CN210029792U - 塔机倾斜检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及塔机检测技术领域，具体为塔机倾斜检测系统，包括倾角传感器，倾角传感器用于检测塔身的倾斜角度；监控主机，监控主机设置在塔机的驾驶室内，监控主机包括控制器、显示器、警报模块、延时模块、无线通信模块；倾角传感器、显示器、警报模块、延时模块、无线通信模块均与控制器信号连接，控制器用于通过倾角传感器检测塔身的倾斜角度并控制显示器显示，控制器还用于通过无线通信模块向服务器发送塔机的运行数据信息。本实用新型提供的塔机倾斜检测系统，能有效的检测塔身在使用之前或使用过程中倾角的大小，当倾角大于某一临界状态时能够及时报警，就可以有效的预防塔机倾翻事故的发生。

Description

塔机倾斜检测系统

技术领域

本申请涉及塔机检测技术领域，具体为塔机倾斜检测系统。

背景技术

随着我国经济建设的发展，建设规模不断扩大，塔吊以其高效率的垂直运输能力，在建筑行业得到大量应用。但是，由于塔机结构较庞大，并伴有高空作业，所以容易发生塔机倾翻事故。这些事故不仅影响了建筑施工的进度，而且给国家和人民的带来了巨大的生命和财产损失。目前塔式起重机安装有安全限位装置，主要包括起重量限位器、起重力矩限位器、幅度限位器、起升高度限位器、回转限制器。

安全装置的作用在于塔机在使用过程中一旦超过设定的数值自动切断电源，防止塔机事故的发生。导致塔机倾翻更重要的是对塔机隐患的检查不到位，虽然塔机上安装有安全限位装置，但检查不到某些隐患的存在，在吊装或加节顶升特定情况下使得危险因素加剧，最终导致塔身倾角过大引起塔机倾翻。

实用新型内容

本申请意在提供塔机倾斜检测系统，能有效的检测塔身在使用之前或使用过程中倾角的大小，当倾角大于某一临界状态时能够及时报警，就可以有效的预防塔机倾翻事故的发生。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

塔机倾斜检测系统，包括：

倾角传感器，所述倾角传感器用于检测塔身的倾斜角度；

监控主机，所述监控主机设置在塔机的驾驶室内，所述监控主机包括控制器、显示器、警报模块、延时模块、无线通信模块；

所述倾角传感器、显示器、警报模块、延时模块、无线通信模块均与控制器信号连接，所述控制器用于通过倾角传感器检测塔身的倾斜角度并控制显示器显示，所述控制器还用于通过无线通信模块向服务器发送塔机的运行数据信息，所述控制器还用于在塔身倾斜角度异常时控制延时模块的开启并在塔身倾斜角度正常时控制延时模块关闭，所述延时模块延时结束后向控制器发送结束信号，所述控制器接收到结束信号后控制警报模块进行警报。

本实用新型技术方案中，通过倾角传感器来实时检测塔身的倾斜角度，由控制器读取并控制显示器显示，同时还会将这些塔机运行的参数实时发送给服务器，方便进行远程的管理。

当控制器通过倾角传感器检测到塔身在使用之前或使用过程中倾角过大时，则控制延时模块开启，当检测到塔身倾斜角度在正常范围内时，则关闭延时模块，控制器只有在延时模块延时结束后才进行报警，在这个过程中如果塔身倾斜数据恢复正常则关闭延时模块，可以避免由于塔身的振动或者其他环境影响而造成误判。本申请通过倾角传感器，可以使得操作人员实时查看塔机的倾斜状态，可以及时发现塔身角度异常的问题，有效的预防塔机倾翻事故的发生。

进一步，还包括风速传感器，所述风速传感器设置在塔帽的顶端，用于检测环境风速，所述风速传感器与控制器信号连接，所述控制器还用于根据风速传感器的数据控制警报模块警报或关闭。当风速过大时，进行警报提醒，避免在大风中作业。

进一步，所述无线通信模块还用于在警报模块发出警报的同时向管理人员发送远程警报信息。警报模块主要用来提醒操作人员，通过远程的警报信息可以从多种途径确保塔机作业安全。

进一步，还包括与控制器信号连接的身份检测模块，所述身份检测模块设置在驾驶室的门板上，所述驾驶室的门板上还设有电子锁，所述身份检测模块以及电子锁均与控制器电连接，所述控制器还用于根据身份检测模块的信号控制电子锁的开闭。

通过电子锁和身份检测模块来对驾驶员的身份进行验证，防止他人操作。

进一步，所述身份检测模块为RFID模块、指纹识别模块、人脸识别模块、虹膜识别模块中的一种。

RFID模块、指纹识别模块、人脸识别模块、虹膜识别模块均为现有成熟的身份识别技术，可以根据不同的安全等级来选取不同的模块。

进一步，所述警报模块包括喇叭和警示灯。通过喇叭和警示灯实现声光报警。

进一步，所述无线通信模块为4G网络通信模块。4G网络覆盖范围广，通信成本低。

进一步，所述控制器还用于在身份检测模块验证失败后控制警报模块进行警报。提醒管理人员注意，防止有人非法尝试使用塔机。

进一步，还包括与控制器信号连接的摄像头，所述摄像头设置在塔机的小车底部，所述摄像头用于拍摄吊钩的影像。通过摄像头，采集吊钩和被吊物品的影像，可以让相关人员查看相关状态。

进一步，还包括后台服务器和管理终端，所述后台服务器用于接收和存储无线通信模块发送的数据，所述管理终端用于供管理人员对数据进行查看。方便远程管理。

附图说明

图1为本申请塔机倾斜检测系统实施例的安装结构示意图；

图2为本申请塔机倾斜检测系统实施例的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：塔身1、塔帽2、塔臂3、风速传感器4、倾角传感器5、驾驶室6、角度传感器7、小车8、摄像头9。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例的塔机倾斜检测系统，包括服务器、管理终端和监控主机。三者之间通过互联网网络连接，管理终端和监控主机之间能够通过服务器进行数据通信和消息推送。后台服务器用于接收和存储无线通信模块发送的数据，管理终端用于供管理人员对数据进行查看。

本实施例中，监控主机设置在塔机的驾驶室6内，监控主机包括控制器、显示器、警报模块、延时模块和无线通信模块；在塔机上，还设有用于为监控主机提供信号的传感器，这些传感器包括倾角传感器5、风速传感器4以及摄像头9，在本申请的其他实施例中，还可以根据需要设置角度传感器7、变幅传感器、高度传感器、重量传感器等，以对小车8的位置、塔臂3的高度以及被调物品的重量进行监控。还包括身份检测模块，身份检测模块设置在驾驶室6的门板上，驾驶室6的门板上还设有电子锁。

具体的，本实施例中，风速传感器4采用FC-2A系列传感器，风速传感器4设置在塔机的塔帽2的顶部，FC-2A系列传感器有电压输出、电流输出、脉冲输出以及协议输出四种类型，本实施例中，采用外置电路进行输出数据的比较，因而采用电流输出型，即FC-2A1型号，将该风速传感器4的输出端连接一个电流比较器的信号输入端，然后令电流比较器的信号输出端连接控制器的输入引脚，设置电流比较器的阈值为需要报警的风速的阈值，本实施例中采用五级风速对应的阈值，使得电流比较器在风速小于五级时，输出低电平信号，在输出大于五级时输出高电平信号。

本申请中，倾角传感器5设置在塔身1上和塔臂3的交接位置，即驾驶室6上方位置，倾角传感器5采用两个单轴倾角传感器5ZCT260J-LAQ-17分别测量塔机南北方向和东西方向的倾斜角度，上述的传感器为电压模拟输出，因此同上，可以采用电压比较器来控制阈值范围，使得倾角传感器5的输出在正常的倾角范围内时，电压比较器输出低电平，在塔身1角度异常时，输出高电平，控制通过电压比较器的输出值即可得知塔身1的倾斜角度是否正常。在本申请的其他实施例中，倾角传感器5采用ZCT210M-LBS-BUS-XYB高精度双轴倾角传感器5，其为数字型传感器，其输出端通过RS485总线协议输出数据，控制器通过读取数据即可得到当前塔身1的倾斜角度，然后通过控制器即可进行塔身1角度正常与否的判断，需要说明的是控制器进行一个数值的比较是非常现有的程序，本领域技术人员无需创造性劳动即可实现。

本实施例中，延时模块使用555定时器芯片并配以相应的外围电路实现10S的延时，延时模块的输入端与控制器的输出端连接，延时模块的输出端与控制器的信号输入端连接。

摄像头9采用OV7670摄像头9，在本申请的其他实施例中还可以采用CCD或其他类型的摄像头9。摄像头9设置在塔机的小车8底部，摄像头9用于拍摄吊钩的影像。显示器采用液晶显示屏。警报模块包括喇叭和红色LED灯。

控制器采用单片机，具体为STM32H7X3单片机，在本申请的其他实施例中，控制器也可以采用PLC或其他型号的单片机。

倾角传感器5、风速传感器4、身份检测模块、角度传感器7、显示器、警报模块、延时模块、无线通信模块、电子锁均与控制器信号连接，本实施例中，均通过线路进行信号连接，在本申请的其他实施例中，也可以通过网络实现连接，如摄像头9采用自带网络模块的摄像头9，如小米监控，倾角检测模块采用自带WiFi模块的SST300无线wifi倾角传感器5等，进而方便在较远的距离实现信号连接。

控制器用于通过倾角传感器5检测塔身1的倾斜角度并控制显示器显示，控制器还用于通过无线通信模块向服务器发送塔机的运行数据信息，控制器还用于在塔身1倾斜角度异常时控制延时模块的开启并在塔身1倾斜角度正常时控制延时模块关闭，延时模块延时结束后向控制器发送结束信号，控制器接收到结束信号后控制警报模块进行警报。控制器还用于根据风速传感器4的数据控制警报模块警报或关闭。当风速过大时，进行警报提醒，避免在大风中作业。控制器还用于根据身份检测模块的信号控制电子锁的开闭。控制器还用于在身份检测模块验证失败后控制警报模块进行警报。

通过电子锁和身份检测模块来对驾驶员的身份进行验证，防止他人操作。

身份检测模块可以为RFID模块、指纹识别模块、人脸识别模块、虹膜识别模块中的一种。本实施例中采用RFID模块。

由于4G网络覆盖范围广，通信成本低，因此本申请中无线通信模块为4G网络通信模块。无线通信模块还用于在警报模块发出警报的同时向管理人员发送远程警报信息。警报模块主要用来提醒操作人员，通过远程的警报信息可以从多种途径确保塔机作业安全。由于本实施例中采用4G网络，因此远程的警报信息是通过服务器进行推送的，在本申请的其他实施例中，还可以采用短信模块进行短信提醒。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，风速传感器4采用FC-2A系列传感器中协议输出类型的传感器，具体为RS485/232协议的输出类型，使用控制器来对数据与阈值进行比较，以判断风速是否过大。

以上的仅是本申请的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本申请结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本申请的保护范围，这些都不会影响本申请实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.塔机倾斜检测系统，其特征在于：包括：

倾角传感器，所述倾角传感器用于检测塔身的倾斜角度；

监控主机，所述监控主机设置在塔机的驾驶室内，所述监控主机包括控制器、显示器、警报模块、延时模块、无线通信模块；

所述倾角传感器、显示器、警报模块、延时模块、无线通信模块均与控制器信号连接，所述控制器用于通过倾角传感器检测塔身的倾斜角度并控制显示器显示，所述控制器还用于通过无线通信模块向服务器发送塔机的运行数据信息，所述控制器还用于在塔身倾斜角度异常时控制延时模块的开启并在塔身倾斜角度正常时控制延时模块关闭，所述延时模块延时结束后向控制器发送结束信号，所述控制器接收到结束信号后控制警报模块进行警报。

2.根据权利要求1所述的塔机倾斜检测系统，其特征在于：还包括风速传感器，所述风速传感器设置在塔帽的顶端，用于检测环境风速，所述风速传感器与控制器信号连接，所述控制器还用于根据风速传感器的数据控制警报模块警报或关闭。

3.根据权利要求2所述的塔机倾斜检测系统，其特征在于：所述无线通信模块还用于在警报模块发出警报的同时向管理人员发送远程警报信息。

4.根据权利要求1所述的塔机倾斜检测系统，其特征在于：还包括与控制器信号连接的身份检测模块，所述身份检测模块设置在驾驶室的门板上，所述驾驶室的门板上还设有电子锁，所述身份检测模块以及电子锁均与控制器电连接，所述控制器还用于根据身份检测模块的信号控制电子锁的开闭。

5.根据权利要求4所述的塔机倾斜检测系统，其特征在于：所述身份检测模块为RFID模块、指纹识别模块、人脸识别模块、虹膜识别模块中的一种。

6.根据权利要求1所述的塔机倾斜检测系统，其特征在于：所述警报模块包括喇叭和警示灯。

7.根据权利要求1所述的塔机倾斜检测系统，其特征在于：所述无线通信模块为4G网络通信模块。

8.根据权利要求4所述的塔机倾斜检测系统，其特征在于：所述控制器还用于在身份检测模块验证失败后控制警报模块进行警报。

9.根据权利要求1所述的塔机倾斜检测系统，其特征在于：还包括与控制器信号连接的摄像头，所述摄像头设置在塔机的小车底部，所述摄像头用于拍摄吊钩的影像。

10.根据权利要求1所述的塔机倾斜检测系统，其特征在于：还包括后台服务器和管理终端，所述后台服务器用于接收和存储无线通信模块发送的数据，所述管理终端用于供管理人员对数据进行查看。

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