起重机的安全监控装置、方法以及包括该装置的起重机的制作方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:起重机的安全监控装置、方法以及包括该装置的起重机的制作方法
技术领域
本发明涉及工程机械领域,具体涉及起重机的安全监控装置、方法以及采用该装 置的起重机。
背景技术
现有的起重机中,为了保证作业安全,采用的方法大都是在起重机吊臂上加注安 全标示,如“起重臂下严禁站人”、“作业半径内注意安全”等。然而,这种安全警示方法很容 易被忽略,尤其是无意进入危险范围内的人员。同时,这种安全警示方式无法自动实时地提 供主动的安全报警,需要现场作业人员保持高度的注意,而由于现场操作情况的复杂性,这 种安全警示经常会被忽略。尽管现有技术中也提供了通过检测装置来主动检测作业区域中 的目标(人和物体)的设备,但是现存的设备不能根据起重机吊臂的实时操作情况来发出 警报和调整起重机操作,这使得这种现存检测设备的适用性较差。因此,需要提供一种新的 安全警示方式来解决上述问题。

发明内容
本发明的主要目的就是提供一种起重机的安全监控装置、相应的安全监控方法、 以及采用该装置的起重机,以便实现自动实时的报警方式,提高工程作业的安全性。针对上述目的,根据本发明的第一个方面,提供了一种起重机的安全监控装置,其 包括测距单元,对所述起重机的周围空间进行检测,所述测距单元根据检测到的设定目标 生成相应的距离信息,并将所述距离信息输出;处理单元,与所述测距单元通信连接以接收 来自所述测距单元的所述距离信息,且与所述起重机的主控制器通信连接以读取所述主控 制器中的当前作业参数信息,所述处理单元根据所述距离信息和所述当前作业参数信息来 确定所述目标是否处于所述起重机的作业范围内,并生成相应的输出信号;以及报警单元, 与所述处理单元通信连接以接收来自所述处理单元的输出信号,所述报警单元响应于接收 到的所述输出信号而执行预定的操作。进一步地,根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置,其中,测距单元附接 至所述起重机的回转机构,所述测距单元包括相对所述起重机的吊臂的纵轴线对称布置的 一对测距传感器,所述一对测距传感器与所述回转机构的回转中心的连线均相对于所述纵 轴线成预定角度;或者所述测距单元包括布置在所述回转机构周围的多个测距传感器。进一步地,根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置,其中,测距单元为 红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器或雷达测距传感器。进一步地,根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置,其中,测距传感器 为红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器或雷达测距传感器。进一步地,根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置,其中,处理单元具 有计算模块,用于将从所述主控制器中读取的所述作业参数信息转换成相应的作业半径; 比较模块,用于将计算出的所述作业半径与来自所述测距单元的所述距离信息相比较,并
4根据比较结果生成相应的所述输出信号。进一步地,根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置,其中,处理单元读取 的所述当前作业参数信息包括起重机吊臂的角度和起重机吊臂的伸出长度。进一步地,根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置,其中,报警单元包括 设置在所述起重机的控制室中的蜂鸣器和警示灯以及设置在所述控制室外部的声讯警示器。进一步地,根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置,其中,蜂鸣器、所述 警示灯和所述处理单元集成在一起。进一步地,根据本发明第一个方面的起重机的安全监控装置,其中,处理单元与所 述主控制器集成在一起。根据本发明的第二个方面,提供了一种起重机的安全监控方法,其包括以下步 骤a)通过测距单元对所述起重机的周围空间进行检测,并根据检测到的设定目标生 成相应的距离信息,进而将所述距离信息输出;b)通过与所述测距单元以及所述起重机的主控制器通信连接的处理单元来接收 来自所述测距单元的所述距离信息,并从所述主控制器读取所述起重机的当前作业参数信 息,进而比较所述距离信息与所述当前作业参数信息,以确定所述目标是否处于所述起重 机的作业范围内,随后根据所述比较结果生成相应的输出信号;以及c)通过与所述处理单元通信连接的报警单元接收来自所述处理单元的输出信号, 并响应于所述输出信号而执行预定的操作。进一步地,根据本发明第二个方面的起重机的安全监控方法,其中,在所述步骤b) 中,所述处理单元在比较所述距离信息与所述作业参数信息之前,将所述作业参数信 息转换成相应的作业半径;所述处理单元在将所述当前作业参数信息转换成所述作业半径之后,将所述距离 信息与所述作业半径进行比较,其中,在所述距离小于或等于所述作业半径的情况下,所述 处理单元输出报警信号。根据本发明的第三个方面,提供了一种起重机,其包括根据本发明第一个方面的 安全监控装置。本发明具有以下技术效果根据本发明的起重机的安全监控装置能够自动地实时检测是否有人进入了危险 区域内(作业半径范围内),并将检测信息传送给处理单元;处理单元一方面接收检测信 息,同时还从起重机的主控制器处读取相关的作业信息,并根据预先编好的算法对两种信 息进行处理,进而输出相应的控制信号,以控制报警单元的操作。由此,能够根据起重机吊 臂的实际操作情况实时检测作业半径内是否有人员出现,并及时发出警报,以提醒现场人 员远离危险的作业区域。应该理解,以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的,目的是 为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。


附图构成本说明书的一部分,用于帮助进一步理解本发明。这些附解了本发 明的一些实施例,并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的 标号表示。附图中图1示出了根据本发明一个实施方式的起重机的安全监控装置的原理图;图2示出了根据本发明一个实施方式的起重机的安全监控装置的安装示意图。
具体实施例方式下面将参照附图并结合示例性实例对本发明的实施方式进行说明。首先,对本发明的起重机的安全监控装置的基本构成方式进行说明。根据本发明 的原理,本起重机的安全监控装置包括测距单元,其对起重机的周围环境进行检测,该测 距单元根据检测到的设定目标(比如,人)而生成相应的距离信息,并将该距离信息输出, 此时,测距单元输出的信息为目标与测距单元之间的距离;处理单元,其与测距单元通信连 接以接收来自测距单元的距离信息,并且与起重机的主控制器通信连接以读取主控制器中 的当前作业参数信息,处理单元根据上述距离信息和当前作业参数信息确定目标是否处于 起重机的作业范围内,并生成相应的输出信号;以及报警单元,其与处理单元通信连接以接 收来自处理单元的输出信号,该报警单元响应于接收到的输出信号而执行预定的操作(例 如,发出音频报警信号)。通过上述这种安全监控装置,能够实现主动实时的安全监控。安全监控装置的测 距单元能够自动地实时检测是否有人进入了危险区域内(作业半径范围内),并将距离信 息传送给处理单元;处理单元一方面接收距离信息,同时还从起重机的主控制器处读取相 关的作业信息,并根据预先编好的算法对两种信息进行处理,进而输出相应的控制信号,以 控制报警单元的操作。由此,能够实时检测作业半径内是否有人员出现,并及时发出警报, 以提醒现场人员远离危险的作业区域。根据本发明,测距单元可以布置在起重机附近的地点或者安装至起重机上的任何 适当位置处,只要便于对作业范围内的人员进行检测即可。例如,可以布置在起重机的周 围,或者安装至起重机的回转机构、吊臂、控制室等。处理单元和报警单元的布置位置也十 分灵活,可以布置在起重机的任何适当位置处,甚至可以作为远程操作单元而与起重机分 离地设置。并且,测距单元的数目和类型也可以根据操作需要而进行适当的选择,这些将在 下面结合具体实例进行说明。具体地,图1中示出了根据本发明一个实施方式的安全监控装置的原理框图。该 安全监控装置主要包括测距单元、处理单元、蜂鸣器、LED警示灯和外部警示声讯器。在所 示的原理图中,蜂鸣器、LED警示灯和外部警示声讯器构成了上述的报警单元,测距单元通 过一个单独的电源模块与处理单元相连,电源模块用于为整个安全监控装置供电。在其他 实施方式中,安全监控装置也可以与起重机的主控制器共用一个电源。图2中示出了根据本发明一个实施方式的安全监控装置布置在起重机上的示意 图,其中仅示出了起重机的局部。在图2所示的实例中,测距单元附接至起重机10的回转 机构11,具体包括相对于起重机10的吊臂12的纵轴线A对称布置的一对测距传感器1、3, 如图2所示,这一对测距传感器1、3与回转机构11的回转中心的连线均相对于纵轴线A成预定角度α。该预定角度α的范围可以任意选取,只要保证形成的检测区域能够完全覆盖 吊臂12前方的区域即可。由此,这对测距传感器1、3能够随着回转机构11的回转运动在 其间的2α角度范围进行检测,其主要对吊臂12前方区域的作业半径进行重点监测。进一 步优选地,测距单元可以包括布置在回转机构11周围的多个测距传感器,这样无论回转机 构11转动到什么位置(即无论吊臂指向什么位置),都能够在360°的范围内进行目标检 测。此外,需要说明的是,图2的实施方式中的一对测距传感器1、3并非必须对称地布置, 也可以根据实际操作需要对两个测距传感器1、3的角度进行调整。具体地,测距单元可以选自多种类型的测距传感器,例如红外测距传感器、激光 测距传感器、超声波测距传感器或雷达测距传感器等。进一步地,在采用测距传感器的情况下,安全监控装置的处理单元2可以具有将 从主控制器4中读取的当前作业参数信息转换成相应的作业半径的计算模块(图中未示 出)。并且,处理单元2还具有将计算出的作业半径与来自测距单元的距离信息相比较的比 较模块(图中未示出),该比较模块根据比较结果生成相应的输出信号,以便控制报警单元 的操作。更具体地,处理单元2读取的当前作业参数信息可以包括起重机吊臂的角度、起 重机吊臂的伸出长度等。通过这些参数信息,计算模块可以计算出相应的作业半径信息。优选地,如图1的框图中所示,本发明的安全监控装置的报警单元包括设置在起 重机10的控制室13中的蜂鸣器和警示灯(图中未示出)以及设置在控制室外部的声讯警 示器5。通过控制室13内部的蜂鸣器和警示灯,控制室13内的操作人员可以及时获知有 人进入了危险作业区域内,从而调整吊臂12的操作,以避免发生事故;与此同时,控制室13 外部的声讯警示器5则可以提醒操进入危险区域的人员及时原理该作业区域。由此,能够 同时提醒起重机的操作人员和外部人员,提醒双方注意,从而更好地防范事故的发生。在一个实施方式中,上述的蜂鸣器、警示灯和处理单元2可以集成在一起,构成一 个共同的操作单元。并且,进一步地,处理单元2还可以与起重机10的主控制器4集成在 一起。下面,对安全监控装置的操作方式进行简要说明,其中安全监控装置以距离信息 为比较对象进行监控。如果有人、车辆等进入测距单元的感应范围内时,测距单元向处理单元发出检测 信息(如所测得的距离数据),处理单元则立即读取起重机主机控制器中的工况参数(如吊 臂的角度、长度等),并通过处理单元内部的计算模块计算出此时起重机的作业半径,进而 通过比较模块比较测得的距离数据和计算出的作业半径,如果所测距离小于作业半径,则 启动报警单元进行报警,比如启动内置的蜂鸣器、LED警示灯和外部警示声讯器,由此起到 自动安全警示的作用。由上述说明可以看出,本发明的安全监控装置可以通过感应检测和数据对比的 方法,能实时确定起重机不同工况下的吊臂的作业半径,并且能及时发现起重机不同工况 作业时作业半径内是否有人或者车辆等出现,从而能对试图进入起重机吊臂作业半径内的 人、车辆起很好的安全警示作用。并且,本安全监控装置的结构简单,安装方便,制造成本 低,具有良好的应用价值和广泛的适用性。此外,根据本发明的原理,还提供了包括上述安全监控装置的起重机。当然,需要说明的是,本发明的安全监控装置不仅能应用于起重机,也可以适用于其他类似的大型工 程设备,例如混凝土泵车、高空作业车、消防车。本发明的安全监控装置例如可以装在设备 的作业臂上。同时,根据本发明的原理,还提供了一种起重机的安全监控方法,其包括以下步 骤a)通过测距单元对起重机10的周围空间进行检测,并根据检测到的设定目标来 生成相应的距离信息,进而将距离信息输出;b)通过与测距单元以及起重机10的主控制器4通信连接的处理单元2接收来自 测距单元的距离信息,并从主控制器4读取起重机10的当前作业参数信息,进而比较检测 信息与当前作业参数信息,以确定物理是否处于起重机10的作业范围内,随后根据比较结 果生成相应的输出信号;以及c)通过与处理单元2通信连接的报警单元来接收来自处理单元2的输出信号,并 响应于该输出信号而执行预定的操作。进一步地,根据本发明的起重机安全监控方法,其中,在步骤b)中,处理单元2在 比较检测信息与当前作业参数信息之前,将当前作业参数信息转换成相应的作业半径;处 理单元在将当前作业参数信息转换成作业半径之后,将距离信息与该作业半径进行比较, 其中,在目标与测距单元之间的距离小于或等于作业半径的情况下,处理单元输出报警信号。以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人 员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。
权利要求
1.一种起重机的安全监控装置,其特征在于,包括测距单元,对所述起重机(10)的周围空间进行检测,所述测距单元根据检测到的设定 目标生成相应的距离信息,并将所述距离信息输出;处理单元( ,与所述测距单元通信连接以接收来自所述测距单元的所述距离信息,且 与所述起重机(10)的主控制器(4)通信连接以读取所述主控制器中的当前作业参数 信息,所述处理单元(2)根据所述距离信息和所述当前作业参数信息来确定所述目标是否 处于所述起重机(10)的作业范围内,并生成相应的输出信号;以及报警单元,与所述处理单元( 通信连接以接收来自所述处理单元( 的输出信号,所 述报警单元响应于接收到的所述输出信号而执行预定的操作。
2.根据权利要求1所述的起重机的安全监控装置,其特征在于,所述测距单元附接至所述起重机(10)的回转机构(11),所述测距单元包括相对所述 起重机(10)的吊臂(1 的纵轴线(A)对称布置的一对测距传感器(1、3),所述一对测距传 感器(1、3)与所述回转机构(11)的回转中心的连线均相对于所述纵轴线(A)成预定角度 (α);或者所述测距单元包括布置在所述回转机构(11)周围的多个测距传感器。
3.根据权利要求1所述的起重机的安全监控装置,其特征在于,所述测距单元为红外 测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器或雷达测距传感器。
4.根据权利要求1所述的起重机的安全监控装置,其特征在于,所述处理单元(2)具有计算模块,用于将从所述主控制器中读取的所述作业参数信息转换成相应的作业 半径;比较模块,用于将计算出的所述作业半径与来自所述测距单元的所述距离信息相比 较,并根据比较结果生成相应的所述输出信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的起重机的安全监控装置,其特征在于,所述处 理单元(2)读取的所述当前作业参数信息包括起重机吊臂的角度和起重机吊臂的伸出长度。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的起重机的安全监控装置,其特征在于,所述报警 单元包括设置在所述起重机(10)的控制室(1 中的蜂鸣器和警示灯以及设置在所述控制 室(13)外部的声讯警示器(5)。
7.根据权利要求6所述的起重机的安全监控装置,其特征在于,所述蜂鸣器、所述警示 灯和所述处理单元集成在一起。
8.根据权利要求1所述的起重机的安全监控装置,其特征在于,所述处理单元(2)与所 述主控制器(4)集成在一起。
9.一种起重机的安全监控方法,其特征在于,包括以下步骤a)通过测距单元对所述起重机(10)的周围空间进行检测,并根据检测到的设定目标 生成相应的距离信息,进而将所述距离信息输出;b)通过与所述测距单元以及所述起重机(10)的主控制器(4)通信连接的处理单元 (2)来接收来自所述测距单元的所述距离信息,并从所述主控制器(4)读取所述起重机 (10)的当前作业参数信息,进而比较所述距离信息与所述当前作业参数信息,以确定所述目标是否处于所述起重机(10)的作业范围内,随后根据所述比较结果生成相应的输出信 号;以及c)通过与所述处理单元( 通信连接的报警单元接收来自所述处理单元( 的输出信 号,并响应于所述输出信号而执行预定的操作。
10.根据权利要求9所述的起重机的安全监控方法,其特征在于,在所述步骤b)中, 所述处理单元在比较所述距离信息与所述作业参数信息之前,将所述作业参数信息转换成相应的作业半径;所述处理单元在将所述当前作业参数信息转换成所述作业半径之后,将所述距离信息 与所述作业半径进行比较,其中,在所述距离小于或等于所述作业半径的情况下,所述处理 单元输出报警信号。
11.一种起重机,其特征在于,包括权利要求1至8中任一项所述的安全监控装置。
全文摘要
本发明提供了一种起重机的安全监控装置和方法以及包括该装置的起重机,其中安全监控装置包括测距单元,对起重机的周围空间进行检测,根据检测到的设定目标生成相应的距离信息,并将距离信息输出;处理单元,与测距单元通信连接以接收来自测距单元的距离信息,且与起重机的主控制器通信连接以读取主控制器中的当前作业参数信息,处理单元根据检测信息和当前作业参数信息来确定目标是否处于起重机的作业范围内,并生成相应的输出信号;以及报警单元,与处理单元通信连接以接收来自处理单元的输出信号,报警单元响应于接收到的输出信号而执行预定的操作。本发明的安全监控装置能实现自动实时的报警方式,提高工程作业的安全性。
文档编号B66C15/06GK102092640SQ20111004541
公开日2011年6月15日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者吴芳, 周振东, 聂军, 谭国辉, 郭方云, 郭阳春 申请人:湖南中联重科专用车有限责任公司

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