技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種塔式起重機(jī)防碰撞系統(tǒng)、方法、裝置及塔式起重機(jī)。

背景技術(shù)

塔式起重機(jī)是建筑行業(yè)工作空間最大的起重機(jī)，起吊高度、工作幅度大，屬于高空作用，是目前建筑工地上普遍使用的水平或垂直吊裝起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備。

塔式起重機(jī)按各部分功能主要包括以下幾部分：基礎(chǔ)、塔身、頂升、回轉(zhuǎn)、起升、平衡臂、起重臂、起重小車、塔頂、司機(jī)室、變幅等，塔式起重機(jī)安裝在地面上需要基礎(chǔ)部分；塔身是塔機(jī)身子，也是升高部分；頂升部分使得塔式起重機(jī)可以升高；回轉(zhuǎn)是保持塔式起重機(jī)的上半身可以水平旋轉(zhuǎn)；起升機(jī)構(gòu)用來(lái)將重物提升起來(lái)；平衡臂架是保持力矩平衡的；起重臂架一般就是提升重物的受力部分；小車用來(lái)安裝滑輪組和剛繩以及吊鉤的，也是直接受力部分；塔頂用來(lái)保持臂架受力平衡；司機(jī)室是工作人員操作的地方；變幅使小車沿軌道運(yùn)行。

由于塔式起重機(jī)的工作空間較大，建筑工地的條件有限，塔式起重機(jī)在工作過(guò)程中，容易與其它工作過(guò)程中的塔式起重機(jī)或建筑物發(fā)生碰撞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種塔式起重機(jī)防碰撞系統(tǒng)、方法、和裝置以及塔式起重機(jī)，用以減少碰撞現(xiàn)象的發(fā)生，提高塔式起重機(jī)的使用安全性。

本發(fā)明提供的塔式起重機(jī)防碰撞系統(tǒng)，包括：

采集裝置，用于采集所述塔式起重機(jī)的吊重幅度和高度、所述塔式起重機(jī)的起重臂旋轉(zhuǎn)角度、所述塔式起重機(jī)的位置信息以及障礙物的三維坐標(biāo)信息；

監(jiān)測(cè)裝置，信號(hào)連接所述采集裝置，用于基于設(shè)定的空間直角坐標(biāo)系，根據(jù)所述塔式起重機(jī)的金屬部件尺寸參數(shù)、所述采集裝置采集到的信息，確定所述障礙物與所述起重臂有干涉危險(xiǎn)時(shí)產(chǎn)生告警控制信號(hào)；和/或控制所述塔式起重機(jī)停止工作；其中：所述設(shè)定的空間直角坐標(biāo)系的XY面為塔式起重機(jī)基礎(chǔ)所在平面，Z軸平行于所述塔式起重機(jī)的塔身高度方向；

告警裝置，與所述監(jiān)測(cè)裝置信號(hào)連接，用于接收所述監(jiān)測(cè)裝置產(chǎn)生的告警控制信號(hào)，并根據(jù)接收到的所述告警控制信號(hào)告警。

在上述技術(shù)方案中，通過(guò)建立與塔式起重機(jī)的工作地點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空間直角坐標(biāo)系，基于空間位置分析原理，根據(jù)塔式起重機(jī)的金屬部件尺寸參數(shù)和接收到的采集裝置采集到的吊重幅度和高度、起重臂旋轉(zhuǎn)角度、塔式起重機(jī)的位置信息以及障礙物的三維坐標(biāo)信息確定障礙物與起重臂有無(wú)干涉危險(xiǎn)，當(dāng)有干涉危險(xiǎn)存在時(shí)塔式起重機(jī)可能會(huì)與障礙物發(fā)生碰撞，此時(shí)塔式起重機(jī)防碰撞系統(tǒng)將產(chǎn)生告警警告或者直接控制這個(gè)塔式起重機(jī)停止工作，也或者在產(chǎn)生告警的同時(shí)控制這個(gè)塔式起重機(jī)停止工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)塔式起重機(jī)工作過(guò)程中的位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，減少塔式起重機(jī)與障礙物發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)，提高了塔式起重機(jī)的使用安全性。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述金屬部件尺寸參數(shù)具體包括：所述塔式起重機(jī)的塔身高度、所述塔式起重機(jī)的起重臂長(zhǎng)度以及所述塔式起重機(jī)的平衡臂長(zhǎng)度。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述確定所述障礙物與所述起重臂有干涉危險(xiǎn)具體為：確定所述障礙物與所述起重臂之間的最小距離，并當(dāng)所述最小距離大于等于預(yù)先設(shè)定的安全距離時(shí)確定有干涉危險(xiǎn)。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述確定所述障礙物與所述起重臂之間的最小距離具體為：

根據(jù)所述塔式起重機(jī)的塔身高度和接收到的所述采集裝置采集到的所述塔式起重機(jī)的位置信息，確定所述塔式起重機(jī)的塔身中心線所在的直線方程；

根據(jù)接收到的所述采集裝置采集到的所述吊重幅度和高度，確定所述塔式起重機(jī)的吊重中心線所在的直線方程；

根據(jù)所述塔式起重機(jī)的起重臂長(zhǎng)度、所述塔式起重機(jī)的平衡臂長(zhǎng)度以及接收到的所述采集裝置采集到的所述起重臂旋轉(zhuǎn)角度確定所述塔式起重機(jī)的起重臂所在的直線方程；

根據(jù)所述塔式起重機(jī)的塔身中心線所在的直線方程、所述塔式起重機(jī)的吊重中心線所在的直線方程以及所述塔式起重機(jī)的起重臂所在的直線方程，確定所述塔式起重機(jī)的起重臂臂尖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)信息和平衡臂臂尖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)信息；

根據(jù)所述塔式起重機(jī)的起重臂臂尖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)信息、平衡臂臂尖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)信息以及所述采集裝置采集到的障礙物的三維坐標(biāo)信息，確定所述障礙物對(duì)應(yīng)的點(diǎn)和所述起重臂臂尖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的連線與所述障礙物對(duì)應(yīng)的點(diǎn)和所述平衡臂臂尖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的連線之間的夾角；

當(dāng)所述夾角小于90度時(shí)，所述最小距離為所述障礙物到所述平衡臂臂尖和到所述起重臂臂尖中較短的距離；當(dāng)所述夾角大于等于90度時(shí)，所述最小距離為所述障礙物到所述起重臂所在的直線方程的距離。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述障礙物具體為：

與所述塔式起重機(jī)相鄰的塔式起重機(jī)的起重臂臂尖；或