CN218520967U - 一种塔吊安全预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种塔吊安全预警装置，涉及塔吊智能监测领域，包括相互通讯连接的监控系统、警报系统、主动干预系统和控制台；所述监控系统包括分布在所述塔吊上的传感器组件；所述传感器组件用于获取所述塔吊的参数信息并传输至控制台；所述警报系统包括语音播报结构和激光警示结构；所述主动干预系统包括设置在所述塔吊的驱动电机中的主动干预装置。本实用新型提供的一种塔吊安全预警装置，对塔吊存在的各类风险进行分析，在后台快速辨识危险源，对较大安全隐患主动干预、调整，对中低风险隐患实行警报、记录，通过检测多种参数判断是否存在安全隐患，并对安全隐患进行分级，及时向操作人员发送预警信息，有针对性做出预警机制，可靠性强。

Description

一种塔吊安全预警装置

技术领域

本实用新型涉及塔吊智能监测领域，具体涉及一种塔吊安全预警装置。

背景技术

塔吊又称塔式起重机，是一种传统的施工设备，用于多层和高层建筑施工中材料的垂直运输和构件安装，因其起升高度高、起升重量大、工作幅度大等特点，在建筑业得到了广泛的应用。

塔吊属于大型起重设备，工地确认用到塔吊吊装作业后，由工地后勤部门安排超大型卡车将塔吊各部位陆续运到施工工地预定安装点，然后由专门的组装人员将它们组装起来形成塔吊设备，接着由操作组检查组装情况和各项安全数据指标，一切没问题后开启塔吊进行吊装作业。由于塔吊属于大型设备，它的特殊性和复杂性决定了它的安装、操作容错率很低，而且受环境因素影响也较大，例如：天气、地质等，相对其他设备反而更容易发生安全生产事故。一旦发生安全事故，会形成灾难性后果，对操作者本人、他人的生命健康及周围设施会造成重大危害。因此在组装或者吊装过程中，需要对塔吊的状态进行监测并针对安全隐患进行智能预警，保护塔吊操作人员、司索工的人身安全，以及减少人为失误导致的安全事故。

申请号为CN202121770417.8的中国专利公开了一种塔吊监控预警系统，包括：应力检测装置、报警器、附墙连接件，塔吊通过附墙连接件与附墙连接，报警器与应力检测装置连接。应力检测装置可以实时检测附墙应力，当附墙应力大于预设阈值时，报警器发出报警信号，以提醒工作人员采取应急处理措施，进而避免发生安全事故。通过监控附墙应力是否超过阈值来进行监控预警，还可增设位移检测装置和倾角检测装置，以对塔吊进行多方位的监控，但并不具备普遍性，不适用于传统的大型塔吊设备。

申请号为CN202210274748.5的中国专利公开了一种基于塔吊回转动作模型的智能监控预警系统及方法，包括：控制器、重力传感器和风力传感器；所述重力传感器用于采集所述吊钩所吊物料的重量信息；所述风力传感器用于采集所述智能塔吊周围的风力信息；所述控制器用于根据回转角度计算参量计算预设时长后所述智能塔吊的理论回转角度，并将所述理论回转角度与所述智能塔吊的实际回转角度进行对比，根据对比结果对所述智能塔吊的回转动作进行预警，但是监控的因素仅包括风力信息，较为单一，且无法根据不同的信息判断风险等级，做出不同的预警机制。

因此，有必要设计一种塔吊安全预警装置，通过检测多种参数判断是否存在安全隐患，并对安全隐患进行分级，及时的向操作人员发送预警信息，有针对性做出预警机制。

实用新型内容

基于以上问题，本实用新型的目的在于提供了一种塔吊安全预警装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种塔吊安全预警装置，包括相互通讯连接的监控系统、警报系统、主动干预系统和控制台；

所述监控系统包括分布在所述塔吊上的传感器组件；所述传感器组件用于获取所述塔吊的参数信息并传输至控制台；控制台将获得的信息进行分析处理和记录，并判断是否需要进行预警和主动干预；

所述主动干预系统包括小幅控制模块和应急保险模块，所述小幅控制模块用于控制所述塔吊的驱动电机小幅度运行，所述应急保险模块用于切断所述驱动电机的控制回路；警报系统一旦开启，在塔吊位置和操作室进行语音播报的同时，会利用激光警示结构向可能受到风险的作业人群中照射激光网，作业人员接收到激光信号会及时撤离。

所述主动干预系统包括设置在所述塔吊的驱动电机中的主动干预装置。当控制室分析到较大安全隐患时启动主动干预，直至消除隐患，若无法解决，将直接实施急停。

优选地，所述传感器组件至少包括应力传感器、风力传感器、倾角传感器和温度传感器。感知塔吊运行中的各种受力，包括摆臂扭矩、弯矩、吊物重量；感知风力和风向；感知机械工作温度等。

优选地，所述语音播报结构包括扬声器和信号互动单元，所述信号互动模块用于接收来自所述控制台信号；所述扬声器用于播放预警信息。

优选地，所述激光警示结构包括激光仪，所述激光仪包括自上而下依次固定设置的护罩、水平转盘和侧支架；所述侧支架在所述水平转盘的驱动下随着所述水平转盘共同转动；

所述侧支架为中空的框架结构且所述侧支架内部通过垂直转盘嵌有激光发射器。

优选地，所述水平转盘的转动角度范围为0°-360°，所述垂直转盘的转动角度范围为0°-180°。

优选地，所述应急保险模块包括回转限位器，所述回转限位器与所述控制台通讯连接。

与现有技术相比，本实用新型有以下优势：

根据本实用新型技术方案，包括相互通讯连接的监控系统、警报系统、主动干预系统和控制台；监控系统用于获取所述塔吊的参数信息并传输至控制台；控制台将获得的信息进行分析处理和记录，通过传回的温度数据、风力风向、塔吊驾驶习惯等给出最佳运作建议，并判断是否需要进行预警和主动干预；存在隐患时，控制台发送信号，开启警报系统，警报系统一旦开启，在塔吊位置和操作室进行语音播报的同时，会利用激光警示结构向可能受到风险的作业人群中照射激光网，作业人员接收到激光信号会及时撤离，提醒监控和作业人员控制和防范；所述主动干预系统包括设置在所述塔吊的驱动电机中的主动干预装置。当控制室分析到较大安全隐患时启动主动干预，直至消除隐患，若无法解决，将直接实施急停。本实用新型提供的一种塔吊安全预警装置，对塔吊存在的各类风险进行分析，在后台快速辨识危险源，对较大安全隐患主动干预、调整，对中低风险隐患实行警报、记录，通过检测多种参数判断是否存在安全隐患，并对安全隐患进行分级，及时的向操作人员发送预警信息，有针对性做出预警机制。

附图说明

图1是一种塔吊安全预警装置的整体结构示意图；

图2是一种塔吊安全预警装置中激光警示结构的结构示意图；

图3是一种塔吊安全预警装置中激光警示结构的正面结构示意图；

附图标记：

1-护罩；2-水平转盘；3-侧支架；4-垂直转盘；5-激光发射器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如图1-图3所示，一种塔吊安全预警装置，包括相互通讯连接的监控系统、警报系统、主动干预系统和控制台；

所述监控系统包括分布在所述塔吊上的传感器组件，至少包括应力传感器、风力传感器、倾角传感器和温度传感器。其中应力传感器安装在塔机回转轮上和起重臂上悬杆后端，风力传感器安装在塔尖处，倾角传感器安装在吊臂两端尽头，通过高度差计算倾角，温度传感器安装在回转轮内部传感器组件感知塔吊运行中的各种受力，包括摆臂扭矩、弯矩、吊物重量；感知风力和风向；感知机械工作温度等，除此之外还可以识别塔吊吊臂的弯曲幅度、塔吊圈速是否过快等。

所述传感器组件所述塔吊的参数信息并传输至控制台；控制台将获得的信息进行分析处理和记录，通过传回的温度数据、风力风向、塔吊驾驶习惯等给出最佳运作建议，同时建立塔吊的BIM模型，通过BIM受力演算，分析塔吊是否存在安全隐患。塔吊状态可实时显示在BIM模型上，通过不同颜色表示塔吊各个部位的受力、工作温度、风力等情况，方便监控人员随时查看塔吊运行状态，做好风险防范。同时控制系统还可以分析塔吊以往数据，结合BIM时间线，对塔吊进行四维分析，分析驾驶员以往驾驶习惯对塔吊的影响。同时也能测算出塔吊各个部位的安全寿命，为塔吊零部件更换提供参考。控制台经过分析判断之后，判断是否存在安全风险，且是否需要进行预警和主动干预。

存在隐患时，控制室发出警报，提醒监控和作业人员控制和防范，所述警报系统包括语音播报结构和激光警示结构；所述摄像头与所述语音播报结构包括扬声器和信号互动单元，所述信号互动模块用于接收来自所述控制台信号；所述扬声器用于播放预警信息。所述激光警示结构包括激光仪，所述激光仪包括自上而下依次固定设置的护罩1、水平转盘2和侧支架3；所述侧支架3在所述水平转盘2的驱动下随着所述水平转盘2共同转动；侧支架3为中空的框架结构且所述侧支架内部通过垂直转盘4嵌有激光发射器5。水平转盘2的转动角度范围为0°-360°，所述垂直转盘4的转动角度范围为0°-180°。因此激光发射器5可以全方位地寻找作业人员的身影，警报系统一旦开启，在塔吊位置和操作室进行语音播报的同时，会利用激光警示结构向可能受到风险的作业人群中照射激光网，作业人员接收到激光信号会及时撤离。报警系统需安装在塔吊和控制室，当后台识别到异常数据时，两个地方的报警器同时响起，提醒作业人员注意规范操作和防范风险。

主动干预系统是一种可以通过人工及电脑控制的驱动电机，驱动电机通过输出动力给回转机构从而实现回转运行，在日常运行中由塔吊驾驶室操控运行，在检测到风险时由控制台控制运行。主动干预系统中包括小幅控制模块和应急保险模块，其中小幅控制模块用于控制所述塔吊的驱动电机小幅度运行，直至消除隐患，该驱动电机与应急保险模块中的回转限位器配合使用，当吊臂承受过大外力，电脑通过电机不能控制时，由控制台控制回转限位器切断控制回路，实现急停。其中回转限位器由带有减速装置的限位开关和小齿轮组成，限位器固定在塔吊回转上支座结构上，小齿轮与回转支承的大齿轮齿合；当回转机构电动机驱动塔吊上部移动时，通过大齿圈带动回转限位器的小齿轮转动，塔吊的回转圈数即被记录下来，限位器的减速装置带动凸轮，凸轮上的凸块压下微动开关，从而切断相应的回转控制回路，停止回转运动。

当控制室分析到较大安全隐患时启动主动干预，由电脑控制吊臂，驱动电机小幅度运行，直至消除隐患。当吊臂控制不能解决风险时，主动干预系统启动应急保险模块，控制回转限位器切断控制回路，实施急停。

以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，例如变更移动结构等，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种塔吊安全预警装置，其特征在于：

包括相互通讯连接的监控系统、警报系统、主动干预系统和控制台；

所述监控系统包括分布在所述塔吊上的传感器组件；所述传感器组件用于获取所述塔吊的参数信息并传输至控制台；

所述警报系统包括语音播报结构和激光警示结构；

所述主动干预系统包括小幅控制模块和应急保险模块，所述小幅控制模块用于控制所述塔吊的驱动电机小幅度运行，所述应急保险模块用于切断所述驱动电机的控制回路。

2.根据权利要求1所述的一种塔吊安全预警装置，其特征在于：

所述传感器组件至少包括应力传感器、风力传感器、倾角传感器和温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种塔吊安全预警装置，其特征在于：所述语音播报结构包括扬声器和信号互动单元，所述信号互动模块用于接收来自所述控制台信号；所述扬声器用于播放预警信息。

4.根据权利要求1所述的一种塔吊安全预警装置，其特征在于：所述激光警示结构包括激光仪，所述激光仪包括自上而下依次固定设置的护罩、水平转盘和侧支架；所述侧支架在所述水平转盘的驱动下随着所述水平转盘共同转动；

所述侧支架为中空的框架结构且所述侧支架内部通过垂直转盘嵌有激光发射器。

5.根据权利要求4所述的一种塔吊安全预警装置，其特征在于：所述水平转盘的转动角度范围为0°-360°，所述垂直转盘的转动角度范围为0°-180°。

6.根据权利要求1所述的一种塔吊安全预警装置，其特征在于：

所述应急保险模块包括回转限位器，所述回转限位器与所述控制台通讯连接。

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