一种卸料平台主动安全监控策略和系统的制作方法

文档序号:32603404发布日期:2022-12-17 18:04阅读:55来源:国知局
一种卸料平台主动安全监控策略和系统的制作方法

1.本发明属于卸料平台施工领域中的主动安全监控技术,具体来说是一种卸料平台主动安全监控策略和系统。


背景技术:

2.卸料平台是建筑施工现场的常见施工临时搭设的设施,是楼层与地面、楼层与楼层之间材料、小型机具的垂直运输转运平台,属于危险性较大的分部分项工程。卸料平台作为物料的转运平台,可以分为移动式卸料平台、落地式卸料平台、悬挑式卸料平台等几种。由于整体设备简单,工人使用时直接向卸料平台上堆放物料,物料堆放到一定数量,通过塔机将物料吊走,或者是由塔机吊运过来的物料放到卸料平台上运转到楼层中,并在使用时工地上采用挂牌的方式用来说明卸料平台的承载能力。
3.当前对于卸料平台的设计、制作、安装、使用没有形成统一的标准规范,在卸料平台制作、安装、使用、拆除过程中,由于安全管理措施不规范或落实不到位,常发生高处坠落、平台坍塌、物体坍塌或者物体打击事故,造成人员伤亡及重大经济损失。
4.为此,我国专利申请号:cn202111018409.2,公开号:cn113721524a,公开了一种卸料平台监控预警系统及装置,包括监控运行模块、信息数据运存模块、警报装置、数据服务器和计算机监控系统后台;实时监测卸料平台在使用时的重量拉力及物料对卸料平台的荷载,且通过对称放置的压力传感器,可有效检测平台支撑架的受力是否均衡,而借由信息数据运存模块和警报装置,可以有效避免超载情况的发生,且通过三级警报预警传递给相对应的处理人员。
5.申请号:cn202110353903.8,公开号:cn113090037a,公开了一种卸料平台的预警方法及系统,划分卸料平台的承载区域,通过实时获取斜拉绳拉力的方式,来监测卸料平台的载重情况,以降低卸料平台超载情况的出现概率。
6.上述公开的专利,着眼于卸料平台的载荷超载后的报警处理等措施,属于安全监控领域中的被动安全技术。被动安全技术能减少安全事故,不能阻止安全事故的发生。没有根本上从卸料平台的主要事故来源分析,针对造成事故的危险因素部署超前应对措施,加强对卸料平台的安全监控,从而杜绝事故的发生。而且结构复杂、工程安装调试复杂、成本较高,不利于市场推广。


技术实现要素:

7.本发明的目的在于解决现有技术的不足,提供了一种卸料平台主动安全监控策略和系统。主动安全监控技术,主要是使卸料平台能够长期保持正常运行状态,在超载来源上,超前部署,禁止超重物料堆放在卸料平台,避免卸料平台发生事故,提高卸料平台的稳定性和安全性。同一个工地上,往往存在各类卸料平台与多台塔吊。卸料平台上的物料由处于同一个工地的塔吊吊运或者转运而来;通过塔吊司机将地面或者车载上的物料悬吊至卸料平台,然后卸放在卸料平台里,现场人员将卸料平台上的物料搬离并进入楼层。
8.本发明所采用的技术方案为:一种卸料平台主动安全监控策略,其特征在于:对卸料平台的工作状况分析,大量转运的物料通过塔吊调运而来;工地上的塔吊由于国标强制要求安装有安全监控设备,塔吊安全监控装置有重量传感器、小车幅度传感器、吊钩高度传感器,分别可以感知吊钩上物料的重量、小车的幅度、吊钩的高度;通过卸料平台主动安全系统与塔吊监控设备之间建立起信息交互机制,杜绝卸料平台上堆放的物料超载状况的发生;卸料平台上安装有主动安全监控系统,实时采集卸料平台上的重量载荷值,通过主动安全监控系统的通信模块与塔吊安全监控系统进行数据的交互;所述卸料平台主动安全监控策略,包括如下具体步骤:
9.步骤一:卸料平台上安装有主动安全监控系统,实时采集和监测卸料平台的重量载荷值;
10.步骤二:卸料平台主动安全监控系统将采集到重量载荷值与设定的限载载荷值比较,计算出卸料平台的剩余载荷值;
11.步骤三:卸料平台主动安全监控系统与塔吊安全监控设备进行数据交互,卸料平台获取塔吊吊钩上的物料载荷数据;
12.步骤四:卸料平台主动安全监控系统实时比较塔吊吊钩上的物料载荷值与剩余载荷值之间的大小关系;
13.步骤五:如果塔吊吊钩上的物料载荷值小于或者等于剩余载荷值,卸料平台主动安全监控系统通知塔吊安全监控装置可以安全卸载物料至卸料平台;
14.步骤六:如果塔吊吊钩上的物料载荷值大于剩余载荷值安全载荷值,卸料平台主动安全监控系统通知塔吊进入卸料平台禁止区域;
15.步骤七:卸料平台主动安全监控系统实时计算剩余载荷值;
16.步骤八:如果剩余载荷值大于或者等于0,卸料平台回到步骤一;
17.步骤九:如果剩余载荷值小于0,卸料平台的主动安全监控系统进入报警模式,提醒现场人员采取措施,直至报警解除,同时通知工地的相关安全人员及政府安监部门。
18.优选的,确定卸料平台的禁止区域,严禁塔吊在此位置区域进行物料的卸载;卸料平台禁止区域确立方法,包括如下具体步骤:
19.步骤a:确定卸料平台的位置,将卸料平台的中心视为一个长方形的中心,通过位置获取装置得到卸料平台的中心坐标位置。塔吊司机驾驶塔吊将空载的吊钩缓缓地下降至卸料平台中心上方数米位置。此时塔吊安全监控设备上获取到塔臂回转角度θ
回禁
、塔吊小车幅度ρ
幅禁
和吊钩高度h
高禁
三个数据;
20.步骤b:卸料平台的中心坐标位置向四周延展一个区域,此延展后的区域为卸料平台的禁止区域;卸料平台的长为a,宽为b组成的长方形区域,二分之一的斜对角长度为建立以r为半径的圆形延展区域,此圆形区域可以完全覆盖卸料平台,为卸料平台的禁止区域。卸料平台的禁止区域经过坐标变换后,映射到塔吊坐标系统中的禁止区
域为
21.优选的,采用塔吊输运物料来给卸料平台的重量标定;卸料平台的重量标定方法,包括如下具体步骤:
22.步骤s1:卸料平台已做好重量标定准备;
23.步骤s2:塔吊悬吊重物,塔吊安全监控系统可以获得吊钩上的重物重量值,将重物缓缓地卸放在卸料平台上;
24.步骤s3:卸料平台主动安全系统记录下当前重物下的第一压力传感器的ad采样值;记录下当前重物下的第二压力传感器的ad采样值;
25.步骤s4:继续执行步骤s1;
26.步骤s5:两次重物的卸放在卸料平台上,获取了4组压力传感器的值和2组重量值;
27.步骤s6:通过4组压力传感器的值和2组重量值,得出重量计算公式,完成标定。
28.一种卸料平台主动安全监控系统,其特征在于:卸料平台主动安全监控系统由卸料平台监控主机、第一压力传感器、第二压力传感器、太阳能板、lora通信、4g通信、光电语音报警器、磷酸铁锂电池包、水泵、水箱和喷头组成。
29.优选的,所述第一压力传感器与第二压力传感器均采用螺母固定结构、安装于工字槽钢的前端部、线缆紧贴槽钢布线;所述主动安全监控主机包括mcu、第一模拟信号放大电路、第二模拟信号放大电路、充电电路、lora电路、4g模块、继电器电路、存储模块、水泵驱动电路、触摸液晶屏、蓝牙接收和发射电路;所述太阳能板给主动安全监控系统充电和供电;所述4g通信天线与远程云平台进行信息交互;所述lora通信天线与本地的塔吊安全监控设备进行信息交互;所述水泵、水箱和喷头清除太阳能板的粉尘。
30.优选的,所述第一压力传感器与第二压力传感器均包括u型压力传感器和凹形压力传感器。
31.优选的,所述u型压力传感器的安装位置位于u型圈钢锚固,采用两端开u型口,适配u型圈钢锚固;所述凹形压力传感器的安装于钢支撑的顶端与楼板之间,采用凹形口,适配钢支撑。
32.本发明的有益效果:本发明同现有技术相比,结构简单,易于安装与拆卸,其优点在于:通过卸料平台与塔吊监控系统之间的信息现场交互,主动感知塔吊吊钩吊运而来的物料重量,建立起主动安全监控系统,超前部署报警措施,杜绝事故的发生。在卸料平台的u型钢锚固加装称重传感器,感知卸料平台的重量,工程实施简单明了。采用塔吊吊运重物来标定卸料平台的重量,解决了卸料平台重量标定的工程实施难题,具有很大的应用价值和推广价值。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本
发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
34.图1为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台主动安全监控策略第一示意图;
35.图2为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台主动安全监控策略第二示意图;
36.图3为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台禁止区域的确定方法示意图;
37.图4为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台主动安全监控系统的示意图;
38.图5为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台主动安全监控主机的示意图;
39.图6为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台的第一示意图;
40.图7为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台的第二示意图;
41.图8为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台压力传感器安装位置的第一示意图;
42.图9为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台压力传感器安装位置的第二示意图;
43.图10为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台压力传感器安装位置的第三示意图;
44.图11为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台压力传感器第一平面示意图;
45.图12为本发明一种卸料平台主动安全监控策略和系统实施例中提供的卸料平台压力传感器第二平面示意。
46.如图所示:1.1、卸料平台监控主机;1.2、第一压力传感器;1.3、第二压力传感器;1.4、太阳能板;1.5、lora通信天线;1.6、4g通信天线;1.7、光电语音报警器;1.8、磷酸铁锂电池包;1.9、水泵;1.10、水箱;1.11、喷头;1-1、中央控制器mcu;1-2、第一模拟信号放大电路;1-3、第二模拟信号放大电路;1-4、充电电路;1-5、lora电路;1-6、4g模块;1-7、继电器电路;1-8、存储模块;1-9、水泵驱动电路;1-10、触摸液晶屏;1-11、蓝牙接收和发射电路;1、卸载钢丝绳;2、保险钢丝绳;3、卸料平台的工字槽钢;4、第一u型圈钢锚固;5、第二u型圈钢锚固;6、第一钢支顶;7、第二钢支顶;8、顶层楼板;9、第二紧固螺丝;10、第一紧固螺丝;11、凹形压力传感器;12、楼层地板;13、螺栓预埋件;14、卸料平台;15、称重传感器;16、木楔;17、厚钢板;18、压力传感器的本体;19、线缆接口端;20、线缆;21、连接预埋件。
具体实施方式
47.本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
48.一种卸料平台主动安全监控策略,其特征在于:对卸料平台的工作状况分析,大量转运的物料通过塔吊调运而来;工地上的塔吊由于国标强制要求安装有安全监控设备,塔吊安全监控装置有重量传感器、小车幅度传感器、吊钩高度传感器,分别可以感知吊钩上物料的重量、小车的幅度、吊钩的高度;通过卸料平台主动安全系统与塔吊监控设备之间建立起信息交互机制,杜绝卸料平台上堆放的物料超载状况的发生;卸料平台上安装有主动安全监控系统,实时采集卸料平台上的重量载荷值,通过主动安全监控系统的通信模块与塔吊安全监控系统进行数据的交互;所述卸料平台主动安全监控策略,包括如下具体步骤:
49.步骤一:卸料平台上安装有主动安全监控系统,实时采集和监测卸料平台的重量载荷值;
50.步骤二:卸料平台主动安全监控系统将采集到重量载荷值与设定的限载载荷值比较,计算出卸料平台的剩余载荷值;
51.步骤三:卸料平台主动安全监控系统与塔吊安全监控设备进行数据交互,卸料平台获取塔吊吊钩上的物料载荷数据;
52.步骤四:卸料平台主动安全监控系统实时比较塔吊吊钩上的物料载荷值与剩余载荷值之间的大小关系;
53.步骤五:如果塔吊吊钩上的物料载荷值小于或者等于剩余载荷值,卸料平台主动安全监控系统通知塔吊安全监控装置可以安全卸载物料至卸料平台;
54.步骤六:如果塔吊吊钩上的物料载荷值大于剩余载荷值安全载荷值,卸料平台主动安全监控系统通知塔吊进入卸料平台禁止区域;
55.步骤七:卸料平台主动安全监控系统实时计算剩余载荷值;
56.步骤八:如果剩余载荷值大于或者等于0,卸料平台回到步骤一;
57.步骤九:如果剩余载荷值小于0,卸料平台的主动安全监控系统进入报警模式,提醒现场人员采取措施,直至报警解除,同时通知工地的相关安全人员及政府安监部门。
58.本发明中,确定卸料平台的禁止区域,严禁塔吊在此位置区域进行物料的卸载;卸料平台禁止区域确立方法,包括如下具体步骤:
59.步骤a:确定卸料平台的位置,将卸料平台的中心视为一个长方形的中心,通过位置获取装置得到卸料平台的中心坐标位置。塔吊司机驾驶塔吊将空载的吊钩缓缓地下降至卸料平台中心上方数米位置。此时塔吊安全监控设备上获取到塔臂回转角度θ
回禁
、塔吊小车幅度ρ
幅禁
和吊钩高度h
高禁
三个数据;
60.步骤b:卸料平台的中心坐标位置向四周延展一个区域,此延展后的区域为卸料平台的禁止区域;卸料平台的长为a,宽为b组成的长方形区域,二分之一的斜对角长度为建立以r为半径的圆形延展区域,此圆形区域可以完全覆盖卸料平台,为卸料平台的禁止区域。卸料平台的禁止区域经过坐标变换后,映射到塔吊坐标系统中的禁止区域为
61.本发明中,采用塔吊输运物料来给卸料平台的重量标定;卸料平台的重量标定方法,包括如下具体步骤:
62.步骤s1:卸料平台已做好重量标定准备;
63.步骤s2:塔吊悬吊重物,塔吊安全监控系统可以获得吊钩上的重物重量值,将重物缓缓地卸放在卸料平台上;
64.步骤s3:卸料平台主动安全系统记录下当前重物下的第一压力传感器的ad采样值;记录下当前重物下的第二压力传感器的ad采样值;
65.步骤s4:继续执行步骤s1;
66.步骤s5:两次重物的卸放在卸料平台上,获取了4组压力传感器的值和2组重量值;
67.步骤s6:通过4组压力传感器的值和2组重量值,得出重量计算公式,完成标定。
68.一种卸料平台主动安全监控系统,其特征在于:卸料平台主动安全监控系统由卸料平台监控主机、第一压力传感器、第二压力传感器、太阳能板、lora通信、4g通信、光电语音报警器、磷酸铁锂电池包、水泵、水箱和喷头组成。
69.本发明中,所述第一压力传感器与第二压力传感器均采用螺母固定结构、安装于工字槽钢的前端部、线缆紧贴槽钢布线;所述主动安全监控主机包括mcu、第一模拟信号放大电路、第二模拟信号放大电路、充电电路、lora电路、4g模块、继电器电路、存储模块、水泵驱动电路、触摸液晶屏、蓝牙接收和发射电路;所述太阳能板给主动安全监控系统充电和供电;所述4g通信天线与远程云平台进行信息交互;所述lora通信天线与本地的塔吊安全监控设备进行信息交互;所述水泵、水箱和喷头清除太阳能板的粉尘。
70.本发明中,所述第一压力传感器与第二压力传感器均包括u型压力传感器和凹形压力传感器。
71.本发明中,所述u型压力传感器的安装位置位于u型圈钢锚固,采用两端开u型口,适配u型圈钢锚固;所述凹形压力传感器的安装于钢支撑的顶端与楼板之间,采用凹形口,适配钢支撑。
72.实施例:
73.如附图1所示,一种卸料平台主动安全监控策略,具体包括以下步骤:
74.步骤s1:卸料平台上安装有主动安全监控系统,开机工作;
75.步骤s2:实时采集和监测卸料平台的重量载荷值m
卸料

76.步骤s3:主动安全监控系统将采集到重量载荷值m
卸料
与设定的限载载荷值m
卸料限载
比较,计算出剩余载荷值m
卸料剩余
=m
卸料限载-m
卸料

77.步骤s4:比较卸料平台的剩余载荷值m
卸料剩余
与0的大小;若卸料平台的剩余载荷值m
卸料剩余
小于0,转到下一步骤s5;若卸料平台的剩余载荷值m
卸料剩余
大于或者等于0,回到步骤s1,继续下一步骤s7与塔吊安全监控系统通信;
78.步骤s5:若卸料平台的剩余载荷值m
卸料剩余
小于0,卸料平台主动安全监控系统报警;
79.步骤s6:卸料平台主动安全监控系统通过远程系统向现场人员推送信息,现场人员现场应急处理;
80.步骤s7:卸料平台主动安全监控系统与塔吊安全监控系统的通信模块建立通信,进行数据交互;卸料平台主动安全监控系统与塔吊安全监控系统的通信模块建立通信的方式,可以是本地的lora通信,也可以是zigbee通信方式,也可以通过远程的云平台进行数据
的转发和交付;
81.步骤s8:塔吊安全监控系统获取当前卸料平台的剩余载荷m
卸料剩余

82.步骤s9:塔吊安全监控系统的压力传感器采集塔吊吊钩处的重量载荷m
塔吊

83.步骤s10:塔吊安全监控系统将采集到吊钩处重量载荷值m
塔吊
与设定的塔吊限载载荷值m
塔吊限载
比较,计算出塔吊的剩余载荷值m
塔吊剩余
=m
塔吊限载-m
塔吊

84.步骤s11:比较塔吊的剩余载荷值m
塔吊剩余
与0的大小;若塔吊的剩余载荷值m
塔吊剩余
小于0,转到下一步骤s12;若卸料平台的剩余载荷值m
塔吊剩余
大于或者等于0,转到下一步骤s14;
85.步骤s12:塔吊的剩余载荷值m
塔吊剩余
小于0,则塔吊禁止吊钩上升、回转和小车伸缩运动步骤s13:塔吊自身因为超重而报警,同时继续转到步骤s7;
86.步骤s14:塔吊的剩余载荷值m
塔吊剩余
大于或者等于0,则比较卸料平台的剩余载荷m
卸料剩余
与塔吊吊钩处重量载荷值m
塔吊
的大小,计算出卸料平台的安全载荷值m
安全
=m
卸料剩余-m
塔吊

87.步骤s15:比较卸料平台的安全载荷值m
安全
与0的大小;若卸料平台的安全载荷值m
安全
小于0,转到下一步骤s16;若卸料平台的安全载荷值m
安全
大于或者等于0,转到下一步骤s18;
88.步骤s16:塔吊进入卸料平台的禁止区域控制;
89.步骤s17:塔吊无法在卸料平台禁止区域内接料;
90.步骤s18:塔吊安全监控系统收到卸料平台主动安全系统发来的信息,判断卸料平台发来的数据与塔吊本地计算出来的数据,这2个数据是否都大于或者等于0;如果是,则执行步骤s19;如果不是,则执行步骤s16;
91.步骤s19:塔吊允许操作回转、吊钩上下、小车伸缩运动,执行吊运操作;
92.步骤s20:塔吊吊钩卸放重物到卸料平台上,执行下一步骤s7。
93.步骤s21:卸料平台主动安全监控系统获取塔吊吊钩的重量载荷m
塔吊

94.步骤s22:卸料平台主动安全监控系统计算出卸料平台安全载荷m
安全
=m
卸料剩余-m
塔吊

95.步骤s23:卸料平台安全载荷m
安全
与0比较,若卸料平台的安全载荷值m
安全
大于或者等于0,转到下一步骤s18;若卸料平台的安全载荷值m
安全
小于0,转到下一步骤s5。
96.如附图2所示,卸料平台是否超载的判断由云计算平台完成,具体包括以下步骤:
97.步骤s1:卸料平台上安装有主动安全监控系统,开机工作;
98.步骤s2:实时采集和监测卸料平台的重量载荷值m
卸料

99.步骤s3:主动安全监控系统将采集到重量载荷值m
卸料
与设定的限载载荷值m
卸料限载
比较,计算出剩余载荷值m
卸料剩余
=m
卸料限载-m
卸料

100.步骤s4:比较卸料平台的剩余载荷值m
卸料剩余
与0的大小;若卸料平台的剩余载荷值m
卸料剩余
小于0,转到下一步骤s5;若卸料平台的剩余载荷值m
卸料剩余
大于或者等于0,回到步骤s1,继续下一步骤s7与塔吊安全监控系统通信;
101.步骤s5:若卸料平台的剩余载荷值m
剩余
小于0,卸料平台主动安全监控系统报警;回到步骤s1继续执行;
102.步骤s6:卸料平台主动安全监控系统通过远程系统向现场人员推送信息,现场人员现场应急处理;
103.步骤s7:卸料平台主动安全监控系统与云计算平台建立通信,进行数据交互;建立
通信的方式,可以是4g通信,也可以是nb-iot通信方式;
104.步骤s8:云计算平台与卸料平台主动安全监控系统和塔吊安全监控系统的数据交付后,计算卸料平台的剩余载荷值与塔吊吊钩的重量载荷值与的大小;
105.步骤s9:卸料平台与云计算平台通信后,执行云计算平台的指令;如果塔吊可以卸放物料,则执行步骤s10;如果塔吊不可以卸放物料,则执行步骤s1;
106.步骤s10:根据云计算平台的指令,允许塔吊卸放物料;然后继续执行步骤s1;
107.步骤s11:塔吊安全监控系统获取当前卸料平台的剩余载荷m
卸料剩余

108.步骤s12:塔吊安全监控系统的压力传感器采集塔吊吊钩处的重量载荷m
塔吊

109.步骤s13:塔吊安全监控系统将采集到吊钩处重量载荷值m
塔吊
与设定的塔吊限载载荷值m
塔吊限载
比较,计算出塔吊的剩余载荷值m
塔吊剩余
=m
塔吊限载-m
塔吊

110.步骤s14:比较塔吊的剩余载荷值m
塔吊剩余
与0的大小;若塔吊的剩余载荷值m
塔吊剩余
小于0,转到下一步骤s15;若卸料平台的剩余载荷值m
塔吊剩余
大于或者等于0,转到下一步骤s17;
111.步骤s15:塔吊的剩余载荷值m
塔吊剩余
小于0,则塔吊禁止吊钩上升、回转和小车伸缩运动步骤s16:塔吊自身因为超重而报警,同时继续转到步骤s11;
112.步骤s17:塔吊安全监控系统与云计算平台建立通信,进行数据交互;建立通信的方式,可以是4g通信,也可以是nb-iot通信方式;
113.步骤s18:塔吊安全监控系统与云计算平台通信后,执行云计算平台的指令;如果塔吊可以卸放物料,则执行步骤s21;如果塔吊不可以卸放物料,则执行步骤s19;
114.步骤s19:塔吊不可进入卸料平台禁止区域里运行;
115.步骤s20:塔吊不可卸料报警,提醒司机不可卸料;
116.步骤s21:塔吊可以卸放物料。
117.如附图3所示,假设卸料平台的长为a,宽为b组成的长方形区域,二分之一的斜对角长度为建立以r为半径的圆形延展区域,此圆形区域可以完全覆盖卸料平台,为卸料平台的禁止区域。
118.所述的卸料平台禁止区域第一确立方法,建立卸料平台的中心坐标位置,将卸料平台的中心坐标位置映射到塔吊安全监控系统中;包括如下具体步骤:
119.步骤s1:卸料平台的主动安全监控系统可以搭设定位装置gps或者北斗定位系统,将定位装置的位置坐标通过卸料平台的通信模块与塔吊安全监控系统交互,此时塔吊安全监控系统获取到卸料平台的中心坐标信息;
120.步骤s2:塔吊安全监控系统获取到卸料平台的坐标信息后,进行坐标的转换,映射到塔吊所在的坐标系统中;
121.步骤s3:以塔吊的塔基为中心的坐标原点0,将卸料平台的坐标信息转换到塔吊坐标系中,从而获取到卸料平台在塔吊坐标系中的回转角度θ
回禁
和塔吊小车幅度ρ
幅禁

122.步骤s4:卸料平台的禁止区域经过坐标变换后,映射到塔吊坐标系统中的禁止区
域为
123.步骤s5:塔吊获得塔吊塔臂回转角度θ
回禁
和塔吊小车幅度ρ
幅禁
后,塔吊吊运的重物载荷超过卸料平台的安全载荷时,由于工地上物料输运的目的地较多,塔吊可以起吊物料,但塔吊工作时不能进入回转角度θ
回禁
和塔吊小车幅度ρ
幅禁
确定的禁止区域。
124.所述的卸料平台的禁止区域第二确立方法,获取卸料平台的中心坐标位置,将卸料平台的中心坐标位置映射到塔吊安全监控系统中;包括如下具体步骤:
125.步骤s1:如果塔吊的小车向外移动到了起重臂的最外端,此时吊钩无法够到卸料平台,这种状态称之为塔吊与卸料平台无关联关系,塔吊无法参与卸料平台的物料的装卸和转运;
126.步骤s2:假设塔吊与卸料平台存在关联关系,塔吊司机驾驶塔吊将空载的吊钩缓缓地下降至卸料平台中心上方数米位置;
127.步骤s3:此时塔吊安全监控设备上获取到塔臂回转角度θ
回禁
、塔吊小车幅度ρ
幅禁
和吊钩高度h
高禁
三个数据;
128.步骤s4:塔吊安全监控设备获得回转角度θ
回禁
和塔吊小车幅度ρ
幅禁
后,塔吊吊运的重物载荷超过卸料平台的安全载荷时,由于工地上物料输运的目的地较多,塔吊仍可以起吊物料卸放到其他区域,但塔吊工作时不能进入回转角度θ
回禁
和塔吊小车幅度ρ
幅禁
确定的禁止区域。
129.卸料平台的重量标定在施工现场是一个难题,工地的物料重量一般都是未知,而且物料由于重量很大,搬运也是非常困难,依靠人工搬运,付出的代价较大,因此采用塔吊输运物料来重量标定是一个快捷办法;卸料平台的重量标定方法,包括如下具体步骤:
130.步骤s1:卸料平台的主动安全监控系统上,点击触摸液晶屏,选择重量标定,此时卸料平台已做好重量标定准备;
131.步骤s2:塔吊悬吊重物,塔吊安全监控系统可以获得吊钩上的重物m
塔吊1
,将重物缓缓地卸放在卸料平台上;
132.步骤s3:卸料平台主动安全系统点击确认按键,此时卸料平台主动安全系统记录下当前重物下的第一压力传感器的ad采样值ad
1-1
;记录下当前重物下的第二压力传感器的ad采样值ad
2-1

133.步骤s4:塔吊继续悬吊重物输运至卸料平台上,塔吊安全监控系统可以获得吊钩上的重物m
塔吊2
,将重物缓缓地卸放在卸料平台上;
134.步骤s5:卸料平台主动安全系统点击确认按键,此时卸料平台主动安全系统记录下当前重物下的第一压力传感器的ad采样值ad
1-2
;记录下当前重物下的第二压力传感器的ad采样值ad
2-2

135.步骤s6:卸料平台第一压力传感器的计算公式为:
卸料平台第二压力传感器的计算公式为:
136.步骤s7:卸料平台的重量载荷m
卸料
的计算公式为:m
卸料
=(m
卸料1
+m
卸料2
)2;
137.步骤s8:卸料平台的偏载值λ的计算公式为:λ=|m
卸料1-m
卸料2
|。
138.卸料平台主动安全监控系统与塔吊安全监控系统的建立通信的流程,包括如下具体步骤:
139.步骤s1:卸料平台上电后,主动安全监控系统开始工作;
140.步骤s2:卸料平台的主动安全监控系统的通信模块开启自动侦听模式;
141.步骤s3:卸料平台的主动安全监控系统一直处于侦听模式;
142.步骤s4:卸料平台主动安全监控系统的通信模块接收到信息;
143.步骤s5:卸料平台主动安全监控系统将接收到信息的数据帧进行分析;解析数据帧里的设备类型、设备编号信息、重量载荷值等信息;如果设备类型是塔吊,将本卸料平台与设备类型和设备编号建立泛在关联;泛在关联关系,包含卸料平台与塔吊无关联关系和关联关系,表示卸料平台和塔吊可能存在物料输运关系,也可能因为塔吊与卸料平台的距离较远,塔吊无法将物料转运至卸料平台;
144.步骤s6:卸料平台将接收到的信息数据帧里的重量载荷值与卸料平台的重量载荷值比较,若相等,表示卸料平台的编号与塔吊的编号存在关联关系;卸料平台将本地的卸料平台的设备类型、设备编号、关联关系通过广播的方式,200ms的间隔向外发送信息;
145.步骤s7:塔吊安全监控系统进行关联关系的第一校验方法:塔吊接收到信息数据帧,进行解析,将解析后的数据与塔吊本地的关联关系表进行比较,如果一致,表示校验正确,存在关联关系;如果不一致,报错处理;
146.步骤s8:卸料平台与塔吊的关联关系第二校验方法:卸料平台将接收到信息数据帧,进行解析,将解析后的数据与卸料平台的本地的关联关系进行比较,如果一致,表示校验正确,存在关联关系;如果不一致,报错处理;
147.步骤s9:卸料平台在本地存储关联关系表;
148.步骤s10:塔吊安全监控设备在本地存储关联关系表。
149.如附图4所示,卸料平台主动安全监控系统由卸料平台监控主机1.1、第一压力传感器1.2、第二压力传感器1.3、太阳能板1.4、lora通信天线1.5、4g通信天线1.6、光电语音报警器1.7、磷酸铁锂电池包1.8、水泵1.9、水箱1.10和喷头1.11组成。
150.所述的卸料平台监控主机1.1有第一压力传感器1.2、第二压力传感器1.3、太阳能板1.4、lora通信天线1.5、4g通信天线1.6、光电语音报警器1.7、磷酸铁锂电池包1.8、水泵1.9的接口,接好后设备可以正常工作。
151.所述的第一压力传感器1.2与所述的第二压力传感器1.3均采用桥式电阻应变片,桥式电阻应变片内置于金属合金内,金属合金引出一对重量差分信号、电源12v和电源负极4根信号线,4根信号线外披聚烯烃绝缘聚氨酯护套传感器电缆;聚烯烃绝缘聚氨酯护套传感器电缆走在工字槽钢的临近位置,以免线缆因重物转运过程中钩扯、重压而受损。
152.所述的太阳能板1.4长宽厚的物理尺寸为35*32*2.5cm,比较适宜卸料平台的现场安装,同时给所述的卸料平台安全监控主机供电。
153.所述的lora通信天线1.5是sma接口的433mhz吸盘天线,能够将lora信号发射出去
和接收lora信号。
154.所述的4g通信天线1.6是sma接口的吸盘天线,能够将4g信号发射出去和接收4g信号。
155.所述的光电语音报警器1.7具有红光闪烁报警功能,同时也具备语音播报功能。
156.所述的磷酸铁锂电池包1.8采用单颗电芯2.2ah,标称电压3.7v的18650电池经过串并组合成13.2ah,标称电压7.4v的电池包,磷酸铁锂电池包1.8具有一个灵活拔插的接口,方便人工更换电池。在某些情况下,需要人工携带充满电的磷酸铁锂电池包1.8更换现场的耗尽电能的磷酸铁锂电池包1.8,使得卸料平台主动安全监控系统能够工作。
157.所述的太阳能板1.4在工地的粉尘环境下需要除尘,提高太阳能板1.4的光电转换效率。
158.所述的水泵1.9、水箱1.10和喷头1.11组成一个小型的喷淋系统,能够定期将水箱1.10中的水经水泵1.9压缩后通过太阳能板1.4附近的喷头1.11喷出,高压高速的水流去除太阳能板上沉积的灰尘和杂物。
159.如附图5所示,所述的卸料平台监控主机1.1由中央控制器mcu1-1、第一模拟信号放大电路1-2、第二模拟信号放大电路1-3、充电电路1-4、lora电路1-5、4g模块1-6、继电器电路1-7、存储模块1-8、水泵驱动电路1-9、触摸液晶屏1-10、蓝牙接收和发射电路1-11组成。
160.所述的mcu1-1采用低功耗芯片nrf51822,通过nrf51822自带的蓝牙功能可以实现与手机的通信,蓝牙天线内置于pcb板上。通过所述的蓝牙接收和发射电路1-11实现蓝牙信号的收发,并且通过手机app可以对卸料平台安全监控系统进行参数配置。
161.所述的第一模拟信号放大电路1-2和所述的第二模拟信号放大电路1-3完全一样的,通过仪表放大器芯片ina126实现2路模拟信号的放大。该芯片成本低廉,电路简单,具有良好的价格优势。
162.所述的充电电路1-4采用充电芯片cn3795,完成对所述的磷酸铁锂电池包1.8的充电。
163.所述的lora电路1-5采用loraalliance的创始成员semtech公司的sx1278芯片方案。
164.所述的4g模块1-6采用上海移远公司的ec20模块。
165.所述的继电器电路1-7采用光耦隔离开关驱动继电器触点的导通和关断,使得所述的光电语音报警器1.7工作与休眠。
166.所述的存储模块1-8采用北京兆易的大容量储存芯片1gb容量的gd5f1gq4ubyigr,存储系统所需的参数和数据。
167.所述的水泵驱动电路1-9采用mos管开关,开通与关断水泵的电源。开通电源时,水泵1.9获得电源,水泵1.9开始工作。mos管关断电源时,水泵1.9失电,停止工作。水泵驱动电路1-9还有水箱水位检测电路,一旦水位低于安全值,产品报警信号,提醒相关人员进行水箱1.10的水量补给。
168.所述的触摸液晶屏1-10是人机交互的窗口,通过触摸屏进行液晶屏的操作,进行相应的参数配置等,显示当前信息,方便人员现场查看。
169.如附图6所示,卸料平台14由卸载钢丝绳1和保险钢丝绳2通过顶层楼板8上的连接
预埋件21拉住,卸料平台的工字槽钢3通过第一u型圈钢锚固4和第二u型圈钢锚固5固定在楼层地板12上,使得卸料平台14稳定不侧滑和上下翘动。因为第一u型圈钢锚固4和第二u型圈钢锚固5的锚固原因,卸料平台14的卸载钢丝绳1和保险钢丝绳2一般都是松动,不受张力。因此通过卸载钢丝绳1上加装张力传感器的方案,往往失效,无法获得卸料平台14的重量。
170.如附图7所示,卸料平台14没有连接预埋件21,卸载钢丝绳1和保险钢丝绳2没有通过顶层楼板8上的连接预埋件21拉住,卸料平台的工字槽钢3通过第一钢支顶6和第二钢支顶7固定在楼层地板12上,使得卸料平台14稳定不侧滑和上下翘动。但无法获得卸料平台14的重量。
171.如附图8所示,第一u型圈钢锚固4通过螺栓预埋件13预埋在建筑物的楼层地板12内,第一u型圈钢锚固4朝上,卸料平台的工字槽钢3穿过第一u型圈钢锚固4,在第一u型圈钢锚固4与厚钢板17之间夹住称重传感器15;称重传感器15的受力方向也朝上。
172.如附图9所示,第一u型圈钢锚固4通过螺栓预埋件13预埋在建筑物的楼层地板12内,第一u型圈钢锚固4朝下,卸料平台的工字槽钢3穿过第一u型圈钢锚固4,在第一u型圈钢锚固4与木楔16之间夹住称重传感器15;称重传感器15的受力方向也朝上。
173.如附图10所示,第一钢支顶6与顶层楼板8加装凹形压力传感器11,通过第一紧固螺丝10和第二紧固螺丝9夹紧压力传感器,防止移位。
174.如附图11所示,压力传感器的本体18两端开u型口,第一钢锚固的螺杆可以穿过u型口。线缆接口端19是弹簧圈,防止线缆折断,线缆20外披聚烯烃绝缘聚氨酯护套。
175.如附图12所示,压力传感器的本体18圆柱体,向下有帽檐。线缆接口端19是防拉弹簧圈,防止线缆折断,线缆20外披聚烯烃绝缘聚氨酯护套。
176.由上述实施例可知:本发明结构简单,易于安装与拆卸;通过卸料平台与塔吊监控系统之间的信息现场交互,主动感知塔吊吊钩吊运而来的物料重量,建立起主动安全监控系统,超前部署报警措施,可以杜绝事故的发生;在卸料平台的u型钢锚固加装称重传感器,感知卸料平台的重量,工程实施简单明了;采用塔吊吊运重物来标定卸料平台的重量,解决了卸料平台重量标定的工程实施难题。
177.显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
178.以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
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