一种群塔作业安全监测系统及方法技术方案

一种群塔作业安全监测系统，用于群塔防碰撞，塔吊设有小车以及吊盘，包括UWB定位模块、陀螺仪模块和计算显示模块，UWB定位模块用于检测塔吊的实时高度、小车距离塔吊垂直臂的垂直距离以及小车与吊盘之间的距离，陀螺仪模块安装于塔吊大臂，计算显示模块设有计算芯片单元、无线通信单元、电池单元、数据采集接口单元和显示屏单元，计算芯片单元均连接通信单元、电池单元、数据采集接口单元和显示屏单元，数据采集接口单元还连接UWB定位模块、陀螺仪模块、电池单元，显示屏单元用于实时更新运动轨迹和所检测到的数据。其对群塔作业进行预警和监控，数据精度高，且自行运算进行风险判断，安全操作和预警有效程度得到提高。全操作和预警有效程度得到提高。全操作和预警有效程度得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种群塔作业安全监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及建筑工地塔吊应用领域，具体而言，涉及一种群塔作业安全监测系统及方法。

技术介绍

[0002]目前塔吊在建筑业上的应用十分广泛，塔吊的使用极大的提高建筑行业的原材料运输和放置的效率，但是因为塔吊高度较大，安装方式依靠楼房的主体架构进行支撑，但是因为工地的建筑物较多，会导致群塔作业时存在碰撞的风险。
[0003]CN103863958A公开了一种复杂群集行走式塔机防碰撞系统及监控方法，采用了高度传感器、小车幅度传感器、回转角度传感器、大臂倾角传感器、重量传感器、风速传感器、Zigbee无线通信模块、GPRS远程无线通信模块和GNSS接收机模块，其中涉及多个传感器检测多种参数，存在系统复杂、防碰撞计算方法复杂的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的包括提供一种群塔作业安全监测系统，其对群塔作业进行预警和监控，数据精度高，且自行运算进行风险判断，安全操作和预警有效程度得到提高。
[0005]本专利技术的另一目的包括提供一种群塔作业安全监测方法，同时实现预判性和有效性，避免无效误报和无效提示的发生。
[0006]本专利技术的另一目的包括提供一种群塔作业安全监测方法，同时实现预判性和有效性，避免无效误报和无效提示的发生。
[0007]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0008]一种群塔作业安全监测系统，用于群塔防碰撞，塔吊设有小车以及吊盘，包括UWB定位模块、陀螺仪模块和计算显示模块，UWB定位模块用于检测塔吊的实时高度、小车距离塔吊垂直臂的垂直距离以及小车与吊盘之间的距离，陀螺仪模块安装于塔吊大臂，计算显示模块设有计算芯片单元、无线通信单元、电池单元、数据采集接口单元和显示屏单元，计算芯片单元均连接通信单元、电池单元、数据采集接口单元和显示屏单元，数据采集接口单元还连接UWB定位模块、陀螺仪模块、电池单元，显示屏单元用于实时更新运动轨迹和所检测到的数据。
[0009]优选地，计算芯片单元采用半导体芯片。
[0010]优选地，计算芯片单元均通过电路板连接通信单元、电池单元、数据采集接口单元和显示屏单元。
[0011]优选地，通信单元还被配置为向后台服务器发送数据，亦可从后台服务器接收数据。
[0012]优选地，计算芯片单元还连接有系统的APP或C语言的上位机软件。
[0013]一种群塔作业安全监测方法，包括上述的群塔作业安全监测系统，多个塔吊组合成群塔平面图形，其中划分成若干成对组合的相邻两塔吊，其中任一相邻两塔吊为塔吊A和
塔吊B，且相邻两塔吊其高度差小于单个塔吊的厚度；
[0014]塔吊A和塔吊B分别具有基点坐标(x
a
，y
a
)、(x
b
，y
b
)，塔吊均具有L1的大臂工作区长度，塔吊A的最大活动区域为(x-x
a
)2+(y-y
a
)2＝L
12
，塔吊B的最大活动区域为(x-x
b
)2+(y-y
b
)2＝L
12
，联立两方程求解；
[0015]若无解，则塔吊A和塔吊B之间无碰撞风险；
[0016]若有解，则塔吊A和塔吊B存在碰撞风险。
[0017]优选地，塔吊配置有旋转速度，结合方程解用以得知碰撞发生时间点。
[0018]优选地，用于至少两个塔吊之间的碰撞预警，其中一塔吊被配置处于移动状态或静止状态，该塔吊其大臂的姿态信息通过UWB定位模块和陀螺仪模块输送至计算显示模块中。
[0019]一种群塔作业安全监测方法，包括上述的群塔作业安全监测系统，多个塔吊组合成群塔平面图形，其中划分成若干成对组合的相邻两塔吊，其中任一相邻两塔吊为塔吊A和塔吊B，且相邻两塔吊其高度差大于单个塔吊的厚度；
[0020]塔吊A与塔吊B之间的距离为Lp，塔吊A距离地面高度Ah1，塔吊B距离地面高度Bh1，塔吊B上小车距离塔机坐标点的水平直线距离Bb1，塔吊B小车上的吊盘距离地面高度Bh2，且Ah1小于Bh1，且Ah1大于Bh2；
[0021]若Lp-Bb1大于塔吊A的臂长，则塔吊A与塔吊B之间无碰撞风险；
[0022]若Lp-Bb1小于塔吊A的臂长，则塔吊A与塔吊B存在无碰撞风险。
[0023]优选地，用于至少两个塔吊之间的碰撞预警，其中一塔吊被配置处于移动状态或静止状态，该塔吊其大臂的姿态信息通过UWB定位模块和陀螺仪模块输送至计算显示模块中。
[0024]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0025]1、区别于传统的群塔作业预警，系统所计算报警使用的数据并非手动录入生成，亦不是与实际操作塔吊可能存在较大误差的传统传感器产生，UWB技术的计算精度误差为厘米级别，且会根据实际的高度自动进行运算数据采集和发送，不以任何提前设定的基数或参考基数为计算标准，精准度得到大幅提升，安全操作和预警有效程度得到提高；
[0026]2、基于塔吊属于重型建筑设备，本专利技术的系统受人为干扰计算结构的概率较低，安全性高，实时性和准确性高，分线性和操作困难性交底，更符合市场需求。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供群塔作业安全监测系统的示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例提供任意两相邻塔吊其高度差小于单个塔吊的厚度下群塔作业安全监测方法的示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例提供任意两相邻塔吊其高度差大于单个塔吊的厚度下群塔作业安全监测方法的示意图。
[0031]图标：100-UWB定位模块，200-陀螺仪模块，300-计算显示模块，310-计算芯片单元，320-无线通信单元，330-电池单元，340-数据采集接口单元，350-显示屏单元，400-塔吊，410-塔吊A，420-塔吊B，430-小车，440-吊盘。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0033]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]应注意到：相似的标号和字母在下面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种群塔作业安全监测系统，用于群塔防碰撞，塔吊设有小车以及吊盘，其特征在于：包括UWB定位模块、陀螺仪模块和计算显示模块，所述UWB定位模块用于检测塔吊的实时高度、所述小车距离塔吊垂直臂的垂直距离以及所述小车与所述吊盘之间的距离，所述陀螺仪模块安装于塔吊大臂，所述计算显示模块设有计算芯片单元、无线通信单元、电池单元、数据采集接口单元和显示屏单元，所述计算芯片单元均连接所述通信单元、所述电池单元、所述数据采集接口单元和所述显示屏单元；所述数据采集接口单元还连接所述UWB定位模块、所述陀螺仪模块、所述电池单元，所述显示屏单元用于实时更新运动轨迹和所检测到的数据。2.根据权利要求1所述的群塔作业安全监测系统，其特征在于：所述计算芯片单元采用半导体芯片。3.根据权利要求1所述的群塔作业安全监测系统，其特征在于：所述计算芯片单元均通过电路板连接所述通信单元、所述电池单元、所述数据采集接口单元和所述显示屏单元。4.根据权利要求1所述的群塔作业安全监测系统，其特征在于：所述通信单元还被配置为向后台服务器发送数据亦可从后台服务器接收数据。5.根据权利要求1所述的群塔作业安全监测系统，其特征在于：所述计算芯片单元还连接有系统的APP或C语言的上位机软件。6.一种群塔作业安全监测方法，包括权利要求1-5中任一项所述的群塔作业安全监测系统，其特征在于：多个塔吊组合成群塔平面图形，其中划分成若干成对组合的相邻两塔吊，其中任一相邻两塔吊为塔吊A和塔吊B，且相邻两塔吊其高度差小于单个塔吊的厚度；塔吊A和塔吊B分别具有基点坐标(x
a
，y
a
)、(x
b
，y
b
)，所述塔吊均具有L1的大臂工作区长度，所述塔吊A的最大活动区域为(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙传杰，孙启红，
申请(专利权)人：成都耐特恩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：