[发明专利]塔式起重机的重心检测方法、装置、系统及塔式起重机

说明书

技术领域

本发明涉及塔式起重机领域，具体而言，涉及一种塔式起重机的重心检测方法、装置、系统及塔式起重机。

背景技术

随着我国建筑业的不断发展，在各大中城市中建设的高层建筑不断增多，塔式起重机的应用越来越广泛，塔式起重机已成为在高层建筑施工中的垂直运输的主动脉。但是，由于塔式起重机是一种运行式回转起重机，具有工作重心高、工作负载大、受力情况复杂、稳定性较差、频繁转移工作场所等特点，是事故多发的特种设备之一，且事故造成的损失巨大。

塔式起重机的重心和其他起重机不同，其功能特性和结构特点决定了其重心位置很高，在不同配置、不同工况条件下，只有当塔式起重机重心处于安全范围内时，工作才是安全的。

图1是现有技术的一种重心检测系统。如图1所示，现有的重心检测系统由四个参数相同的应变式传感器12及相应的控制电路组成。四个应变式传感器12利用胶接的方式(如粘胶剂、黏结剂等)分别固定于回转塔身11的四根主弦杆111上，用于检测四个主弦杆应变的大小。将测量的信号传输给PLC控制器，由PLC控制器根据静力平衡原理计算上部结构重心位置。该重心检测系统仅确定塔式起重机上部结构重心，对比塔式起重机上部结构重心落点与顶升横梁的相对位置关系，辅助完成塔式起重机顶升配平工作。

在现有技术中还没有专门的塔式起重机重心监控系统，虽然在顶升配平及平衡力矩调整系统中涉及有重心检测装置，但是该中心检测装置只是用于辅助完成，例如图1的顶升配平等相应的各项功能，并不涉及重心安全控制。而在塔式起重机的使用过程中，对其塔吊重心位置没有监控以及针对危险进行报警提示的相关控制措施，容易造成由于塔式起重机重心偏移较大，导致的相关机构损坏甚至倾翻倒塌。因此，如何对塔式起重机重心进行监控并控制，以实时保证其稳定性和安全性，是本领域需要解决的技术问题。

针对上述由于为检测塔式起重机重心位置额外添加传感器，导致的提高系统成本的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种塔式起重机的重心检测方法、装置、系统及塔式起重机，以至少解决由于为检测塔式起重机重心位置额外添加传感器，导致的提高系统成本的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种塔式起重机的重心检测方法，重心检测方法包括：获取起吊物体的起吊质量，其中，起吊质量至少包括：起吊物体的质量；获取起吊物体距离塔式起重机的回转中心点的力臂长度；根据起吊质量和力臂长度进行重心位置计算，得到塔式起重机的塔吊重心位置。

进一步地，根据起吊质量和力臂长度进行重心位置计算，得到塔式起重机的塔吊重心位置，包括：根据预先设置的塔式起重机的平衡臂侧的平衡臂总质量和平衡臂重心距离回转中心点的平衡力臂长度，确定平衡力矩，其中，平衡力矩为平衡臂侧对回转中心点作用的力矩，平衡臂总质量包括平衡臂的臂架自重与配重的质量；根据预先设置的塔式起重机的起重臂侧的臂架质量和起重臂重心距离回转中心点的臂架力臂长度，确定起重臂臂架力矩，其中，起重臂臂架力矩为起重臂侧的臂架对回转中心点作用的力矩；根据起吊质量和力臂长度，确定起重力矩，其中，起重力矩为起吊物体对回转中心点作用的力矩；计算臂架质量和起吊质量之和，与平衡臂总质量之间的质量差值；根据平衡力矩、起重臂臂架力矩、起重力矩和质量差值，确定塔吊重心位置。

进一步地，根据平衡力矩、起重臂臂架力矩、起重力矩和质量差值，确定塔吊重心位置包括：采用以下方式计算塔吊重心位置X_G：

X_G＝(G₁X₁+(G₃+G₄)R-G₂X₂)/(G₁+G₃+G₄-G₂)；

其中，G₁为起重臂侧的臂架质量，X₁为起重臂侧的臂架力臂长度，(G₃+G₄)R为起重力矩，G₂为平衡臂总质量，X₂为平衡臂侧的平衡力臂长度，G₃为起吊物体的质量，G₄为变幅小车的质量，R为力臂长度。