[实用新型]一种基于物联网感知预警的智能安全塔吊

说明书

本实用新型公开了一种基于物联网感知预警的智能安全塔吊，包括物联网感知端和塔吊操控端，物联网感知端和塔吊操控端均通信连接塔吊网关，塔吊网关通过无线网络通信连接地面测控端；本实用新型基于物联网感知预警技术，综合应用无线视频引导操控、超声波测距避障、人体红外探测报警等技术手段，实现塔吊远程安全操控、碰撞预警、人员闯入作业区报警等功能，提升塔吊操作的安全性和智能化水平，从而有效防止因人员疲劳、操作不当、误闯作业区等因素造成的塔吊安全事故发生，为避免塔吊安全事故提供了新的有效解决方案。

技术领域

本实用新型属于塔式起重机技术领域，涉及一种智能安全塔吊，具体是一种基于物联网感知预警的智能安全塔吊。

背景技术

塔式起重机(简称“塔吊”)是施工中常见的设备，能够在环形空间内水平和垂直方向搬运物料，因而明显节省人力并加快施工进度。与此同时，塔吊事故时常发生，造成重大经济损失和人员伤亡，引起恶劣的社会影响，为了减少塔吊事故的发生，国家“十二五”计划明确要求：大型起重机械必须安装安全保护安全监测系统(俗称“塔吊黑匣子”)，主要实现以下两方面的作用：一是塔吊运行安全自动控制，即综合应用微电子技术、信息传感技术、信息通讯技术对塔吊工作状况的实时安全保护监测，实现塔吊多种安全限制器的功能，如起重力矩限制、起重量限制、起升高度和幅度限制、回转限制等，从而实现塔吊运行安全自动控制；二是塔吊运行辅助安全操作，通过在屏幕上实时显示力矩额定重量、实际重量、吊钩高度和幅度、回转力矩等运行参数，以供操作人员参考，保障塔吊操作时的安全。

从现有工程应用和文献调研情况来看，在塔吊运行安全自动控制方面，目前塔吊安全监测预警技术相对比较成熟，起到了良好的自动控制作用，当塔吊本身质量良好且安装合格的情况下，可以有效保障塔吊运行安全。

但是，在塔吊运行辅助安全操作方面，安全监测预警系统的应用效果仍有待提高，且由于个人的操作技巧和能力有差别，以及人容易疲劳等因素，塔吊操作人员失误导致的事故时有发生，现有研究和技术应用仍存在诸多不足，具体表现在：

(1)视频引导操作方面：目前现有的方法和应用主要是简单的视频监控，智能化程度相对较低，由于吊钩在视频中的图像较小且不断晃动，驾驶员长时间寻找吊钩位置易引起视觉疲劳，仍然存在一定的安全隐患。

(2)超声波测距避障方面：目前主要应用于多塔吊同时作业防撞领域，塔吊与其他障碍物体(如建筑、车辆、人员等)的防撞应用仍比较有限。

(3)人体红外探测方面：在塔吊上加载人体红外探测装置，目前应用还非常有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网感知预警的智能安全塔吊，实现塔吊远程安全操控、碰撞预警以及人员闯入作业区报警等功能，有效防止因人员疲劳、操作不当、误闯作业区等因素造成的塔吊安全事故发生。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于物联网感知预警的智能安全塔吊，包括物联网感知端和塔吊操控端，所述物联网感知端和塔吊操控端均通信连接塔吊网关，所述塔吊网关通过无线网络通信连接地面测控端；

所述物联网感知端安装在塔吊上，对塔吊作业区视频图像、塔吊与周边障碍物的距离、人员闯入作业区以及塔吊运行状态参数进行实时采集，并输出到塔吊网关；

所述塔吊网关安装在塔吊上，采集物联网感知端的视频信号以及各传感器数据，汇聚处理，并与地面测控端进行无线数据通信，通过无线网络将物联网感知端采集的数据上传到地面测控端，同时将地面测控端下达的控制指令输出到塔吊操控端；

所述地面测控端安装在地面测控站内，通过无线网络接收塔吊网关上传的视频信号和传感器数据，经分析处理后进行直观显示，并在塔吊异常运行时进行报警；

所述塔吊操控端安装在塔吊上，接收塔吊网关输出的控制指令，控制塔吊各驱动电机工作。