一种监测塔吊标准节螺栓松动的预警装置及方法与流程

本发明涉及塔吊安全监测，特别是涉及一种监测塔吊标准节螺栓松动的预警装置及方法。

背景技术：

1、塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备，用于吊取施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等原材料。塔吊一般以标准节依次拼接的方式进行安装，并且，在塔吊安装过程中，相邻的两个标准节之间一般通过螺栓进行固定，因此，螺栓作为塔吊的关键固定元件，对塔吊的稳定性和安全性起着至关重要的作用。在实际工程作业中，由于管理不善或使用不当等原因，螺栓可能会出现预紧力不足或者长期工作后螺栓不复紧、长期受到重复作用力等问题，导致标准节出现螺栓松动、螺母脱落等安全隐患，而且，出现安全隐患的标准节会向吊臂方向翘起、或发生水平位移，严重影响施工安全。

2、目前，在施工环节中排查塔吊安全问题，一般依靠施工人员在每天开机作业前，逐一检查标准节的螺栓是否松动，但是，施工现场的塔吊数量较多，逐一检查塔吊标准节的工作量大且检查效率低。虽然行业内也有通过压力传感器监测、摄像头监控等方法排查塔吊标准节螺栓是否松动，但是，压力传感器往往用于监测螺母产生的压力，而在塔吊工作时，随着吊臂方向发生变化，塔吊标准节接触面受拉受压情况也会随之变化，连接标准节的螺栓受力也发生变化，因此，即使螺栓并未产生松动，螺母也会压迫压力传感器，使压力传感器的数值产生变化；而采用摄像头监控标准节的螺栓螺母是否松动，一般通过检查螺栓的上螺母与下螺母之间的相对位置是否变化而实现，上螺母与下螺母之间的相对位置的变化是由于上螺母与下螺母之间的相对转动而引起的，但是，螺栓产生松动的缘由并不仅仅是上螺母与下螺母的相对转动而引起，在实际施工环境中，也存在大量由于上螺母与下螺母相对螺栓同时转动导致螺栓松动的情况，又或者螺栓本身因长期受力而被拉长，导致螺栓松动，因此，采用摄像头监控的方法也难以较好地监控标准节的螺栓螺母是否松动，而且，采用摄像头监控的方法还存在成本较高、现场布线复杂等限制。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种监测塔吊标准节螺栓松动的预警装置及方法，该预警装置通过监测相邻两个标准节之间的距离变化，判断标准节是否出现相对位移，实现标准节螺栓是否松动的预警，以解决现有技术中基于压力传感器、摄像头进行监测所存在的局限。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种监测塔吊标准节螺栓松动的预警装置，包括设置于任一标准节横杆外周侧的第一结构部、设置于相邻标准节对应横杆外周侧的第二结构部，该第一结构部与第二结构部导电连接，并且，

4、该第一结构部上设置有朝向第二结构部的第一横向电触点以及第一竖向电触点，该第二结构部上设置有朝向第一结构部的第二横向电触点以及第二竖向电触点，且第一横向电触点与第二横向电触点之间形成有第一间隔，第一竖向电触点与第二竖向电触点之间形成有第二间隔；

5、第一结构部或第二结构部上还设置有用于对外呈现警示信息的预警器、以及用于为预警器提供运行动力的电源件；当第一间隔和/或第二间隔缩减时，第一横向电触点与第二横向电触点和/或第一竖向电触点与第二竖向电触点相接触，使电源件和预警器导通，预警器动作。

6、前述相邻标准节是指在邻接于设置有第一结构部的标准节的另一标准节，其对应横杆是指在前述相邻标准节上，与设置有第一结构部的横杆相邻的横杆。

7、塔吊的标准节由螺栓、螺母连接，在相邻两个标准节安装完成后，在竖直方向上，相邻两个标准节对应的两个横杆之间会有一道间隙，在标准节的螺栓紧固时，该间隙的距离一般为某一固定值或在某一很小的间距范围内变动，此时，第一横向电触点与第二横向电触点之间具有第一间隔、第一竖向电触点与第二竖向电触点之间具有第二间隔，使电源件与预警器不导通，预警器处于静态待机状态。

8、若标准节的螺栓出现松动等问题，无论是上螺母与下螺母的相对转动，或是上螺母与下螺母相对螺栓同时转动，亦或是螺栓本身因长期受力而被拉长等情况，相邻两个标准节都会产生竖直方向的相对位移或者水平方向的相对位移，使相邻两个标准节对应的两个横杆之间的间隙的长度变化。

9、相邻两个标准节产生竖直方向的相对位移时，位于上部的标准节会向塔吊的吊臂所在方向翘起，使相邻两个标准节在竖直方向的间距变化，此时，前述间隙的距离会增大并超过某个阈值，对应的，第一竖向电触点与第二竖向电触点之间形成的第二间隔会被缩减，使第一竖向电触点与第二竖向电触点相接触，实现第一竖向电触点与第二竖向电触点导通，并使电源件和预警器导通，令预警器动作，警示该位置的标准节出现螺栓松动的情况。

10、相邻两个标准节产生水平方向的相对位移时，相邻两个标准节在水平方向会产生间距，此时，第一横向电触点与第二横向电触点之间形成的第一间隔会被缩减，使第一横向电触点与第二横向电触点相接触，实现第一横向电触点与第二横向电触点导通，并使电源件和预警器导通，令预警器动作，警示该位置的标准节出现螺栓松动的情况。

11、需要说明的是，前述间隙的记录在某一很小的间距范围内变动，一般是由于施工现场环境因素所引起的螺栓震动，当螺栓震动的幅度在安全范围内时，标准节并无安全隐患，第一竖向电触点与第二竖向电触点之间仍会保持第二间隔，使第一竖向电触点与第二竖向电触点不接触。

12、在一些实施方式中，第一结构部与第二结构部之间柔性连接有用于导电连接的导电件。

13、在一些实施方式中，第一结构部或第二结构部上设置有用于调整第二间隔的长度的调节件；该调节件相对第一结构部或第二结构部升降，使第二竖向电触点与第一竖向电触点相对移动，调整第二间隔的长度。

14、在一些实施方式中，预警器包括警示件和/或信号发送件；当电源件和预警器导通时，该警示件向外界发送可观察的警示信息，如声波、可视光等，信号发送件则与外部的信息端通信连接，反馈警示信息。

15、在一些实施方式中，第一结构部包括第一固定件、以及第一紧固件；该第一固定件设置于横杆的外周侧，并包裹横杆的上端侧与下端侧；第一紧固件穿设于第一固定件上，并压紧于横杆的上端侧或下端侧；第一横向电触点以及第一竖向电触点设置于第一固定件上，并与第一紧固件对向布置在横杆的两侧。

16、在一些实施方式中，第二结构部包括第二固定件、以及第二紧固件；该第二固定件设置于横杆的外周侧，并包裹横杆的上端侧与下端侧；第二紧固件穿设于第二固定件上，并压紧于横杆的上端侧或下端侧；第二横向电触点、第二竖向电触点均与第二紧固件对向布置在横杆的两侧。

17、在一些实施方式中，第一横向电触点、第二横向电触点、第一竖向电触点、第二竖向电触点的外轮廓呈长条状，且第一横向电触点、第二横向电触点、第一竖向电触点、第二竖向电触点均沿横杆的长度方向布置。

18、在一些实施方式中，第一横向电触点于水平方向设置在第一结构部的外端侧，且第一横向电触点朝第二结构部的内端侧所在方向布置；第一竖向电触点于竖直方向设置在第一结构部的下端侧，且第一竖向电触点朝第二结构部所在方向布置；第二横向电触点于水平方向设置在第二结构部的内端侧，且第二横向电触点朝第一结构部的外端侧所在方向布置；第二竖向电触点于竖直方向设置在第二结构部朝向第一结构部的端侧，且第二竖向电触点朝第一结构部所在方向布置。

19、需要说明的是，第一结构部的内端侧是指第一结构部朝向横杆所在位置的端侧，第一结构部的外端侧是指第一结构部背向横杆所在位置的端侧；第二结构部的内端侧是指第一结构部朝向横杆所在位置的端侧，第二结构部的外端侧是指第一结构部背向横杆所在位置的端侧。

20、在一些实施方式中，第一横向电触点于水平方向设置在第一结构部的外端侧，且第一横向电触点朝第二结构部的内端侧所在方向布置；第一竖向电触点于竖直方向设置在第一结构部的上端侧，且第一竖向电触点朝第二结构部所在方向布置；第二横向电触点于水平方向设置在第二结构部的内端侧，且第二横向电触点朝第一结构部的外端侧所在方向布置；第二竖向电触点于竖直方向设置在第二结构部朝向第一结构部的端侧，且第二竖向电触点朝第一结构部所在方向布置。

21、在一些实施方式中，第一横向电触点于水平方向设置在第一结构部的内端侧，且第一横向电触点朝第二结构部的外端侧所在方向布置；第一竖向电触点于竖直方向设置在第一结构部的下端侧，且第一竖向电触点朝第二结构部所在方向布置；第二横向电触点于水平方向设置在第二结构部的外端侧，且第二横向电触点朝第一结构部的内端侧所在方向布置；第二竖向电触点于竖直方向设置在第二结构部朝向第一结构部的端侧，且第二竖向电触点朝第一结构部所在方向布置。

22、在一些实施方式中，第一横向电触点于水平方向设置在第一结构部的内端侧，且第一横向电触点朝第二结构部的外端侧所在方向布置；第一竖向电触点于竖直方向设置在第一结构部的上端侧，且第一竖向电触点朝第二结构部所在方向布置；第二横向电触点于水平方向设置在第二结构部的外端侧，且第二横向电触点朝第一结构部的内端侧所在方向布置；第二竖向电触点于竖直方向设置在第二结构部朝向第一结构部的端侧，且第二竖向电触点朝第一结构部所在方向布置。

23、基于前述的预警装置，本发明还提供一种监测塔吊标准节螺栓松动的预警方法，具体包括如下步骤：

24、在上下相邻的两个标准节中，在位于下方的标准节的顶部横杆上安装第一结构部，在位于上方的标准节的底部横杆上安装第二结构部，该顶部横杆与底部横杆在竖直方向上相互靠近；

25、调整第一结构部与第二结构部的位置，使第一横向电触点与第二横向电触点之间形成有第一间隔，第一竖向电触点与第二竖向电触点之间形成有第二间隔；

26、当第一间隔和/或第二间隔被缩减，使第一竖向电触点与第二竖向电触点相接触、和/或第一横向电触点与第二横向电触点相接触时，电源件和预警器导通，预警器动作，发出预警信息。

27、在一些实施方式中，在第一横向电触点与第二横向电触点、第一竖向电触点与第二竖向电触点之间放置垫片，使第一横向电触点、第二横向电触点贴合在垫片的两侧，第一竖向电触点、第二竖向电触点贴合在垫片的两侧；抽离垫片，使第一横向电触点与第二横向电触点之间形成第一间隔，第一竖向电触点与第二竖向电触点之间形成第二间隔。

28、在一些实施方式中，预警器朝向标准节的内端侧或外端侧布置。

29、在一些实施方式中，前述预警装置的数量为多个，多个预警装置分别安装在标准节周向的每个侧面。

30、本发明实施的一种监测塔吊标准节螺栓松动的预警装置及方法与现有技术相比，其有益效果在于：

31、（1）本预警装置通过监测相邻两个标准节之间距离的变化量，可以间接判断紧固两个标准节的螺栓是否出现松动，通过对标准节横向相对位移量、竖向相对位移量的监测，实现对在上螺母与下螺母的相对转动、上螺母与下螺母相对螺栓同时转动、螺栓本身因长期受力而被拉长等情况的监测，预警效果更好；

32、（2）本预警装置结构轻便，第一结构部与第二结构部只需通过紧固件即可安装在横杆上，预警装置安装拆卸简单快捷，初次调整之后无需后续操作；

33、（3）本预警装置常态无需耗费电能，初始安装的电源件可满足整个施工周期监测预警所需，使用成本较低，适合在施工现场普及使用；

34、（4）基于前述预警装置所采用的预警方法，能够快速判断塔吊上各个标准节是否出现相对位置，从而预防塔吊因标准节螺栓送到导致倾覆的危险。