CN117342448A - 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相邻塔吊间碰撞的方法，其特征在于，所述的方法按照以下步骤进行：首先在一号塔吊(1)的塔身顶部中心(2)安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为第一固定位置，然后在一号塔吊(1)的起重臂(4)上连接的起重小车(5)上也安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为第一机动位置，然后在二号塔吊(6)的塔身顶部中心(2)安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为第二固定位置，然后在二号塔吊(6)的起重臂(4)上连接的起重小车(5)上也安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为第二机动位置。

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。随着国家城市化进程的不断开展，塔吊因其具有起升高度和工作幅度大等性能优势，得到了广泛的应用；

同时建筑施工对塔吊机作业要求以及环境变得较为复杂，存在多台塔吊机交叉重叠作业的情况。在作业过程中，受塔吊高度影响和限制，当相邻的塔吊高度相同时，其起重臂有可能会发生交叉碰撞，当相邻塔吊高度不同时，起重臂之间虽不会发生碰撞，但相对较高的塔吊连接吊装物所用的钢丝绳会与相对较低的塔吊的起重臂发生碰撞。

由于现在并没有一种方法能够实时监测塔吊与临近塔吊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。

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)与相邻塔吊的起重臂(以及起重臂上悬挂的重物)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相邻塔吊间碰撞的方法。

本发明的技术解决方案是：一种预防相邻塔吊间碰撞的方法，其特征在于，所述的方法按照以下步骤进行：首先在一号塔吊1的塔身顶部中心2安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为第一固定位置，然后在一号塔吊1的起重臂4上连接的起重小车5上也安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为第一机动位置，然后在二号塔吊6的塔身顶部中心2安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为第二固定位置，然后在二号塔吊6的起重臂4上连接的起重小车5上也安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为第二机动位置，

以一号塔吊1和二号塔吊6的塔身顶部中心2为原点建立坐标系，根据北斗导航定位装置3，可以确定第一固定位置和第二固定位置在该坐标系内的位置坐标分别为O₁(x₁，y₁，z₁)和O₂(x₂，y₂，z₂)，同时还可确定O₁和O₂所在直线的方向向量最终可确定直线关系方程式为/>同时可确定其起重臂在地面投影上直线关系表达式为A₁x+B₁y+C₁＝0，塔吊的起重臂4是一种空间立体结构，其长度为L，高度为b，塔吊在作业时起重臂4在地面上的投影为圆形，因此变量/>在变量允许范围内，可根据已知定位点O₁和O₂的坐标在起重臂4上确定第三个点的坐标，O₃(x₁，y_１，z₃)或(x₂，y₂，z₃)，同时需保证第三点与上述两定位点共线，然后根据O₁、O₂和O₃三点的坐标确定出所在塔吊的平面函数关系式，

即A₂x+B₂y+C₂z+D＝0，

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，

一号塔吊1的起重臂4的高度为H1，二号塔吊6的起重臂4的高度为H2，则有：

当H1＝H2时，首选需要分别获取两个起重臂4在地面的投影范围，确定一号塔吊1的起重臂4在地面上的投影直线关系式为A₁₁x+B₁₁y+C₁₁＝0，确定二号塔吊6的起重臂4在地面上的投影直线关系式为A₁₂x+B₁₂y+C₁₂＝0，

然后计算出一号塔吊1上起重臂4的端点至二号塔吊6上起重臂4之间的最短距离计算出二号塔吊6上起重臂4的端点至一号塔吊1上起重臂4之间的最短距离/>比较d₁₂与d₂₁之间的大小，确定最小距离d_min＝min(d₁₂，d₂₁)，

当H1≠H2时，假设H1＞H2，首先通过北斗导航定位装置3确定一号塔吊1上起重小车5的位置坐标为O₁₁(x₁₁,y₁₁,z₁₁)，而二号塔吊6的起重臂4在地面的投影直线关系式为A₁₂x+B₁₂y+C₁₂＝0，便可直接计算点O₁₁与二号塔吊6的起重臂4之间的最短距离

当H1＜H2时同理，

实时对d_min进行监控，

预先设定三个报警阈值，即D₁、D₂、D₃，然后实时对d_min与上述报警阈值进行比较，当D₂＜d_min＜D₁，设置在塔吊内的声光警示系统发出第一种警示信息，当D₃≤d_min≤D₂时，声光警示系统发出第二种警示信息，当d_min＜D₃时，声光警示系统发出第三种警示信息，同时塔吊控制系统控制塔吊强制制动。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种预防相邻塔吊间碰撞的方法，利用北斗导航定位装置来分别获取两个塔吊上的起重臂上两个点的坐标参数，进而确定出其中一台塔吊的起重臂在空间上运动的轨迹的坐标信息，结合另一台塔吊的起重臂的轨迹和坐标信息，由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)与相邻塔吊上的起重臂(或起重臂上悬挂的重物)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相邻的塔吊之间发生碰撞，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H1＝H2时的碰撞示意图。

图3为本发明实施例中H1≠H2时的碰撞示意图。

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3所示：一种预防相邻塔吊间碰撞的方法，按照以下步骤进行：首先在一号塔吊1的塔身顶部中心2安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为第一固定位置，然后在一号塔吊1的起重臂4上连接的起重小车5上也安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为第一机动位置，然后在二号塔吊6的塔身顶部中心2安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为第二固定位置，然后在二号塔吊6的起重臂4上连接的起重小车5上也安装北斗导航定位装置3，并将该位置定义为第二机动位置，

以一号塔吊1和二号塔吊6的塔身顶部中心2为原点建立坐标系，根据北斗导航定位装置3，可以确定第一固定位置和第二固定位置在该坐标系内的位置坐标分别为O₁(x₁，y₁，z₁)和O₂(x₂，y₂，z₂)，同时还可确定O₁和O₂所在直线的方向向量最终可确定直线关系方程式为/>同时可确定其起重臂在地面投影上直线关系表达式为A₁x+B₁y+C₁＝0，塔吊的起重臂4是一种空间立体结构，其长度为L，高度为b，塔吊在作业时起重臂4在地面上的投影为圆形，因此变量/>在变量允许范围内，可根据已知定位点O₁和O₂的坐标在起重臂4上确定第三个点的坐标，O₃(x₁，y₁，z₃)或(x₂,y₂,z₃)，同时需保证第三点与上述两定位点共线，然后根据O₁、O₂和O₃三点的坐标确定出所在塔吊的平面函数关系式，

即A₂x+B₂y+C₂z+D＝0，

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，

一号塔吊1的起重臂4的高度为H1，二号塔吊6的起重臂4的高度为H2，则有：

当H1＝H2时，首选需要分别获取两个起重臂4在地面的投影范围，确定一号塔吊1的起重臂4在地面上的投影直线关系式为A₁₁x+B₁₁y+C₁₁＝0，确定二号塔吊6的起重臂4在地面上的投影直线关系式为A₁₂x+B₁₂y+C₁₂＝0，

然后计算出一号塔吊1上起重臂4的端点至二号塔吊6上起重臂4之间的最短距离计算出二号塔吊6上起重臂4的端点至一号塔吊1上起重臂4之间的最短距离/>比较d₁₂与d₂₁之间的大小，确定最小距离d_min＝min(d₁₂，d₂₁)，

当H1≠H2时，假设H1＞H2，首先通过北斗导航定位装置3确定一号塔吊1上起重小车5的位置坐标为O₁₁(x₁₁,y₁₁,z₁₁)，而二号塔吊6的起重臂4在地面的投影直线关系式为A₁₂x+B₁₂y+C₁₂＝0，便可直接计算点O₁₁与二号塔吊6的起重臂4之间的最短距离

当H1＜H2时同理，

实时对d_min进行监控，

预先设定三个报警阈值，即D₁、D₂、D₃，然后实时对d_min与上述报警阈值进行比较，当D₂＜d_min＜D₁，设置在塔吊内的声光警示系统发出第一种警示信息，当D₃≤d_min≤D₂时，声光警示系统发出第二种警示信息，当d_min＜D₃时，声光警示系统发出第三种警示信息，同时塔吊控制系统控制塔吊强制制动。

Claims (1)

1.一种预防相邻塔吊间碰撞的方法，其特征在于，所述的方法按照以下步骤进行：首先在一号塔吊(1)的塔身顶部中心(2)安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为第一固定位置，然后在一号塔吊(1)的起重臂(4)上连接的起重小车(5)上也安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为第一机动位置，然后在二号塔吊(6)的塔身顶部中心(2)安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为第二固定位置，然后在二号塔吊(6)的起重臂(4)上连接的起重小车(5)上也安装北斗导航定位装置(3)，并将该位置定义为第二机动位置，

以一号塔吊(1)和二号塔吊(6)的塔身顶部中心(2)为原点建立坐标系，根据北斗导航定位装置(3)，可以确定第一固定位置和第二固定位置在该坐标系内的位置坐标分别为O₁(x₁，y₁，z₁)和O₂(x₂，y₂，z₂)，同时还可确定O₁和O₂所在直线的方向向量最终可确定直线关系方程式为/>同时可确定其起重臂在地面投影上直线关系表达式为A₁x+B₁y+C₁＝0，塔吊的起重臂(4)是一种空间立体结构，其长度为L，高度为b，塔吊在作业时起重臂(4)在地面上的投影为圆形，因此变量/> 在变量允许范围内，可根据已知定位点O₁和O₂的坐标在起重臂(4)上确定第三个点的坐标，O₃(x₁，y₁，z₃)或(x₂，y₂，z₃)，同时需保证第三点与上述两定位点共线，然后根据O₁、O₂和O₃三点的坐标确定出所在塔吊的平面函数关系式，

即A₂x+B₂y+C₂z+D＝0，

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，

一号塔吊(1)的起重臂(4)的高度为H1，二号塔吊(6)的起重臂(4)的高度为H2，则有：

当H1＝H2时，首选需要分别获取两个起重臂(4)在地面的投影范围，确定一号塔吊(1)的起重臂(4)在地面上的投影直线关系式为A₁₁x+B₁₁y+C₁₁＝0，确定二号塔吊(6)的起重臂(4)在地面上的投影直线关系式为A₁₂x+B₁₂y+C₁₂＝0，

然后计算出一号塔吊(1)上起重臂(4)的端点至二号塔吊(6)上起重臂(4)之间的最短距离计算出二号塔吊(6)上起重臂(4)的端点至一号塔吊(1)上起重臂(4)之间的最短距离/>比较d₁₂与d₂₁之间的大小，确定最小距离d_min＝min(d₁₂,d₂₁)，

当H1≠H2时，假设H1＞H2，首先通过北斗导航定位装置(3)确定一号塔吊(1)上起重小车(5)的位置坐标为O₁₁(x₁₁，y₁₁，z₁₁)，而二号塔吊(6)的起重臂(4)在地面的投影直线关系式为A₁₂x+B₁₂y+C₁₂＝0，便可直接计算点O₁₁与二号塔吊(6)的起重臂(4)之间的最短距离

当H1＜H2时同理，

实时对d_min进行监控，

预先设定三个报警阈值，即D₁、D₂、D₃，然后实时对d_min与上述报警阈值进行比较，当D₂＜d_min＜D₁，设置在塔吊内的声光警示系统发出第一种警示信息，当D₃≤d_min≤D₂时，声光警示系统发出第二种警示信息，当d_min＜D₃时，声光警示系统发出第三种警示信息，同时塔吊控制系统控制塔吊强制制动。