本發(fā)明涉及一種起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

眾所周知，起重機作為現(xiàn)代化工業(yè)不可缺少的特種設(shè)備，被廣泛的應(yīng)運于各種物料的起重、運輸、裝卸、安裝和人員輸送等作業(yè)中。由于大型起重機械重量大、工作幅度大，起升高度高等特點，起重機械的事故率越來越高，若在生產(chǎn)實踐中使用不當(dāng)，會造成較大的事故?，F(xiàn)有技術(shù)中存在一些單一的保護報警裝置，例如過載限制器，力矩心限制器等，當(dāng)時這些裝置無法對起重機的多項運行參數(shù)（尤其是風(fēng)力參數(shù)）進行綜合監(jiān)控，現(xiàn)有技術(shù)急需一種能對起重機各項參數(shù)進行時時監(jiān)控，提高運行安全的起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種能對起重機各項參數(shù)進行時時監(jiān)控，提高運行安全的起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括信息采集單元、信息處理單元、數(shù)據(jù)顯示存儲單元、中繼路由、匯聚節(jié)點、監(jiān)控中心處理器、充氣氣囊罩充放氣泵控制單元、支撐氣囊充放氣泵控制單元；

所述信息采集單元，用于采集起重機的運行參數(shù)：起重量、小車幅度、起升高度、風(fēng)向、風(fēng)速、充氣氣囊罩氣壓、支撐氣囊氣壓；

所述信息處理單元，用于處理采集的運行參數(shù)數(shù)據(jù)，并傳輸給數(shù)據(jù)顯示存儲單元；

所述數(shù)據(jù)顯示存儲單元，用于顯示和存儲運行參數(shù)數(shù)據(jù)；

中繼路由，用于將所述數(shù)據(jù)顯示存儲單元的數(shù)據(jù)通過中繼多跳方式傳輸?shù)絽R聚節(jié)點，再通過收發(fā)模塊傳送到監(jiān)控中心處理器；監(jiān)控中心處理器向充氣氣囊罩充放氣泵控制單元發(fā)出充氣或者放氣指令，充氣氣囊罩充放氣泵控制單元依據(jù)指令對充氣氣囊罩充氣或者放氣；監(jiān)控中心處理器向支撐氣囊充放氣泵控制單元發(fā)出充氣或者放氣指令，支撐氣囊充放氣泵控制單元依據(jù)指令對支撐氣囊充氣或者放氣；

所述信息采集單元、信息處理單元、數(shù)據(jù)顯示存儲單元、中繼路由、匯聚節(jié)點、充氣氣囊罩充放氣泵控制單元和支撐氣囊充放氣泵控制單元均與監(jiān)控中心處理器通過無線網(wǎng)絡(luò)通訊。

通過使用本申請所述的監(jiān)控系統(tǒng)，將起重機的運行參數(shù)數(shù)據(jù)進行檢測，并通過數(shù)據(jù)處理模塊處理后，通過中繼路由傳輸?shù)絽R聚節(jié)點進行匯集，再通過收發(fā)模塊發(fā)送到監(jiān)控中心處理器，處理軟件通過對運行參數(shù)數(shù)據(jù)進行匯總和分析，可以最大限度的減低事故發(fā)生率，提高起重機整體管理水平；同時操作者通過數(shù)據(jù)顯示存儲單元對運行參數(shù)數(shù)據(jù)進行時時讀取，對運行安全進行人工監(jiān)控，數(shù)據(jù)顯示存儲單元對數(shù)據(jù)還具有存儲功能，便于實現(xiàn)起重機的“黑匣子”功能；本申請中的監(jiān)控中心處理器對風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)據(jù)進行分析后，將控制充氣氣囊罩充放氣泵控制單元和支撐氣囊充放氣泵控制單元對充氣氣囊罩和支撐氣囊進行充氣操作，使得起重機表面產(chǎn)生倒流面，降低空氣流體對橫梁的推力，提高了了大風(fēng)天氣下的運行安全和穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選的，所述信息采集單元包括設(shè)置在起重機起升機構(gòu)上的重力傳感器、設(shè)置在平衡臂上的高度傳感器、設(shè)置在起重機頂部的風(fēng)速傳感器以及風(fēng)向傳感器、設(shè)置在充氣氣囊罩內(nèi)的充氣氣囊罩氣壓傳感器、設(shè)置在支撐氣囊內(nèi)的支撐氣囊氣壓傳感器。這樣的設(shè)計便于實現(xiàn)對各個運行參數(shù)數(shù)據(jù)的采集。

作為優(yōu)選的，所述充氣氣囊罩充放氣泵控制單元與充氣氣囊罩充放氣泵控制連接，所述支撐氣囊充放氣泵控制單元與支撐氣囊充放氣泵控制連接，所述充氣氣囊罩充放氣泵和支撐氣囊充放氣泵設(shè)置在弱風(fēng)機構(gòu)中。這樣的設(shè)計是對方案的一種細化。

作為優(yōu)選的，所述弱風(fēng)機構(gòu)包括設(shè)置在起重機表面的弱風(fēng)罩組件，所述弱風(fēng)罩組件包括固定條和與固定條密閉連接的充氣氣囊罩，所述固定條設(shè)置于起重機鋼結(jié)構(gòu)表面，所述固定條形成封閉的環(huán)路，所述固定條上設(shè)有與充氣氣囊罩密封卡接的卡接槽；所述充氣氣囊罩邊緣設(shè)有與卡接槽配合密封連接的卡條，所述充氣氣囊罩表面在充氣狀態(tài)下形成導(dǎo)流面；所述充氣氣囊罩上設(shè)有充氣氣囊罩氣閥，所述充氣氣囊罩氣閥與充氣氣囊罩充放氣泵連接，所述充氣氣囊罩內(nèi)設(shè)有充氣氣囊罩氣壓傳感器。這樣的設(shè)計，通過風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器測量，如果是風(fēng)速超過了預(yù)定的值，風(fēng)向垂直于充氣氣囊罩，則開啟充氣氣囊罩充放氣泵，對充氣氣囊罩充氣，獲得倒流斜面，這樣可以針對性的對充氣氣囊罩迎面的空氣氣流進行分流化解，以最小的能耗獲得弱風(fēng)效果。

作為優(yōu)選的，所述倒流面為倒流斜面或者倒流弧形面。這樣的設(shè)計便于對氣流進行疏導(dǎo)。

作為優(yōu)選的，所述充氣氣囊罩呈長條形，所述長條形的充氣氣囊罩內(nèi)中部設(shè)有支撐氣囊組件，所述支撐氣囊包括設(shè)置在起重機鋼結(jié)構(gòu)表面的支撐座和與支撐座配合粘接的支撐氣囊，所述支撐氣囊內(nèi)端與支撐座配合粘接，所述支撐氣囊外端與充氣氣囊罩接觸配合，所述支撐氣囊為與充氣氣囊罩是配的長條形氣囊，所述支撐氣囊外端設(shè)有與充氣氣囊罩接觸配合的摩擦面；所述支撐氣囊上設(shè)有支撐氣囊氣閥，所述支撐氣囊氣閥與支撐氣囊充放氣泵連接，所述支撐氣囊內(nèi)設(shè)有支撐氣囊氣壓傳感器。這樣的設(shè)計通過風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器測量，如果是風(fēng)速超過了預(yù)定的值，風(fēng)向不定，則開啟支撐氣囊充放氣泵和充氣氣囊罩充放氣泵，同時對充氣氣囊罩和支撐氣囊充氣，獲得倒流弧形面，應(yīng)為弧形的導(dǎo)流面可以對方形不定的空氣流體進行導(dǎo)流，較小側(cè)向風(fēng)力。

作為優(yōu)選的，所述信息處理單元包括依次串聯(lián)放大器、a/d轉(zhuǎn)換器和單片機，所述重力傳感器、高度傳感器、風(fēng)速傳感器、方向傳感器、充氣氣囊罩氣壓傳感器和支撐氣囊氣壓傳感器的信號輸出端均與放大器的信號輸出端相連，所述單片機的輸出端通過無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示存儲單元通訊。這樣獲取的參數(shù)信號數(shù)據(jù)信號較強，且傳輸較遠。

作為優(yōu)選的，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括視頻監(jiān)控單元，視頻監(jiān)控單元包括依次相連的攝像頭和視頻數(shù)據(jù)處理器，所述視頻數(shù)據(jù)處理器信號輸出端通過無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)顯示存儲單元通訊。這樣的設(shè)計便于對視頻信號進行處理和傳輸，攝像頭安裝在操作人員無法直接監(jiān)視到的位置。

作為優(yōu)選的，所述充氣氣囊罩充放氣泵控制單元包括依次相連的充氣氣囊罩充放氣泵控制開關(guān)和充氣氣囊罩充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器，所述充氣氣囊罩充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器信號輸入端通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心處理器通訊；所述支撐氣囊充放氣泵控制單元包括依次相連的支撐氣囊充放氣泵控制開關(guān)和支撐氣囊充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器，所述支撐氣囊充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器信號輸入端通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心處理器通訊。這樣的設(shè)計便于監(jiān)控中心處理器對充氣氣囊罩充放氣泵和支撐氣囊充放氣泵進行控制，進行充氣或者放氣操作。

作為優(yōu)選的，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括gps定位模塊，所述gps定位模塊通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與匯聚節(jié)點通訊。這樣的設(shè)計便于對在事故發(fā)生時，對事故地點進行快速定位。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：通過使用本申請所述的監(jiān)控系統(tǒng)，將起重機的運行參數(shù)數(shù)據(jù)進行檢測，并通過數(shù)據(jù)處理模塊處理后，通過中繼路由傳輸?shù)絽R聚節(jié)點進行匯集，再通過收發(fā)模塊發(fā)送到監(jiān)控中心處理器，處理軟件通過對運行參數(shù)數(shù)據(jù)進行匯總和分析，可以最大限度的減低事故發(fā)生率，提高起重機整體管理水平；同時操作者通過數(shù)據(jù)顯示存儲單元對運行參數(shù)數(shù)據(jù)進行時時讀取，對運行安全進行人工監(jiān)控，數(shù)據(jù)顯示存儲單元對數(shù)據(jù)還具有存儲功能，便于實現(xiàn)起重機的“黑匣子”功能；本申請中的監(jiān)控中心處理器對風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)據(jù)進行分析后，將控制充氣氣囊罩充放氣泵控制單元和支撐氣囊充放氣泵控制單元對充氣氣囊罩和支撐氣囊進行充氣操作，使得起重機表面產(chǎn)生倒流面，降低空氣流體對橫梁的推力，提高了了大風(fēng)天氣下的運行安全和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖；

圖2為本發(fā)明弱風(fēng)機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明倒流斜面結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明倒流弧形面結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、信息采集單元；2、信息處理單元；3、數(shù)據(jù)顯示存儲單元；4、中繼路由；5、匯聚節(jié)點；6、監(jiān)控中心處理器；7、充氣氣囊罩充放氣泵控制單元；8、支撐氣囊充放氣泵控制單元；9、收發(fā)模塊；10、重力傳感器；11、高度傳感器；12、風(fēng)速傳感器；13、風(fēng)向傳感器；14、充氣氣囊罩氣壓傳感器；15、支撐氣囊氣壓傳感器；16、充氣氣囊罩充放氣泵；17、支撐氣囊充放氣泵；18、固定條；19、充氣氣囊罩；20、卡接槽；21、卡條；22、充氣氣囊罩氣閥；23、支撐氣囊；24、倒流斜面；25、倒流弧形面；26、視頻監(jiān)控單元；27、攝像頭；28、視頻數(shù)據(jù)處理器；29、充氣氣囊罩充放氣泵控制開關(guān)；30、充氣氣囊罩充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器；31、支撐氣囊充放氣泵控制開關(guān)；32、支撐氣囊充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器；33、gps定位模塊；34、串聯(lián)放大器；35、a/d轉(zhuǎn)換器；36、單片機；37、支撐座；38、摩擦面。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1-圖4所示，一種起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括信息采集單元1、信息處理單元2、數(shù)據(jù)顯示存儲單元3、中繼路由4、匯聚節(jié)點5、監(jiān)控中心處理器6、充氣氣囊罩充放氣泵控制單元7、支撐氣囊充放氣泵控制單元8；

所述信息采集單元1，用于采集起重機的運行參數(shù)：起重量、小車幅度、起升高度、風(fēng)向、風(fēng)速、充氣氣囊罩19氣壓、支撐氣囊23氣壓；

所述信息處理單元2，用于處理采集的運行參數(shù)數(shù)據(jù)，并傳輸給數(shù)據(jù)顯示存儲單元3；

所述數(shù)據(jù)顯示存儲單元3，用于顯示和存儲運行參數(shù)數(shù)據(jù)；

中繼路由4，用于將所述數(shù)據(jù)顯示存儲單元3的數(shù)據(jù)通過中繼多跳方式傳輸?shù)絽R聚節(jié)點5，再通過收發(fā)模塊9傳送到監(jiān)控中心處理器6；監(jiān)控中心處理器6向充氣氣囊罩充放氣泵控制單元7發(fā)出充氣或者放氣指令，充氣氣囊罩充放氣泵控制單元7依據(jù)指令對充氣氣囊罩19充氣或者放氣；監(jiān)控中心處理器6向支撐氣囊充放氣泵控制單元8發(fā)出充氣或者放氣指令，支撐氣囊充放氣泵控制單元8依據(jù)指令對支撐氣囊23充氣或者放氣；

所述信息采集單元1、信息處理單元2、數(shù)據(jù)顯示存儲單元3、中繼路由4、匯聚節(jié)點5、充氣氣囊罩充放氣泵控制單元7和支撐氣囊充放氣泵控制單元8均與監(jiān)控中心處理器6通過無線網(wǎng)絡(luò)通訊。

所述信息采集單元1包括設(shè)置在起重機起升機構(gòu)上的重力傳感器10、設(shè)置在平衡臂上的高度傳感器11、設(shè)置在起重機頂部的風(fēng)速傳感器12以及風(fēng)向傳感器13、設(shè)置在充氣氣囊罩19內(nèi)的充氣氣囊罩氣壓傳感器14、設(shè)置在支撐氣囊23內(nèi)的支撐氣囊氣壓傳感器15。

所述充氣氣囊罩充放氣泵控制單元7與充氣氣囊罩充放氣泵16控制連接，所述支撐氣囊充放氣泵控制單元8與支撐氣囊充放氣泵17控制連接，所述充氣氣囊罩充放氣泵16和支撐氣囊充放氣泵17設(shè)置在弱風(fēng)機構(gòu)中。

所述弱風(fēng)機構(gòu)包括設(shè)置在起重機表面的弱風(fēng)罩組件，所述弱風(fēng)罩組件包括固定條18和與固定條18密閉連接的充氣氣囊罩19，所述固定條18設(shè)置于起重機鋼結(jié)構(gòu)表面，所述固定條18形成封閉的環(huán)路，所述固定條18上設(shè)有與充氣氣囊罩19密封卡接的卡接槽20；所述充氣氣囊罩19邊緣設(shè)有與卡接槽20配合密封連接的卡條21，所述充氣氣囊罩19表面在充氣狀態(tài)下形成導(dǎo)流面；所述充氣氣囊罩19上設(shè)有充氣氣囊罩氣閥22，所述充氣氣囊罩氣閥22與充氣氣囊罩充放氣泵16連接，所述充氣氣囊罩19內(nèi)設(shè)有充氣氣囊罩氣壓傳感器14。

所述倒流面為倒流斜面24或者倒流弧形面25。

如圖2（縱向剖視圖）所述充氣氣囊罩19呈長條形，所述長條形的充氣氣囊罩19內(nèi)中部設(shè)有支撐氣囊23組件，所述支撐氣囊23包括設(shè)置在起重機鋼結(jié)構(gòu)表面的支撐座37和與支撐座37配合粘接的支撐氣囊23，所述支撐氣囊23內(nèi)端與支撐座37配合粘接，所述支撐氣囊23外端與充氣氣囊罩19接觸配合，所述支撐氣囊23為與充氣氣囊罩19是配的長條形氣囊，所述支撐氣囊23外端設(shè)有與充氣氣囊罩19接觸配合的摩擦面38；所述支撐氣囊23上設(shè)有支撐氣囊23氣閥，所述支撐氣囊23氣閥與支撐氣囊充放氣泵17連接，所述支撐氣囊23內(nèi)設(shè)有支撐氣囊氣壓傳感器15。摩擦面38的設(shè)計為了增加支撐氣囊23頂部與充氣氣囊罩19內(nèi)部的摩擦，使其獲得更好的支撐。

所述信息處理單元2包括依次串聯(lián)放大器34、a/d轉(zhuǎn)換器35和單片機36，所述重力傳感器10、高度傳感器11、風(fēng)速傳感器12、方向傳感器、充氣氣囊罩氣壓傳感器14和支撐氣囊氣壓傳感器15的信號輸出端均與放大器的信號輸出端相連，所述單片機36的輸出端通過無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示存儲單元3通訊。

所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括視頻監(jiān)控單元26，視頻監(jiān)控單元26包括依次相連的攝像頭27和視頻數(shù)據(jù)處理器28，所述視頻數(shù)據(jù)處理器28信號輸出端通過無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)顯示存儲單元3通訊。

所述充氣氣囊罩充放氣泵控制單元7包括依次相連的充氣氣囊罩充放氣泵控制開關(guān)29和充氣氣囊罩充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器30，所述充氣氣囊罩充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器30信號輸入端通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心處理器6通訊；所述支撐氣囊充放氣泵控制單元8包括依次相連的支撐氣囊充放氣泵控制開關(guān)31和支撐氣囊23充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器32，所述支撐氣囊23充放氣泵控制數(shù)據(jù)處理器32信號輸入端通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心處理器6通訊。

所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括gps定位模塊33，所述gps定位模塊33通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與匯聚節(jié)點5通訊。

通過使用本申請所述的監(jiān)控系統(tǒng)，將起重機的運行參數(shù)數(shù)據(jù)進行檢測，并通過數(shù)據(jù)處理模塊處理后，通過中繼路由4傳輸?shù)絽R聚節(jié)點5進行匯集，再通過收發(fā)模塊9發(fā)送到監(jiān)控中心處理器6，處理軟件通過對運行參數(shù)數(shù)據(jù)進行匯總和分析，可以最大限度的減低事故發(fā)生率，提高起重機整體管理水平；同時操作者通過數(shù)據(jù)顯示存儲單元3對運行參數(shù)數(shù)據(jù)進行時時讀取，對運行安全進行人工監(jiān)控，數(shù)據(jù)顯示存儲單元3對數(shù)據(jù)還具有存儲功能，便于實現(xiàn)起重機的“黑匣子”功能。

本申請在起重機上增加了弱風(fēng)機構(gòu)，其使用狀態(tài)有兩種模式：

如圖4（橫向剖視圖）通過風(fēng)速傳感器12和風(fēng)向傳感器13測量，如果是風(fēng)速超過了預(yù)定的值，風(fēng)向不定，則開啟支撐氣囊充放氣泵17和充氣氣囊罩充放氣泵16，同時對充氣氣囊罩19和支撐氣囊23充氣，獲得倒流弧形面25，應(yīng)為弧形的導(dǎo)流面可以對方形不定的空氣流體進行導(dǎo)流，較小側(cè)向風(fēng)力；

如圖3（橫向剖視圖）通過風(fēng)速傳感器12和風(fēng)向傳感器13測量，如果是風(fēng)速超過了預(yù)定的值，風(fēng)向垂直于充氣氣囊罩19，則開啟充氣氣囊罩充放氣泵16，對充氣氣囊罩19充氣，獲得倒流斜面24，這樣可以針對性的對充氣氣囊罩19迎面的空氣氣流進行分流化解，以最小的能耗獲得弱風(fēng)效果。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為發(fā)明的保護范圍。