CN109573867A - 一种塔吊运行监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔吊运行监测方法，通过增设牵引转动监测装置监测小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，用以表征小车平移牵引线缆轴的转动情况，通过增设起重转动监测装置监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，用以表征起升机构线缆轴的转动情况，基于转动情况计算小车的平移变化量及起升机构起重高度的变化量，从而实现精确的测量小车的位移变化量和起重机构起重高度的变化量。

Description

一种塔吊运行监测方法

技术领域

本发明涉及塔吊设备安全管理技术领域，特别涉及一种塔吊运行监测方法。

背景技术

塔吊又名塔式起重机，作为一种能够实现垂直和水平运输物料的搬运机械，特别是因其起重高度高、起升重量大、工作幅度大等特点，其高效率的垂直运输能力使塔吊在建筑业得到了广泛的应用。塔吊的结构组成主要可以分为基础、塔身、顶升、回转机构、起升、平衡臂、起重臂架、起重小车、塔顶、司机室、变幅等部分。基础是塔吊安装在地面上的部分；塔身是塔吊的身子，也是升高的部分：顶升是使得塔吊可以升高的部分；回转是保持塔吊上半身可以水平旋转的部分；起升机构用来将重物提升起来的部分；平衡臂架是保持力矩平衡的部分；起重臂架是提升重物的受力部分；小车是用来安装滑轮组和钢绳以及吊钩的，是直接受力部分；塔顶是用来保持臂架受力平衡的部分；司机室是操作的地方；变幅是使小车沿轨道运行的部分。

同时，塔吊也是存在危险因素较多、容易引发安全事故的机械设备，据有关部门统计资料表明，塔吊的事故率已达2.77%，在发生的事故中，各种塔吊违规超限操作、超载作业是主因，因违规超重、超力矩起吊作业，致使塔吊结构疲劳失稳或者发生塔吊群干涉碰撞等事故，对人民的生命财产安全构成了重大威胁。为了加强对塔吊作业过程的监管，减少违规操作、超载作业等情况引发塔吊安全事故的风险，需要对塔吊的回转角度、小车平移位置、起重高度、起升重量等工作参数进行监测。

目前对这些塔吊工作参数监测的实现方案有多种方案。例如，在小车平移驱动电机、起升机构驱动电机上增加旋转编码器，用以分别监测小车平移驱动电机、起升机构驱动电机各自的转动情况，同时还通过功率监测电路对起升机构驱动电机的工作功率进行侦测，从而用于分别测算小车的平移位置、起升机构的起重高度和起升重量等信息，但这样的监测方式需要对小车平移***、起升机构的驱动装置进行较大的结构改造才能实现，改造成本较高，而且小车平移位置、起升机构起重高度等，除了与驱动电机转动因素有关，实际上还与其相关传动结构（例如小车平移牵引线缆轴、起升机构线缆轴）的转动情况有关，而由于传动误差等因素，小车平移、起升机构的驱动电机与其传动结构（例如小车平移牵引线缆轴、起升机构线缆轴）的转动情况并非绝对同步的，因此依据小车平移、起升机构的驱动电机运转情况来监测小车的平移位置、起升机构的起重高度会存在一定的误差。又例如，有些监测方案，为了减少对***改造的成本，利用了其它监测方案，例如通过增设距离传感器来分别监测基准点（例如司机室）与小车、起升吊钩之间的距离，从而测算出小车的平移位置以及起升机构的起重高度，这样就不需要对小车平移***、起升机构的驱动装置进行较大的结构改造，但利用距离传感器进行测距监测存在的问题是，若采用红外光测距容易受到周围结构物体的阻挡、若采用超声波测距容易受到周围金属结构物的屏蔽干扰，因此也容易导致对小车的平移位置、起升机构的起重高度的监测会存在一定的误差。

因此，如何精确的测量小车的位移变化量和起重机构起重高度的变化量，成为了塔吊设备安全管理技术领域研究的新方向。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何精确的测量小车的位移变化量和起重机构起重高度的变化量。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种塔吊运行监测方法，包括如下步骤：

S1、在待监测塔吊上安装塔吊运行监测***，所述塔吊运行监测方法***包括安装在控制室与显示装置连接的信息传输功能的处理器，安装在小车平移牵引线缆轴上的牵引转动监测装置，以及安装在起升机构线缆轴上的起重转动监测装置；

所述牵引转动监测装置包括第一倾角加速度传感器和第一无线数据发射模块，第一倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与小车平移牵引线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，且第一倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第一无线数据发射模块进行数据传输连接，由第一无线数据发射模块对第一倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送；

所述起重转动监测装置包括第二倾角加速度传感器和第二无线数据发射模块，第二倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与起升机构线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，且第二倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第二无线数据发射模块进行数据传输连接，由第二无线数据发射模块对第二倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送；

S2、第一倾角加速度传感器监测自身基准灵敏轴线方向与重力加速度方向的夹角的变化情况，并生成第一夹角变化信息；

S3、第一无线数据发送模块将第一夹角变化信息发送至处理器；

S4、第二倾角加速度传感器监测自身基准灵敏轴线方向与重力加速度方向的夹角的变化情况，并生成第二夹角变化信息；

S5、第二无线数据发送模块将第二夹角变化信息发送至处理器；

S6、处理器基于第一夹角变化信息生成小车平移牵引线缆轴转动信息，处理器基于第二夹角变化信息生成起升机构线缆轴转动信息；

S7、处理器获取小车平移牵引线缆轴绕线周长，基于小车平移牵引线缆轴绕线周长及小车平移牵引线缆轴转动信息计算小车平移变化量；

S8、处理器获取起升机构线缆轴绕线周长，基于起升机构线缆轴绕线周长及起升机构线缆轴转动信息计算起升机构起重高度变化量。

优选地，所述牵引转动监测装置中的第一无线数据发射模块和起重转动监测装置中的第二无线数据发射模块均为低功耗蓝牙通信模块或低功耗广域物联网通信模块。

优选地，所述塔吊运行监测***还包括设置在起升线缆上的拉力监测装置；所述拉力监测装置包括拉力传感器和第三无线数据发射模块，所述拉力传感器安装在起升吊钩附近的起升线缆上以监测起升线缆的拉伸力，拉力传感器的信号输出端与第三无线数据发射模块进行数据传输连接，由第三无线数据发射模块对拉力传感器感测输出的拉伸力信号进行对外发送；

所述塔吊运行监测方法还包括如下步骤：

所述拉力传感器监测起升线缆的拉伸力测量值并生成拉伸力测量值信息；

第三无线数据发射模块发送拉伸力测量值信息至处理器。

优选地，所述拉力传感器包括支撑部件，所述支撑部件的一侧面为检测安装面，支撑部件的检测安装面的两端部位置上各设置有一个外凸于检测安装面的托撑部件，所述的托撑部件远离支撑部件一端的端面上设有用于容纳起升线缆的托撑凹槽，至少一个托撑凹槽的槽腔内设置有压力传感器，两个托撑部件托撑部件之间还设置有压紧部件，压紧部件与支撑部件的检测安装面之间留有间隙，且压紧部件与支撑部件之间通过升降锁紧结构连接，从而能够通过升降锁紧结构调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度；所述压力传感器的压力感测信号输出端即作为拉力传感器的信号输出端；

所述拉力传感器安装在起升线缆上时，起升线缆的两个位置点搭接在拉力传感器两个托撑部件的托撑凹槽上，同时起升线缆上位于该两个搭接位置点之间的部分穿过压紧部件与支撑部件的检测安装面之间的间隙，且被压紧部件挤压抵接在所述检测安装面上，从而使得设置于托撑凹槽的槽腔内的压力传感器能够感测到起升线缆受到拉伸作用力时拉伸挤压托撑凹槽的压力；

在第三无线数据发射模块发送拉伸力测量值信息至处理器后，所述塔吊运行监测方法还包括如下步骤：

处理器获取预设线性对应关系，基于预设线型对应关系与拉伸力测量值计算拉伸力真实值。

优选地，所述升降锁紧结构包括固紧螺栓以及设置在支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔，所述螺纹孔与固紧螺栓的螺杆螺纹相匹配；所述压紧部件上设有供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，从而通过固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度。

优选地，所述固紧螺栓数量和支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔数量均为两个；所述压紧部件整体呈长条状，其两端部各具有一个垂直于长度方向的供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，且该两个通孔的间距与支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔间距向匹配，从而通过两个固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的两个通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度。

优选地，所述拉力监测装置中的第三无线数据发射模块为低功耗蓝牙通信模块或低功耗广域物联网通信模块。

综上所述，本发明公开了一种塔吊运行监测方法，包括如下步骤：S1、在待监测塔吊上安装塔吊运行监测***；S2、第一倾角加速度传感器监测自身基准灵敏轴线方向与重力加速度方向的夹角的变化情况，并生成第一夹角变化信息；S3、第一无线数据发送模块将第一夹角变化信息发送至处理器；S4、第二倾角加速度传感器监测自身基准灵敏轴线方向与重力加速度方向的夹角的变化情况，并生成第二夹角变化信息；S5、第二无线数据发送模块将第二夹角变化信息发送至处理器；S6、处理器基于第一夹角变化信息生成小车平移牵引线缆轴转动信息，处理器基于第二夹角变化信息生成起升机构线缆轴转动信息；S7、处理器获取小车平移牵引线缆轴绕线周长，基于小车平移牵引线缆轴绕线周长及小车平移牵引线缆轴转动信息计算小车平移变化量；S8、处理器获取起升机构线缆轴绕线周长，基于起升机构线缆轴绕线周长及起升机构线缆轴转动信息计算起升机构起重高度变化量。通过增设牵引转动监测装置监测小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，用以表征小车平移牵引线缆轴的转动情况，通过增设起重转动监测装置监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，用以表征起升机构线缆轴的转动情况，基于转动情况计算小车的平移变化量及起升机构起重高度的变化量，从而实现精确的测量小车的位移变化量和起重机构起重高度的变化量。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明公开的一种塔吊运行监测方法的流程图；

图2为本发明中塔吊运行监测***的结构示意图；

图3为本发明中塔吊运行监测***中牵引转动监测装置随小车平移牵引线缆轴转动变化状态的示意图；

图4为本发明中塔吊运行监测***中起重转动监测装置随起升机构线缆轴转动变化状态的示意图；

图5为本发明中塔吊运行监测***的拉力监测装置中拉力传感器一种实施方式的结构示意图。

附图标记说明：小车平移牵引线缆轴1，起升机构线缆轴2,起升线缆3,牵引转动监测装置10,起重转动监测装置20,拉力传感器30,支撑部件31,检测安装面32,托撑部件33,槽腔34,压紧部件35,升降锁紧结构36。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1及图2所示，本发明公开了一种塔吊运行监测方法，包括如下步骤：

S1、在待监测塔吊上安装塔吊运行监测***，所述塔吊运行监测方法***包括安装在控制室与显示装置连接的信息传输功能的处理器，安装在小车平移牵引线缆轴1上的牵引转动监测装置，以及安装在起升机构线缆轴上的起重转动监测装置。其中，牵引转动监测装置包括第一倾角加速度传感器和第一无线数据发射模块，第一倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与小车平移牵引线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，且第一倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第一无线数据发射模块进行数据传输连接，由第一无线数据发射模块对第一倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送。所述起重转动监测装置包括第二倾角加速度传感器和第二无线数据发射模块，第二倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与起升机构线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，且第二倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第二无线数据发射模块进行数据传输连接，由第二无线数据发射模块对第二倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送；

S2、第一倾角加速度传感器监测自身基准灵敏轴线方向与重力加速度方向的夹角的变化情况，并生成第一夹角变化信息；

S3、第一无线数据发送模块将第一夹角变化信息发送至处理器；

S4、第二倾角加速度传感器监测自身基准灵敏轴线方向与重力加速度方向的夹角的变化情况，并生成第二夹角变化信息；

S5、第二无线数据发送模块将第二夹角变化信息发送至处理器；

S6、处理器基于第一夹角变化信息生成小车平移牵引线缆轴转动信息，处理器基于第二夹角变化信息生成起升机构线缆轴转动信息；

S7、处理器获取小车平移牵引线缆轴绕线周长，基于小车平移牵引线缆轴绕线周长及小车平移牵引线缆轴转动信息计算小车平移变化量；

S8、处理器获取起升机构线缆轴绕线周长，基于起升机构线缆轴绕线周长及起升机构线缆轴转动信息计算起升机构起重高度变化量。

本发明中，巧妙运用了倾角加速度传感器能够侦测重力加速度方向与其基准灵敏轴线方向之间的倾斜角度的器件工作原理，在小车平移牵引线缆轴上增设了牵引转动监测装置，牵引转动监测装置中的第一倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与小车平移牵引线缆轴的轴心方向相垂直，如图3所示，小车平移牵引线缆轴滚动拉动小车位置平移过程中发生转角变化，牵引转动监测装置中第一倾角加速度传感器检测的重力加速度方向与其基准灵敏轴线方向之间的夹角也会相应变化，因此能够通过第一倾角加速度传感器检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，用以表征小车平移牵引线缆轴的转动情况；同时，在起升机构线缆轴上增设了起重转动监测装置，起重转动监测装置中的二倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与起升机构线缆轴的轴心方向相垂直，因此同理，如图4所示，起升机构线缆轴滚动拉动带动起升高度变化过程中发生转角变化，起重转动监测装置中第二倾角加速度传感器检测的重力加速度方向与其基准灵敏轴线方向之间的夹角也会相应变化，从而能够通过第二倾角加速度传感器检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，用以表征起升机构线缆轴的转动情况；从而，根据小车平移牵引线缆轴、起升机构线缆轴的转动角度变化情况，可以得知小车平移牵引线缆轴的转动角度变化量以及起升机构线缆轴的转动角度变化量，即获知小车平移牵引线缆轴、起升机构线缆轴的正转、反转圈数，进而结合小车平移牵引线缆轴、起升机构线缆轴各自的绕线周长，就能够获知小车平移、起升机构起重高度的变化量，本发明的方法，采用的硬件设备少，结构简单成本低，且监测精度高。

本发明中使用的第一倾角加速度传感器、第二倾角加速度传感器，都可以利用市购获得的倾角加速度传感器件实现，倾角加速度传感器是非常成熟的一种加速度传感器衍生产品。

具体实施时，所述牵引转动监测装置中的第一无线数据发射模块和起重转动监测装置中的第二无线数据发射模块均为低功耗蓝牙通信模块或低功耗广域物联网通信模块。

具体实施时，所述塔吊运行监测***还包括设置在起升线缆上的拉力监测装置；所述拉力监测装置包括拉力传感器和第三无线数据发射模块，所述拉力传感器安装在起升吊钩附近的起升线缆上以监测起升线缆的拉伸力，拉力传感器的信号输出端与第三无线数据发射模块进行数据传输连接，由第三无线数据发射模块对拉力传感器感测输出的拉伸力信号进行对外发送；

所述塔吊运行监测方法还包括如下步骤：

所述拉力传感器监测起升线缆的拉伸力测量值并生成拉伸力测量值信息；

第三无线数据发射模块发送拉伸力测量值信息至处理器。

本发明中还可以进一步的增加设置在起升线缆上的拉力监测装置，用以辅助监测起升机构的起升重量。拉力监测装置包括拉力传感器和第三无线数据发射模块，所述拉力传感器安装在起升吊钩附近的起升线缆上以监测起升线缆的拉伸力，拉力传感器的信号输出端与第三无线数据发射模块进行数据传输连接，由第三无线数据发射模块对拉力传感器感测输出的拉伸力信号进行对外发送，发送至处理器。

具体实施时，所述拉力传感器包括支撑部件，所述支撑部件的一侧面为检测安装面，支撑部件的检测安装面的两端部位置上各设置有一个外凸于检测安装面的托撑部件，所述的托撑部件远离支撑部件一端的端面上设有用于容纳起升线缆的托撑凹槽，至少一个托撑凹槽的槽腔内设置有压力传感器，两个托撑部件托撑部件之间还设置有压紧部件，压紧部件与支撑部件的检测安装面之间留有间隙，且压紧部件与支撑部件之间通过升降锁紧结构连接，从而能够通过升降锁紧结构调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度；所述压力传感器的压力感测信号输出端即作为拉力传感器的信号输出端；

所述拉力传感器安装在起升线缆上时，起升线缆的两个位置点搭接在拉力传感器两个托撑部件的托撑凹槽上，同时起升线缆上位于该两个搭接位置点之间的部分穿过压紧部件与支撑部件的检测安装面之间的间隙，且被压紧部件挤压抵接在所述检测安装面上，从而使得设置于托撑凹槽的槽腔内的压力传感器能够感测到起升线缆受到拉伸作用力时拉伸挤压托撑凹槽的压力；

在第三无线数据发射模块发送拉伸力测量值信息至处理器后，所述塔吊运行监测方法还包括如下步骤：

处理器获取预设线性对应关系，基于预设线型对应关系与拉伸力测量值计算拉伸力真实值。

本发明中的拉力传感器，也可以采用市购的成熟拉力传感器产品，例如断接式拉力传感器，使用方式是将起升线缆中段断开，断开的两个端头分别连接在断接式拉力传感器的两个受力检测端，从而通过检测该两个受力检测端受到的拉力而获得起升线缆的拉伸力。但这种断接式拉力传感器的使用需要将起升线缆断开为两段，这样会影响起升线缆的拉伸强度。因此，作为优选方案，可以采用如下结构的拉力传感器：如图5所示，该拉力传感器包括支撑部件，所述支撑部件的一侧面为检测安装面，支撑部件的检测安装面的两端部位置上各设置有一个外凸于检测安装面的托撑部件，所述的托撑部件远离支撑部件一端的端面上设有用于容纳起升线缆的托撑凹槽，至少一个托撑凹槽的槽腔内设置有压力传感器（压力传感器在图5中未示出），两个托撑部件托撑部件之间还设置有压紧部件，压紧部件与支撑部件的检测安装面之间留有间隙，且压紧部件与支撑部件之间通过升降锁紧结构连接，从而能够通过升降锁紧结构调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度；所述压力传感器的压力感测信号输出端即作为拉力传感器的信号输出端。该拉力传感器安装在起升线缆上时，起升线缆的两个位置点搭接在拉力传感器两个托撑部件的托撑凹槽上，同时起升线缆上位于该两个搭接位置点之间的部分穿过压紧部件与支撑部件的检测安装面之间的间隙，且被压紧部件挤压抵接在所述检测安装面上，从而使得设置于托撑凹槽的槽腔内的压力传感器能够感测到起升线缆受到拉伸作用力时拉伸挤压托撑凹槽的压力。由此以来，便能够在不断开起升线缆的情况下安装拉力传感器，避免对起升线缆强度的影响，不仅减少了改造成本，而且更有利于保持起升机构原有的起升承载能力和受力稳定性。当然，该优化方案的拉力传感器所检测的压力值（拉伸力测量值），并不是直接等于起升线缆拉力值（拉伸力真实值），但与起升线缆拉伸力值是有线性对应关系的，该线性对应关系可以通过预先的试验统计加以确定，所以相当于是间接的监测获得起升线缆的拉伸力；同时，通过该优化方案的拉力传感器所检测获得的起升线缆拉伸力数据准确、精度高，从而计算得到的拉伸力真实值也更精确。

具体实施时，所述升降锁紧结构包括固紧螺栓以及设置在支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔，所述螺纹孔与固紧螺栓的螺杆螺纹相匹配；所述压紧部件上设有供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，从而通过固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度。

具体实施时，所述固紧螺栓数量和支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔数量均为两个；所述压紧部件整体呈长条状，其两端部各具有一个垂直于长度方向的供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，且该两个通孔的间距与支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔间距向匹配，从而通过两个固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的两个通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度。

升降锁紧结构的具体设计实现方式也可以有所中方案。从设计简单、结构可靠的角度考虑，作为优选设计方案，可以设计升降锁紧结构包括固紧螺栓以及设置在支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔，所述螺纹孔与固紧螺栓的螺杆螺纹相匹配；所述压紧部件上设有供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，从而通过固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度。这样以来，使用操作就变得非常简单，只要使用工具对固紧螺栓加以调节，便能够改变压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度，实现对起升线缆的有效压紧夹持固定。作为进一步的优选实现方式，该降锁紧结构设计中的固紧螺栓数量和支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔数量均为两个；同时，所述压紧部件可设计为整体呈长条状，其两端部各具有一个垂直于长度方向的供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，且该两个通孔的间距与支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔间距向匹配，从而通过两个固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的两个通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度，这样更有利于确保压紧部件对起升线缆压紧夹持固定的稳定性。

具体实施时，所述拉力监测装置中的第三无线数据发射模块为低功耗蓝牙通信模块或低功耗广域物联网通信模块。

另外，从***使用寿命的角度考虑，在本发明的塔吊运行监测辅助***中，牵引转动监测装置中的第一无线数据发射模块、起重转动监测装置中的第二无线数据发射模块、拉力监测装置中的第三无线数据发射模块均优选考虑采用低功耗蓝牙通信模块或低功耗广域物联网（Low-Power Wide-Area Network，即LPWAN）通信模块，低功耗蓝牙通信模块的技术成熟且传输功耗低，低功耗广域物联网通信模块虽然是新型的低功耗通信技术模块，但可以利用LoRa技术等实现远距离、低功耗、多节点的数据交互传输，通过使用这些低功耗的无线通信模块，有助于减少牵引转动监测装置、起重转动监测装置、拉力监测装置的数据传输能耗，延长***的工作使用寿命。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种塔吊运行监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在待监测塔吊上安装塔吊运行监测***，所述塔吊运行监测方法***包括安装在控制室与显示装置连接的信息传输功能的处理器，安装在小车平移牵引线缆轴上的牵引转动监测装置，以及安装在起升机构线缆轴上的起重转动监测装置；

所述牵引转动监测装置包括第一倾角加速度传感器和第一无线数据发射模块，第一倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与小车平移牵引线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到小车平移牵引线缆轴的转动角度变化情况，且第一倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第一无线数据发射模块进行数据传输连接，由第一无线数据发射模块对第一倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送；

所述起重转动监测装置包括第二倾角加速度传感器和第二无线数据发射模块，第二倾角加速度传感器布置的基准灵敏轴线方向与起升机构线缆轴的轴心方向相垂直，从而能够通过检测重力加速度的方向与基准灵敏轴线方向之间的夹角变化而监测到起升机构线缆轴的转动角度变化情况，且第二倾角加速度传感器的倾斜角度信号输出端与第二无线数据发射模块进行数据传输连接，由第二无线数据发射模块对第二倾角加速度传感器感测输出的倾斜角度信号进行对外发送；

S2、第一倾角加速度传感器监测自身基准灵敏轴线方向与重力加速度方向的夹角的变化情况，并生成第一夹角变化信息；

S3、第一无线数据发送模块将第一夹角变化信息发送至处理器；

S4、第二倾角加速度传感器监测自身基准灵敏轴线方向与重力加速度方向的夹角的变化情况，并生成第二夹角变化信息；

S5、第二无线数据发送模块将第二夹角变化信息发送至处理器；

S6、处理器基于第一夹角变化信息生成小车平移牵引线缆轴转动信息，处理器基于第二夹角变化信息生成起升机构线缆轴转动信息；

S7、处理器获取小车平移牵引线缆轴绕线周长，基于小车平移牵引线缆轴绕线周长及小车平移牵引线缆轴转动信息计算小车平移变化量；

S8、处理器获取起升机构线缆轴绕线周长，基于起升机构线缆轴绕线周长及起升机构线缆轴转动信息计算起升机构起重高度变化量。

2.如权利要求1所述的塔吊运行监测方法，其特征在于，所述牵引转动监测装置中的第一无线数据发射模块和起重转动监测装置中的第二无线数据发射模块均为低功耗蓝牙通信模块或低功耗广域物联网通信模块。

3.如权利要求1所述的塔吊运行监测方法，其特征在于，所述塔吊运行监测***还包括设置在起升线缆上的拉力监测装置；所述拉力监测装置包括拉力传感器和第三无线数据发射模块，所述拉力传感器安装在起升吊钩附近的起升线缆上以监测起升线缆的拉伸力，拉力传感器的信号输出端与第三无线数据发射模块进行数据传输连接，由第三无线数据发射模块对拉力传感器感测输出的拉伸力信号进行对外发送；

所述塔吊运行监测方法还包括如下步骤：

所述拉力传感器监测起升线缆的拉伸力测量值并生成拉伸力测量值信息；

第三无线数据发射模块发送拉伸力测量值信息至处理器。

4.如权利要求3所述的塔吊运行监测方法，其特征在于，所述拉力传感器包括支撑部件，所述支撑部件的一侧面为检测安装面，支撑部件的检测安装面的两端部位置上各设置有一个外凸于检测安装面的托撑部件，所述的托撑部件远离支撑部件一端的端面上设有用于容纳起升线缆的托撑凹槽，至少一个托撑凹槽的槽腔内设置有压力传感器，两个托撑部件托撑部件之间还设置有压紧部件，压紧部件与支撑部件的检测安装面之间留有间隙，且压紧部件与支撑部件之间通过升降锁紧结构连接，从而能够通过升降锁紧结构调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度；所述压力传感器的压力感测信号输出端即作为拉力传感器的信号输出端；

所述拉力传感器安装在起升线缆上时，起升线缆的两个位置点搭接在拉力传感器两个托撑部件的托撑凹槽上，同时起升线缆上位于该两个搭接位置点之间的部分穿过压紧部件与支撑部件的检测安装面之间的间隙，且被压紧部件挤压抵接在所述检测安装面上，从而使得设置于托撑凹槽的槽腔内的压力传感器能够感测到起升线缆受到拉伸作用力时拉伸挤压托撑凹槽的压力；

在第三无线数据发射模块发送拉伸力测量值信息至处理器后，所述塔吊运行监测方法还包括如下步骤：

处理器获取预设线性对应关系，基于预设线型对应关系与拉伸力测量值计算拉伸力真实值。

5.如权利要求4所述的塔吊运行监测方法，其特征在于，所述升降锁紧结构包括固紧螺栓以及设置在支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔，所述螺纹孔与固紧螺栓的螺杆螺纹相匹配；所述压紧部件上设有供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，从而通过固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度。

6.如权利要求5所述的塔吊运行监测方法，其特征在于，所述固紧螺栓数量和支撑部件的检测安装面中部位置的螺纹孔数量均为两个；所述压紧部件整体呈长条状，其两端部各具有一个垂直于长度方向的供固紧螺栓的螺杆穿过的通孔，且该两个通孔的间距与支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔间距向匹配，从而通过两个固紧螺栓的螺杆穿过压紧部件上的两个通孔配合安装在支撑部件的检测安装面上的两个螺纹孔内，来调节压紧部件与检测安装面之间的间隙宽度。

7.如权利要求3所述的塔吊运行监测方法，其特征在于，所述拉力监测装置中的第三无线数据发射模块为低功耗蓝牙通信模块或低功耗广域物联网通信模块。