塔吊人员安全监控系统的制作方法

本实用新型涉及工程起重机安全监控技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种塔吊人员安全监控系统。

背景技术：

在建筑工程领域，国家规范明确要求塔吊下方不允许站人，在构件、重物起吊或落吊时，在吊件重物下方，不得有人停留或行走，但是由于塔吊驾驶员在操作塔吊的过程中存在视觉盲区，现场指挥调度人员工作不到位，塔吊下方站人，塔吊吊物坠落伤人的事故时有发生。目前国内在塔吊上使用的智能监控设备主要是用来监测塔吊设备的运行参数，可以有效防止塔吊本体结构倒塌事故，但是不能有效杜绝高空坠落伤人。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种塔吊人员安全监控系统，以解决现有技术中塔吊人员安全监控系统的监控效率低、提醒效果不佳的技术问题。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种塔吊人员安全监控系统，包括：

吊重传感器，其安装在塔机的吊钩上，吊重传感器用于监测吊钩是否吊有重物；

回转传感器，其安装在塔机的回转大齿盘上，回转传感器用于监测塔机的回转角度；

变幅传感器，其安装在塔机的变幅机构上，变幅传感器用于采集塔机当前的变幅小车幅度值；

控制系统，其安装在塔吊驾驶室内并与所述吊重传感器、回转传感器、变幅传感器无线通信连接，控制系统包括控制芯片和与控制芯片电连接的数据处理模块、与数据处理模块电连接的显示器，数据处理模块分别接收吊重传感器、回转传感器、变幅传感器采集的重量、回转角度、变幅小车幅度值并分析处理，得到塔吊施工范围；

uwb定位装置，其包括相互之间无线通信连接的uwb基站和uwb定位标签，所述uwb基站至少在塔机周围设置三个，所有的uwb基站位于同一水平面内且相交的通信范围覆盖塔吊施工范围，uwb基站获取uwb定位标签信息后无线传输至所述数据处理模块；

声光报警器，其安装在塔吊驾驶室内并与所述控制芯片无线通信连接，所述控制芯片控制声光报警器在uwb定位标签进入所述塔吊施工范围时报警；

安全帽，其包括半球体的帽壳，帽壳的边缘设置有一圈帽檐，帽檐上沿圆周均布四个警告装置，所述uwb定位标签固定在帽壳上，每个警告装置包括安装在帽檐上的微型电机、齿轮、弹性条和用于控制微型电机开关的电机控制模块，所述齿轮通过微型电机驱动转动，所述弹性条的一端固定在帽檐上、另一端伸入至所述齿轮的其中一个齿槽内，所述电机控制模块与所述控制芯片无线通信连接。

优选的是，所述帽檐的上表面设置有防水挡条。

优选的是，所述uwb基站设置有三个，任意两个uwb基站之间在水平面上的夹角为锐角。

优选的是，每个所述警告装置的外部套有一个保护壳，所述保护壳固定在所述帽檐上。

优选的是，所述帽檐的下端设置有若干个弹性凸块。

本实用新型至少包括以下有益效果：本实用新型利用吊重传感器、回转传感器、变幅传感器得知塔吊起吊重物时的施工范围，利用uwb定位装置定位塔机周围戴有安全帽的施工人员的位置，实现塔吊驾驶室内人员对塔吊施工范围实时监控，若有戴有安全帽的施工人员进入塔吊施工范围，则声光报警器提醒塔吊驾驶室内人员根据显示的uwb定位标签移动路径判断并操作安全帽上对应塔吊施工范围所在的那个警告装置发出警告响声，帮助戴有安全帽的施工人员迅速判断施工范围所在的方位并朝相反的方向移动就能通过最佳、最快的路径离开施工范围，提醒的响声能直接通过安全帽传到佩戴者，避免在嘈杂的环境下提醒声音受干扰和直接人工监控观察存在的视觉盲区，提高了施工人员的安全防范效率。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的塔吊人员安全监控系统的结构示意图；

图2为本实用新型的安全帽的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例中uwb基站的安装示意图。

说明书附图标记说明：1、帽壳，2、帽檐，3、警告装置，4、uwb定位标签，5、微型电机，6、弹性条，7、齿轮，8、齿槽，9、防水挡条，10、uwb基站，11、保护壳，12、弹性凸块，13、塔吊施工范围，14、所有uwb基站的相交的通信范围，15、塔吊驾驶室。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。

如图1、图2、图3所示，本实用新型的塔吊人员安全监控系统，包括：

吊重传感器，其安装在塔机的吊钩上，吊重传感器用于监测吊钩是否吊有重物；

回转传感器，其安装在塔机的回转大齿盘上，回转传感器用于监测塔机的回转角度；

变幅传感器，其安装在塔机的变幅机构上，变幅传感器用于采集塔机当前的变幅小车幅度值；

控制系统，其安装在塔吊驾驶室15内并与所述吊重传感器、回转传感器、变幅传感器无线通信连接，控制系统包括控制芯片和与控制芯片电连接的数据处理模块、与数据处理模块电连接的显示器，数据处理模块分别接收吊重传感器、回转传感器、变幅传感器采集的重量、回转角度、变幅小车幅度值并分析处理，得到塔吊施工范围13；

uwb定位装置，其包括相互之间无线通信连接的uwb基站10和uwb定位标签4，所述uwb基站至少在塔机周围设置三个，所有的uwb基站位于同一水平面内且相交的通信范围14覆盖塔吊施工范围13，uwb基站10获取uwb定位标签4定位位置信息后无线传输至所述数据处理模块；

声光报警器，其安装在塔吊驾驶室内并与所述控制芯片无线通信连接，所述控制芯片控制声光报警器在uwb定位标签4进入所述塔吊施工范围13时报警；

安全帽，其包括半球体的帽壳1，帽壳1的边缘设置有一圈帽檐2，帽檐2上沿圆周均布四个警告装置3，所述uwb定位标签4固定在帽壳1上，每个警告装置3包括安装在帽檐2上的微型电机5、齿轮7、弹性条6和用于控制微型电机5开关的电机控制模块，所述齿轮7通过微型电机5驱动转动，所述弹性条6的一端固定在帽檐2上、另一端伸入至所述齿轮7的其中一个齿槽8内，所述电机控制模块与所述控制芯片无线通信连接。

吊重传感器、回转传感器、变幅传感器、控制系统、声光报警器等安装好后，首先根据吊重传感器、回转传感器、变幅传感器采集塔机的起吊重物重量、回转角度、变幅小车幅度值，得到起吊重物在水平面方向上的位置，确定塔吊施工范围；

然后在塔机周围设置uwb基站，确保吊钩的行动路线在所有uwb基站的相交的通信范围所覆盖，塔吊驾驶室内人员通过控制系统实时监控塔吊施工范围，在安全帽内安装好uwb定位标签；

控制芯片通过吊重传感器得知吊钩上有重物，通过回转传感器实时获取塔机回转角度，通过变幅传感器实时获取变幅小车的幅度值，控制芯片获取数据后传给数据处理模块，数据处理模块进行实时处理分析，uwb定位装置将uwb定位标签的实时位置传输给控制芯片并在显示器上显示，当uwb定位标签进入落入起吊重物的施工范围则声光报警器发出警报，一般的安全帽都有正向的区别，因此其中一个警告装置时在安全帽的正向设置，若安全帽没有正向的区别，则佩戴时选择其中一个警告装置面对正前方即可，塔吊驾驶室内的人员根据uwb定位标签的即时的移动路径判断安全帽的朝向，通过控制芯片控制施工范围相对于戴有安全帽的施工人员所在方位上的警告装置的电机控制模块，启动相应的电机转动，电机转动后齿轮的齿会不断撞击弹性条，由于一般的弹性条具有一定弹性、韧性和硬度，因此弹性条一定程度弯曲后齿轮仍能顺利旋转，各个齿、齿槽依次经过弹性条，其中一个齿逐渐推开弹性条直到继续旋转离开弹性条，下一个齿槽面向弹性条由于齿槽向下凹陷不与弹性条直接接触因此不给弹性条施加推力，而此时弹性条在弹性作用下回弹到下一个齿壁上，发出响声，弹性条随着电机的转动、齿轮不断旋转而不间断发出响声，以此提醒戴有安全帽的施工人员对应方位是施工范围，戴有安全帽的施工人员朝相反的方向移动直到离开施工范围即可。通过警告装置让戴有安全帽的施工人员能够更快得知是否进入施工范围同时能判断施工范围的方位，提醒的响声能直接通过安全帽传到佩戴者，避免在嘈杂的环境下提醒声音受干扰和直接人工监控观察存在的视觉盲区，提高了施工人员的安全防范效率，弹性条和齿轮的齿的材质以及电机的转速设置以使发出的响足够大又不影响佩戴者的听力为标准来选择。另外，若根据提前预警需要，可将塔吊施工范围向外扩大1米，这样只要戴安全帽的施工人员进入距离塔吊施工范围1米的位置就开始进行后续报警工作。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述帽檐的上表面设置有防水挡条9。设置防水挡条防止雨水进入警告装置的电路。

在另一种技术方案中，如图3所示，所述uwb基站10设置有三个，任意两个uwb基站10之间在水平面上的夹角为锐角。这样设置，uwb基站设置数量少，成本低，而且夹角为锐角相互之间，uwb基站辐射覆盖性能更佳。

在另一种技术方案中，如图2所示，任一所述警告装置3的外部套有一个保护壳11，所述保护壳11固定在所述帽檐2上。设置保护壳对警告装置起到保护作用。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述帽檐2的下端设置有若干个弹性凸块12。

设置弹性凸块减少放置安全帽时帽檐受到过大的冲击力和震动，降低对警告装置的电路连接和使用寿命的影响。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图1、图2、图3。