CN107188056B - 一种安全自控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安全自控装置，涉及输变电工程施工安全技术领域，用于降低输电线路塔组建施工的安全风险。本发明所公开的安全自控装置包括控制处理器和抱杆监测单元；所述抱杆监测单元包括：用于监测抱杆起吊载荷的第一拉力监测模块，用于监测抱杆杆体倾角的倾角监测模块，以及用于监测抱杆起吊高度的限位监测模块，且第一拉力监测模块、倾角监测模块以及限位监测模块分别与控制处理器信号连接。本发明提供的安全自控装置用于附着式自提升轻型抱杆。

Description

一种安全自控装置

技术领域

本发明涉及输变电工程施工安全技术领域，尤其涉及一种安全自控装置。

背景技术

随着特高压输电建设的高速发展，在输变电工程的施工过程中，需组建的输电线路塔的数量众多且分布面较广。当输电线路塔的组建施工现场面临复杂多变的自然条件及地形条件时，不利于使用各大型机械器具对输电线路塔的各塔材零件进行运输和安装，而只能通过附着式自提升轻型抱杆进行输电线路塔的组建。

目前，在使用附着式自提升轻型抱杆进行输电线路塔组建的过程中，为了确保输电线路塔的组建施工安全，需要监控附着式自提升轻型抱杆对塔材零件的起吊，以及监控附着式自提升轻型抱杆的自提升，以便于安全稳定的使用附着式自提升轻型抱杆。而现有技术中，人工监控是最常用的一种监控方式。

但是，由于人自身因素的影响限制，比如视觉疲劳等，使得监控人员难以对附着式自提升轻型抱杆的自提升或其对塔材零件起吊的全程实时监控，而人可视盲区的存在，也使得监控人员所能获取的监控信息可能存在一定偏差。因此，当附着式自提升轻型抱杆的自提升或其对塔材零件起吊出现偏差时，如果只是通过人工监控监控，则可能导致监控人员无法对附着式自提升轻型抱杆的自提升或其对塔材零件起吊进行及时有效的控制，从而影响到输电线路塔的组建施工安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全自控装置，用于降低输电线路塔组建施工的安全风险。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种安全自控装置，包括控制处理器和抱杆监测单元；抱杆监测单元包括第一拉力监测模块、倾角监测模块以及限位监测模块，且第一拉力监测模块、倾角监测模块以及限位监测模块分别与控制处理器信号连接；其中，

第一拉力监测模块用于监测抱杆的起吊载荷，且将起吊载荷的监测信息输出至控制处理器，使控制处理器根据起吊载荷的监测信息，控制抱杆的起吊动作继续或停止；

倾角监测模块用于监测抱杆的杆体倾角，且将杆体倾角的监测信息输出至控制处理器，使控制处理器根据杆体倾角的监测信息，控制抱杆的自提升动作继续或停止；

限位监测模块用于监测抱杆的起吊高度，且将起吊高度的监测信息输出至控制处理器，使控制处理器根据起吊高度的监测信息，控制抱杆的起吊动作继续或停止。

与现有技术相比，具有如上结构的安全自控装置能够达到如下有益效果：

本发明提供的安全自控装置取代监控人员，可以通过抱杆监测单元对抱杆的自提升过程或其对塔材零件的起吊过程进行全程实时监测，然后通过控制处理器对各监测信息的处理，及时对抱杆的自提升动作或其对塔材零件的起吊动作进行控制。

当抱杆对塔材零件的起吊时，本发明提供的安全自控装置通过第一拉力监测模块实时监测抱杆的起吊载荷，当控制处理器根据接收到的起吊载荷监测信息，确定抱杆的起吊载荷满负荷或超负荷时，控制处理器能够控制抱杆的起吊动作停止，否则则继续。因此，本发明通过设置第一拉力监测模块，能够确保抱杆的起吊载荷保持在安全起吊的许用负荷之内，避免抱杆因起吊载荷满负荷或超负荷而导致抱杆起吊绳严重磨损、断裂，或者导致抱杆倾覆、弯折等，从而影响到输电线路塔的组建施工安全。

当抱杆处在自提升过程中，本发明提供的安全自控装置通过倾角监测模块实时监测抱杆的杆体倾角，当控制处理器根据接收到的杆体倾角监测信息，确定抱杆的杆体倾角不符合安全提升的倾角许用要求时，控制处理器能够控制抱杆的自提升动作停止，否则则继续。因此，抱杆自提升时，本发明通过设置倾角监测模块，能够确保抱杆的杆体倾角保持在安全提升的倾角许用要求之内，避免抱杆杆体发生倾斜甚至倾覆，从而影响到输电线路塔的组建施工安全。

而在抱杆对塔材零件的起吊过程中，本发明提供的安全自控装置通过限位监测模块实时监测抱杆的起吊高度，当控制处理器根据接收到的起吊高度监测信息，确定抱杆的起吊高度超过安全起吊的许用高度要求时，控制处理器能够控制抱杆的起吊动作停止，否则则继续。因此，本发明通过设置限位监测模块，能够确保抱杆对塔材零件的起吊高度保持在安全起吊的许用高度内，避免塔材零件因起吊过高而导致塔材零件与抱杆发生碰撞，从而影响到输电线路塔的组建施工安全。

综上，与现有技术中人工监控相比，本发明提供的安全自控装置能够取代监控人员，对抱杆的自提升动作或其对塔材零件的起吊动作进行全程实时监控，在很大程度上减小了作业人员的劳动强度，而且当抱杆的自提升动作或其对塔材零件的起吊动作出现偏差时，本发明提供的安全自控装置能够及时有效的对抱杆的自提升动作或其对塔材零件的起吊动作做出调控，以确保抱杆的自提升动作或其对塔材零件的起吊动作能够安全稳定执行，从而降低输电线路塔的组建施工安全风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的安全自控装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一拉力监测模块和限位监测模块的安装位置示意图；

图3为本发明实施例提供的第二拉力监测模块和倾角监测模块的安装位置示意图。

附图标记：

1-控制处理器， 2-抱杆监测单元，

21-第一拉力监测模块， 22-第二拉力监测模块，

23-倾角监测模块， 24-限位监测模块，

3-抱杆预紧机构， 31-螺纹调距器，

32-预紧量监测单元， 4-报警器，

5-抱杆， 51-杆体底端，

52-杆体顶端， 53-起吊绳，

54-提升绳， 55-紧固连接件。

具体实施方式

为便于理解，下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的安全自控装置进行详细描述。

请参阅图1，在本发明提供的实施例中，安全自控装置包括控制处理器1和抱杆监测单元2；抱杆监测单元2包括第一拉力监测模块21、倾角监测模块23以及限位监测模块24，且第一拉力监测模块21、倾角监测模块23以及限位监测模块24分别与控制处理器1信号连接；其中，

第一拉力监测模块21用于监测抱杆5的起吊载荷，且将起吊载荷的监测信息输出至控制处理器1，使控制处理器1根据起吊载荷的监测信息，控制抱杆5的起吊动作继续或停止；

倾角监测模块23用于监测抱杆5的杆体倾角，且将杆体倾角的监测信息输出至控制处理器1，使控制处理器1根据杆体倾角的监测信息，控制抱杆1的自提升动作继续或停止；

限位监测模块24用于监测抱杆5的起吊高度，且将起吊高度的监测信息输出至控制处理器1，使控制处理器1根据起吊高度的监测信息，控制抱杆5的起吊动作继续或停止。

具体实施时，第一拉力监测模块21、倾角监测模块23以及限位监测模块24分别与控制处理器1信号连接，控制处理器1通常可选用带有判断器或比较器的电控开关元件。在抱杆5对塔材零件的起吊过程中，第一拉力监测模块21实时监测抱杆5的起吊载荷，并将起吊载荷的监测信息输出至控制处理器1，而控制处理器1可以根据抱杆5起吊载荷的监测信息，判断是否对抱杆5的起吊动作做出控制：当控制处理器5根据接收到的起吊载荷监测信息，确定抱杆5的起吊载荷满负荷或超负荷时，控制处理器1能够控制抱杆5的起吊动作停止，否则则继续。其中，抱杆5的起吊载荷容量由工程人员根据抱杆的实际结构强度及其使用环境等确定，而确定的起吊载荷容量应预设在控制处理器1中，控制处理器1通过比较抱杆5起吊载荷监测值与其起吊载荷容量目标值的大小关系，从而确定抱杆5的起吊载荷是否为满负荷或超负荷。

在抱杆5的自提升过程中，倾角监测模块23实时监测抱杆5的杆体倾角，并将杆体倾角的监测信息输出至控制处理器1，而控制处理器1可以根据抱杆5杆体倾角的监测信息，判断是否对抱杆5的自提升动作做出控制：当控制处理器1根据接收到的杆体倾角监测信息，确定抱杆5的杆体倾角不符合安全提升的倾角许用要求时，控制处理器1能够控制抱杆5的自提升动作停止，否则则继续。其中，抱杆5杆体的倾角许用要求由工程人员根据抱杆的实际结构强度及其使用环境等确定，而确定的倾角许用要求应预设在控制处理器1中，控制处理器1通过比较抱杆5杆体倾角监测值与其倾角许用要求目标值的大小关系，从而确定抱杆5的杆体倾角是否在倾角许用要求的范围内。

在抱杆5对塔材零件的起吊过程中，限位监测模块24实时监测抱杆5的起吊高度，并将起吊高度的监测信息输出至控制处理器1，而控制处理器1可以根据抱杆5起吊高度的监测信息，判断是否对抱杆5的自提升动作做出控制：当控制处理器1根据接收到的起吊高度监测信息，确定抱杆5的起吊高度超过安全起吊的许用高度要求时，控制处理器1能够控制抱杆5的起吊动作停止，否则则继续。其中，抱杆5安全起吊的许用高度要求由工程人员根据抱杆的实际结构强度及其使用环境等确定，而确定的许用高度要求应预设在控制处理器1中，控制处理器1通过比较抱杆5起吊高度监测值与其许用高度要求目标值的大小关系，从而确定抱杆5的起吊高度是否满足安全起吊的许用高度要求。

通过上述具体实施过程可知，本发明实施例提供的安全自控装置通过设置第一拉力监测模块21，能够确保抱杆5的起吊载荷保持在安全起吊的许用负荷之内，避免抱杆5因起吊载荷满负荷或超负荷而导致抱杆5起吊绳53严重磨损、断裂，或者导致抱杆5倾覆、弯折等；而倾角监测模块23的设置，能够确保抱杆5的杆体倾角保持在安全提升的倾角许用要求之内，避免抱杆5杆体发生倾斜甚至倾覆；而限位监测模块24的设置，能够确保抱杆5对塔材零件的起吊高度保持在安全起吊的许用高度要求内，避免塔材零件因起吊过高而导致塔材零件与抱杆发生碰撞。

因此，与现有技术中人工监控相比，本发明实施例提供的安全自控装置能够取代监控人员，对抱杆5的自提升动作或其对塔材零件的起吊动作进行全程实时监控，在很大程度上减小了作业人员的劳动强度，而且当抱杆5的自提升动作或其对塔材零件的起吊动作出现偏差时，本发明实施例提供的安全自控装置能够及时有效的对抱杆5的自提升动作或其对塔材零件的起吊动作做出调控，以确保抱杆5的自提升动作或其对塔材零件的起吊动作能够安全稳定执行，从而能够有效降低输电线路塔的组建施工安全风险。

为了进一步降低输电线路塔的组建施工安全风险，继续参阅图1，本发明实施例提供的安全自控装置中，抱杆监测单元2还包括与控制处理器1信号连接的第二拉力监测模块22。第二拉力监测模块22用于监测抱杆5的杆体提升拉力，且将杆体提升拉力的监测信息输出至控制处理器1，使控制处理器1根据杆体提升拉力的监测信息，控制抱杆5的自提升动作继续或停止。具体在抱杆5的自提升过程中，当控制处理器1根据接收到的杆体提升拉力的监测信息，确定抱杆5的杆体提升拉力超过安全提升许用拉力的最大值或者低于安全提升许用拉力的最小值时，控制处理器1能够控制抱杆5的自提升动作停止，否则则继续。其中，抱杆5安全提升的许用拉力由工程人员根据抱杆5提升装置的实际结构强度及其使用方式等确定，而确定的许用拉力应预设在控制处理器1中，控制处理器1通过比较抱杆5杆体提升拉力监测值与其许用拉力目标值的大小关系，从而确定抱杆5的杆体提升拉力是否满足安全提升的许用拉力要求。本发明实施例中设置的第二拉力监测模块22，能够确保抱杆5的杆体提升拉力保持在安全提升的许用拉力范围内，避免因提升拉力过大而对抱杆5造成冲击和震动，影响到抱杆5的自提升动作；或者避免因提升拉力过小而使抱杆5的提升速度过慢，影响到抱杆5的自提升效率。而且当抱杆5的自提升动作因其杆体提升拉力不适出现偏差时，本发明实施例提供的安全自控装置能够及时有效的对抱杆5的自提升动作做出调控，以确保抱杆5的自提升动作能够安全稳定执行，以便有效降低输电线路塔的组建施工安全风险。

值得一提的是，本实施例中，第一拉力监测模块21和第二拉力监测模块22均选用拉力传感器。而为了方便第一拉力监测模块21和第二拉力监测模块22与控制处理器1之间的信号传递，优选的，在第一拉力监测模块21和第二拉力监测模块22选用的拉力传感器中设置无线信号发射装置，而且在控制处理器1中设置与无线信号发射装置匹配的无线信号接收装置。这样，控制处理器1可以根据现场环境而自行选择其适合的安装位置，而不会影响到其对第一拉力监测模块21和第二拉力监测模块22的各监测信息的接收。

需要补充的是，参阅图2，本发明提供的实施例中，抱杆5选用附着式自提升轻型抱杆，第一拉力监测模块21固定在抱杆5的杆体顶端52，且第一拉力监测模块21与抱杆5的起吊绳53串接。具体的，第一拉力监测模块21优选用S型拉力传感器，第一拉力监测模块21的一端固定在抱杆5的杆体顶端52，另一端与起吊绳53的一端固定连接，而起吊绳53的另一端通过位于抱杆5杆体顶端52的吊点滑车转换方向后，与位于抱杆5杆体底端51外部的绞磨机相连。此时，控制处理器1通过对绞磨机的启停控制，完成其对抱杆5的起吊动作控制。起吊绳53的受力情况可以直接反应起吊载荷的大小，通过第一拉力监测模块21与抱杆5的起吊绳53串接，可以直接采集到抱杆5的起吊载荷数据，完成第一拉力监测模块21对抱杆5起吊载荷的实时监测。另外，第一拉力监测模块21与抱杆5杆体顶端52之间的固定连接，以及第一拉力监测模块21与抱杆5起吊绳53之间的固定连接，均可选择通过卸扣对其可靠锁紧，以确保抱杆5能够对塔材零件等进行安全起吊。

参阅图3，第二拉力监测模块22固定在抱杆5的杆体底端51，且第二拉力监测模块22与抱杆的提升绳54串接。具体的，第二拉力监测模块22也选用S型拉力传感器，第二拉力监测模块22的一端固定在抱杆5的杆体底端52，另一端与提升绳54的一端固定连接，而提升绳54的另一端通过位于塔架塔身提升位的滑车后，与抱杆5的自提升控制装置相连，控制处理器1通过对自提升控制装置的启停控制，完成其对抱杆5自提升动作的控制，当自提升控制装置收紧提升绳54时，抱杆5进行自提升。提升绳54的受力情况可以直接反应杆体提升拉力的大小，通过第二拉力监测模块22与抱杆5的提升绳54串接，可以直接采集到抱杆5的杆体提升拉力数据，完成第二拉力监测模块22对抱杆5杆体提升拉力的实时监测。

另外，继续参阅图3，本发明实施例提供的安全自控装置中，倾角监测模块23选用倾角传感器，将倾角传感器固定安装在抱杆5的杆体底端51，即可直接对抱杆5相对与塔架塔身的夹角进行监测。而为了方便倾角监测模块23与控制处理器1之间的信号传递，优选的，在控制处理器1中设有无线信号接收装置时，倾角监测模块23内也可设置于与无线信号接收装置相匹配的无线信号发射装置。

继续参阅图2，本发明实施例提供的安全自控装置中，限位监测模块24选用位移传感器，接触式位移传感器或非接触式位移传感器均可；将位移传感器固定在抱杆5的杆体顶端52，对抱杆5起吊的塔材零件等起吊物的位置进行实时监测。而为了方便限位监测模块24与控制处理器1之间的信号传递，优选的，在控制处理器1中设有无线信号接收装置时，限位监测模块24内也可设置于与无线信号接收装置相匹配的无线信号发射装置。

值得一提的是，为了提高抱杆5的使用稳定性，本发明实施例提供的安全自控装置还包括：与控制处理器1信号连接的抱杆预紧机构3，且抱杆预紧机构3设置在抱杆5的紧固连接件55上；具体实施时，控制处理器1中预存起吊载荷与相应预紧量的数据列表，控制处理器1根据预起吊载荷的输入信息，将相应的预紧指令输出至抱杆预紧机构3，抱杆预紧机构3根据预紧指令预紧抱杆5的紧固连接件55。其中，起吊载荷与相应预紧量的数据列表，应由工程人员根据输电线路塔组建施工现场起吊载荷的适用范围选择性输入并预存储。而且，在工程人员知晓或者预估确定出需要通过抱杆5起吊的载荷重量时，应将预起吊载荷的数据信息输入至控制处理器1中，由控制处理器1处理输出相应的预紧指令。本发明实施例提供的安全自控装置，设置抱杆预紧机构3，可以在塔材零件等起吊之前，根据不同塔材零件等起吊物的不同重量对抱杆5进行不同程度的预紧，在通过抱杆5对塔材零件等起吊时，使得抱杆5的受力由受弯转变为受压，从而提高抱杆5受载后的稳定性，进而确保组塔施工的安全。

需要补充的是，本实施例中，抱杆5的紧固连接件55通常选用螺纹连接件，比如紧固螺栓、紧固螺母或者相互匹配的螺纹副。对应的，抱杆预紧机构3可包括：固定在抱杆5紧固连接件55上的螺纹调距器31，以及与螺纹调距器31信号连接的预紧量监测单元32，且螺纹调距器31和预紧量监测单元32应分别与控制处理器1信号连接；具体的，预紧量监测单元32可选用预紧力传感器、螺纹圈数计数器或位移传感器，而螺纹调距器31可选用电控螺纹扳手。当控制处理器1输出预紧指令至螺纹调距器31时，螺纹调距器31根据预紧指令对抱杆5的紧固连接件55进行预紧，而预紧量监测单元32实时监测螺纹调距器31对紧固连接件55的预紧量，并将预紧量的监测信息输出至控制处理器1，以使控制处理器1根据预紧量的监测信息，控制螺纹调距器31的预紧动作继续或停止：当螺纹调距器31对抱杆5紧固连接件55预紧量的监测值，达到预紧指令要求的预紧量目标值时，控制处理器1控制螺纹调距器31停止动作。

为了完善安全自控装置的使用，进一步降低输电线路塔组建施工的安全风险，本发明实施例提供的安全自控装置还包括：与控制处理器1信号连接的报警器4；在控制处理器1控制抱杆5的自提升动作或抱杆5对塔材零件的起吊动作停止之前，控制处理器1还可预先发送报警的控制指令至报警器4，以使报警4报警，向输电线路塔组建施工现场的工程人员进行警示提醒。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种安全自控装置，其特征在于，包括控制处理器和抱杆监测单元；所述抱杆监测单元包括第一拉力监测模块、倾角监测模块以及限位监测模块，且所述第一拉力监测模块、所述倾角监测模块以及所述限位监测模块分别与所述控制处理器信号连接；其中，

所述第一拉力监测模块用于监测抱杆的起吊载荷，且将所述起吊载荷的监测信息输出至所述控制处理器，使所述控制处理器根据所述起吊载荷的监测信息，控制所述抱杆的起吊动作继续或停止；

所述倾角监测模块用于监测抱杆的杆体倾角，且将所述杆体倾角的监测信息输出至所述控制处理器，使所述控制处理器根据所述杆体倾角的监测信息，控制所述抱杆的自提升动作继续或停止；

所述限位监测模块用于监测抱杆的起吊高度，且将所述起吊高度的监测信息输出至所述控制处理器，使所述控制处理器根据所述起吊高度的监测信息，控制所述抱杆的起吊动作继续或停止；

所述安全自控装置还包括与所述控制处理器信号连接的抱杆预紧机构，且所述抱杆预紧机构设置在所述抱杆的紧固连接件上；

所述控制处理器用于根据预起吊载荷的输入信息，将相应的预紧指令输出至所述抱杆预紧机构，使所述抱杆预紧机构根据所述预紧指令预紧所述抱杆的紧固连接件。

2.根据权利要求1所述的安全自控装置，其特征在于，所述抱杆监测单元还包括与所述控制处理器信号连接的第二拉力监测模块；

所述第二拉力监测模块用于监测抱杆的杆体提升拉力，且将所述杆体提升拉力的监测信息输出至所述控制处理器，使所述控制处理器根据所述杆体提升拉力的监测信息，控制所述抱杆的自提升动作继续或停止。

3.根据权利要求2所述的安全自控装置，其特征在于，所述第一拉力监测模块和所述第二拉力监测模块均为拉力传感器；

所述拉力传感器设有无线信号发射装置，所述控制处理器设有与所述无线信号发射装置匹配的无线信号接收装置。

4.根据权利要求3所述的安全自控装置，其特征在于，所述第一拉力监测模块固定在所述抱杆的杆体顶端，且所述第一拉力监测模块与所述抱杆的起吊绳串接；

所述第二拉力监测模块固定在所述抱杆的杆体底端，且所述第二拉力监测模块与所述抱杆的提升绳串接。

5.根据权利要求1所述的安全自控装置，其特征在于，所述倾角监测模块为倾角传感器；所述倾角传感器固定安装在所述抱杆的杆体底端，且所述倾角传感器设有无线信号发射装置，所述控制处理器设有与所述无线信号发射装置匹配的无线信号接收装置。

6.根据权利要求1所述的安全自控装置，其特征在于，所述限位监测模块为位移传感器；所述位移传感器固定在所述抱杆的杆体顶端，且所述限位传感器设有无线信号发射装置，所述控制处理器设有与所述无线信号发射装置匹配的无线信号接收装置。

7.根据权利要求1所述的安全自控装置，其特征在于，所述抱杆预紧机构包括：螺纹调距器，以及与所述螺纹调距器信号连接的预紧量监测单元；所述螺纹调距器固定在所述抱杆的紧固连接件上，所述螺纹调距器和所述预紧量监测单元分别与所述控制处理器信号连接；

所述预紧量监测单元用于监测所述螺纹调距器对所述紧固连接件的预紧量，并输出所述预紧量的监测信息至所述控制处理器，使所述控制处理器根据所述预紧量的监测信息，控制所述螺纹调距器的预紧动作继续或停止；

所述抱杆的紧固连接件为紧固螺栓或紧固螺母。

8.根据权利要求1-7任一项所述的安全自控装置，其特征在于，所述安全自控装置还包括：与所述控制处理器信号连接的报警器；

所述报警器用于在所述控制处理器控制所述抱杆的自提升动作或起吊动作停止之前，根据所述控制处理器输出的报警指令报警。