[发明专利]塔式起重机防碰撞系统、方法、装置及塔式起重机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种塔式起重机防碰撞系统、方法、装置及塔式起重机。

背景技术

塔式起重机是建筑行业工作空间最大的起重机，起吊高度、工作幅度大，属于高空作用，是目前建筑工地上普遍使用的水平或垂直吊装起重运输机械设备。

塔式起重机按各部分功能主要包括以下几部分：基础、塔身、顶升、回转、起升、平衡臂、起重臂、起重小车、塔顶、司机室、变幅等，塔式起重机安装在地面上需要基础部分；塔身是塔机身子，也是升高部分；顶升部分使得塔式起重机可以升高；回转是保持塔式起重机的上半身可以水平旋转；起升机构用来将重物提升起来；平衡臂架是保持力矩平衡的；起重臂架一般就是提升重物的受力部分；小车用来安装滑轮组和刚绳以及吊钩的，也是直接受力部分；塔顶用来保持臂架受力平衡；司机室是工作人员操作的地方；变幅使小车沿轨道运行。

由于塔式起重机的工作空间较大，建筑工地的条件有限，塔式起重机在工作过程中，容易与其它工作过程中的塔式起重机或建筑物发生碰撞。

发明内容

本发明提供了一种塔式起重机防碰撞系统、方法、和装置以及塔式起重机，用以减少碰撞现象的发生，提高塔式起重机的使用安全性。

本发明提供的塔式起重机防碰撞系统，包括：

采集装置，用于采集所述塔式起重机的吊重幅度和高度、所述塔式起重机的起重臂旋转角度、所述塔式起重机的位置信息以及障碍物的三维坐标信息；

监测装置，信号连接所述采集装置，用于基于设定的空间直角坐标系，根据所述塔式起重机的金属部件尺寸参数、所述采集装置采集到的信息，确定所述障碍物与所述起重臂有干涉危险时产生告警控制信号；和/或控制所述塔式起重机停止工作；其中：所述设定的空间直角坐标系的XY面为塔式起重机基础所在平面，Z轴平行于所述塔式起重机的塔身高度方向；

告警装置，与所述监测装置信号连接，用于接收所述监测装置产生的告警控制信号，并根据接收到的所述告警控制信号告警。

在上述技术方案中，通过建立与塔式起重机的工作地点对应的空间直角坐标系，基于空间位置分析原理，根据塔式起重机的金属部件尺寸参数和接收到的采集装置采集到的吊重幅度和高度、起重臂旋转角度、塔式起重机的位置信息以及障碍物的三维坐标信息确定障碍物与起重臂有无干涉危险，当有干涉危险存在时塔式起重机可能会与障碍物发生碰撞，此时塔式起重机防碰撞系统将产生告警警告或者直接控制这个塔式起重机停止工作，也或者在产生告警的同时控制这个塔式起重机停止工作，进而实现对塔式起重机工作过程中的位置的实时监测，减少塔式起重机与障碍物发生碰撞的危险，提高了塔式起重机的使用安全性。

在一些可选的实施方式中，所述金属部件尺寸参数具体包括：所述塔式起重机的塔身高度、所述塔式起重机的起重臂长度以及所述塔式起重机的平衡臂长度。

在一些可选的实施方式中，所述确定所述障碍物与所述起重臂有干涉危险具体为：确定所述障碍物与所述起重臂之间的最小距离，并当所述最小距离大于等于预先设定的安全距离时确定有干涉危险。

在一些可选的实施方式中，所述确定所述障碍物与所述起重臂之间的最小距离具体为：

根据所述塔式起重机的塔身高度和接收到的所述采集装置采集到的所述塔式起重机的位置信息，确定所述塔式起重机的塔身中心线所在的直线方程；

根据接收到的所述采集装置采集到的所述吊重幅度和高度，确定所述塔式起重机的吊重中心线所在的直线方程；

根据所述塔式起重机的起重臂长度、所述塔式起重机的平衡臂长度以及接收到的所述采集装置采集到的所述起重臂旋转角度确定所述塔式起重机的起重臂所在的直线方程；

根据所述塔式起重机的塔身中心线所在的直线方程、所述塔式起重机的吊重中心线所在的直线方程以及所述塔式起重机的起重臂所在的直线方程，确定所述塔式起重机的起重臂臂尖对应的点坐标信息和平衡臂臂尖对应的点坐标信息；

根据所述塔式起重机的起重臂臂尖对应的点坐标信息、平衡臂臂尖对应的点坐标信息以及所述采集装置采集到的障碍物的三维坐标信息，确定所述障碍物对应的点和所述起重臂臂尖对应的点的连线与所述障碍物对应的点和所述平衡臂臂尖对应的点的连线之间的夹角；

当所述夹角小于90度时，所述最小距离为所述障碍物到所述平衡臂臂尖和到所述起重臂臂尖中较短的距离；当所述夹角大于等于90度时，所述最小距离为所述障碍物到所述起重臂所在的直线方程的距离。

在一些可选的实施方式中，所述障碍物具体为：

与所述塔式起重机相邻的塔式起重机的起重臂臂尖；或