一种建筑施工塔吊机群吊装作业防碰撞预警装置的制作方法

本发明涉及建筑施工技术领域，具体为一种建筑施工塔吊机群吊装作业防碰撞预警装置。

背景技术：

建筑施工是指工程建设实施阶段的生产活动，是各类建筑物的建造过程，也可以说是把设计图纸上的各种线条，在指定的地点，变成实物的过程。它包括基础工程施工、主体结构施工、屋面工程施工、装饰工程施工等。施工作业的场所称为“建筑施工现场”或叫“施工现场”，也叫工地。在建筑工地上通常设置塔吊机群来进行建筑施工。

塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备又名“塔式起重机”，以一节一节的接长(高)(简称“标准节”)，用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔吊是工地上一种必不可少的设备。

塔吊的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑架式。凡是上回转塔机均需设平衡重，其功能是支承平衡重，用以构成设计上所要求的作用方面与起重力矩方向相反的平衡力矩。

在塔吊群工作时容易出现塔吊之间工作区域重叠的情况，容易出现碰撞的危险，影响吊机的正常工作，出现危险情况，降低工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种建筑施工塔吊机群吊装作业防碰撞预警装置，以解决上述背景技术中提出的在塔吊群工作时容易出现塔吊之间工作区域重叠的情况，容易出现碰撞的危险，影响吊机的正常工作，出现危险情况，降低工作效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑施工塔吊机群吊装作业防碰撞预警装置，该建筑施工塔吊机群吊装作业防碰撞预警装置包括距离传感器组、主控模块、输入控制模块、通讯模块、地面控制端、继电开关和警示提醒模块；

所述距离传感器组包括用于检测塔吊机臂长度的第一距离传感器、用于检测塔吊机臂距离地面高度的第二距离传感器和用于测量吊起物距离地面高度的第三距离传感器，所述第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器分别安装在塔吊机臂的最外端、塔吊机臂的下表面和吊钩处，所述第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器的输出接口通过数据线与主控模块的输入接口连接；

所述主控模块对第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器采集的距离数据接收，所述主控模块的输入接口通过数据线与输入控制模块的输出接口连接，所述主控模块的通讯接口通过数据线与通讯模块连接，所述主控模块的输出接口通过导线与继电开关连接，所述主控模块通过通讯模块进行信息传输，所述输入控制模块输入控制指令对主控模块控制，所述主控模块通过继电开关控制输出设备的电路通断作用；

所述通讯模块的数据传输接口与地面控制端连接，所述地面控制端用于接收主控模块输出的数据，且地面控制端能够通过通讯模块对主控模块输出控制指令并对继电开关输出控制；

所述继电开关通过导线与警示提醒模块连接，所述警示提醒模块安装在吊机的操作舱内；

在主控模块上预先通过编码的方式，使得主控模块满足对第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器采集的距离数据接收和对继电开关的输出控制，且同时使得主控模块能够实现与地面控制端进行数据传输连接。

优选的，所述主控模块包括微处理器、内存和闪存。

优选的，所述微处理器为可编程plc处理器。

优选的，所述通讯模块采用无线通讯的方式或者有线通讯的方式。

优选的，所述通讯模块采用无线通讯的方式，且通讯模块采用的无线通讯包括wifi通讯协议、zigbee通讯协议或者gprs通讯协议中的一种或者几种。

优选的，所述警示提醒模块包括声音警示提醒模块和光线警示提醒模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过距离测量的方式，能够对塔吊的工作区间进行检测作用，同时对相邻近的塔吊机工作区间进行检测作用，作为判断相邻近的塔吊机之间是否存在工作区间重合的情况，从而能够避免出现碰撞的情况；

2)通过主控模块、通讯模块、地面控制端之间的配合作用，能够将采集检测的数据传输至地面控制端，地面控制端能够实时接收数据，且能够输出控制输出端，从而达到方便远程控制的作用。

附图说明

图1为本发明系统原理框图；

图2为本发明工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，而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发明的限制。

实施例：

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种建筑施工塔吊机群吊装作业防碰撞预警装置，该建筑施工塔吊机群吊装作业防碰撞预警装置包括距离传感器组、主控模块、输入控制模块、通讯模块、地面控制端、继电开关和警示提醒模块；

距离传感器组包括用于检测塔吊机臂长度的第一距离传感器、用于检测塔吊机臂距离地面高度的第二距离传感器和用于测量吊起物距离地面高度的第三距离传感器，第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器分别安装在塔吊机臂的最外端、塔吊机臂的下表面和吊钩处，第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器的输出接口通过数据线与主控模块的输入接口连接，距离传感器根据其工作原理的不同可分为光学距离传感器、红外距离传感器、超声波距离传感器等多种。距离传感器选择可天士ora1l03型号的传感器，其测定的距离范围15-30m；

主控模块对第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器采集的距离数据接收，主控模块的输入接口通过数据线与输入控制模块的输出接口连接，主控模块的通讯接口通过数据线与通讯模块连接，主控模块的输出接口通过导线与继电开关连接，主控模块通过通讯模块进行信息传输，输入控制模块输入控制指令对主控模块控制，主控模块通过继电开关控制输出设备的电路通断作用；

对主控模块编程，使得主控模块满足数据的接收和输出控制，第一距离传感器检测塔吊机臂长度为l，第二距离传感器检测塔吊机臂距离地面高度h1，第三距离传感器测量吊起物距离地面高度h2；塔吊机臂长度为l可得吊机的工作圆周范围，吊机旋转时，周围以吊机的工作舱为圆心、以l为半径画圆，在圆周范围内的区域视为塔吊机臂的旋转操作空间，且结合h1和h2的范围，视塔吊机臂距离地面高度h1以下、吊起物距离地面高度h2以上的空间为该吊机的工作区域，从而使得该吊机的工作区域形成一个圆柱状的空间；

通讯模块的数据传输接口与地面控制端连接，地面控制端用于接收主控模块输出的数据，且地面控制端能够通过通讯模块对主控模块输出控制指令并对继电开关输出控制；

继电开关通过导线与警示提醒模块连接，警示提醒模块安装在吊机的操作舱内；

在主控模块上预先通过编码的方式，使得主控模块满足对第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器采集的距离数据接收和对继电开关的输出控制，且同时使得主控模块能够实现与地面控制端进行数据传输连接。

主控模块包括微处理器、内存和闪存。

微处理器为可编程plc处理器，通过可编程的方式，能够方便对程序的更改，从而方便控制。

通讯模块采用无线通讯的方式或者有线通讯的方式，根据使用寻求，无线通讯接线较少，有线通讯信号稳定。

通讯模块采用无线通讯的方式，且通讯模块采用的无线通讯包括wifi通讯协议、zigbee通讯协议或者gprs通讯协议中的一种或者几种。

警示提醒模块包括声音警示提醒模块和光线警示提醒模块，通过声音和灯光光线同时警示的作用，保证警示效果。

该建筑施工塔吊机群吊装作业防碰撞预警装置的工作流程如下：

s1：通过各个吊机上的第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器对该吊机的工作区域进行检测作用；

s2：通过s1中的检测结果判断各个吊机之间的距离关系；

a：通过距离的的测定两个吊机之间的距离大于等于两个吊机吊臂的总长度，可视为两个吊机之间不存在工作区域重合的区间，视为没有碰撞的可能；

b：通过距离的的测定两个吊机之间的距离小于两个吊机吊臂的总长度，可视为两个吊机之间存在工作区域重合的区间，第一距离传感器检测塔吊机臂长度为l，第二距离传感器检测塔吊机臂距离地面高度h1，第三距离传感器测量吊起物距离地面高度h2；塔吊机臂长度为l可得吊机的工作圆周范围，吊机旋转时，周围以吊机的工作舱为圆心、以l为半径画圆，在圆周范围内的区域视为塔吊机臂的旋转操作空间，且结合h1和h2的范围，视塔吊机臂距离地面高度h1以下、吊起物距离地面高度h2以上的空间为该吊机的工作区域，从而使得该吊机的工作区域形成一个圆柱状的空间，当两个吊机的工作区域圆柱状的空间存在交融的地方，视为有碰撞的可能；

s3：当s2的检测结果为b中有碰撞的可能时，检测两个吊机之间的轨迹是否有重合，该轨迹可有操作舱控制，对吊机的起吊位置和吊起高度的设定，如果吊机的吊起位置或者旋转轨迹存在交融的位置，则通过警示提醒模块对操作舱进行警示提醒作用，同时可以向地面控制端输出警示信息，地点控制端进行重新安排操作作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。