一种塔吊倾斜变形监控装置的制作方法

本实用新型涉及塔吊用配套安全设备领域，特别是一种塔吊倾斜变形监控装置。

背景技术：

塔吊广泛应用在建筑施工、工程设备安装等各个领域，工作时，将重物吊装到位。由于塔吊的塔身在实际应用中高度高（特别在高层建筑中），重心也高，在吊装货物时如果货物重量超过了其实际最大吊装量，容易造成塔身倾斜变形，在使用时间久后，由于金属疲劳，也易产生塔身变形现象，由于，塔吊的操作人员操作时位于塔身高处的操作室内，现有技术中，没有一种设备能在塔身刚变形时提示操作人员和管理方，在塔身变形甚至倾倒时，操作人员往往只能听天由命，无法有效逃生，从而给操作人员以及塔吊周边工作人员的生命安全带来了不安全因素。

技术实现要素：

为了克服现有的技术中，没有一种设备能在塔吊发生倾斜变形时，能给予操作人员和管理方提示，容易造成包括塔吊操作人员、塔吊周边工作人员在内人生伤害的弊端，本实用新型提供了专用于监控塔吊的塔身变形和倾斜，在塔身的左侧上下两部安装了红外发射探头和红外接收探头，当塔吊发生倾斜和变形时，在相关机构作用下，报警单元能及时发出响亮报警声音，给予塔吊操作人员和管理人员提示，防止操作人员不知情继续操作塔吊，由此造成操作人员和塔吊周边工作人员人生伤害的一种塔吊倾斜变形监控装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种塔吊倾斜变形监控装置，其特征在于由蓄电池、电源开关、电源插座、红外发射探头、第一元件盒、第一永久磁铁、红外接收探头、第二元件盒、第二永久磁铁和报警单元构成，第一永久磁铁、第二永久磁铁分别粘接在第一元件盒、第二元件盒的右侧端，第二元件盒前端有三个开孔，红外接收探头、报警单元、蓄电池、电源开关、电源插座安装在第二元件盒内，电源开关的操作按钮位于第二元件盒的第一个开孔外端，电源插座的插孔位于第二元件盒的第二个开孔内，红外发射探头安装在第一元件盒内，第一元件盒的下部有一根管道作为发射管，发射管的下端粘接有一只凸透镜片，第二元件盒的上部有一根管道作为接收管，接收管的上端粘接有一只凸透镜片，蓄电池正负两极和电源插座两端通过导线连接，蓄电池正极和电源开关一端通过导线连接，电源开关另一端和红外发射探头正极电源输入端、红外接收探头正极电源输入端通过导线连接，红外接收探头正极电源输出端和报警单元正极电源输入端通过导线连接，蓄电池负极和红外发射探头负极电源输入端，红外接收探头负极电源输入端、报警单元负极电源输入端通过导线连接，红外接收探头信号输出端和红外发射探头信号输入端通过导线连接，第一元件盒通过右侧的第一永久磁铁吸合在塔吊的塔身左侧上端，第二元件盒通过右侧的第二永久磁铁吸合在塔吊的塔身左侧下端，第二元件盒的下部和塔吊下部的固定板上端接触，第一元件盒下的发射管和第二元件盒上的接收管处于垂直对准状态。

所述的蓄电池是电压6V，容量为10AH的蓄电池。

所述的电源开关是按钮自锁式电源开关。

所述的电源插座是同轴式电源插座。

所述的红外发射探头由电阻、红外发光二极管和NPN三极管组成，电阻和NPN三极管安装在电路板上并通过电路板布线连接，红外发光二极管位于发射管内部，红外发光二极管发光面位于发射管下端凸透镜片的内侧，红外发光二极管和其余部件之间通过导线连接，电阻有三只，第一只电阻一端和红外发光二极管的正极连接，红外发光二极管负极和NPN三极管集电极连接，NPN三极管基极和第二只电阻一端、第三只电阻一端连接，第二只电阻另一端和NPN三极管发射极连接。

所述的红外接收探头由运放集成电路、锁相环音频译码集成电路、电阻、瓷片电容、电解电容、继电器、PNP三极管和光电三极管组成，运放集成电路、锁相环音频译码集成电路、电阻、瓷片电容、电解电容、继电器、PNP三极管安装在电路板上并通过电路板布线连接，光电三极管位于接收管内，光电三极管的受光面位于接收管上端凸透镜片的内侧，光电三极管和其余部件之间通过导线连接，电阻有四只，瓷片电容有三只，电解电容有两只，运放集成电路型号是LM741，锁相环音频译码集成电路型号是LM567，第一只电阻一端和运放集成电路的正极电源输入端7脚、锁相环音频译码集成电路的正极电源输入端4脚、PNP三极管发射极、继电器控制电源输入触点连接，第一只电阻另一端和第一只瓷片电容一端、光电三极管集电极连接，第一只瓷片电容另一端和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和第三只电阻一端、运放集成电路的正相输入端2脚连接，第三只电阻另一端和第二只瓷片电容一端、运放集成电路的输出端6脚连接，第二只瓷片电容另一端和锁相环音频译码集成电路输入端3脚连接，锁相环音频译码集成电路的定时电阻端5脚和第四只电阻一端连接，锁相环音频译码集成电路的定时电容端6脚和第四只电阻另一端、第三只瓷片电容一端连接，锁相环音频译码集成电路的输出滤波端1脚和第一只电解电容正极连接，锁相环音频译码集成电路的环路滤波端2脚和第二只电解电容正极连接，光电三极管发射极和运放集成电路的反向输入端3脚及负极电源输入端4脚、第三只瓷片电容另一端、锁相环音频译码集成电路的负极电源输入端7脚、第一只电解电容负极、第二只电解电容负极、继电器负极电源输入端连接，运放集成电路的调零端1脚及5脚悬空。

所述的报警单元由报警集成电路、电阻、NPN三极管、扬声器和指示灯组成，报警集成电路、电阻、NPN三极管、扬声器安装在电路板上并通过电路板布线连接，指示灯的前端位于第二元件盒的第三个开孔内，指示灯和其余部件之间通过导线连接，报警集成电路型号是KD-9561，报警集成电路的正极电源输入端5脚和扬声器一端、指示灯一端连接，报警集成电路的外接振荡输入端6脚、外接振荡输出端7脚分别和电阻两端连接，报警集成电路的输出端3脚和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和扬声器另一端连接，报警集成电路的负极电源输入端2脚和NPN三极管发射极、照明灯另一端连接，报警集成电路的选声端1脚、4脚悬空。

本实用新型有益效果是：本新型安装在塔吊的塔身上后，第一元件盒下的发射管和第二元件盒上的接收管处于垂直状态。当塔吊没有发生倾斜变形时，第一元件盒发射管内的红外发光二极管发射出的红外光线呈现一条直线照射在，第二元件盒接收管内的光电三极管受光面上，在红外接收探头内部电路作用下，报警单元不工作；当塔吊的塔身发生倾斜变形时，第一元件盒发射管内的红外发光二极管发射出的红外光线发生偏移，不再照射在第二元件盒接收管内的光电三极管受光面上；在红外接收探头内部电路作用下，报警单元得电工作，报警单元扬声器发出响亮警报声音和发光的照明灯一起给予塔吊的操作人员、管理人员提示，防止操作人员不知情继续操作塔吊，由此造成操作人员和塔吊周边工作人员的人生伤害。本新型能在塔吊的塔身发生倾斜变形时，第一时间发出警示信号，减少了人员伤害的几率，所以具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型安装塔吊上的结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型的电路图。

具体实施方式

图1、图2中所示，一种塔吊倾斜变形监控装置，由蓄电池1、电源开关2、电源插座3、红外发射探头4、第一元件盒5、第一永久磁铁6、红外接收探头7、第二元件盒8、第二永久磁铁9和报警单元10构成，第一永久磁铁6、第二永久磁铁9分别粘接在第一元件盒5、第二元件盒8的右侧端，第二元件盒8前端有三个开孔8-1、8-2、8-3，红外接收探头7、报警单元10、蓄电池1、电源开关2、电源插座3安装在第二元件盒8内，电源开关2的操作按钮位于第二元件盒的第一个开孔8-1外端，电源插座3的插孔位于第二元件盒的第二个开孔8-2内，红外发射探头4安装在第一元件盒5内，第一元件盒5的下部有一根管道5-1作为发射管，发射管的下端粘接有一只凸透镜片5-2，第二元件盒8的上部有一根管道8-4作为接收管，接收管8-4的上端粘接有一只凸透镜片8-5，蓄电池1正负两极和电源插座3两端通过导线连接，蓄电池1正极和电源开关2一端通过导线连接，电源开关2另一端和红外发射探头4正极电源输入端、红外接收探头7正极电源输入端通过导线连接，红外接收探头7正极电源输出端和报警单元10正极电源输入端通过导线连接，蓄电池1负极和红外发射探头4负极电源输入端，红外接收探头7负极电源输入端、报警单元10负极电源输入端通过导线连接，红外接收探头7信号输出端和红外发射探头4信号输入端通过导线连接，第一元件盒5通过右侧的第一永久磁铁6吸合在塔吊11的塔身左侧上端，第二元件盒8通过右侧的第二永久磁铁9吸合在塔吊11的塔身左侧下端，第二元件盒8的下部和塔吊11下部的固定板12上端接触，第一元件盒5下的发射管5-2和第二元件盒8上的接收管8-4处于垂直对准状态。

图1、图2中所示，本新型安装在塔吊11的塔身上后，第一元件盒下的发射管5-2和第二元件盒上的接收管8-4处于垂直状态。打开电源开关2后，蓄电池1输出的电源进入红外发射探头4和红外接收探头7电源输入端，于是，红外发射探头4和红外接收探头7处于得电状态。使用中，当塔吊没有发生倾斜变形时，第一元件盒发射管5-1内的红外发光二极管发射出的红外光线呈现一条直线照射在第二元件盒接收管8-4内的光电三极管受光面上，在红外接收探头7内部电路作用下，报警单元10不工作；当塔吊的塔身发生倾斜变形时，第一元件盒5发射管5-1内的红外发光二极管发射出的红外光线发生偏移，不再照射在第二元件盒8发射管内的光电三极管8-4受光面上；在红外接收探头7内部电路作用下，报警单元10会得电工作，报警单元10扬声器发出响亮警报声音和发光的照明灯一起给予塔吊的操作人员、管理人员提示，防止操作人员不知情继续操作塔吊，由此造成操作人员和塔吊周边工作人员的人生伤害。蓄电池1使用中没有电时，通过外部的6V电源充电器的电源插头插入电源插座3的插孔即可为蓄电池1充电，也可让6V电源充电器的电源插头一直插入电源插座3的插孔内，红外发射探头4和红外接收探头7直接得电处于待机状态。本新型能在塔吊的塔身发生倾斜变形时，第一时间发出警示信号，减少了人员伤害的几率，所以具有好的应用前景。

图3中所示，蓄电池G1是电压6V，容量为10AH的蓄电池。电源开关K是按钮自锁式电源开关。电源插座X1是同轴式电源插座。红外发射探头由电阻R1、R2、R3，红外发光二极管VL和NPN三极管VT1组成，电阻和NPN三极管安装在电路板上并通过电路板布线连接，红外发光二极管VL位于发射管内部，红外发光二极管VL发光面位于发射管下端凸透镜片的内侧，红外发光二极管VL和其余部件之间通过导线连接，电阻有三只，第一只电阻R1一端和红外发光二极管VL的正极连接，红外发光二极管VL负极和NPN三极管VT1集电极连接，NPN三极管VT1基极和第二只电阻R2一端、第三只电阻R3一端连接，第二只电阻R2另一端和NPN三极管VT1发射极连接。红外接收探头由运放集成电路IC1，锁相环音频译码集成电路IC2，电阻R4、R5、R6、R7，瓷片电容C1、C2、C3，电解电容C4、C5，继电器J1，PNP三极管VT3和光电三极管VT2组成，运放集成电路、锁相环音频译码集成电路、电阻、瓷片电容、电解电容、继电器、PNP三极管安装在电路板上并通过电路板布线连接，光电三极管VT2位于接收管内，光电三极管VT2的受光面位于接收管上端凸透镜片的内侧，光电三极管VT2和其余部件之间通过导线连接，电阻有四只，瓷片电容有三只，电解电容有两只，运放集成电路IC1型号是LM741，锁相环音频译码集成电路IC2型号是LM567，第一只电阻R4一端和运放集成电路IC1的正极电源输入端7脚、锁相环音频译码集成电路IC2的正极电源输入端4脚、PNP三极管VT3发射极、继电器J1控制电源输入触点连接，第一只电阻R4另一端和第一只瓷片电容C1一端、光电三极管VT2集电极连接，第一只瓷片电容C1另一端和第二只电阻R5一端连接，第二只电阻R5另一端和第三只电阻R6一端、运放集成电路IC1的正相输入端2脚连接，第三只电阻R6另一端和第二只瓷片电容C2一端、运放集成电路IC1的输出端6脚连接，第二只瓷片电容C2另一端和锁相环音频译码集成电路IC2输入端3脚连接，锁相环音频译码集成电路IC2的定时电阻端5脚和第四只电阻R7一端连接，锁相环音频译码集成电路IC2的定时电容端6脚和第四只电阻R7另一端、第三只瓷片电容C3一端连接，锁相环音频译码集成电路IC2的输出滤波端1脚和第一只电解电容C4正极连接，锁相环音频译码集成电路IC2的环路滤波端2脚和第二只电解电容C5正极连接，光电三极管VT2发射极和运放集成电路IC1的反向输入端3脚及负极电源输入端4脚、第三只瓷片电容C3另一端、锁相环音频译码集成电路IC2的负极电源输入端7脚、第一只电解电容C4负极、第二只电解电容C5负极、继电器J1负极电源输入端连接，运放集成电路IC1的调零端1脚及5脚悬空。报警单元由报警集成电路IC3、电阻R8、NPN三极管VT4、扬声器B和指示灯H组成，其间通过导线连接，报警集成电路、电阻、NPN三极管、扬声器安装在电路板上并通过电路板布线连接，指示灯的前端位于第二元件盒的第三个开孔内，指示灯和其余部件之间通过导线连接，报警集成电路IC3型号是KD-9561，报警集成电路IC3的正极电源输入端5脚和扬声器B一端、指示灯H一端连接，报警集成电路IC3的外接振荡输入端6脚、外接振荡输出端7脚分别和电阻R8两端连接，报警集成电路IC3的输出端3脚和NPN三极管VT4基极连接，NPN三极管VT4集电极和扬声器B另一端连接，报警集成电路IC3的负极电源输入端2脚和NPN三极管VT4发射极、照明灯H另一端连接，报警集成电路IC3的选声端1脚、4脚悬空。

图3中所示，蓄电池G1正负两极和电源插座X1两端通过导线连接，蓄电池G1正极和电源开关K一端通过导线连接，电源开关K另一端和红外发射探头正极电源输入端电阻R1另一端，红外接收探头正极电源输入端电阻R4一端通过导线连接，红外接收探头正极电源输出端继电器J1常闭触点端和报警单元正极电源输入端报警集成电路IC3的5脚通过导线连接，蓄电池G1负极和红外发射探头负极电源输入端NPN三极管VT1发射极，红外接收探头负极电源输入端电解电容C4负极、报警单元负极电源输入端报警集成电路IC3的2脚通过导线连接，红外接收探头信号输出端锁相环音频译码集成电路IC2的5脚和红外发射探头信号输入端电阻R3另一端通过导线连接。

图3中所示，本新型安装在塔吊的塔身上后，第一元件盒下的发射管和第二元件盒上的接收管处于垂直状态。打开电源开关K后，蓄电池G1输出的电源进入红外发射探头和红外接收探头电源输入端，于是，红外发射探头和红外接收探头处于得电状态。红外发射探头和红外接收探头中：使用中，当塔吊没有发生倾斜变形时，红外接收探头的锁相环音频译码集成电路IC2在其外部元件电阻R7、瓷片电容C3、电解电容C4和C5共同作用下，从其第5脚输出频率10KHz、幅值约为4V的标准矩形方波信号经过电阻R3限流进入NPN三极管VT1的基极，矩形方波信号经NPN三极管VT1功率放大后，驱动红外发射探头的红外发光二极管VL得电工作发光，向下方发射出散射的调制光，调制光线经第一元件盒下端的发射管下端凸透镜片聚焦后直线射出，照射在第二元件盒接收管上端的凸透镜片上，接收管上端的凸透镜片将红外光线聚焦照射在光电三极管VT2受光面上，光电三极管VT2将红外信号转换为电压信号从集电极输出，电压信号经瓷片电容C1和电阻R5耦合至运放集成电路IC1的2脚，于是，运放集成电路IC1将信号进行放大，再通过瓷片电容C2耦合至锁相环音频译码集成电路IC2的3脚，锁相环音频译码集成电路IC2将信号进行识别译码后，在其内部电路作用下，锁相环音频译码集成电路IC2的内藏三极管集电极和发射极（内藏三极管集电极和发射极分别接8脚和7脚）导通，第8脚输出低电平，继而，继电器J1得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端断开；由于，继电器J1常闭触点端和报警单元正极电源输入端报警集成电路IC3的5脚通过导线连接，所以，继电器J1得电吸合后，报警集成电路IC3不会得电工作；当塔吊的塔身发生倾斜变形时，塔身上端的第一元件盒发射管由于产生位移，第一元件盒内的红外发光二极管VL发射出的红外光线发生偏移，不再照射在第二元件盒发射管内的光电三极管VT2受光面上，于是，光电三极管VT2集电极无电压信号输出，继而，在锁相环音频译码集成电路IC2内部电路作用下，锁相环音频译码集成电路IC2的内藏三极管集电极和发射极截止，锁相环音频译码集成电路IC2的8脚不再输出低电平，继电器J1失电停止吸合其控制电源输入触点和常闭触点端接通；由于，继电器J1常闭触点端和报警单元正极电源输入端报警集成电路IC3的5脚通过导线连接，所以，继电器J1失电停止吸合后，报警集成电路IC3会得电工作。报警单元中：报警集成电路IC3得电工作后，在其内部电路作用下，其音频输出端3脚会输出音频信号，音频信号经NPN三极管VT4功率放大后进入扬声器B，于是扬声器B发出响亮警报声音，在报警集成电路IC3得电工作的同时，照明灯H会得电发光，扬声器B发出响亮警报声音和发光的照明灯H一起给予塔吊的操作人员、管理人员提示，防止操作人员不知情继续操作塔吊，由此造成操作人员和塔吊周边工作人员的人生伤害。蓄电池G1使用中没有电时，通过外部的6V电源充电器的电源插头插入电源插座X1的插孔即可为蓄电池G1充电，也可让红外发射探头和红外接收探头直接得电处于待机状态。本新型能在塔吊的塔身发生倾斜变形时，第一时间发出警示信号，减少了人员伤害的几率，所以具有好的应用前景。

图3中所示，红外发射探头中：电阻R1、R2、R3阻值分别是51Ω、10K、4.7K；红外发光二极管VL型号是5GLB；NPN三极管VT1型号是9013。红外接收探头中：电阻R4、R5、R6、R7阻值分别是130K、1.2K、100K、10K；瓷片电容C1、C2、C3规格分别是0.1μF 、0.1μF、 0.01μF；电解电容C4、C5型号分别是2.2μF /25V 、1μF /25V；继电器J1是omRonG6L/1P/5VDC型超小型继电器；PNP三极管VT3型号是9012；光电三极管VT2型号是3DU5C。报警单元中：电阻R8阻值是240K；NPN三极管VT4型号是9012；扬声器B是0.5W动圈式扬声器；指示灯H是6V小灯珠。

应当说明的是，本实施例为本实用新型较佳实例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型原则范围内做任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。