CN116986503A - 一种预防塔吊和邻近固定建筑物碰撞的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种预防塔吊和邻近固定建筑物碰撞的方法，其特征在于，所述的方法按照以下步骤进行：首先在塔吊的塔身顶部中心安装北斗导航定位装置，并将该位置定义为固定位置，然后在起重臂上连接的起重小车上也安装北斗导航定位装置，并将该位置定义为机动位置，首先，以塔身顶部中心为原点建立坐标系，根据北斗导航定位装置，可以确定固定位置和机动位置的坐标，然后确定出第三个点的坐标后，确定出平面函数关系式，进而求出对应的y值，从而得到起重臂的准确工作位置。

Description

一种预防塔吊和邻近固定建筑物碰撞的方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别是一种预防塔吊和邻近固定建筑物碰撞的方法。

背景技术

塔吊作为建筑施工中常用的起重设施之一，在施工过程中起着至关重要的作用。尤其在桥梁施工中，塔吊具有起升高度高和工作幅度大等性能优势，使其得到广泛应用。由于受工期要求，场地限制等影响，可能存在塔吊与相邻且固定建筑物发生碰撞事故，最容易出现的是相对较低的塔吊的起重臂与相邻建筑物发生碰撞事故，或相对较高的塔吊上的吊装物会与相邻建筑物发生碰撞，第二种事故中程度较轻时可能损伤钢丝绳，严重时会使钢丝绳断裂，发生吊物掉落等事故，影响较为严重。

由于现在并没有一种方法能够实时监测塔吊与周围固定建筑物之间的相对位置关系，因此要防止塔吊出现上述事故，只能依赖塔吊驾驶员，但如果驾驶员注意力不集中或过于劳累，则仍然可能出现碰撞事故。

因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题，提出一种能够自行判断塔吊的起重臂(以及起重臂上悬挂的重物)与临近固定建筑物之间相对位置，并在必要时发出警报甚至强制塔吊停机的预防塔吊和邻近固定建筑物碰撞的方法。

本发明的技术解决方案是：一种预防塔吊和邻近固定建筑物碰撞的方法，其特征在于，所述的方法按照以下步骤进行：首先在塔吊1的塔身顶部中心2安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为固定位置，然后在起重臂4上连接的起重小车5上也安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为机动位置，

然后，以塔身顶部中心2为原点建立坐标系，根据北斗导航定位装置3，可以确定固定位置在该坐标系内的位置坐标(x₁，y₁，z₁)，以及机动位置的位置坐标(x₂，y₂，z₂)，且z₁＝z₂，根据上述两个位置的坐标能够确定一条直线函数，即A₁x+B₁y+C₁＝0，塔吊1的起重臂4长度为R，起重臂4的高度为b，可以确定出变量在已知两个定位点的基础上可以确定第三点坐标信息(x₁，y₁，z₃)或(x₂，y₂，z₃)，且z₃≠z₁≠z₂，根据上述三个点位置的坐标可确定出平面函数关系式，即A₂x+B₂y+C₂z+D＝0，进一步地，当x＝R，z＝0或z＝b时，根据上述函数关系式可以求得对应的y值，从而得到塔吊起重臂4的准确工作位置，上述工作由控制中心在收到北斗导航定位装置3发出的位置坐标后计算完成，

然后，采用全站仪法或北斗导航定位的方式确定塔吊1附近的固定建筑物的位置坐标，上述工作同样由控制中心完成，

控制中心中包含有报警系统，报警系统中设置有声光警示设备，并在报警系统中预设两级报警等级，分别对应两个不同的报警阈值，即d₁、d₂，通过公式一计算塔吊1的起重臂4与固定建筑物的边界的距离d，或通过公式二计算载重小车与固定建筑物的边界的距离d，

其中公式一为：

公式二为：

当H1＞H2时，利用公式一计算d，当H1＜H2时，利用公式二计算d，其中H1为固定建筑物的高度，H2为起重臂4的高度，

当d值达到预先设定的报警阈值d₁时，即d₂≤d≤d₁时，则报警系统控制设置在塔吊1驾驶室中的警示设备发出第一种报警信息，

当d值达到预先设定的报警阈值d₂时，即d≤d₂时，则报警系统控制设置在塔吊1驾驶室中的警示设备发出第二种报警信息，同时向塔吊1的控制系统发出信号，控制系统强制塔吊1停止工作。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种预防塔吊和邻近固定建筑物碰撞的方法，利用两个北斗导航定位装置来获取起重臂上两个点的坐标参数，进而确定出起重臂在空间上运动的轨迹的坐标信息，结合塔吊附近的固定建筑物的边界坐标参数，有控制系统自行计算并实时监测起重臂(或起重臂上悬挂的重物)与固定建筑物之间的距离，达到报警阈值时，向驾驶室内发出警示信息，甚至强制停车。这种方法能够有效避免塔吊作业过程中起重臂或起吊的重物与周围的建筑物发生碰撞，提高了塔吊使用过程的安全性，同时也保证了施工现场的安全。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例中第一种情况的碰撞示意图。

图3为本发明实施例中第二种情况的碰撞示意图。

图4为本发明实施例的流程框图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1至图4所示：一种预防塔吊和邻近固定建筑物碰撞的方法，按照以下步骤进行：首先在塔吊1的塔身顶部中心2安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为固定位置，然后在起重臂4上连接的起重小车5上也安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为机动位置，

然后，以塔身顶部中心2为原点建立坐标系，根据北斗导航定位装置3，可以确定固定位置在该坐标系内的位置坐标(x₁，y₁，z₁)，以及机动位置的位置坐标(x₂，y₂，z₂)，且z₁＝z₂，根据上述两个位置的坐标能够确定一条直线函数，即A₁x+B₁y+C₁＝0，塔吊1的起重臂4长度为R，起重臂4的高度为b，可以确定出变量在已知两个定位点的基础上可以确定第三点坐标信息(x₁，y₁，z₃)或(x₂，y₂，z₃)，且z₃≠z₁≠z₂，根据上述三个点位置的坐标可确定出平面函数关系式，即A₂x+B₂y+C₂z+D＝0，进一步地，当x＝R，z＝0或z＝b时，根据上述函数关系式可以求得对应的y值，从而得到塔吊起重臂4的准确工作位置，上述工作由控制中心在收到北斗导航定位装置3发出的位置坐标后计算完成，

然后，采用全站仪法或北斗导航定位的方式确定塔吊1附近的固定建筑物的位置坐标，上述工作同样由控制中心完成，

控制中心中包含有报警系统，报警系统中设置有声光警示设备，并在报警系统中预设两级报警等级，分别对应两个不同的报警阈值，即d₁、d₂，通过公式一计算塔吊1的吊臂4与固定建筑物的边界的距离d，或通过公式二计算载重小车与固定建筑物的边界的距离d，

其中公式一为：

公式二为：

当H1＞H2时，利用公式一计算d，当H1＜H2时，利用公式二计算d，其中H1为固定建筑物的高度，H2为起重臂4的高度，其中H2为已知条件，而H1则在采用全站仪法或北斗导航定位的方式确定固定建筑物的位置坐标过程中可以获得，控制中心在得到上述两个参数后自行进行比较，并根据结构自行选择应用哪一个公式来计算d值；

当d值达到预先设定的报警阈值d₁时，即d₂≤d≤d₁时，则报警系统控制设置在塔吊1驾驶室中的警示设备发出第一种报警信息，通常情况下，d₁可以取4米，即在4米范围内，在收到报警信息的情况下，驾驶者可以控制塔吊1做出避让动作；

当d值达到预先设定的报警阈值d₂时，即d≤d₂时，则报警系统控制设置在塔吊1驾驶室中的警示设备发出第二种报警信息，同时向塔吊1的控制系统发出信号，控制系统强制塔吊1停止工作，通常情况下，d₂可以取2米；即在2米范围内，此时收到报警信息，但驾驶者可能来不及控制塔吊1做出避让动作，为保证安全，因此需要强制塔吊1停止工作。

Claims (1)

1.一种预防塔吊和邻近固定建筑物碰撞的方法，其特征在于，所述的方法按照以下步骤进行：首先在塔吊(1)的塔身顶部中心(2)安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为固定位置，然后在起重臂(4)上连接的起重小车(5)上也安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为机动位置，

然后，以塔身顶部中心(2)为原点建立坐标系，根据北斗导航定位装置(3)，可以确定固定位置在该坐标系内的位置坐标(x₁，y₁，z₁)，以及机动位置的位置坐标(x₂，y₂，z₂)，且z₁＝z₂，根据上述两个位置的坐标能够确定一条直线函数，即A₁x+B₁y+C₁＝0，塔吊(1)的起重臂(4)长度为R，起重臂(4)的高度为b，可以确定出变量在已知两个定位点的基础上可以确定第三点坐标信息(x₁，y₁，z₃)或(x₂，y₂，z₃)，且z₃≠z₁≠z₂，根据上述三个点位置的坐标可确定出平面函数关系式，即A₂x+B₂y+C₂z+D＝0，进一步地，当x＝R，z＝0或z＝b时，根据上述函数关系式可以求得对应的y值，从而得到塔吊起重臂(4)的准确工作位置，上述工作由控制中心在收到北斗导航定位装置(3)发出的位置坐标后计算完成，

然后，采用全站仪法或北斗导航定位的方式确定塔吊(1)附近的固定建筑物的位置坐标，上述工作同样由控制中心完成，

控制中心中包含有报警系统，报警系统中设置有声光警示设备，并在报警系统中预设两级报警等级，分别对应两个不同的报警阈值，即d₁、d₂，通过公式一计算塔吊(1)的起重臂(4)与固定建筑物的边界的距离d，或通过公式二计算载重小车与固定建筑物的边界的距离d，

其中公式一为：

公式二为：

当H1＞H2时，利用公式一计算d，当H1＜H2时，利用公式二计算d，其中H1为固定建筑物的高度，H2为起重臂(4)的高度，

当d值达到预先设定的报警阈值d₁时，即d₂≤d≤d₁时，则报警系统控制设置在塔吊(1)驾驶室中的警示设备发出第一种报警信息，

当d值达到预先设定的报警阈值d₂时，即d≤d₂时，则报警系统控制设置在塔吊(1)驾驶室中的警示设备发出第二种报警信息，同时向塔吊(1)的控制系统发出信号，控制系统强制塔吊(1)停止工作。