塔机安全监控系统的制作方法

1.本发明涉及塔机的领域，尤其是涉及一种塔机安全监控系统。


背景技术：

2.目前，随着建筑行业的迅速发展，现代城市建筑的高度也不断刷新纪录，由于高度的上升，一些不便于运输的建筑原材料如钢筋等需要通过塔式起重机进行吊装。塔式起重机又被称为
‘
塔吊’或
‘
塔机’，可随着建筑高度的上升提升自身的高度，使能始终对建筑的材料的运输发挥作用。
3.相关技术中，塔式起重机由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成，金属结构主要包括塔身、动臂、底座、附着杆等，工作结构主要包括起升、变幅、回转和行走四个部分，电气系统包括电动机、控制器、配电框、联连线路、信号及照明装置等。当需将塔式起重机进行相关作业时，驾驶人员在驾驶室内进行安全操作将相关建筑材料从低处吊装至高处，同时需要紧密配合指挥人员进行合规操作以降低风险。
4.发明人认为，相关技术存在有如下缺陷：当指挥塔机进行相关作业时，由于塔式起重机的高度较高，使对塔式起重机的监控较为不便。


技术实现要素：

5.为了改善由于塔式起重机的高度较高导致对塔式起重机的监控较为不便的问题，本技术提供一种塔机安全监控系统。
6.本技术提供的塔机安全监控系统采用如下的技术方案：塔机安全监控系统，包括：人员监控模块，用于监控塔机驾驶室内驾驶人员的身体状态以生成并传输身体状态信息；状态监控模块，用于监控塔机当前工作状态与以生成并传输工作状态信息；监控控制模块，用于接收所述工作状态信息与所述身体状态信息并判断所述工作状态信息与所述身体状态信息是否符合标准，当所述工作状态信息与所述身体状态信息不符合标准时进行告警提示。
7.监控显示模块，用于显示所述工作状态信息、所述身体状态信息与所述告警提示信息。
8.通过采用上述技术方案，当塔机工作时，监控驾驶人员的身体状态生成并传输身体状态信息，并监控塔机当前工作状态生成并传输对应的工作状态信息，使能根据身体状态信息与工作状态信息判断塔机当前作业过程是否符合标准，当不符合标准时则进行告警，从而便于对塔机的工作过程进行监控，增加塔机作业的安全性。
9.可选的，所述身体状态信息包括身份信息与动作信息，所述人员监控模块包括：身份识别单元，用于识别驾驶人员的身份信息以生成身份数据，并根据所述身份数据判断驾驶人员是否为预设驾驶人员；
动作识别单元，用于识别驾驶人员的动作信息以生成动作数据，并根据所述动作数据判断驾驶人员的动作是否符合规范。
10.通过采用上述技术方案，使能通过身份数据判断驾驶人员的身份，通过动作数据判断驾驶人员的动作是否符合规范，从而对驾驶人员的进行监控。
11.可选的，所述身份识别单元包括人脸识别子单元，所述人脸识别子单元用于识别驾驶人员的人脸信息生成身份数据，并传输所述身份数据至服务器，以便所述服务器判断当前人脸信息是否符合预设人脸信息。
12.通过采用上述技术方案，使将当前人脸信息与预设人脸信息进行对比，从而通过人脸识别出当前在驾驶室内的驾驶人员的是否为预设的驾驶人员。
13.可选的，所述动作识别单元包括智能识别模块，所述智能识别模块用于识别驾驶室驾驶人员的动作生成动作数据，并将所述动作数据传输至服务器，以便所述服务器分析所述动作数据并得出驾驶人员的操作状态。
14.通过采用上述技术方案，使能获取动作数据，并通过服务器分析动作数据得出驾驶人员的操作状态，尽量避免驾驶人员在操作塔机的过程中出现操作不规范的问题。
15.可选的，所述状态监控模块包括：起重量检测单元，用于检测塔机的起吊重量并生成重量数据；姿态检测单元，用于检测塔机的工作姿态并生成运转姿态数据；风速检测单元，用于检测塔机所处环境的风速并生成风速数据；防碰撞检测单元，用于检测塔机周侧建筑环境情况与其他塔机之间的干涉情况并生成干涉数据。
16.通过采用上述技术方案，使能分别通过重量数据、运转姿态数据、风速数据与干涉数据分别对塔机的重量、工作姿态、塔机所处环境的风速与塔机周侧建筑环境情况与其他塔机之间的干涉情况进行检测。
17.可选的，所述运转姿态数据包括高度数据、幅度数据、回转数据与倾角数据；所述起重量检测单元包括起重量传感器，所述起重量传感器用于检测塔机的起重重量以生成与传输重量数据；所述姿态检测单元包括：高度传感器，用于检测塔机所处的高度以生成与传输所述高度数据；幅度传感器，用于检测塔机的幅度以生成与传输所述幅度数据；回转传感器，用于检测塔机的回转性能以生成与传输所述回转数据；倾角传感器，用于检测塔机吊装过程中产生的倾角以生成与传输所述倾角数据；所述风速检测单元包括风速传感器，所述风速传感器用于检测塔机所述环境的风向与风速以生成与传输风速数据；所述防碰撞检测单元设置为2.4g全双工模块，用于识别塔机周侧的建筑与其他塔机以生成与传输干涉数据。
18.通过采用上述技术方案，使能通过起重量传感器检测并传输起重重量数据，分别通过高度传感器、幅度传感器、回转传感器与倾角传感器来检测并传输运转姿态数据，通过风速传感器来检测与传输风速数据，通过2.4g双工模块检测并传输干涉数据。
19.可选的，所述监控控制模块包括：
信息处理单元，用于接收与处理所述身体状态信息与所述工作状态信息并生成对应的处理结果信息；监控告警单元，用于判断所述处理结果信息是否超过阈值，若超过阈值则进行对应的处理告警措施；所述监控告警单元，还用于当发生断电情况时，根据所述处理结果信息对断电情况进行分析判断是否存在人为断电的情况。
20.通过采用上述技术方案，使能接收与处理生日状态信息与工作状态信息并判断是否进行，还能监控断电情况的发生并判断断电情况发生的原因。
21.可选的，所述监控控制模块还包括：传感器故障分析单元，用于检测现场传感器是否发生损坏，若发生损坏，则获取损坏位置及损坏情况并上传至服务器以便进行远程故障分析。
22.通过采用上述技术方案，使能检测现场传感器是否发生损坏并根据损坏情况进行远程故障分析，从而便于对传感器记性维修，保障塔机正常工作效率。
23.可选的，所述监控控制模块还包括：驾驶证年检单元，用于录入驾驶人员的驾驶证，并根据预设时间对驾驶人员的驾驶证剩余时间核验判断是否提醒驾驶人员进行驾驶证年检。
24.通过采用上述技术方案，使能及时对驾驶人员的驾驶证进行审核，尽量避免无证驾驶或者驾驶证过期的情况发生。
25.可选的，所述监控显示模块包括：驾驶端显示单元，用于在驾驶室内分别显示当前塔机的起吊重量数据、运转姿态数据、风速数据与干涉数据；服务端监控单元，用于在地面服务端分别显示当前塔机的所述起吊重量数据、运转姿态数据、风速数据与干涉数据的同时能显示对应的身份数据与动作数据。
26.通过采用上述技术方案，使能通过驾驶端显示单元使能在驾驶室内显示当前塔机的相关数据，且能通过服务端监控单元在地面服务端显示塔机的相关数据与驾驶人员的相关数据。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.监控驾驶人员的身体状态生成身体状态信息，并监控塔机当前工作状态生成对应的工作状态信息，使能根据身体状态信息与工作状态信息判断塔机当前作业过程是否符合标准，当不符合标准时则进行告警，从而便于对塔机的工作过程进行监控，增加塔机作业的安全性。
附图说明
28.图1是本技术实施例塔机安全监控系统的结构框图一；图2是本技术实施例塔机安全监控系统的结构框图二。
具体实施方式
29.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
30.本技术实施例公开一种塔机安全监控系统。
31.参照图1，塔机安全监控系统包括：人员监控模块，用于监控塔机驾驶室内驾驶人员的身体状态以生成并传输身体状态信息。
32.身体状态信息包括身份信息与动作信息，人员监控模块包括：身份识别单元，用于识别驾驶人员的身份信息以生成身份数据，并根据身份数据判断驾驶人员是否为预设驾驶人员。身份识别单元包括人脸识别子单元，人脸识别子单元用于识别驾驶人员的人脸信息生成身份数据，并传输身份数据至服务器，以便服务器判断当前人脸信息是否符合预设人脸信息，服务器为云端服务器，使对数据的存储与分析更加方便。
33.在本实施例中人脸识别单元为安装于手机的app端，通过手机的app端识录入人脸信息并将人脸信息通过手机的内置的通信单元传输至服务器，服务器识别人脸信息生成识别结果将识别结果传输回手机app端，驾驶人员能通过手机app端与服务器进行数据通信，通过手机app端还可与服务器进行通信连接，使能在服务器内增设或删除预设人脸信息。在本实施例中人脸识别单元还可为安装于吊机驾驶室内的操作终端，操作终端上设置有摄像头，通过操作终端对驾驶人员的身份进行识别并将识别结果传输至服务器。
34.动作识别单元，用于识别驾驶人员的动作信息以生成动作数据，并根据动作数据判断驾驶人员的动作是否符合规范。动作识别单元包括智能识别模块，智能识别模块用于识别驾驶室驾驶人员的动作生成动作数据，并将动作数据传输至云端服务器，以便云端服务器分析动作数据并得出驾驶人员的操作状态。在驾驶人员的日常工作过程中动作识别单元通过摄像头对驾驶人员的行为进行拍摄形成动作数据，服务器端通过拍摄的动作数据与塔机的工作状态分析生成驾驶人员的行为模型，例如将塔机正在进行的有效工作时的驾驶人员的动作设置为规范动作，将塔机停止工作时或者进行不规范动作时的驾驶人员的动作设为不规范动作，通过分析驾驶人员的拍摄数据使能分析塔机驾驶人员的操作状态。
35.状态监控模块，用于监控塔机当前工作状态与以生成并传输工作状态信息。状态监控模块包括：起重量检测单元，用于检测塔机的起吊重量并生成重量数据；起重量检测单元包括起重量传感器，起重量传感器用于检测塔机的起重重量以生成与传输重量数据。在本实施例中，起重量传感器可设置为防水式的单滑轮销轴传感器，起重量传感器的量程为10吨，分辨率为0.01吨，起重量传感器安装于塔机顶部起升钢丝绳的定滑轮销轴处，通过对起升钢丝绳处定滑轮收到的拉力进行测量，进而对吊起的物体进行称重，并将重量数据传输至服务器，服务器获取重量数据后将重量数据分别在手机app端与驾驶舱操作终端进行显示。
36.参照图2，姿态检测单元，用于检测塔机的工作姿态并生成运转姿态数据。运转姿态数据包括高度数据、幅度数据、回转数据与倾角数据。姿态检测单元包括：高度传感器，用于检测塔机所处的高度以生成与传输高度数据，在本实施例中通过测量塔机的吊钩工作时的有效高度，高度传感器的供电电压为5伏，量程为0
‑
300米，变比为1:400，分辨率为0.1米，高度传感器安装于塔机的卷扬机处，且高度传感器采用绝对值编码器，在本实施例中绝对值编码器设置为多圈绝对值编码器，通过绝对值编码器使对高度的测量更加精准，高度传感器将生成的高度数据传输至服务器中，服务器将高度数据进行识别并传输至手机app端与驾驶室的操作终端。
37.幅度传感器，用于检测塔机的幅度以生成与传输幅度数据，在本实施例中，幅度传感器的供电电压为5伏，量程为0
‑
300米，变比为1:400，分辨率为0.1米，塔机的幅度为塔机空载时从塔机回转中心线至吊钩中心垂线的水平距离，幅度传感器安装于塔机的变幅机构处，在本实施例中变幅机构为起重臂小车，使能通过测量变幅机构的活动来测量塔机的幅度，并采用有绝对值编码器，通过绝对值编码器使能对塔机的幅度改变进行记录，减少塔机幅度改变的误差，保护起重臂小车的移动范围，使小车在安全范围内工作，幅度传感器将生成的幅度数据传输至服务器中，服务器将幅度数据进行识别并传输至手机app端与驾驶室的操作终端。
38.回转传感器，用于检测塔机的回转性能以生成与传输回转数据，在本实施例中为检测塔机起重臂的回转角度生成回转角度数据，回转传感器的供电电压为5伏，且回转传感器设置有电子罗盘，回转传感器安装于塔机的回转限位器处，回转限位器包括带减速装置的限位开关和小齿轮，回转限位器固定于塔机回转上支座结构上，小齿轮与回转支承的大齿轮啮合，当回转机构电动机驱动塔机上部移动时，通过大齿圈带动回转限位器的小齿轮转动，塔机的回转圈数随即被记录下来，回转限位器的减速装置带动凸轮，凸轮上的凸块压下微动开关，从而切断相应的回转控制回路，停止回转运动，回转传感器将生成的回转数据传输至服务器中，服务器将回转数据进行识别并传输至手机app端与驾驶室的操作终端。
39.倾角传感器，用于检测塔机吊装过程中产生的倾角以生成与传输倾角数据，例如在本实施例中倾角传感器用于测量塔机的平衡臂的实时倾斜角度，并将倾角数据进行传输，倾角传感器的供电电压为5伏，量程为正负90度，分辨率0.1度，输出数字信号降低环境的影响，倾角传感器将输出的倾角数据传输至服务器中，服务器将倾角数据进行识别并传输至手机app端与驾驶室的操作终端。
40.风速检测单元，用于检测塔机所处环境的风速并生成风速数据；风速检测单元包括风速传感器，风速传感器用于检测塔机环境的风向与风速以生成与传输风速数据，风速传感器安装于驾驶室棚顶外侧，使对驾驶室棚顶处的风速进行测量，风速传感器的供电电压为5伏，风速传感器测量环境风速的量程为0
‑
60米每秒，分辨率为0.1米每秒，并将测量出的风速信息传输至服务器中，服务器将风速信息进行识别与处理并将处理结果传输至手机app端与驾驶室的操作终端，尽量避免在风速过大的环境中过快地运行塔机，减少风力对塔机的影响。
41.防碰撞检测单元，用于检测塔机周侧建筑环境情况与其他塔机之间的干涉情况并生成干涉数据。防碰撞检测单元设置为2.4g全双工模块，2.4g全双工模块设置于监测主机内，通过检测主机与服务器建立数据连接，当同时工作的塔机的数量为多个时，每个塔机通过2.4g全双工模块广播自身的回转数据、高度数据与幅度数据，同时接收其他塔机的回转数据、高度数据与幅度数据建立空间模型，判断当前动作的塔机是否相互接近，当相互接近至阈值距离时通过操作终端语音提示驾驶人员，同时操作终端附带有显示屏，能通过俯视图的形式显示当前塔机与相邻塔机的模型与位置关系，例如阈值距离为10米，当相邻塔机之间的距离小于10米时则进行告警，阈值可根据当前环境风速状况进行设置，若风速较大例如大于2米每秒，则增加阈值的大小，若风速较小，例如小于2米每秒则降低阈值的大小。
42.监控控制模块，用于接收工作状态信息与身体状态信息并判断工作状态信息与身体状态信息是否符合标准，当工作状态信息与身体状态信息不符合标准时进行告警提示。
43.监控控制模块包括：信息处理单元，用于接收与处理身体状态信息与工作状态信息并生成对应的处理结果信息，即信息处理单元包括有接收与处理的功能，通过接收不同的传感器传输的数据并将不同的数据处理为便于识别的格式，在本实施例中信息处理单元为用于接收身体状态信息与工作状态信息的监测主机，监测主机接收不同的传感器传输的数据并通过3g/4g模块与服务器进行通信，传输所接收的身体状态信息与工作状态信息。
44.监控告警单元，用于判断处理结果信息是否超过阈值，若超过阈值则进行对应的处理告警措施。监控告警单元包括判断处理子单元与告警子单元，判断处理子单元为服务器端，采用云服务的形式存储身体状态信息与工作状态信息，并对身体状态信息与工作状态信息进行分析处理，告警子单元设置于驾驶室内的操作终端与手机app端。判断处理子单元对身体状态信息与工作状态信息进行分析处理，当身体状态信息与工作状态信息中某一项数据超过阈值时，则将对应的告警数据传输至告警子单元即操作终端与手机app中，例如当判断塔机的高度数据时，若高度数据超过阈值，则进行告警，告警形式包括对地面操作人员与驾驶人员进行声光预警与告警操作，而当判断依据为针对驾驶人员的动作数据时，若判断识别到驾驶人员进行违规操作导致出现有不规范的动作时，则进行告警，通过手机短信、app消息推动等方式，实时告知相关人员告警内容。
45.监控告警单元，还用于当发生断电情况时，根据处理结果信息对断电情况进行分析判断是否存在人为断电的情况，驾驶室内的操作终端内置有锂电池，当塔机的供电系统对操作终端正常供电时，同时对锂电池充电，当塔机的供电系统对操作终端的供电断开时，自动切换至锂电池供电，当操作终端检测到供电对象为锂电池供电时，将该次断电通过监测主机传输至服务器中，服务器根据同时传输的各个感应器的数据检测塔机是否正在工作，若正处于工作状态，则此次断电为人为断电，若塔机处于停止状态，则此次断电为事故性断电。
46.监控控制模块还包括：传感器故障分析单元，用于检测现场传感器是否发生损坏，若发生损坏，则获取损坏位置及损坏情况并通过监测主机上传至服务器以便进行远程故障分析。云端服务器存储有各个传感器的历史数据，通过传感器校准数据与历史数据进行对比，判断传感器采集的数据是否在正常范围内，若不在正常范围内，则判断传感器产生了故障，传感器校准数据为将传感器采集的数据进行校准后的数据，减少因测量误差问题导致的数据错误。
47.参照图2，监控控制模块还包括传感器插入监测单元，传感器插入监测单元通过操作终端感知是否与传感器建立有数据连接，进而判断创寒气是否正常插入并稳定工作，若建立有稳定的数据连接，则说明传感器插入正常且稳定，若与传感器的数据连接不稳定，则说明传感器接头发生松动或传感器的安装出现问题，若与传感器的数据连接断开，则说明传感器未插入。
48.监控控制模块还包括远程故障诊断单元，远程故障诊断单元通过接收操作终端发出的传感器故障的提醒后，对发生故障的传感器进行远程故障诊断获取故障原因，并通过远程视频将故障原因发送至相关检修人员，使相关检修人员能进行故障检修。
49.监控控制模块还包括：驾驶证年检单元，用于通过手机app端或者操作终端录入驾驶人员的驾驶证，当录入驾驶证后读取驾驶证年审时间，并根据预设时间对驾驶人员的驾
驶证剩余时间核验判断是否提醒驾驶人员进行驾驶证年检，当年检时间将近时，通过语音与图像提示驾驶人员进行驾驶证年审，尽量避免驾驶证年审过期。
50.监控显示模块，用于显示工作状态信息、身体状态信息与告警提示信息。
51.监控显示模块包括：驾驶端显示单元，用于在驾驶室内分别显示当前塔机的起吊重量数据、运转姿态数据、风速数据与干涉数据，在本实施例中，驾驶端显示单元可为设置于驾驶室内的操作终端与驾驶人员的手机app端，操作终端与手机app端均与云端服务器建立有数据连接。
52.服务端监控单元，用于在地面服务端分别显示当前塔机的起吊重量数据、运转姿态数据、风速数据与干涉数据的同时能显示对应的身份数据与动作数据，地面服务端设置有显示器与操作界面，地面服务端与服务器通信连接，使能在地面服务端操作显示各个感应器感应到的关于塔机的数据。
53.本技术实施例塔机安全监控系统的实施原理为：当塔机工作时，监控驾驶人员的身体状态生成与传输身体状态信息，身体状态信息包括，并监控塔机当前工作状态生成并传输对应的工作状态信息，使能根据身体状态信息与工作状态信息判断塔机当前作业过程是否符合标准，当不符合标准时则进行告警，从而便于对塔机的工作过程进行监控，增加塔机作业的安全性。
54.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。