别设置于控制箱的上表面上，第一摄像头配合设置于操作厢的内部顶壁上，GPRS无线数据传输器和存储器均与PLC控制器双向电连接，塔机转动单元、移动小车、吊装单元和显示器的输入端均与PLC控制器的输出端电连接，蓄电池、键入面板、GPS定位器、第一摄像头和无线数据采集器的输出端均与PLC控制器的输入端电连接，操作方便，能够实时监测吊装过程中吊装重量、塔机扭矩、起重臂倾角、塔机高度、吊装时风速和与其他塔机间距的信息，保证塔机的正常安全吊装作业，做到隐患早发现早处理，可远程实时监控记录塔机的运行情况和运行参数，具备强大的数据分析功能，方便快捷地定位施工地点，全盘精确地掌控塔机布局，可实现远程实时监控，本地录像回放，全方位无死角地对施工现场进行视频监控，发现问题可及时分析数据对应处理。
进一步的，所述吊装重量测量单元包括吊装板、吊装箱、弹簧、无线压力传感器和吊装底板，所述吊装箱上端的挂环与吊绳的底端配合安装，吊装板两侧的滑板与吊装箱内部侧壁的滑槽滑动连接，弹簧对称设置于吊装箱的内部底端两侧，弹簧的顶端与吊装板的底面固定连接，无线压力传感器设置于吊装箱的内部底端中心处，吊装底板上端两侧的支柱均穿过吊装箱底部的通孔并与吊装板的底面固定连接，无线压力传感器的输入端电连接吊装箱底部锂电池的输出端，无线压力传感器的输出端与PLC控制器的输入端电连接，实现吊装物质量的实时监测，避免超重违规吊装。
进一步的，所述防碰撞单元包括直线电机、第一测距仪、伺服电机、安装圆盘和第二测距仪，所述直线电机配合设置于起重臂的右端前侧，第一测距仪配合设置于直线电机动子座的前侧，伺服电机配合设置于起重臂的右端安装板体上，安装圆盘配合设置于伺服电机的输出轴顶端，第二测距仪设置于安装圆盘的上端边缘处，第一测距仪和第二测距仪的输出端均电连接PLC控制器的输入端，直线电机和伺服电机的输入端均电连接PLC控制器的输出端，实现塔机间起重臂距离的全方位监测，避免碰撞磕损。
进一步的，还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器的输出轴通过联轴器与塔机转动单元底端的转动轴固定连接，塔机转动单元底端的转动轴通过轴承与安装板转动连接，且塔机转动单元底端的转动轴延伸至安装板的下方，扭矩传感器的侧面通过支杆与安装板的底面固定连接，扭矩传感器的输出端电连接PLC控制器的输入端，实现塔机扭矩的监测。
进一步的，还包括倾角传感器和距离传感器，所述倾角传感器配合设置于起重臂的底面，距离传感器配合设置于平衡臂的底面，倾角传感器和距离传感器的输出端均电连接PLC控制器的输入端，实现塔机平衡度和高度的实时监测。
进一步的，还包括吊装钩，所述吊装钩配合设置于吊装板的底面中心，便于悬挂吊装。
进一步的，还包括风力传感器，所述风力传感器配合设置于顶架的上端，风力传感器为三杯式风速传感器，风力传感器的输出端电连接PLC控制器的输入端，实时监测吊装作业时的风力信息，保证吊装作业是在安全风力环境下进行。
进一步的，还包括第二摄像头，所述第二摄像头配合设置于移动小车的底面安装板体上，第二摄像头的输出端电连接PLC控制器的输入端，能够实时视频监测吊装作业，保证吊装施工的规范性和安全性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本具备安全监控功能的塔机，具有以下好处：
1、在使用时，吊装钩悬挂吊装物品的挂环稳定后，在吊装底板下方重力的作用下，吊装板两侧的滑板与吊装箱内部侧壁的滑槽滑动下移，吊装板下压，在弹簧的弹性支撑下，无线压力传感器接触吊装板的底面，进而测量处吊装物品质量，倾角传感器实时监测起重臂与水平位置的倾斜夹角，距离传感器测量与地面距离，塔机转动单元转动过程中，扭矩传感器可以测量扭矩信息，风速传感器将实时测量风速信息，直线电机运转，第一测距仪实时监测起重臂上下端与其他间距塔吊信息，伺服电机运转，输出轴转动带动转盘及上方第二测距仪最大一百八十度旋转，监测起重臂端头处距其他塔吊间距信息，起到吊装机械的安全监测，保证吊装机械的安全运行。
2、GPS定位器能够在电子地图上显示施工的地点，第一摄像头监控操作厢内人员对塔机操控，第二摄像头监测吊装单元的运行，从而实现视频监控针对施工现场多处关键性点位进行视频监控及记录，所有监测数据及时呈递给PLC控制器整合分析，吊装压力信息经无线数据采集器采集后，呈递给PLC控制器整合分析，监测数据及时显示在显示器上，供操作者掌握，在无线网络的支持下，通过GPRS无线数据传输器实现监测数据的远程共享，监控平台采用开放式架构，可远程实时监控记录塔机的运行情况和运行参数，具备强大的数据分析功能，方便快捷地定位施工地点，全盘精确地掌控塔机布局，可实现远程实时监控，本地录像回放，全方位无死角地对施工现场进行视频监控，发现问题可及时分析数据对应处理。
3、当检测数据出现异常，比如吊装重量过大、扭矩大于规定值、风速过大和起重臂倾角过大以及监测与相应位置迎来的塔吊臂体间距小于规定值时，操作者或远程人员需及时做出相应应对措施，保证安全吊装作业，做到吊装危情早发现早处理。
4、专业操作者乘坐在操作厢内，通过键入面板键入指令，中通过PLC控制器整合分析后调节塔机转动单元、塔机转动单元和吊装单元运转，进行相应的吊装作业，便于人员吊装操作，减轻了人员工作负担。
附图说明
图1为本发明一种具备安全监控功能的塔机的正面示意图；
图2为本发明一种具备安全监控功能的塔机的控制箱内部剖视平面示意图；
图3为本发明一种具备安全监控功能的塔机的安装板平视示意图；
图4为本发明一种具备安全监控功能的塔机的起重臂平视示意图；
图5为本发明一种具备安全监控功能的塔机的吊装重量测量单元内部剖视平面示意图；
图6为本发明一种具备安全监控功能的塔机的防碰撞单元内部剖视平面示意图。
图中：1底座、2标准节架、3安装板、4塔机转动单元、5扭矩传感器、6顶架、7平衡臂、8起重臂、9倾角传感器、10距离传感器、11移动小车、12吊装单元、13吊绳、14吊装重量测量单元、141吊装板、142吊装箱、143弹簧、144无线压力传感器、145吊装底板、15吊装钩、16防碰撞单元、161直线电机、162第一测距仪、163伺服电机、164安装圆盘、165第二测距仪、17风力传感器、18操作厢、19控制箱、20GPRS无线数据传感器、21存储器、22PLC控制器、23蓄电池、24键入面板、25显示器、26GPS定位器、27第一摄像头、28无线数据采集器、29第二摄像头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种具备安全监控功能的塔机，包括底座1、吊装重量测量单元14和防碰撞单元16，底座1提供底部支撑，底座1的上端配合设有标准节架2，标准节架2提供支撑连接，标准节架2的上端设有安装板3，安装板3提供支撑与安放场所，安装板3的上端配合设有塔机转动单元4，塔机转动单元4保证吊装的角度调节，塔机转动单元4上端的板体上设有顶架6，顶架6提供支撑连接，顶架6的左右两侧分别配合设有平衡臂7和起重臂8，平衡臂7和起重臂8起到吊装时的平衡和支撑作用，起重臂8的上端滑动连接有移动小车11，移动小车11实现吊装时的左右位置调节，移动小车11的内部底端配合安装有吊装单元12，吊装单元12实现吊装作业，吊装单元12的转轮上配合设有吊绳13，吊绳13实现吊装牵引，吊装重量测量单元14配合设置于吊绳13的底端，吊装重量测量单元14包括吊装板141、吊装箱142、弹簧143、无线压力传感器144和吊装底板145，吊装箱142上端的挂环与吊绳13的底端配合安装，吊装板141两侧的滑板与吊装箱142内部侧壁的滑槽滑动连接，弹簧143对称设置于吊装箱142的内部底端两侧，弹簧143的顶端与吊装板141的底面固定连接，无线压力传感器144设置于吊装箱142的内部底端中心处，吊装底板145上端两侧的支柱均穿过吊装箱142底部的通孔并与吊装板141的底面固定连接，在使用时，吊装钩15悬挂吊装物品的挂环稳定后，在吊装底板145下方重力的作用下，吊装板141两侧的滑板与吊装箱142内部侧壁的滑槽滑动下移，吊装板141下压，在弹簧143的弹性支撑下，无线压力传感器144接触吊装板141的底面，进而测量处吊装物品质量，避免超重违规吊装作业。
防碰撞单元16配合设置于起重臂8的右端，防碰撞单元16包括直线电机161、第一测距仪162、伺服电机163、安装圆盘164和第二测距仪165，直线电机161配合设置于起重臂8的右端前侧，第一测距仪162配合设置于直线电机161动子座的前侧，伺服电机163配合设置于起重臂8的右端安装板体上，安装圆盘164配合设置于伺服电机163的输出轴顶端，第二测距仪165设置于安装圆盘164的上端边缘处，直线电机161运转，第一测距仪162实时监测起重臂8上下端与其他间距塔吊信息，伺服电机163运转，输出轴转动带动转盘164及上方第二测距仪165最大一百八十度旋转，保证监测的全面准确性，避免起重臂8的磕碰，其中：还包括操作厢18、控制箱19、GPRS无线数据传感器20、存储器21、PLC控制器22、蓄电池23、键入面板24、显示器25、GPS定位器26、第一摄像头27和无线数据采集器28，操作厢18提供人员操作空间，控制箱19提供设备安放空间，GPRS无线数据传感器20可在无线网络的支持下，实现远程数据共享，存储器21实现数据存储，便于本地录像回放，PLC控制器22调控各设备的正常运转，蓄电池23提供电能供应，键入面板24便于人员键入操控指令，显示器25显示监控信息，GPS定位器26能够在电子地图上显示施工的地点，第一摄像头27监控操作厢18内人员对塔机操控，吊装压力信息经无线数据采集器28采集后呈递给PLC控制器22整合分析，操作厢18配合设置于塔机转动单元4的上端前侧，控制箱19配合设置于操作厢18的内部，GPRS无线数据传输器20、存储器21、PLC控制器22、蓄电池23和无线数据采集器28依次设置于控制箱19的内部底端，键入面板24、显示器25和GPS定位器26分别设置于控制箱19的上表面上，第一摄像头27配合设置于操作厢18的内部顶壁上，GPRS无线数据传输器20和存储器21均与PLC控制器22双向电连接，塔机转动单元4、移动小车11、吊装单元12、显示器25、直线电机161和伺服电机163的输入端均与PLC控制器22的输出端电连接，蓄电池23、键入面板24、GPS定位器26、第一摄像头27、无线数据采集器28、无线压力传感器144、第一测距仪162和第二测距仪165的输出端均与PLC控制器22的输入端电连接，无线压力传感器144的输入端电连接吊装箱142底部锂电池的输出端。
其中：还包括扭矩传感器5，扭矩传感器5的输出轴通过联轴器与塔机转动单元4底端的转动轴固定连接，塔机转动单元4底端的转动轴通过轴承与安装板3转动连接，且塔机转动单元4底端的转动轴延伸至安装板3的下方，扭矩传感器5的侧面通过支杆与安装板3的底面固定连接，扭矩传感器5的输出端电连接PLC控制器22的输入端，塔机转动单元4转动过程中，扭矩传感器5可以测量扭矩信息，避免扭矩过大损伤转动配件。
其中：还包括倾角传感器9和距离传感器10，倾角传感器9配合设置于起重臂8的底面，距离传感器10配合设置于平衡臂7的底面，倾角传感器9和距离传感器10的输出端均电连接PLC控制器22的输入端，倾角传感器9实时监测起重臂8与水平位置的倾斜夹角，距离传感器10测量与地面距离，实现安全吊装作业，起到吊装机械的安全监测。
其中：还包括吊装钩15，吊装钩15配合设置于吊装板145的底面中心，便于吊装物品。
其中：还包括风力传感器17，风力传感器17配合设置于顶架6的上端，风力传感器17为三杯式风速传感器，风力传感器17的输出端电连接PLC控制器22的输入端，风速传感器17将实时测量风速信息。
其中：还包括第二摄像头29，第二摄像头29配合设置于移动小车11的底面安装板体上，第二摄像头29的输出端电连接PLC控制器22的输入端，第二摄像头29监测吊装单元12的运行。
值得注意的是，本实施例中所公开的PLC控制器22具体型号为西门子S7-200，第一测距仪162和第二测距仪165可采博世GLM500红外测距仪，距离传感器10可选用TF03激光雷达长距离传感器，倾角传感器9可选用上海辉格科技发展有限公司型号为SST400倾角传感器，无线压力传感器144可选用NB-IOT无线压力传感器，扭矩传感器5可选用HCNJ-101扭矩传感器，风速传感器17可选用三杯式风速传感器BS-101，第一摄像头27和第二摄像头29均可选用深圳市龙洋数控技术有限公司型号为DV820球型摄像头，PLC控制器22控制塔机转动单元4、移动小车11、吊装单元12、显示器25、直线电机161和伺服电机163工作均采用现有技术中常用的方法，塔机转动单元4、倾角传感器9、距离传感器10、移动小车11、吊装单元12、显示器25、第一摄像头27、第二摄像头29、风力传感器17、直线电机161、伺服电机163、GPS定位器26、第一摄像头27、无线数据采集器28、无线压力传感器144、第一测距仪162和第二测距仪165均为现有技术中吊装机械监控管理设备常用的原件。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种具备安全监控功能的塔机，其特征在于：包括底座(1)、吊装重量测量单元(14)和防碰撞单元(16)，所述底座(1)的上端配合设有标准节架(2)，标准节架(2)的上端设有安装板(3)，安装板(3)的上端配合设有塔机转动单元(4)，塔机转动单元(4)上端的板体上设有顶架(6)，顶架(6)的左右两侧分别配合设有平衡臂(7)和起重臂(8)，起重臂(8)的上端滑动连接有移动小车(11)，移动小车(11)的内部底端配合安装有吊装单元(12)，吊装单元(12)的转轮上配合设有吊绳(13)，所述吊装重量测量单元(14)配合设置于吊绳(13)的底端，所述防碰撞单元(16)配合设置于起重臂(8)的右端，其中：还包括操作厢(18)、控制箱(19)、GPRS无线数据传感器(20)、存储器(21)、PLC控制器(22)、蓄电池(23)、键入面板(24)、显示器(25)、GPS定位器(26)、第一摄像头(27)和无线数据采集器(28)，所述操作厢(18)配合设置于塔机转动单元(4)的上端前侧，控制箱(19)配合设置于操作厢(18)的内部，GPRS无线数据传输器(20)、存储器(21)、PLC控制器(22)、蓄电池(23)和无线数据采集器(28)依次设置于控制箱(19)的内部底端，键入面板(24)、显示器(25)和GPS定位器(26)分别设置于控制箱(19)的上表面上，第一摄像头(27)配合设置于操作厢(18)的内部顶壁上，GPRS无线数据传输器(20)和存储器(21)均与PLC控制器(22)双向电连接，塔机转动单元(4)、移动小车(11)、吊装单元(12)和显示器(25)的输入端均与PLC控制器(22)的输出端电连接，蓄电池(23)、键入面板(24)、GPS定位器(26)、第一摄像头(27)和无线数据采集器(28)的输出端均与PLC控制器(22)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种具备安全监控功能的塔机，其特征在于：所述吊装重量测量单元(14)包括吊装板(141)、吊装箱(142)、弹簧(143)、无线压力传感器(144)和吊装底板(145)，所述吊装箱(142)上端的挂环与吊绳(13)的底端配合安装，吊装板(141)两侧的滑板与吊装箱(142)内部侧壁的滑槽滑动连接，弹簧(143)对称设置于吊装箱(142)的内部底端两侧，弹簧(143)的顶端与吊装板(141)的底面固定连接，无线压力传感器(144)设置于吊装箱(142)的内部底端中心处，吊装底板(145)上端两侧的支柱均穿过吊装箱(142)底部的通孔并与吊装板(141)的底面固定连接，无线压力传感器(144)的输入端电连接吊装箱(142)底部锂电池的输出端，无线压力传感器(144)的输出端与PLC控制器(22)的输入端电连接。
3.根据权利要求1所述的一种具备安全监控功能的塔机，其特征在于：所述防碰撞单元(16)包括直线电机(161)、第一测距仪(162)、伺服电机(163)、安装圆盘(164)和第二测距仪(165)，所述直线电机(161)配合设置于起重臂(8)的右端前侧，第一测距仪(162)配合设置于直线电机(161)动子座的前侧，伺服电机(163)配合设置于起重臂(8)的右端安装板体上，安装圆盘(164)配合设置于伺服电机(163)的输出轴顶端，第二测距仪(165)设置于安装圆盘(164)的上端边缘处，第一测距仪(162)和第二测距仪(165)的输出端均电连接PLC控制器(22)的输入端，直线电机(161)和伺服电机(163)的输入端均电连接PLC控制器(22)的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种具备安全监控功能的塔机，其特征在于：还包括扭矩传感器(5)，所述扭矩传感器(5)的输出轴通过联轴器与塔机转动单元(4)底端的转动轴固定连接，塔机转动单元(4)底端的转动轴通过轴承与安装板(3)转动连接，且塔机转动单元(4)底端的转动轴延伸至安装板(3)的下方，扭矩传感器(5)的侧面通过支杆与安装板(3)的底面固定连接，扭矩传感器(5)的输出端电连接PLC控制器(22)的输入端。
5.根据权利要求1所述的一种具备安全监控功能的塔机，其特征在于：还包括倾角传感器(9)和距离传感器(10)，所述倾角传感器(9)配合设置于起重臂(8)的底面，距离传感器(10)配合设置于平衡臂(7)的底面，倾角传感器(9)和距离传感器(10)的输出端均电连接PLC控制器(22)的输入端。
6.根据权利要求2所述的一种具备安全监控功能的塔机，其特征在于：还包括吊装钩(15)，所述吊装钩(15)配合设置于吊装板(145)的底面中心。
7.根据权利要求1所述的一种具备安全监控功能的塔机，其特征在于：还包括风力传感器(17)，所述风力传感器(17)配合设置于顶架(6)的上端，风力传感器(17)为三杯式风速传感器，风力传感器(17)的输出端电连接PLC控制器(22)的输入端。
8.根据权利要求1所述的一种具备安全监控功能的塔机，其特征在于：还包括第二摄像头(29)，所述第二摄像头(29)配合设置于移动小车(11)的底面安装板体上，第二摄像头(29)的输出端电连接PLC控制器(22)的输入端。
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