防止塔机歪拉斜吊的吊钩及具有其的塔机的制作方法

本实用新型涉及塔机领域，特别地，涉及一种防止塔机歪拉斜吊的吊钩。此外，本实用新型还涉及一种包括上述吊钩的塔机。

背景技术：

塔式起重机是建筑工地的大型作业设备，其主要作用是在高楼建设中垂直输送建筑物料，随着建筑业的不断发展，高层建筑越来越多，塔式起重机的用量也越来越大，但伴随着的安全事故也时有发生，全国每年都有多起带有人身伤亡的重特大事故发生。在众多的事故原因中，塔式起重机操作时的歪拉斜吊是一个不可忽视的原因。

塔机的歪拉斜吊工况是指重物不在吊钩的正下方而强行起吊的状态，分为两种情况，其一，重物起吊位置超过塔机作业半径，但在吊臂的延长线下方；其二，重物的起吊位置不在吊臂或吊臂延长线下方。此时如果吊钩向上运行，对塔机结构而言，以上两种状况都属于非法起吊状态，在塔机结构设计当初，该种非法载荷基本就不考虑，同时也没有比较好的办法来限制这种非正常载荷，所以，塔机操作规程中，对操作者强调的也是严禁歪拉斜吊，而实际运行中却难以避免此类状况的发生。当重物起吊位置为第一种情况时，塔身会承受向前的弯矩载荷，且该结构上无法做到保护，容易造成塔机拉翻；当重物起吊位置为第二种情况时，吊臂将承受侧向弯矩，同时塔身承受不可控的扭矩，当塔机处于以上两种工况时，都有可能造成机毁人亡的重大事故发生！

业内目前还没有针对杜绝该类工况发生的产品出现，塔机使用单位更多的是从管理制度加强，同时对操作者强化上岗教育来尽量避免此类事故的发生。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种防止塔机歪拉斜吊的吊钩及具有其的塔机，以解决现有的塔机因歪拉斜吊无法智能监控导致的运行安全隐患的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种防止塔机歪拉斜吊的吊钩，包括吊钩本体及设于吊钩本体上用于检测其实时姿态相对于竖直状态的倾角大小的检测装置，还包括与检测装置相连用于接收检测装置生成的检测参数以判断吊钩本体是否处于歪拉斜吊状态的处理器。

进一步地，检测装置为设于吊钩本体上用于检测其实时姿态的电子式姿态传感器，电子式姿态传感器包括用于检测吊钩本体移动的角速度的三轴陀螺仪测量单元、用于检测吊钩本体对应的加速度的三轴加速度计及用于检测吊钩本体对应的磁感应强度的三轴电子罗盘；电子式姿态传感器还包括姿态确定单元，用于接收三轴陀螺仪测量单元、三轴加速度计及三轴电子罗盘的检测数据并生成吊钩本体当前姿态对应的采样值。

进一步地，电子式姿态传感器还包括温度补偿模块，用于在姿态确定单元生成采样值的过程中对检测数据进行温度补偿，以得到经过温度补偿后的当前姿态对应的采样值。

进一步地，采样值包括吊钩本体当前姿态对应的俯仰角、翻滚角及航向角。

进一步地，处理器集成于吊钩本体上，处理器用于根据接收的吊钩本体当前姿态对应的采样值与预先设定的阈值比较，生成用于判定吊钩本体是否处于歪拉斜吊状态的指令。

进一步地，处理器连接有用于上传指令给远程控制端的上传模块和/或用于接收指令以进行报警的报警模块。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种塔机，包括上述的防止塔机歪拉斜吊的吊钩。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型防止塔机歪拉斜吊的吊钩及具有其的塔机，通过在吊钩本体上设置检测该吊钩本体实时姿态相对于竖直状态的倾角大小的检测装置，且经处理器接收检测装置生成的检测参数，以对吊钩本体是否处于歪拉斜吊非法状态进行实时监测，极大提升了塔机运行可靠性，利于杜绝塔机运行危险工况及导致的安全事故。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例防止塔机歪拉斜吊的吊钩上电气装置的电路结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例中检测装置的电路结构示意图。

附图标记说明：

10、检测装置；20、处理器；30、上传模块；40、报警模块；

11、三轴陀螺仪测量单元；12、三轴加速度计；13、三轴电子罗盘；

14、姿态确定单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型的设计构思为：当塔机出现歪拉斜吊工况时，吊钩一定处于倾斜状态，塔机歪拉斜吊状态越严重其吊钩的倾斜角度也就越大，如果吊钩不触地，那么吊钩在整个工作状态下都应该是竖直向下的，故通过检查吊钩的实时姿态，通过其姿态来判定塔机是否处于歪拉斜吊非法状态，进而提升塔机运行的安全可靠性。

本实用新型的优选实施例提供了一种防止塔机歪拉斜吊的吊钩，参见图1，包括吊钩本体及设于吊钩本体上用于检测其实时姿态相对于竖直状态的倾角大小的检测装置10，还包括与检测装置10相连用于接收检测装置10生成的检测参数以判断吊钩本体是否处于歪拉斜吊状态的处理器20。本实施例通过在吊钩本体上设置检测该吊钩本体实时姿态相对于竖直状态的倾角大小的检测装置，且经处理器接收检测装置生成的检测参数，以对吊钩本体是否处于歪拉斜吊非法状态进行实时监测，极大提升了塔机运行可靠性，利于杜绝塔机运行危险工况及导致的安全事故。

本实施例中，参照图2，检测装置10为设于吊钩本体上用于检测其实时姿态的电子式姿态传感器，电子式姿态传感器包括用于检测吊钩本体移动的角速度的三轴陀螺仪测量单元11、用于检测吊钩本体对应的加速度的三轴加速度计12及用于检测吊钩本体对应的磁感应强度的三轴电子罗盘13；电子式姿态传感器还包括姿态确定单元14，用于接收三轴陀螺仪测量单元11、三轴加速度计12及三轴电子罗盘13的检测数据并生成吊钩本体当前姿态对应的采样值。

优选地，电子式姿态传感器还包括温度补偿模块，用于在姿态确定单元14生成采样值的过程中对检测数据进行温度补偿，以得到经过温度补偿后的当前姿态对应的采样值。

塔机运行时，在起吊货物过程中，吊钩的方向及姿态实时改变，即对应在X轴、Y轴及Z轴上分量发生实时变化。本实施例通过设于吊钩本体上的电子式姿态传感器实现吊钩本体对应姿态的实时检测，具体地：本实施例电子式姿态传感器是一种高性能三维运动姿态测量系统，其包含三轴陀螺仪测量单元11、三轴加速度计12、三轴电子罗盘13，通过内嵌的低功耗处理器(对应姿态确定单元和温度补偿模块)得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据。本实施例中，温度补偿模块，用于在姿态确定单元生成采样值的过程中对检测数据进行温度补偿，以得到经过温度补偿后的当前姿态对应的采样值。

本实施例中，三轴陀螺仪测量单元11检测的是吊钩本体移动的角速度，三轴加速度计测量吊钩本体姿态对应的3个轴的加速度分量，三轴电子罗盘测量的是3个轴的磁感应强度，由于X、Y两轴的磁感应强度合成后总指向地磁北极，因此，可通过测量敏感轴与地磁北极的夹角来实现航向角的检测。本实施例中涉及的三轴陀螺仪测量单元11、三轴加速度计12、三轴电子罗盘13属于现有技术，在此不做赘述。

本实施例中，电子式姿态传感器生成的采样值包括：吊钩本体当前姿态对应的俯仰角、翻滚角及航向角，其中，俯仰角对应X轴与地面的角度、翻滚角对应Y轴与地面的角度，航向角对应绕Z轴旋转的角度。

本实施例中，处理器20集成于吊钩本体上，处理器20用于根据接收的吊钩本体当前姿态对应的采样值与预先设定的阈值比较，生成用于判定吊钩本体是否处于歪拉斜吊状态的指令。当吊钩本体与竖直状态间的倾角达到设定阈值时，则处理器20生成判定其处于歪拉斜吊状态的指令。

优选地，参照图1，处理器20连接有用于上传指令给远程控制端的上传模块30，此处的上传模块30为无线通信模块，如采用3G/4G/WIFI等无线移动通信模块，其将判定吊钩处于歪拉斜吊的非法状态的指令以无线方式上传给塔机控制系统，从而经塔机控制系统及时中断起吊工作，以杜绝重大事故的发生。

在另一实施例中，处理器20还连接用于接收指令以进行报警的报警模块40。通过该报警模块40进行声光等类似方式报警，以将吊钩本体处于歪拉斜吊的状态及时提醒现场的吊装人员，便于及时校正，杜绝后续危险。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种塔机，包括上述实施例的防止塔机歪拉斜吊的吊钩。基于上述实施例描述的吊钩的优点，本实施例塔机基于上述优点，能极大提升现场操作的安全可靠性，具有极大推广应用价值。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。