[发明专利]一种塔机顶升过程中移节的安全监控方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种塔机顶升过程中移节的安全监控方法及装置，属于建筑机械安全技术领域。

背景技术

塔式起重机(以下简称塔机)由于塔机本身结构复杂，除了承受自重和工作载荷以外，还要承受冲击载荷以及惯性力的作用，另外，塔机在使用过程中存在司机安装操作违规等现象，导致塔机事故频频发生，给人的生命财产带来巨大损失。

在众多塔机安全事故中，发生在安装和拆卸过程中的概率达到了接近50％，而此过程中塔机的平衡状态至关重要，是安全安装拆卸作业的保障，故急需一种塔机顶升过程中移节的安全监控方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种塔机顶升过程中移节的安全监控方法，解决了当前实际工作中移节稳定性基本靠工作经验判断的问题。

本发明还提供一种实现上述监控方法的装置。

本发明的技术方案如下：

一种塔机顶升过程中移节的安全监控方法，包括如下步骤：

1)建立塔机平衡模型：

a.建立模型坐标系：

以O为坐标系原点，其中O为塔身回转平面与塔身中心垂线的交点，所述塔身回转平面为塔身回转支承回转平面，所述的塔身中心垂线为与垂直于地面且过塔身在地面固定截面的中心点的直线，坐标轴x正方向为塔机起重臂在平行于地面时，远离塔身方向，坐标轴z正方向为垂直于地面向上，坐标轴y正方向为垂直于塔机起重臂轴线方向且与x、z轴符合右手螺旋法则；

b.确定塔机移节安全模型：

利用倾角测量装置测量塔机塔身中心线顶端倾角，将倾角测量装置安装在塔机安全状态下的回转塔身任一主肢或与塔身轴心线存在平行度要求的结构上，塔机空载时回转任意角度范围后，采集塔机塔身中心线顶端倾角数据，记为(θ_kxi,θ_kyi)(i＝1，2，…n)，得，空载中心点1坐标为

倾角测量装置的零点2坐标为(θ_ld,θ_ld)；本发明中所使用的倾角测量装置属于现有技术，此处优选2种市面常用的倾角测量装置：体摆电容式倾角传感器、加速度倾角传感器。所述的倾角测量装置的零点均是出厂前设置的；

在模型坐标系xyz中，塔机移节模型为，预设移节过程塔身顶点轨迹在一个四边形安全区域内，该安全区域是通过如下方式通过试验和数据统计获取的：

选取大、中、小型安全塔机各m台，分别安装倾角测量装置，分别记录其安全移节过程塔身中心线顶端倾角数据，记为(θ_axi,θ_ayi)(i＝1，2，…n)，找出每个塔机安全移节操作过程记录数据坐标点的最小外接矩形，长为Rj、宽为Dj，(j＝1，2，…m)，最后，取尺寸最大矩形与所述空载中心点1和零点2作比较：

当所述矩形处于空载中心点1和零点2之间时，取该矩形为安全区域，即矩形的长为安全区域的长R，取矩形的宽为安全区域的宽D；

当所述矩形处于垂直于空载中心点1和零点2之间连线的直线上时，取所述矩形与垂直于空载中心点1和零点2之间连线的直线相交的交点与处于空载中心点1和零点2之间的所述矩形顶点构成的四边形为安全区域；

2)将移节过程中的实时获取的塔身倾角点3与步骤1)中所述塔机移节模型相比较，根据比较结果判断塔机是否安全：

当实时获取的塔身倾角点3在所述矩形安全区域内时，则判断塔机处于安全状态；

当实时获取的塔身倾角点3在所述矩形安全区域外时，则判断塔机处于不安全状态；需要报警或提示排除不安全因素；此处所述的塔身倾角点即实时获取的塔机塔身中心线顶端倾角。

一种实现上述监控方法的装置，包括主控制器，分别与主控制器相连的倾角测量装置、液压手柄采集器、显示记录报警装置和远程传输单元；

所述主控制器用于实时采集塔机实时倾角值和司机操作塔机液压手柄的档位数据，并判断塔机是否安全：

所述倾角测量装置用于实时采集塔机实时倾角值；所述液压手柄采集器用于塔机司机操作塔机液压手柄时的实时动作并判断其档位操作，并记录档位数据；

所述显示记录报警装置用于实时显示上述采集的数据、并显示塔机不安全的报警信息；

所述远程传输单元用于主控制器和塔机远程中控平台之间的数据传输、采集和监控。

在本发明中，所述主控制器、倾角测量装置、液压手柄采集器、显示记录报警装置和远程传输单元均是本领域技术人员根据本发明所记载内容所能设计出来的硬件，因此，其具体的硬件型号及连接关系并不是本发明要做保护的内容。