一种塔机垂直度监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型一种塔机垂直度监测系统，属于塔机安全监测技术领域。
【背景技术】
[0002] 塔机垂直度是指塔机安装后在塔顶处于平衡状态下，塔身实际中心线在被测高度 上和被测平面内对理论中心线的最大水平误差，塔机垂直度分为侧向垂直度偏差Λ Y 及总垂直度偏差Λ。垂直度对塔机的顶升、起重性能及抗倾覆性有较大的影响。当垂直度 误差大于允许误差时，塔机由于重心高、回转半径大，很容易发生倒塌事故，给施工企业和 个人造成巨大的经济损失，甚至危及到相关人员的生命安全。因此，为了保证塔机正常工 作，国家出台了相关规定，其中GB/T 5031 - 2008对塔机侧向垂直度的规定是：塔机侧向垂 直度允许误差为4%。。
[0003] 目前塔机垂直度的测量方法是采用标尺和经炜仪配合的测量方法，具体操作如 下：在塔身标准节最上端（一般在臂根铰点高度平面内）和最下端分别粘贴水平方向标尺， 标尺坐标原点位于塔身标准节主弦杆几何中心线上；测量时调整经炜仪水平，使经炜仪初 始刻度线与塔身标准节最下端标尺零刻度重合，然后将目镜旋转对向塔身顶部标尺，所测 出的偏差为塔机在该测量面内的水平偏差；同理，将经经炜仪沿另一方向架设，同时塔机回 转90°，测出塔机在该测量面内的水平偏差。此方法对标尺的制造和安装精度要求较高，需 要专业的测量设备及人员，测量过程繁琐。由于经炜仪的精度为2" -5"，水平标尺的安装 精度也较差，使得该方法的测量精度也不高。为了克服这些弊端，有人提出了利用倾角传感 器测量塔身倾角的方法测量塔机垂直度。该方法虽然测量简单、快捷，但只能测量塔身中心 线为直线的情况。由于塔机升高是通过上部顶升加标准节的方法，加入的标准节通常存在 制造和安装误差，而使得各节之间中心线连线实际为折线，此时，这种方法测量的垂直度将 存在较大误差。
【发明内容】
[0004] 本实用新型针对现有塔机垂直度测量技术的不足，提供了一种塔机垂直度监测系 统，能够快速、准确地自动测量塔机垂直度，并实时显示。即使在塔身中心线为折线的情况 下，也可以实现准确测量。
[0005] 本实用新型采取的技术方案为：
[0006] 一种塔机垂直度监测系统，包括安装在回转塔身的的倾角测量装置；安装在塔机 上支座上的转角测量装置；安装在司机室内操作面板上的显示报警装置。所述转角测量装 置设有与回转齿圈相啮合的小齿轮，所述倾角测量装置、转角测量装置分别通过线缆连接 显示报警装置，倾角测量装置和转角测量装置将测得的数据通过线缆输入到显示报警装置 中，显示报警装置用于对数据进行处理及存储，并实时显示。
[0007] 所述倾角测量装置包括倾角传感器、十字固定板、固定框，所述倾角传感器固定安 装在十字固定板上，所述十字固定板固定在回转塔身一根主弦杆的最上端。
[0008] 所述转角测量装置包括外壳、小齿轮、位移传感器、螺母撞块，外壳固定在塔机上 支座的侧面上，小齿轮与塔机下支座中的回转齿圈相啮合；当塔机转动时，小齿轮随着塔机 上支座绕着中心轴公转的同时也在自转，从而带动丝杠旋转，滑杆与螺母撞块通过滑动副 相联，使螺母撞块沿着滑杆滑动，位移传感器与螺母撞块固定连接，位移传感器记录下螺母 撞块的位移量。
[0009] 所述显示报警装置设有转角数据输入接口、显示屏、报警灯、蜂鸣器、倾角数据输 入接口。
[0010] 本实用新型一种塔机垂直度监测系统，利用倾角传感器精确、实时测量塔机的垂 直度，能够比较准确地测量出塔身中心线为折线时塔机的垂直度。该系统具有操作方便、实 时快捷、无需专业人员测量等优点，能够有效防止塔机因垂直度超标而造成的事故，具有很 好的推广应用价值。
[0011] 本实用新型一种塔机垂直度监测系统，克服了现有垂直度测量技术过程繁琐、精 度不高、需要专业设备和专业人员测量等缺陷，具有操作方便、实时快捷和自动测量等优 点，能够有效防止塔机因垂直度超标而造成的倾翻事故，具有很好的推广应用价值。
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型的倾角测量装置的结构示意图；
[0013] 图2是本实用新型的转角测量装置的结构示意图；
[0014] 图3是本实用新型的显示报警装置结构图；
[0015] 图4是本实用新型的垂直度监测系统的结构示意图；
[0016] 图5是本实用新型的垂直度监测系统的结构框图；
[0017] 图6是本实用新型的垂直度监测系统的安装位置图；
[0018] 图7是本实用新型的垂直度测量的三维直角坐标系；
[0019] 图8是本实用新型的塔机垂直度测量面；
[0020] 图9是本实用新型的在OYZ监测面内塔机侧向垂直度测量原理示意图。
【具体实施方式】
[0021] 如图1所示，一种塔机垂直度监测系统，包括安装在回转塔身6的的倾角测量装置 1 ；
[0022] 安装在塔机上支座9上的转角测量装置2 ;安装在司机室10内操作面板上的显示 报警装置3。倾角测量装置由倾角传感器11、十字固定板12以及固定框13组成。倾角传 感器11通过4个螺钉固定在十字固定板12上，利用2个螺栓螺母将十字固定板12与固定 框13固定在塔机回转塔身6的一根主弦杆之上。此时，倾角传感器11的与十字固定板12 的接触面应该与测量面垂直，且倾角传感器11固定在回转塔身6-根主弦杆的最上端（一 般在臂根铰点高度平面内），安装位置如图6所示。每次引进标准节时，倾角传感器11测得 的数据可以看作是引进标准节的倾角。
[0023] 为了消除塔机平衡臂及起重臂对测量垂直度的影响，应使塔机起重臂81轴线垂 直于测量面。为了识别是在哪个测量面测得的数据，本系统添加了转角测量装置2,其结构 如图2所示，安装位置如图6所示。转角测量装置2主要是在原有的转角限位器的基础上 添加一个位移传感器24,改进而来的。转角测量装置的外壳22固定在塔机上支座9的侧面 上，小齿轮23与塔机下支座7中的回转齿圈8相啮合；当塔机转动时，小齿轮23随着上支 座9绕着中心轴公转的同时也在自转，从而带动丝杠26旋转，滑杆27与螺母撞块25通过 滑动副相联，使螺母撞块25沿着滑杆27滑动，而位移传感器24与螺母撞块25固定连接， 进而位移传感器24记录下螺母撞块25的位移量。由于小齿轮23与回转齿圈8的传动比 一定，同时丝杠26的转角与螺母撞块25的位移量成正比，因此可以通过位移传感器24间 接测出塔机的转角。由于位移传感器24在断电恢复后仍然能够读出位移数值，故转角测量 装置2在断电恢复后仍能够准确测量塔机的转角。
[0024] 安装位移传感器24时，一定要保证位移传感器24有一定的初始位移量，并保证塔 机在向使位移量减少的方向回转时，转角测量装置2仍能准确测量出塔机的回转角度。若 丝杠26上的螺纹为右旋，回转齿圈8的齿数为Z1，转角测量装置2中小齿轮23的齿数为Z2， 螺旋导程为L，位移传感器24所测的位移量为S，位移传感器24的初始位移量为S tl，则塔机 转角α为：
【主权项】
1. 一种塔机垂直度监测系统，包括：安装在回转塔身（6)的的倾角测量装置（I);安装 在塔机上支座（9)上的转角测量装置（2);安装在司机室（10)内操作面板上的显示报警装 置（3);其特征在于，所述转角测量装置（2)设有与回转齿圈（8)相啮合的小齿轮（23)，所 述倾角测量装置（1)、转角测量装置（2)分别通过线缆（4)连接显示报警装置（3)，倾角测 量装置（1)和转角测量装置（2)将测得的数据通过线缆（4)输入到显示报警装置（3)中， 显示报警装置（3)用于对数据进行处理及存储，并实时显示。
2. 根据权利要求1所述一种塔机垂直度监测系统，其特征在于，所述倾角测量装置（1) 包括倾角传感器（11)、十字固定板（12)、固定框（13)，所述倾角传感器（11)固定安装在十 字固定板（12)上，所述十字固定板（12)固定在回转塔身（6) -根主弦杆的最上端。
3. 根据权利要求1所述一种塔机垂直度监测系统，其特征在于，所述转角测量装置（2) 包括外壳（22)、小齿轮（23)、位移传感器（24)、螺母撞块（25)，外壳（22)固定在塔机上支 座（9)的侧面上，小齿轮（23)与塔机下支座（7)中的回转齿圈（8)相啮合；当塔机转动时， 小齿轮（23)随着塔机上支座（9)绕着中心轴公转的同时也在自转，从而带动丝杠（26)旋 转，滑杆（27)与螺母撞块（25)通过滑动副相联，使螺母撞块（25)沿着滑杆（27)滑动，位 移传感器（24)与螺母撞块（25)固定连接，位移传感器（24)记录下螺母撞块（25)的位移 量。
4. 根据权利要求1所述一种塔机垂直度监测系统，其特征在于，所述显示报警装置（3) 设有转角数据输入接口（31)、显示屏（32)、报警灯（33)、蜂鸣器（34)、倾角数据输入接口 (311) 〇
【专利摘要】一种塔机垂直度监测系统，包括安装在回转塔身的倾角测量装置；安装在塔机上支座上的转角测量装置；安装在司机室内操作面板上的显示报警装置。所述转角测量装置设有与回转齿圈相啮合的小齿轮，所述倾角测量装置、转角测量装置分别通过线缆连接显示报警装置，倾角测量装置和转角测量装置将测得的数据通过线缆输入到显示报警装置中，显示报警装置用于对数据进行处理及存储，并实时显示。本实用新型一种塔机垂直度监测系统，能够快速、准确地自动测量塔机垂直度，并实时显示。即使在塔身中心线为折线的情况下，也可以实现准确测量。
【IPC分类】B66C23-88, B66C23-94, B66C13-16
【公开号】CN204588559
【申请号】CN201520033833
【发明人】李力, 史可朝, 颜勇, 文朝辉
【申请人】三峡大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年1月19日