CN117516635B - 一种高支模监测系统 - Google Patents

Abstract

一种高支模监测系统，包括多个沿垂直方向依次固定连接的钢管，每个所述钢管的下端具有套筒轴段，所述套筒轴段的内径与所述钢管上端的外径相适配，相邻的两个所述套筒轴段上分别固定安装有激光发射组件和激光接收靶，所述激光发射组件、激光接收靶与所述套筒轴段之间均固定设置有位置调节机构，所述激光接收靶上具有摄像系统；通过将摄像系统拍摄的激光接收靶上激光发射组件发出的激光的落点位置实时的上传到中央处理器中，判断该连接处钢管的角度偏移是否会造成高支模系统的坍塌隐患，并通过报警装置及时的发出警报，实现了高支模系统脚手架各连接处的角度偏移实时报警，极大的保障了工作人员的生命安全。

Description

一种高支模监测系统

技术领域

本申请涉及建筑设施技术领域，具体而言，涉及一种高支模监测系统。

背景技术

在建筑施工领域中，高支模系统通常用于高层建筑或特殊结构的建造中，由于高支模系统本身具有多样性、复杂性以及高危性的特点，近年来，高支模系统的坍塌事故频繁发生，严重威胁大型建筑的施工安全，并受到社会各界的广泛关注。

现有技术中，对高支模系统的监测主要是压力监测、位移监测以及倾斜度监测三方面，其中对于角度监测主要是监测高支模系统中脚手架与地面的夹角是否垂直，常用的方法为在脚手架被使用前测量脚手架整体与地面的夹角是否垂直，这种检测方法虽然能在一定程度上避免脚手架坍塌的发生，但由于脚手架上通常有人或工具进行活动作业，而脚手架又是通过多根钢管连接而成，因此脚手架上不同位置的钢管连接处的受力大小和角度均不相同，在实际作业过程中，极易因脚手架上发生外物的受力冲击，导致脚手架的某根钢管的倾斜角度发生变化，而传统的角度检测方法无法实时的检测到某根钢管的角度变化，并判断出此种角度变化是否会形成脚手架坍塌的隐患。

另外，高支模系统在垂直方向上是由多根脚手架连接而成，在复杂的建筑施工环境中，每根脚手架的倾斜方向都是随机的，常用的用于测量角度的水平仪、角度传感器、激光测距仪等通常只能测量脚手架向某一方向的倾斜角度，而对于其它方向的倾斜而言，这些测量装置测量的准确性会下降，在复杂的脚手架上，这些测量装置也难以安装在每根脚手架上进行安装，这些都使得实时监控每根脚手架的倾斜角度的技术难以向前推进。

因此，发明人有必要设计一种新的高支模检测系统，以克服上述问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种高支模监测系统，以解决相关技术中脚手架上单独某根钢管的角度偏移是否会形成脚手架坍塌隐患的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种高支模监测系统，包括多个沿垂直方向依次固定连接的钢管，每个所述钢管的下端具有套筒轴段，所述套筒轴段的内径与所述钢管上端的外径相适配，相邻的两个所述套筒轴段上分别固定安装有激光发射组件和激光接收靶，所述激光发射组件、激光接收靶与所述套筒轴段之间均固定设置有位置调节机构，所述激光接收靶上具有摄像系统，所述激光接收靶上还设置有防尘组件，最顶端的所述钢管上固定设置有距离检测装置；

还包括智能监测模块，所述智能监测模块包括中央处理器与报警装置，所述中央处理器与所述报警装置、激光发射组件、所述激光接收靶、所述摄像系统、所述防尘组件以及所述距离检测装置电性连接，所述中央处理器根据所述摄像系统所拍摄的所述激光发射组件在所述激光接收靶上的激光落点位置向报警装置发出角度偏移警报信号。

优选的，所述位置调节机构包括固定安装在套筒轴段上的所述环形板，所述环形板上固定连接有第一定位板，所述第一定位板与所述环形板之间固定设置有周向定位组件，所述第一定位板上固定安装有第二定位板，所述第二定位板与所述第一定位板之间固定设置有长度调节机构，所述激光发射组件与所述激光接收靶均固定安装在所述第二定位板上，所述激光发射组件位于所述激光接收靶的上方。

优选的，所述激光接收靶包括安装板与靶盘，所述安装板固定设置在所述第二定位板上，所述靶盘固定安装在所述安装板上。

优选的，所述防尘组件包括防尘罩与微型电机，所述防尘罩固定设置在所述安装板上，所述防尘罩盖设在所述靶盘的上方，所述防尘罩为透明件，所述微型电机固定安装在所述安装板上，所述微型电机的输出端固定连接有刮板，所述刮板贴合在所述防尘罩的外表面。

优选的，所述中央处理器根据所述摄像系统所拍摄的所述激光发射组件在所述激光接收靶上的激光落点位置向报警装置发出角度偏移警报信号的方法为：所述靶盘上具有环形线，当所述激光发射组件发射的激光照射在所述环形线的外侧时，所述摄像系统将拍摄到的成像图片上传到所述中央处理器中，所述中央处理器生成报警命令并发送至所述报警装置中，所述报警装置发出角度偏移警报；当所述激光发射组件发射的激光照射在所述环形线的内侧时，所述摄像系统将拍摄到的成像图片上传到所述中央处理器中，所述中央处理器不生成报警命令，所述报警装置不发出警报。

优选的，所述中央处理器在所述靶盘上不显示所述激光发射组件发出的激光的落点时，通过所述距离检测装置的检测结果确定是否发出角度偏移警报，其方法为：当所述靶盘上不显示所述激光发射组件发出的激光的落点时，所述中央处理器计算所述靶盘不显示所述激光发射组件发出的激光的落点时刻前后的所述距离检测装置检测到的该机构与参照物的距离之差，当距离之差大于临界值时发出角度偏移警报，当距离之差小于临界值时不发出角度偏移警报。

优选的，所述中央处理器计算所述靶盘不显示所述激光发射组件发出的激光的落点时刻前后的所述距离检测装置检测到的该机构与参照物的距离之差小于临界值时，发出灰尘清理警报。

优选的，所述环形板由两个半环板拼接而成，两个所述半环板上对称开设有第一螺栓孔，所述钢管上预留有与所述第一螺栓孔相对应的第一插接孔。

优选的，所述周向定位组件相互配合的包括若干第二螺栓孔与第二插接孔，所述第二螺栓孔呈圆周阵列分布开设在所述环形板上，所述第二插接孔开设在所述第一定位板上。

优选的，所述长度调节机构包括相互配合的若干第三螺栓孔与第三插接孔，所述第三螺栓孔呈线性阵列分布开设在所述第一定位板上，所述第三插接孔开设在所述第二定位板上。

本发明提供的一种高支模监测系统，与现有技术相比，其有益效果为：

一、通过将摄像系统拍摄的激光接收靶上激光发射组件发出的激光的落点位置实时的上传到中央处理器中，判断该连接处钢管的角度偏移是否会造成高支模系统的坍塌隐患，并通过报警装置及时的发出警报，实现了高支模系统脚手架各连接处的角度偏移实时报警，极大的保障了工作人员的生命安全。

二、通过设置距离检测装置，在靶盘上接收不到激光时，判断出其原因是因为角度偏移过大还是灰尘堆积阻挡了激光，极大的提高了此检测系统的准确性。

三、通过观察激光在靶盘上落点的位置，可以判断出该连接处钢管的偏移方向，便于工作人员对该连接处的钢管进行维修保养，降低了管理成本，提高了效率。

四、通过设置环形板和位置调节机构，使得在相邻的两根脚手架连接处都可安装此监测装置，实现对每根脚手架进行单独的实时的角度偏移监测，是本领域此类监测技术的重大进步。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明的高支模倾斜度监测系统图；

图2是本发明整体结构图；

图3是本发明图2中A处结构放大图；

图4是本发明图2中B处结构放大图（对防尘罩进行了爆炸示意）；

图5是本发明套筒轴段处结构图；

图6是本发明图5中C处结构放大图；

图7是本发明环形板处结构图；

图8是本发明激光接收靶处结构图（对防尘罩进行了爆炸示意）。

其中：1、钢管；2、套筒轴段；3、激光发射组件；4、激光接收靶；5、摄像系统；6、距离检测装置；7、报警装置；8、环形板；9、第一定位板；10、第二定位板；11、安装板；12、靶盘；13、防尘罩；14、微型电机；15、刮板；16、环形线；17、第一螺栓孔；18、第一插接孔；19、第二螺栓孔；20、第二插接孔；21、第三螺栓孔；22、第三插接孔；23、连接盘。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1至图8所示，一种高支模监测系统，包括多个沿垂直方向依次固定连接的钢管1，每个所述钢管1的下端具有套筒轴段2，所述套筒轴段2的内径与所述钢管1上端的外径相适配，相邻的两个所述套筒轴段2上分别固定安装有激光发射组件3和激光接收靶4，所述激光发射组件3、激光接收靶4与所述套筒轴段2之间均固定设置有位置调节机构，所述激光接收靶4上具有摄像系统5，所述激光接收靶4上还设置有防尘组件，最顶端的所述钢管1上固定设置有距离检测装置6；还包括智能监测模块，所述智能监测模块包括中央处理器与报警装置7，所述中央处理器与所述报警装置7、激光发射组件3、所述激光接收靶4、所述摄像系统5、所述防尘组件以及所述距离检测装置6电性连接，所述中央处理器根据所述摄像系统5所拍摄的所述激光发射组件3在所述激光接收靶4上的激光落点位置向报警装置7发出角度偏移警报信号；工作时，本实施例高支模的脚手架采用盘式脚手架，盘式脚手架具有用于支撑的钢管1，钢管1上具有连接盘23用于横向连接管的组装连接，纵向方向上具有套筒轴段2，位于上方的钢管1的套筒轴段2套接在下方的钢管1的上端形成对接，钢管1上还预留螺栓孔用于对接部分的连接。在使用安装监测系统时，将激光发射组件3与激光接收靶4分别安装在相邻的两个钢管1的套筒轴段2处，优选的将激光发射组件3安装在上方，激光接收靶4安装在下方，激光发射组件3发出的激光正对激光接收靶4的正中心，同时由于高支模系统上还要安装错综复杂的斜向的加固连接管，因此为了这些加固连接管不对激光造成遮挡，在安装时可以通过位置调节机构对激光发射组件3与激光接收靶4的安装位置进行调整；同时由于工地是多灰尘场地，灰尘易落在激光接收靶4上使激光接收靶4接收不到激光，因此设置防尘组件降低灰尘影响。

所述位置调节机构包括固定安装在所述套筒轴段2上的环形板8，所述环形板8上固定连接有第一定位板9，所述第一定位板9与所述环形板8之间固定设置有周向定位组件，所述第一定位板9上固定安装有第二定位板10，所述第二定位板10与所述第一定位板9之间固定设置有长度调节机构，所述激光发射组件3与所述激光接收靶4均固定安装在所述第二定位板10上，所述激光发射组件3位于所述激光接收靶4的上方；工作时，在安装激光发射组件3与激光接收靶4时，需要避免加固连接管的阻挡，因此需要调节二者的安装位置，主要包括周向位置的调节和径向位置的调节，此时通过周向定位组件确定第一定位板9在环形板8上的安装位置进而确定其周向位置，通过长度调节机构调节第二定位板10在第一定位板9上的位置进而调节激光发射组件3或激光接收靶4的径向位置。

所述激光接收靶4包括安装板11与靶盘12，所述安装板11固定设置在所述第二定位板10上，所述靶盘12固定安装在所述安装板11上；所述防尘组件包括防尘罩13与微型电机14，所述防尘罩13固定设置在所述安装板11上，所述防尘罩13盖设在所述靶盘12的上方，所述防尘罩13为透明件，所述微型电机14固定安装在所述安装板11上，所述微型电机14的输出端固定连接有刮板15，所述刮板15贴合在所述防尘罩13的外表面；工作时，透明的防尘罩13罩设在靶盘12的上方，防尘罩13优选半球形不易积灰，而摄像组件安装在安装板11上，优选的摄像组件安装在防尘罩13的内部，防尘罩13避免摄像组件与靶盘12被灰尘覆盖，为避免摄像组件对激光产生遮挡，摄像组件应选用诸如微型相机等小体积的摄像装置，同时可以通过中央处理器周期性的向微型电机14下达工作命令，微型电机14驱动刮板15对防尘罩13的顶部进行积灰清理，使得激光不会被防尘罩13上的积灰所阻挡而不能显示在靶盘12上。

所述中央处理器根据所述摄像系统5所拍摄的所述激光发射组件3在所述激光接收靶4上的激光落点位置向报警装置7发出角度偏移警报信号的方法为：所述靶盘12上具有环形线16，当所述激光发射组件3发射的激光照射在所述环形线16的外侧时，所述摄像系统5将拍摄到的成像图片上传到所述中央处理器中，所述中央处理器生成报警命令并发送至所述报警装置7中，所述报警装置7发出角度偏移警报；当所述激光发射组件3发射的激光照射在所述环形线16的内侧时，所述摄像系统5将拍摄到的成像图片上传到所述中央处理器中，所述中央处理器不生成报警命令，所述报警装置7不发出警报；工作时，当位于上方的激光发射组件3所处的套筒轴段2连接处受到较大的冲击力时，套筒轴段2处可能会产生裂痕或连接螺栓发生断裂，进而导致该连接处上方的钢管1发生偏移，进而激光发射组件3在空间中的位置也会发生改变，此时激光发射组件3发射出的激光便不会落在靶盘12的中心，当偏移位移极小时，激光的落点位于环行线的内部时，说明此处的角度偏移在可控范围内，并不对高支模系统造成隐患；若偏移的位移较大时，激光的落点落在环行线的外侧，此时说明此处的角度偏移具有较大隐患，需要及时对其进行维修，于是报警装置7发出角度偏移警报，此处的报警装置7可以选用警报灯，警报灯安装在装有激光发射组件3的第二定位板10上，其发出报警则意味着该第二定位板10所处的连接处发生了倾斜隐患。需要注意的是，中央处理器对摄像系统5拍摄的图片进行处理分析的方式并非本案的核心创造点，任何可分析出图片中激光落点位于环行线内外侧的方式均可在此应用。另外，本实施例还可通过激光在靶盘12上的落点相对于靶盘12中心的位置获知上方的钢管1相对于下方的钢管1向哪侧偏移，例如，激光的落点位于靶盘12中心的右侧，则说明上方的钢管1相对于下方的钢管1向左偏移。

所述中央处理器在所述靶盘12上不显示所述激光发射组件3发出的激光的落点时，通过所述距离检测装置6的检测结果确定是否发出角度偏移警报，其方法为：当所述靶盘12上不显示所述激光发射组件3发出的激光的落点时，所述中央处理器计算所述靶盘12不显示所述激光发射组件3发出的激光的落点时刻前后的所述距离检测装置6检测到的该机构与参照物的距离之差，当距离之差大于临界值时发出角度偏移警报，当距离之差小于临界值时不发出角度偏移警报；所述中央处理器计算所述靶盘12不显示所述激光发射组件3发出的激光的落点时刻前后的所述距离检测装置6检测到的该机构与参照物的距离之差小于临界值时，发出灰尘清理警报；工作时，当脚手架受到的瞬时冲击力过大时，可能会造成某连接处发生较大角度偏移，使得该处的激光发射组件3发出的激光偏离出整个靶盘12导致靶盘12上接收不到激光，另外当工作场地中灰尘量过多，防尘组件不能及时清理防尘罩13上的灰尘，也会导致靶盘12上接收不到激光，为了辨别这两种靶盘12上接收不到激光的情景哪个是具有脚手架坍塌隐患的，设置距离检测装置6，优选的选用距离传感器，同时将固定不变的墙壁或地面等作为参照物，当某连接处发生较大角度偏移时，位于该连接处上方的钢管1通常都会相对地面发生倾斜，此时距离传感器发生较大的位移，导致其与参照物之间的距离发生变化，当变化的数值较大超出预设的临界值时，则有极大的可能是该连接处的钢管1发生了较大的角度偏移，此时中央处理器控制报警装置7发出角度偏移警报；当变化的数值极为微小时，则说明有很大可能是防尘罩13上的灰尘阻挡了激光，此时中央处理器控制报警装置7发出灰尘清理警报。当报警装置7采用警报灯的情况下，可通过报警灯发出不同颜色区分这两种警报，例如亮红灯为角度偏移警报，亮黄灯为灰尘清理警报等。

所述环形板8由两个半环板拼接而成，两个所述半环板上对称开设有第一螺栓孔17，所述钢管1上预留有与所述第一螺栓孔17相对应的第一插接孔18；工作时，通过两个半环板对接后用螺栓固定的方式，将环形板8安装在钢管1上，除此之外还可选用其它可拆卸连接的方式将环形板8安装在钢管1上，便于整个监测装置的拆装，当某处的激光发射组件3或激光接收靶4或环形板8发生故障时，避免拆除整个高支模系统进行更换。

所述周向定位组件相互配合的包括若干第二螺栓孔19与第二插接孔20，所述第二螺栓孔19呈圆周阵列分布开设在所述环形板8上，所述第二插接孔20开设在所述第一定位板9上；工作时，螺栓插接在第二螺栓孔19与第二插接孔20中，通过选用不同的第二螺栓孔19实现选择不同的周向位置。

所述长度调节机构包括相互配合的若干第三螺栓孔21与第三插接孔22，所述第三螺栓孔21呈线性阵列分布开设在所述第一定位板9上，所述第三插接孔22开设在所述第二定位板10上；工作时，螺栓插接在第三螺栓孔21与第三插接孔22中，通过选用不同的第三螺栓孔21实现选择不同的径向位置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高支模监测系统，其特征在于：包括多个沿垂直方向依次固定连接的钢管（1），每个所述钢管（1）的下端具有套筒轴段（2），所述套筒轴段（2）的内径与所述钢管（1）上端的外径相适配，相邻的两个所述套筒轴段（2）上分别固定安装有激光发射组件（3）和激光接收靶（4），所述激光发射组件（3）、激光接收靶（4）与所述套筒轴段（2）之间均固定设置有位置调节机构，所述激光接收靶（4）上具有摄像系统（5），所述激光接收靶（4）上还设置有防尘组件，最顶端的所述钢管（1）上固定设置有距离检测装置（6）；

还包括智能监测模块，所述智能监测模块包括中央处理器与报警装置（7），所述中央处理器与所述报警装置（7）、激光发射组件（3）、所述激光接收靶（4）、所述摄像系统（5）、所述防尘组件以及所述距离检测装置（6）电性连接，所述中央处理器根据所述摄像系统（5）所拍摄的所述激光发射组件（3）在所述激光接收靶（4）上的激光落点位置向报警装置（7）发出角度偏移警报信号；

所述位置调节机构包括固定安装在所述套筒轴段（2）上的环形板（8），所述环形板（8）上固定连接有第一定位板（9），所述第一定位板（9）与所述环形板（8）之间固定设置有周向定位组件，所述第一定位板（9）上固定安装有第二定位板（10），所述第二定位板（10）与所述第一定位板（9）之间固定设置有长度调节机构，所述激光发射组件（3）与所述激光接收靶（4）均固定安装在所述第二定位板（10）上，所述激光发射组件（3）位于所述激光接收靶（4）的上方；

所述激光接收靶（4）包括安装板（11）与靶盘（12），所述安装板（11）固定设置在所述第二定位板（10）上，所述靶盘（12）固定安装在所述安装板（11）上；

所述防尘组件包括防尘罩（13）与微型电机（14），所述防尘罩（13）固定设置在所述安装板（11）上，所述防尘罩（13）盖设在所述靶盘（12）的上方，所述防尘罩（13）为透明件，所述微型电机（14）固定安装在所述安装板（11）上，所述微型电机（14）的输出端固定连接有刮板（15），所述刮板（15）贴合在所述防尘罩（13）的外表面；

所述中央处理器根据所述摄像系统（5）所拍摄的所述激光发射组件（3）在所述激光接收靶（4）上的激光落点位置向报警装置（7）发出角度偏移警报信号的方法为：所述靶盘（12）上具有环形线（16），当所述激光发射组件（3）发射的激光照射在所述环形线（16）的外侧时，所述摄像系统（5）将拍摄到的成像图片上传到所述中央处理器中，所述中央处理器生成报警命令并发送至所述报警装置（7）中，所述报警装置（7）发出角度偏移警报；当所述激光发射组件（3）发射的激光照射在所述环形线（16）的内侧时，所述摄像系统（5）将拍摄到的成像图片上传到所述中央处理器中，所述中央处理器不生成报警命令，所述报警装置（7）不发出警报；

所述中央处理器在所述靶盘（12）上不显示所述激光发射组件（3）发出的激光的落点时，通过所述距离检测装置（6）的检测结果确定是否发出角度偏移警报，其方法为：当所述靶盘（12）上不显示所述激光发射组件（3）发出的激光的落点时，所述中央处理器计算所述靶盘（12）不显示所述激光发射组件（3）发出的激光的落点时刻前后的所述距离检测装置（6）检测到的该机构与参照物的距离之差，当距离之差大于临界值时发出角度偏移警报，当距离之差小于临界值时不发出角度偏移警报；

所述中央处理器计算所述靶盘（12）不显示所述激光发射组件（3）发出的激光的落点时刻前后的所述距离检测装置（6）检测到的该机构与参照物的距离之差小于临界值时，发出灰尘清理警报。

2.如权利要求1所述的一种高支模监测系统，其特征在于：所述环形板（8）由两个半环板拼接而成，两个所述半环板上对称开设有第一螺栓孔（17），所述钢管（1）上预留有与所述第一螺栓孔（17）相对应的第一插接孔（18）。

3.如权利要求1或2所述的一种高支模监测系统，其特征在于：所述周向定位组件相互配合的包括若干第二螺栓孔（19）与第二插接孔（20），所述第二螺栓孔（19）呈圆周阵列分布开设在所述环形板（8）上，所述第二插接孔（20）开设在所述第一定位板（9）上。

4.如权利要求3所述的一种高支模监测系统，其特征在于：所述长度调节机构包括相互配合的若干第三螺栓孔（21）与第三插接孔（22），所述第三螺栓孔（21）呈线性阵列分布开设在所述第一定位板（9）上，所述第三插接孔（22）开设在所述第二定位板（10）上。