起重吊钩自发电无线视频监控与防碰撞系统的制作方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本发明涉及大型起重机吊装监控技术领域，尤其是涉及一种可自发电进行无线视频监控与防碰撞的起重吊钩监控系统。
二、【背景技术】
[0002]随着社会的发展，工业化进程是突飞猛进，工程建设更是遍布全国各地，在众多的建设项目中，一种非常重要的设备，就是工业起重吊车和起重机，工业大型起重吊车越来越广泛地应用于石油、冶金等重型工业生产中，起重机作为一种起吊搬运设备，大量应用于建筑业、制造业以及港口运输业。目前，在各种工地上，起重机、吊车、塔吊机的应用范围从十多米高，发展到近百米，而塔吊机的规格与型号也多种多样，用途广泛。然而迄今为止，起重机、吊车、塔吊机仍需人在上面的驾驶室内进行高空操作，这就带来两个主要问题，一个是操作人员要从几十米或上百米的高度观察地面吊装物品的工作情况，很难准确地判断吊钩位置，只能在地面指挥人员的帮助下，根据经验未完成吊钩的起降操作，难免有时会产生偏差和照顾不到的时候，这就极容易发生碰撞事故，至少是事故发生的一种隐患。另一个是在塔吊机提升物品和吊臂与平衡臂转动时，操作人员要左顾右盼，密切注视周围是否具备被吊物品移动的空间，免得发生碰撞，这种碰撞的事故，在实际工作中时稍有不慎就会发生。甚至，还有塔吊机在工作中因为这样或那样的原因，偶尔发生塔吊机倒塌的事故，这时，在半空中驾驶室的操作员人身安全就要受到相当大的威胁。
[0003]起重机更是使用的越来越多的起重设备，而汽车起重机由于其施工转移场地快速的优点得到了最广泛的使用。目前，控制吊装作业的方法是由起重指挥人员的肉眼及多年的时间经验来把握。由于吊车司机的操作室视线，往往被起吊物体或是其他物体遮挡，司机很难能准确判断出吊钩的准确位置，只能完全依靠地面人员的指挥，效率低下，而且生产安全完全由地面指挥人员负责，发生事故的概率较高。在小吊车吊装时，一般能控制在20mm偏差之内；而对于大吊车而言，由于其吊臂很长，人站在被吊物体的附近，会产生视觉误差，这就可能造成吊钩在较大偏离中心垂直线的情况下进行大件吊装，带来安全隐患，甚至造成重大安全事故。上述问题不仅存在于大型工业起重吊车的起吊作业过程中，在龙门起重机、汽车起重机或其他起重机的起吊过程中，也存在相同的问题。
[0004]无论是大吨位起重机还是汽车起重机，在实际施工过程中，吊起物体的执行部件是吊具，吊具是起重机械中吊取货物的装置，吊取成件物品最常用的吊具是吊钩，现行的吊具品种多样，结构合理，吊运能力强，适用于各个领域。当人们使用吊具吊运货物时，安全性是首要考虑的。在工程机械的起吊作业过程中，吊钩不仅要发生垂直方向的移动，还有横向的移动，由于惯性或者外力作用，通过钢丝绳悬挂在起重机臂上部的吊钩及货物会形成相应的摆动，因此吊钩的运动是三维运动轨迹。
[0005]在现代高层建筑的施工过程中，为了使塔吊机能完成所需要的作业，都是采用在地面对吊车或起重机手势指挥方法，或者配备对讲机进行指挥，一般需要地面指挥人员与塔吊机操作员进行配合，塔吊机操作人员按照指挥人员的指令对起重机进行操纵，如果指挥人员的责任心不强、个人能力不够，就很容易发生安全事故；但由于场地建筑物的特殊性，会给塔吊机的地面指挥人员和操作人员带来视觉障碍，使地面指挥人员和塔吊机操作人员视线受阻，产生操作盲区，另一方面，塔吊机操作人员由于无法看清工作环境，操作比较盲目，工作时精神比较紧张，容易疲劳而造成严重事故。这种指挥方式安全性差，工效低，会给起吊和安放物料带来一定的难度和危险性，存在很大的安全隐患。因此，解决塔吊机操作人员工作时的可视化和防碰撞问题，是提高建筑施工安全的有效方法。
[0006]而现行的吊具并不具备实时监测和提示功能，人们只能通过操作或增大吊运空间来确保吊运的安全性，增加了吊运的难度和成本，阵低了生产效率。因此，对起重机、吊车、塔吊机等的使用过程和行为及时进行有效的监管，成为了切实控制危险因素和安全隐患，预防和减少起重机安全生产事故发生的重中之重。
[0007]目前，对起重机和吊钩通过监控手段来改善吊装的安全，已经有过一些尝试，也有人为他们的设计申请了专利。如:专利号:CN90106963.9用于具有提升钢绳的起重器械上的、自供电力的使吊物旋转的驱动装置，专利号:CN201020268691.0塔吊无线可视系统，专利号:CN200920229419.9电子吊装卸现场同步数据与图像自动传输系统，专利号:CN201020108279.2带有安全监控设施的起重机，专利号:CN201220019643.7塔吊起重臂等，这些专利都是从一个局部的改进，来达到改善吊装安全的目的；在吊钩的自供电方面，通过重新设计一种专用的吊钩，或是通过对吊索钢丝绳的摩擦来达到，而专用的吊钩无法对众多现有的设备进行改装，对吊索钢丝绳的摩擦，有很大的安全隐患。
[0008]也有为解决吊车驾驶员不能看清吊钩下施工现场的不足，而提供的一些塔式起重机的监视系统，让塔吊机的操作人员在驾驶室内，通过显示屏的屏幕来看到吊装施工现场的装置，这种塔式起重机的监视系统，包括有安装在起重机吊臂上的供电装置、摄像装置及安装在驾驶室内的控制器和监视器，供电装置向摄像装置进行供电，控制器可向摄像装置发送控制信号，摄像装置主要包括有一摄像头，该摄像头固定在活动滑车支架上，其镜头与吊钩处于同一垂直线上，可拍摄吊钩下方的图像，该摄像装置包括有一控制信号接收器，可根据控制信号，对摄像头进行控制，还包括有一视频放大器，可将其拍摄到的图像传给监视器，该监视器包括有一接收模块及一显示器，该接收模块可接收视频放大器所传送的视频信号，而显示器可以将所接收的视频信号以图像的形式显示出来。但是，由于摄像头一般都是安装在吊臂的前端，居高临下的观察施工现场，往往距离地面很远，加上摄像头的像素不够、又没有测距和报警功能，只能起到辅助作用，所以，现有的塔吊机视频监控装置，虽然在一定程度上缓解了指挥人员与塔吊机操作人员之间协作的问题，但这些设备自动化程度较低，在工作过程中，需要塔吊机操作人员根据情况随时对摄像头倍率进行于动调整，因此，现有的塔吊机视频监控装置的可操作性不够好，操作过程中容易导致塔吊机操作人员顾此失彼，产生误操作，因此，对施工现场的吊装操作，尚不能完全倚靠它。
[0009]如果，综合应用微电子技术，信息传感技术，信息通讯技术，动态检测技术，将其应用于各类起重机械，实现对其工作状况的实时安全保护监测和预警，并通过车联网技术的远程工程机械施工状态监控与救助服务系统，就可以很好的解决这些问题。
三、
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种能够很好地解决吊装施工安全问题的起重吊钩自发电无线视频监控与防碰撞系统，通过安装这个系统，就可以很好地达到解决吊装施工的安全问题的目的。
[0011]本发明的另一个目的是提供一种利用起重吊钩在工作时的动能来自行发电，为安装在吊钩上的工作部件供电的实现方法。
[0012]综合应用微电子技术，信息传感技术，信息通讯技术，动态检测技术，将其应用于各类起重机械，实现对其工作状况的实时安全保护监测和预警，并通过车联网技术的远程工程机械施工状态监控与救助服务系统，传递施工安全信息。CAN网络模块获取施工机械识别号等信息；GPS/北斗模块获取定位等信息；TPMS模块获取胎压等信息；3G、4G通讯模块负责通过移动通讯协议与云端的工程机械