塔吊倾倒预警装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种预警装置。本发明所要解决的技术问题是提供塔吊倾倒预警装置以便在塔吊事故中及时预警来减少人员和财产损失。所采用的技术方案可概括为：塔吊倾倒预警装置，包括激光发射单元、激光接收单元、数据处理单元及报警单元，所述激光发射单元及激光接收单元的位置相对应，激光发射单元及激光接收单元的中垂线连线平行于塔吊的塔身中垂线，激光发射单元及激光接收单元与数据处理单元相连，数据处理单元又与报警单元相连；数据处理单元用于记录激光发射单元发射的激光束在激光接收单元上的位移偏差量；将位移偏差量与数据处理单元设定的位移偏差安全值进行比较，若位移偏差量大于位移偏差安全值，触发报警单元报警；适用于塔式起重机。
【专利说明】塔吊倾倒预警装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种预警装置，尤其是涉及一种塔吊倾倒预警装置。
【背景技术】
[0002]随着高层建筑的不断发展，塔式起重机(简称塔吊)在建筑施工中的应用日益广泛。塔吊作为一种高空吊装设备，塔吊事故在施工事故中所占比重与日俱增，塔吊事故中人员伤亡巨大。其事故原因主要是塔吊滑钩、塔吊旋转碰撞、塔吊吊臂折断等人为或非人为原因造成的塔吊倾倒。在塔吊倾倒事故中，伤亡的人员大部分来自于塔吊工作范围内的地面施工人员，他们在塔吊倾倒前没有提前收到倾倒预警，无法及时采取相应的应急措施而造成人身伤害和财产损失。
[0003]在塔吊倾倒前会出现塔吊失稳，重心偏移，且整个倾倒过程是一个持续性过程。而目前的塔吊的安全装置都只能记录塔吊操作记录，制止违规操作方法，减少事故，并不能提前预警非人为操作失误而引起的塔吊倾倒事故，也不能对整个塔吊施工范围内的人员提前进行安全预警提示，而且并不存在塔吊倾倒预警装置。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中塔吊倾倒不存在预警装置的缺点，提供一种塔吊倾倒预警装置，以便在塔吊事故中及时预警以减少人员伤亡和财产损失。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:塔吊倾倒预警装置，包括激光发射单元、激光接收单元、数据处理单元及报警单元，所述激光发射单元及激光接收单元的位置相对应，激光发射单元及激光接收单元的中垂线连线平行于塔吊的塔身中垂线，激光发射单元及激光接收单元与数据处理单元相连，数据处理单元又与报警单元相连；
[0006]数据处理单元用于记录激光发射单元发射的激光束在激光接收单元上的位移偏差量；将位移偏差量与数据处理单元设定的位移偏差安全值进行比较，若位移偏差量大于位移偏差安全值，触发报警单元报警。
[0007]优选的，激光发射单元和激光接收单元的中垂线连线与塔吊的塔身中垂线重合。
[0008]具体的，激光发射单元为红外激光发射单元。
[0009]具体的，激光接收单元为红外接收二极管阵列。
[0010]进一步的，数据处理单元包含第一控制模块，第一控制模块用于控制激光发射单元的启停。
[0011]进一步的，数据处理单元包含第二控制模块，第二控制模块用于控制激光接收单元的启停。
[0012]作为上述技术方案的优选方案，位移偏差安全值由用户输入。
[0013]优选的，报警单元为声音报警单元和/或灯光报警单元。
[0014]本发明的有益效果是:结构简单，易于实现，将激光的高准直性应用到塔吊倾倒预警中，能够准确的判断塔吊倾倒前重心失稳、偏移情况，提前对塔吊的倾倒做出预警，能让塔吊作业范围内的施工人员及塔吊操作人员及时逃离事故现场，提前采取事故处理措施，增强安全性，减少财产损失，提高施工效率及缩短施工工期。本发明适用于塔式起重机。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的结构示意图；
[0016]其中，I为激光发射单元，2为激光接收单元，3为数据处理单元，4为报警单元，5为塔吊的塔身中垂线，6为塔吊。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。
[0018]如图1所示，本发明的塔吊倾倒预警装置，包括激光发射单元1、激光接收单元2、数据处理单元3及报警单元4，所述激光发射单元I及激光接收单元2的位置相对应，激光发射单元I及激光接收单元2的中垂线连线平行于塔吊的塔身中垂线，激光发射单元I及激光接收单元2与数据处理单元3相连，数据处理单元3又与报警单元4相连；激光发射单元I用于发射激光束；激光接收单元2用于接收激光发射单元I发射的激光束；数据处理单元3用于记录激光发射单元I发射的激光束在激光接收单元2上的位移偏差量；将位移偏差量与数据处理单元3设定的位移偏差安全值进行比较，若位移偏差量大于位移偏差安全值，触发报警单元4报警。
[0019]激光技术由于其高亮度、高准直性、高相干性及单色性好而被广泛应用。由于激光束振荡频率一致且能量较强，其在空气中运动时不会发生弯曲，集中度高，散射角度极小。天气状况良好时，激光经过(数千米的距离传递后，其能量几乎不会衰减。鉴于以上特性，可以考虑利用激光测量两点位置的偏移情况。
[0020]实施例
[0021]本例中的激光发射单元I设置于塔吊顶部，激光接收单元2设置于塔吊底部，激光发射单元I及激光接收单元2的位置相互匹配，优选的，激光发射单元I和激光接收单元2的中垂线连线与塔吊的塔身中垂线重合。激光发射单元I与激光接收单元2的间距较大，可以提高测量准确率。当激光束有极小的偏移角度时即塔吊有微小倾角时，激光接收单元2上接收的激光束就会有较大的位移偏差量，以便及时捕捉塔吊倾倒信息，及时发出预警信号。
[0022]激光发射单元I为红外激光发射单元，相应的，激光接收单元2为红外接收二极管阵列，即数百个激光二级接收管分别正负相连，组成感应阵列。当红外激光发射单元发出的激光束射向红外接收二极管阵列时，相应的红外接收二极管正负电势差发生变化，数据处理单元3通过电势差变化可处理得到激光束的位移偏差量。
[0023]所述报警单元4为声音报警单元和灯光报警单元，以便通过声音及灯光同时发出警示信号，加强报警能力。
[0024]本装置的工作原理为:
[0025]当塔吊正常工作无倾倒状态时，由水平安装于塔吊塔身顶部的红外激光发射单元发射激光束到水平安装于塔吊塔身底端的红外接收二极管阵列上，此时数据处理单元3记录红外接收二极管阵列的电势差，并电势差的值进行数据处理形成位置数据，记录此时的激光束在红外接收二极管阵列上的位置，并标记为原点。若塔吊无倾倒，则激光束恒入射在原点位置上，不会触发报警单元4。
[0026]当塔吊重心失稳，发生倾倒时，红外激光发射单元发射的激光束偏移原来的路径，因此红外接收二极管阵列接收的激光束偏离原点。红外接收二极管阵列上会产生强大电势差，变化的电势差被传输给数据处理单元3进行计算处理，计算出对应激光二极接收管与原点相对位置，得到位移偏差量。该位移偏差量与数据处理单元设定的位移偏差安全值进行比较，若位移偏差量大于位移偏差安全值，触发报警单元4报警。塔吊工作范围内的施工人员能够及时撤离该区域，采取应急措施，增加事故处理应急时间，减少人员伤亡和财产损失。
[0027]若应急措施得当，塔吊回归原来的位置，红外激光发射单元发出的激光束又入射到红外接收二极管阵列上设定的原点位置，使激光二极接收管电势差复原，同时数据处理单元的位移偏差量回归到位移偏差安全值以下，触发报警单元4解除报警。
[0028]由于塔吊自身或红外激光发射单元及红外接收二极管阵列的位置会由于地面抖动等原因发生微小微移，或激光束由于外接震动等原因发生微量偏移，此时并未发生塔吊倾斜，却引起了数据处理单元会得到激光束的位移偏差量，而错误地引起报警单元预警。为了避免错误预警，设定位移偏差安全值，当位移偏差量小于位移偏差安全值，不会触发报警单元，以便增加预警的正确率。
[0029]数据处理单元上可以有控制红外激光发射单元启停的第一控制模块，及控制红外接收二极管阵列启停的第二控制模块，以便提高操作人员对红外激光发射单元及红外接收二极管阵列的控制性。
[0030]此外，激光接收单元2可以为CCD (Charge Couple Device，电荷耦合装置)，CCD可以直接根据亮度捕捉激光束的位置信息，再经过数据处理单元计算位移偏差量。
【权利要求】
1.塔吊倾倒预警装置，其特征在于，包括激光发射单元(I)、激光接收单元(2)、数据处理单元(3)及报警单元(4)，所述激光发射单元(I)及激光接收单元(2)的位置相对应，激光发射单元(I)和激光接收单元(2)的中垂线连线平行于塔吊的塔身中垂线，激光发射单元(I)及激光接收单元(2 )与数据处理单元(3 )相连，数据处理单元(3 )又与报警单元(4)相连； 数据处理单元(3 )用于记录激光发射单元(I)发射的激光束在激光接收单元(2 )上的位移偏差量；将位移偏差量与数据处理单元(3)设定的位移偏差安全值进行比较，若位移偏差量大于位移偏差安全值，触发报警单元(4)报警。
2.如权利要求1所述的塔吊倾倒预警装置，其特征在于，激光发射单元(I)和激光接收单元(2)的中垂线连线与塔吊的塔身中垂线重合。
3.如权利要求2所述的塔吊倾倒预警装置，其特征在于，激光发射单元(I)为红外激光发射单元。
4.如权利要求3所述的塔吊倾倒预警装置，其特征在于，激光接收单元(2)为红外接收二极管阵列。
5.如权利要求2所述的塔吊倾倒预警装置，其特征在于，数据处理单元包含第一控制模块，第一控制模块用于控制激光发射单元(I)的启停。
6.如权利要求2所述的塔吊倾倒预警装置，其特征在于，数据处理单元包含第二控制模块，第二控制模块用于控制激光接收单元(2 )的启停。
7.如权利要求2所述的塔吊倾倒预警装置，其特征在于，位移偏差安全值由用户输入。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的塔吊倾倒预警装置，其特征在于，报警单元(4)为声音报警单元和/或灯光报警单元。
【文档编号】B66C23/88GK103434956SQ201310409452
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】孙金坤, 念红芬, 郭剑, 张翔, 廖福临 申请人:攀枝花学院