[发明专利]一种基于位姿感知技术的智能塔机安全监控系统及实现方法

说明书

一种基于位姿感知技术的智能塔机安全监控系统，包括：塔机黑匣子主控、视频监测系统、位姿感知装置和塔机在线监控平台。本发明针对传统的塔机，运用视频监控技术、端部位姿感知技术、塔机状态监测技术和无线通讯传输技术，对塔机进行全方位的状态监测，保证塔机在工作状态和非工作状态下的实时监测，记录反馈塔机实时参数，并能够在塔机作业过程中对塔机产生的危险信号进行预警，其危险信号超出规范值时，能够对塔机动作进行限位控制，极大的保障塔机工作的安全性。

技术领域

本发明公开一种基于位姿感知技术的智能塔机安全监控系统及实现方法， 属于塔式起重机施工控制的技术领域。

背景技术

塔式起重机(以下简称塔机)作为建筑行业中被广泛应用的垂直运输机械， 因其工作覆盖面积大，配合性极强，协作面广泛、操作灵活、安装拆卸简单等 一系列的特点，对减轻建筑行业的人力资源、节省建设成本、提高工作效率、 减少劳动强度等方面起着极其重要的作用。伴随着塔式起重机在建筑行业的日 益显著的作用，如何保证塔机安全智能的进行作业，避免安全事故的发生就显 的尤为重要。

但现如今塔机技术虽在新时代的冲击下得到了发展，但其技术领域仍然处 在相对传统的水平，塔机由于其应用领域和技术水平的特殊性，塔机依旧在沿 袭传统的技术手段。加之近几年塔机事故频发，不断的警醒人们要对塔机行当 进行改革，实现塔机的智能化，安全化已是迫在眉睫。

故基于此，塔机行业急需一种既能保证塔机安全高效的进行施工作业，又 能对塔机进行全状态的安全监控，排查其作业隐患的塔机智能操作系统及方法。

发明内容

为解决上述存在的一系列技术问题，本发明提供一种基于位姿感知技术的 智能塔机安全监控系统。

本发明还公开一种利用上述监控系统实现对塔机位姿感知状态监控的方 法。

本发明的目的是为了运用视频监控、塔机位姿感知技术、塔机安全状态监 测及危险状态预警等相关先进技术，实现塔机的智能化作业。

本发明的技术方案是：

一种基于位姿感知技术的智能塔机安全监控系统，其特征在于，包括：塔 机黑匣子主控、视频监测系统、位姿感知装置和塔机在线监控平台；

所述塔机黑匣子主控包括：传感器、防碰撞模块、身份识别模块、强电控 制单元、无线传输模块和触摸屏显示器；

所述身份识别模块、强电控制单元和触摸屏显示器均采用有线的方式连接、 布置在司机室内；所述传感器分布在塔机的待测位置，并通过有线方式连接；

所述视频监测系统包括安装在塔机上的摄像头、安装在司机室内的高亮液 晶显示屏和无线网络通讯模块；所述摄像头通过有源以太网连接，所得视频信 号经由无线网络通讯模块上传带所述塔机在线监控平台进行管理储存；

所述位姿感知装置安装在塔机的回转支承以上部位，与所述塔机黑匣子主 控进行有线连接。

一种利用上述监控系统实现对塔机位姿感知状态监控的方法，其特征在于， 所述塔机黑匣子主控中：

所述传感器包括高度传感器，用于采集塔机高度；幅度传感器，用于采集 变幅小车位移；重量传感器，用于采集塔机起吊物重量；回转传感器，用于采 集塔机回转角度；风速仪，用于采集塔机周围的实时风速情况；

所述防碰撞模块在群塔环境下工作时，基于传感器采集塔机状态信息，通 过无线传输模块将多个塔机所采集的信息进行信息交互，处理得到塔机在群塔 环境下的防碰撞安全区域，并控制塔机避开危险区域；

所述身份识别模块，用于对操作人员进行身份验证，并记录操作人员开始 作业时间和结束作业时间，

所述强电控制单元连接到塔机电控柜中，当传感器所采集参数超过塔机独 立运行的安全阈值时，对塔机进行限位控制；