爬升脚手架安全监控方法及装置

摘要

本发明涉及一种爬升脚手架提升安全监控方法及装置，属于建筑安装工程测量监控技术领域。本发明的方法首先通过光栅作为标尺，精确测量爬升脚手架提升过程中支承杆件的受力状况，同时采用无线技术对信号进行传输，然后分析判断支承杆件是否超过安全监控范围，当超过安全监控范围时，及时停止爬升脚手架的工作；本发明的装置包括支承杆件轴向应力采集装置、无线传输模块、爬升脚手架提升控制模块、声光报警装置、PDA终端、控制端信号分析处理模块及电源模块。本发明智能化程度高，适应性强，及时有效地监控爬升脚手架提升安全。

权利要求

1.一种爬升脚手架提升安全监控装置，其特征在于：包括轴向应力采集装置、无线传输模块、信号分析处理模块、爬升脚手架提升控制模块、声光报警装置、PDA终端及用于供电的电源模块；其中，轴向应力采集装置设置在爬升脚手架的支承杆件上，用于采集支承杆件的应力数据，并通过无线传输模块发送至信号分析处理模块；

PDA终端用于设定支承杆件的安全监控参数，并发送至信号分析处理模块；

信号分析处理模块用于将轴向应力采集装置采集的应力数据与设定的安全监控参数比较后生成控制命令，并将控制命令分别发送至爬升脚手架提升控制模块、声光报警装置；

爬升脚手架提升控制模块用于根据控制命令控制爬升脚手架的提升；

声光报警装置用于根据控制命令发出声光报警信号；

所述轴向应力采集装置包括扣件、应力采集杆、光栅传感器及信号细分电路；应力采集杆的底部通过扣件固定在支承杆件上，应力采集杆的顶部与光栅传感器相连接，信号细分电路用于提高应力检测信号的精度。

2.根据权利要求1所述的爬升脚手架提升安全监控装置，其特征在于：所述爬升脚手架提升控制模块由三极管及继电器组成；其中，三极管用于对电流信号进行放大以控制继电器工作。

3.根据权利要求1所述的爬升脚手架提升安全监控装置，其特征在于：所述声光报警装置包括三极管、继电器及声光报警器，三极管用于对电流信号进行放大处理以控制继电器的通断来控制声光报警器的工作状况。

4.根据权利要求1所述的爬升脚手架提升安全监控装置，其特征在于：所述信号分析处理模块采用DSP芯片。

说明书

爬升脚手架安全监控方法及装置

[0001] 技术领域：

[0002] 本发明涉及一种爬升脚手架提升安全监控方法及装置，属于建筑安装工程测量监控领域。

[0003] 背景技术：

[0004] 爬升脚手架在建筑安装工程中有着广泛的应用，爬升脚手架提升过程中经常出现支承杆件的受力不均，在提升过程中容易出现局部构件超载破坏，特别是高层建筑施工中使用的悬挂式脚手架的爬升杆，一旦断裂将导致整体模架下坠，造成重大的安全事故。因此在爬升脚手架提升过程中及时有效地安全监控局部超载破坏非常必要，资料显示，在我国建筑施工系统每年发生的伤亡事故中，约有三分之一的伤亡事故直接或间接地与脚手架架设工具及其使用的问题有关，因而应建立切实可行的安全监控体系，研发相应的安全监控设备，以避免不必要的生命财产损失。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术中的缺陷，提供一种爬升脚手架提升安全监控方法及装置，避免爬升脚手架提升过程中安全隐患的发生。

[0006] 本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

[0007] 一种爬升脚手架提升安全监控方法，包括如下步骤：

[0008] 步骤A，将轴向应力采集装置安装在爬升脚手架的支承杆件上；

[0009] 步骤B，在控制端预先设定支承杆件的安全监控参数；

[0010] 步骤C，爬升脚手架开始提升后，采用轴向应力采集装置测量爬升脚手架提升过程中支承杆件的应力变量；

[0011] 步骤D，通过无线传输模块将步骤C测量得到的应力变量传输给控制端；

[0012] 步骤E，控制端将接收到的应力变量与预先设定的安全监控参数进行比较，判断支承杆件的受力是否超过安全监控限度：

[0013] E-1、当实测数据超过安全监控参数时，及时停止爬升脚手架的提升，同时启动声光报警器进行报警；

[0014] E-2、当实测数据没有超过安全监控参数时，继续工作；

[0015] 步骤F，将实测数据、步骤E的判断结果通过显示器显示。

[0016] 本发明还提供一种爬升脚手架提升安全监控装置，包括轴向应力采集装置、无线传输模块、信号分析处理模块、爬升脚手架提升控制模块、声光报警装置、PDA终端及用于供电的电源模块；其中，

[0017] 轴向应力采集装置设置在爬升脚手架的支承杆件上，用于采集支承杆件的应力数据，并通过无线传输模块发送至信号分析处理模块；

[0018] PDA终端用于设定支承杆件的安全监控参数，并发送至信号分析处理模块；

[0019] 信号分析处理模块用于将轴向应力采集装置采集的应力数据与设定的安全监控参数比较后生成控制命令，并将控制命令分别发送至爬升脚手架提升控制模块、声光报警装置；

[0020] 爬升脚手架提升控制模块用于根据控制命令控制爬升脚手架的提升；

[0021] 声光报警装置用于根据控制命令发出声光报警信号。

[0022] 进一步的，本发明的爬升脚手架提升安全监控装置中，轴向应力采集装置包括扣件、应力采集杆、光栅传感器及信号细分电路；应力采集杆的底部通过扣件固定在支承杆件上，应力采集杆的顶部与光栅传感器相连接，信号细分电路用于提高应力检测信号的精度。

[0023] 进一步的，本发明的爬升脚手架提升安全监控装置中，爬升脚手架提升控制模块由三极管及继电器组成；其中，三极管用于对电流信号进行放大以控制继电器工作。

[0024] 进一步的，本发明的爬升脚手架提升安全监控装置中，声光报警装置包括三极管、继电器及声光报警器，三极管用于对电流信号进行放大处理以控制继电器的通断来控制声光报警器的工作状况。

[0025] 进一步的，本发明的爬升脚手架提升安全监控装置中，信号分析处理模块采用DSP芯片。

[0026] 本发明采用上述技术方案具有以下有益效果：

[0027] 1、智能化程度高，采用无线技术，避免了有线技术在施工现场的不便。

[0028] 2、测量精确，本系统采用光栅作为测量标尺并对信号进行细分，可以精确及时地测量爬升脚手架提升时支承杆件的受力状况。

[0029] 3、适应性强，根据不同的脚手架杆件和不同的安全监控要求，只要设置相应的杆件参数以及安全监控参数，即可安全有效的监控。

[0030] 4、结构简单、操作方便，PDA终端友好，使用者只要在PDA终端提示下输入相应参数即可，其他均为系统智能处理。

[0031] 附图说明：

[0032] 图1为本发明的爬升脚手架安全监控装置的结构框架图；

[0033] 图2为本发明的爬升脚手架安全监控装置的结构示意图；

[0034] 图3为本发明的工作流程示意图；

[0035] 图中的标号解释：

[0036] 1、轴向应力采集装置，2、无线传输模块，3、爬升脚手架提升控制模块，4、声光报警装置，5、PDA终端，6、控制端信号分析处理模块，1-1、扣件，1-2、应力采集杆，1-3、光栅传感器，1-4、信号细分电路。

[0037] 具体实施方案:

[0038] 下面结合附图对技术方案的实施做进一步的详细描述：

[0039] 如图1所示，一种爬升脚手架提升安全监控系统，包括支承杆件轴向应力采集装置、无线传输模块、爬升脚手架提升控制模块、声光报警装置、PDA终端、控制端信号分析处理模块及电源模块；其中支承杆件轴向应力采集装置与控制端信号分析处理模块分别与无线传输模块连接，爬升脚手架提升控制模块、声光报警装置及PDA终端分别与控制端信号分析处理模块连接。

[0040] 如图2所示，支承杆件轴向应力采集装置1主要由扣件1-1、应力采集杆1-2、光栅传感器1-3及信号细分电路1-4构成；应力采集杆1-2的底部通过扣件1-1固定在支承杆件上，顶部与光栅传感器1-3进行连接，细分电路1-4主要用于提高应力检测信号的精度；

[0041] 爬升脚手架提升控制模块3主要由继电器和三极管构成，三极管用于对电流信号进行放大以控制继电器工作；爬升脚手架提升控制模块3的输入端与控制端信号分析处理模块6的输出端连接，当系统超过安全监控范围时，控制端信号分析处理模块6给爬升脚手架提升控制模块3输出高电平，在继电器的作用下切断爬升脚手架提升装置的供电系统，停止爬升脚手架提升，起到安全监控的效果。

[0042] 声光报警装置4主要由三极管、继电器及声光报警器构成，三极管用于对电流信号进行放大处理以控制继电器的通断来控制声光报警器的通断；声光报警装置4的输入端与控制端信号分析处理模块6的输出端连接，当系统超过安全监控范围时，控制端信号分析处理模块6的输出端给声光报警装置4输出高电平，在三极管的驱动作用下控制继电器工作，进而保证了声光报警器的工作，起到了声光报警的效果。

[0043] PDA终端5主要由键盘和LCD构成，键盘用于对系统相应控制及数据的输入，LCD用于对键盘输入的实时显示及系统相关数据状况的显示；在爬升脚手架提升之前，首先通过键盘输入系统的相关参数和安全监控参数，LCD对输入的数据实时显示，同时在爬升脚手架提升过程中，LCD实时显示实测数据以及系统是否工作在安全状况下。

[0044] 控制端信号分析处理模块6采用DSP芯片或者单片机及相应电路构成，单片机主要用于对输入的信号进行分析、判断并做相应处理；单片机作为控制信号分析处理模块6的核心，起到了分析处理的作用，单片机接收到无线传输模块2输入的信号后，结合系统设置参数分析处理，将得到的实测值通过PDA终端5的LCD进行显示，同时将判断结果以电信号的形式分别传输给声光报警装置4及爬升脚手架提升控制模块3以达到安全监控的效果。

[0045] 无线传输模块2由无线传输装置及相应电路构成，无线传输模块用于对支承杆件轴向应力采集装置1与控制端信号分析处理模块6的信号传输；本传输模块采用双向通信，正常使用情况下，支承杆件轴向应力采集装置1将信号传输给无线传输模块2的一端，再通过无线传输模块2的另一端传输给控制端信号分析处理模块6，以达到信号无线传输的效果。

[0046] 如图3所示，本发明的具体工作过程如下：

[0047] 假设实际工程脚手架杆件的外径为48mm、壁厚为3.5mm、材料为弹性模量为206GPa的Q235无缝钢管，安全监控范围为应力值[σ]=167MPa，安装时脚手架轴向应力采集装置1的两端距离为150mm。

[0048] 首先启动脚手架安全监控装置，通过PDA终端3分别输入脚手架杆件的外径为48mm、壁厚为3.5mm、弹性模量206GPa、脚手架轴向应力采集装置1的两端中心距离150mm。

[0049] 然后启动爬升脚手架提升，同时支承杆件轴向应力采集装置1开始采集数据，通过无线传输模块2传输给控制端信号分析处理模块6，控制端信号分析处理模块6分析处理后遇到如下两种情况时：

[0050] 情况1：得出的实际应力值为130MPa，此时为安全监控范围内，LCD显示实时测量值，并显示为安全工作状况，开始下一轮的数据采集及分析处理。

[0051] 情况2：得出的实际应力值为187MPa，此时超过安全安全监控范围内，LCD显示实时测量值，并显示为非安全工作状况，控制端信号分析处理模块6给爬升脚手架提升控制模块3输出高电平进而切断爬升脚手架的工作电源，停止爬升脚手架提升。

[0052] 显然，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本发明的技术基础上，对个别部件进行的改进和等同变化，不应排除在本发明的保护范围之外。