[发明专利]基于三轴加速度传感器的塔基运行姿态测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及塔机安全检测领域，具体涉及一种基于三轴加速度传感器的塔基运行姿态测量装置。

背景技术

近年来，塔机以其高效率的垂直运输能力，在建筑行业得到大量应用。国内建筑工地的塔机约70万台，并以每年3万台的数量增加，重庆地区拥有1万多台塔机，有较大的保有量和制造能力。但各类塔机运行安全事故频发，占工地重特大安全事故的30％，造成了巨大的安全隐患和生命财产损失。其中，违规操作、安装问题、自然因素等是造成塔机倾覆事故的主要原因，为此出现了塔机安全监控系统，此类系统可实施采集塔吊的载重、变幅等重要信息，对塔吊受力进行分析，对危险动作进行预判，提供声光报警信息，提醒驾驶员及时调整动作，避免事故发生。塔机倾覆有时是多种因素综合造成的，塔机在发生倾覆事故前，可以通过塔机测量的姿态更加直接的分析出来，并提前预警，避免事故发生，目前市场上还没有此类塔机姿态测量的产品。

发明内容

本发明的目的是提供一个安装简便，测量精度高，安装于塔机驾驶舱的塔机姿态测量装置，以对塔机的姿态进行测量，及时对塔机倾覆提供预警，避免事故发生。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：基于三轴加速度传感器的塔基运行姿态测量装置，包括加速度传感器、单片机、嵌入式处理器、声光报警模块、GPRS模块和发射天线，所述加速度传感器的输出端与单片机的信号输入端连接，单片机通过485总线与嵌入式处理器连接，嵌入式处理器的输出端与声光报警模块连接，嵌入式处理器的控制端与GPRS模块连接，GPRS模块通过发射天线向外发送信号。

具体地，上述加速度传感器为三轴加速度传感器。本发明装置安装于塔机的驾驶舱内。

本发明的有益技术效果是：本装置安装方便，通过本装置测量塔机姿态，可有效的对塔机倾覆做出预判，避免重大事故的发生，对保障工地的生命财产安全起到积极的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的电路原理图。

图中：1、加速度传感器；2、单片机；3、嵌入式处理器；4、声光报警模块；5、GPRS模块；6、发射天线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的基于三轴加速度传感器的塔基运行姿态测量装置，包括加速度传感器1、单片机2、嵌入式处理器3、声光报警模块4、GPRS模块5和发射天线6，所述加速度传感器1的输出端与单片机2的信号输入端连接，单片机2通过485总线与嵌入式处理器3连接，嵌入式处理器3的输出端与声光报警模块4连接，嵌入式处理器3的控制端与GPRS模块5连接，GPRS模块5通过发射天线6向外发送信号。加速度传感器1选用三轴加速度传感器MMA7455L。单片机2选用STC12LE5604AD，嵌入式处理器3选用LPC2387，GPRS模块5选用的芯片型号M590

本装置的功能实现过程如下，单片机2通过实时采集三轴加速度传感器的输出信号，经处理后转变为塔机的姿态信息(倾角信号)，通过485现场总线传输嵌入式处理器3，嵌入式处理器3对塔机姿态进行分析，提供姿态危险预警，通过声光报警，提醒驾驶员，避免危险发生。本装置安装于塔机的驾驶舱内。

如图1所示，三轴加速度传感器MMA7455L通过SPI接口和单片机STC12LE5604AD相连,单片机实时采集加速度信号,并处理成对应的倾角信号,单片机的处理过程只是将三轴加速度传感器采集的信号转换为塔机倾角信号，是可以利用本领域的常规技术手段得以实现，这里不再赘述。通过串口经TTL转485 MAX3485ESA转换为485信号，由485总线传输至嵌入式处理器3,嵌入式处理器3对倾角信号进行分析,对塔机倾覆做出预判,通过声光的形式对驾驶员警示,提醒其避免危险动作的执行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。