CN210064991U - 塔吊防碰撞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塔吊防碰撞装置，该防碰撞装置包括通过精密旋转调节机构安装在塔吊横臂上的微波传感器；旋转调节机构包括固定在塔吊上的精密步进电机以及与步进电机的输出轴可拆卸式连接的传感器安装座，微波传感器安装在传感器安装座上。通过采用步进电机带动传感器安装座上的微波传感器正面所对位置可实现360°的障碍物探测，有效减少同样的检测范围内所需要在吊臂上的传感器数量；并且通过采用步进电机带动传感器安装座上的微波传感器旋转检测，通过对障碍物与塔吊之间的角度计算检测，使得后续障碍物与塔吊之间的垂直距离计算变得简单，不用像原来一样将检测到的数据与预先储存的塔吊固定参数进行一一对比，大大减少了后续计算的工作量。

Description

塔吊防碰撞装置

技术领域

本实用新型涉及一种塔吊防碰撞装置。

背景技术

由于国内房地产、桥梁等基础建设工程的大力发展，工地现场塔吊数量众多，部分建筑项目在同一施工现场多台塔吊近距离交叉作业容易引起吊绳缠绕、长臂碰撞、吊绳碰撞等问题，一旦出现事故将带来巨大损失和恶劣社会影响。目前行业内主要依靠把控现场管理、塔吊之间的空间距离控制等方式来努力减少塔吊碰撞事故，但是目前的管理方式存在诸多弊端，主要表现为管理效率低下，危机防范意识时有松懈，发现危险的能力不足，以及施工作业现场的复杂性难免会有意外发生等问题。

因此必须依靠新技术的引入来自动监测塔吊运行状态参数，从技术层面实时监测并发现危险因素，通过提醒驾驶人员来大幅降低塔吊碰撞事故发生，以此来弥补人为管理的短板，提高塔吊作业效率和施工的安全性。

微波感应是基于微波遇到障碍物会反射信号，通过接受并处理该反射信号能得出该障碍物的距离，该方式能有效监测16米范围内的所有障碍物，并且测量范围2-16米连续可调。由于微波传感器要能探测如绳索这样的障碍物，微波发射波束垂直面宽度很窄，水平能覆盖的范围也只有30多度，如果采用每隔几米固定方向安装方式需要在塔吊起重臂的每个运动方向上布置多个传感器，安装复杂，成本很高。

并且，目前的塔吊防撞技术通过预先将塔吊的一些固定参数下载到每个监控系统中储存，比如塔吊的塔身高度，两个塔吊之间的距离，吊臂的长度和平衡臂的长度等等；同时相关塔吊相互传输通讯数据(或者传输到后台)，包含塔高、吊钩高度、小车幅度、吊臂旋转角度和运行状态等。将这些数据集中初步处理后建立相应的模型分析计算，通过输出结果判定塔吊是否有碰撞的可能性。但是这些参数需要通过安装在每台塔吊上的传感器测量得到，建模要求相关参数较多，涉及到大量位置和速度参数计算，其稳定性、准确性和及时性差，受环境因素影响很大，对周围的实时变换的环境也不能有效判断。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种塔吊防碰撞装置，以解决现有塔吊防碰撞装置检测范围较窄的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种塔吊防碰撞装置，包括通过旋转调节机构安装在塔吊监测区域内的微波传感器；所述旋转调节机构包括固定在塔吊上的步进电机以及与所述步进电机的输出轴可拆卸式连接的传感器安装座，所述微波传感器安装在所述传感器安装座上。

进一步地，所述微波传感器与防撞主机的信号输入端通信连接，所述防撞主机的信号输出端连接有声光报警器。

进一步地，所述防撞主机的信号输出端还与塔吊电源控制开关通信连接。

进一步地，所述微波传感器通过有线传输单元与所述防撞主机和塔吊电源控制开关连接。

本实用新型的有益效果为：通过采用步进电机带动传感器安装座上的微波传感器正面所对位置可实现360°的障碍物探测，有效减少同样的检测范围内所需要传感器数量，通过该方式只需在塔吊的大臂和可能产生碰撞的区域内每10米左右安装该步进电机和微波传感器组成的设备；并且通过采用步进电机带动传感器安装座上的微波传感器旋转检测，可以对障碍物与塔吊之间的角度进行检测，使得后续障碍物与塔吊之间的垂直距离(最短距离)计算变得简单，而不需要像原来一样将检测到的数据与预先储存的塔吊固定参数进行一一对比，有效减少了后续计算的工作量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例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为本实用新型一个实施例的原理框图；

图2为本实用新型一个实施例的微波传感器的安装示意图；

图3为本实用新型一个实施例的障碍物测量原理图。

其中：1、微波传感器；2、传感器安装座；3、步进电机；4、塔吊长臂；5、障碍物。

具体实施方式

如图1所示的塔吊防碰撞装置，包括通过旋转调节机构安装在塔吊监测区域内的微波传感器1；所述旋转调节机构包括固定在塔吊上的步进电机3以及与所述步进电机3的输出轴可拆卸式连接的传感器安装座2，所述微波传感器1安装在所述传感器安装座2上。其中，微波传感器1最好选用较小的方形防水模块，微波模块与步进电机3的连接需固定并做好防水工作。

微波属于电磁波，利用电磁波的高速传递和遇到障碍物反射原理，通过测出电磁波发射和反射回来的时差可计算出二者距离长度的原理设计出微波传感器。微波感应模块由发射天线定向发出微波，遇到障碍物(被测物体)时将被吸收或反射，使功率发生变化，利用接收天线接收通过被测物体或由被测物反射回来的微波，并将它转换成电信号，再由测量电路处理，就实现了微波检测。可以检测包括物体的存在、相对运动速度、距离、角度等信息。利用微波传感器1的反应速度快、稳定性好、微波感应模块易于安装、检测误差小，特别是能有效监测钢丝绳之类的较细小障碍物。

本申请通过将微波传感器1安装在步进电机3上，然后再将微波传感器1和步进电机3一起安装在塔吊的长臂上，通过步进电机3带动微波传感器1不断地旋转，测量塔吊监测区域内存在障碍物，当检测到有障碍物(图3中所示的障碍物5)时，则获取微波传感器1与障碍物5之间的距离L₁，同时测量障碍物5与塔吊检测部(如图3中所示的塔吊长臂4)之间的夹角a，再采用勾股定理计算测量障碍物5与塔吊之间的垂直距离L₂，然后判断障碍物5与塔吊之间的垂直距离是否在阈值范围内，若大于所设阈值，达到报警值，则通过与碰撞主机或后台服务器连接的声光报警器及时发出声光报警信息；当检测到障碍物5较近时，则通过塔吊电源控制开关关闭塔机操作电源制动塔吊运行，避免碰撞事故发生，直到确认塔机危险解除后接通电源重新启动。

采用上述微波传感器1安装方式，只需在塔吊的大臂和可能产生碰撞的区域内每10米左右(如果需要更高的精度可以缩小布置间距和增加感应模块数量)安装该步进电机3和微波传感器1组成的设备。通过采用步进电机3带动传感器安装座2上的微波传感器1旋转检测可实现更大范围的障碍物5探测，有效减少同样的检测范围内所需要传感器数量。同时，通过使步进电机3带动微波传感器1旋转，不仅可以增大单个微波传感器1的检测范围，还可以对障碍物5与塔吊之间的角度进行检测，使得障碍物5与塔吊之间的垂直距离计算变得简单，而不需要像原来一样将检测到的数据与预先储存的塔吊固定参数进行一一对比，大大减少了后续计算的工作量。

需要说明的是，上述中记载了一些方法及原理性的内容，这些内容仅仅是便于本领域技术人员对本申请的技术方案的理解，并非是对方法和原理本身的改进。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种塔吊防碰撞装置，其特征在于，包括通过旋转调节机构安装在塔吊监测区域内的微波传感器；所述旋转调节机构包括固定在塔吊上的步进电机以及与所述步进电机的输出轴可拆卸式连接的传感器安装座，所述微波传感器安装在所述传感器安装座上。

2.根据权利要求1所述的塔吊防碰撞装置，其特征在于，所述微波传感器与防撞主机的信号输入端通信连接，所述防撞主机的信号输出端连接有声光报警器。

3.根据权利要求2所述的塔吊防碰撞装置，其特征在于，所述防撞主机的信号输出端还与塔吊电源控制开关通信连接。

4.根据权利要求3所述的塔吊防碰撞装置，其特征在于，所述微波传感器通过有线传输单元与所述防撞主机和塔吊电源控制开关连接。

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