本发明提供了一种塔式起重机防过倾预警方法及塔式起重机防过倾预警装置。其中塔式起重机防过倾预警方法包括以下步骤：检测塔身(4)的标准节(41)的主弦杆(411)受力大小并生成检测结果；将检测结果与预定值进行比较，判断检测结果是否大于预定值；如果检测结果大于预定值，则发出示警信号；以及根据示警信号发出警报。本发明的技术方案可以及时检测出塔式起重机是否倾斜，并及时向司机发出警报，有效防止整机倾翻。
1.一种塔式起重机防过倾预警方法，其特征在于，包括以下步骤：检测塔身(4)的标准节(41)的主弦杆(411)受力大小并生成检测结果；
将所述检测结果与预定值进行比较，判断所述检测结果是否大于所述预定值；
如果所述检测结果大于所述预定值，则发出示警信号；以及
所述如果所述检测结果大于所述预定值，则发出示警信号包括以下步骤：如果所述标准节(41)的至少一个所述主弦杆(411)的所述检测结果大于所述预定值，则发出所述示警信号；
所述塔身(4)包括相对于其长度方向的中截面对称设置的第一侧和第二侧；
所述标准节(41)包括四个所述主弦杆(411)，其中两个所述主弦杆(411)位于所述塔身(4)的所述第一侧，另外两个所述主弦杆(411)位于所述塔身(4)的所述第二侧；
所述如果所述标准节(41)的至少一个所述主弦杆(411)的所述检测结果大于所述预定值，则发出所述示警信号包括以下步骤：判断所述标准节(41)的至少一个所述主弦杆(411)的所述检测结果大于所述预定值；
判断位于所述塔身(4)的所述第一侧的两个所述主弦杆(411)的所述检测结果中是否至少有一个所述检测结果大于所述预定值；
如果位于所述塔身(4)的所述第一侧的两个所述主弦杆(411)的所述检测结果中至少有一个所述检测结果大于所述预定值，则发出第一示警信号；
如果位于所述塔身(4)的所述第一侧的两个所述主弦杆(411)的所述检测结果均小于所述预定值，则发出第二示警信号。
2.根据权利要求1所述的塔式起重机防过倾预警方法，其特征在于，所述检测塔身(4)的标准节(41)的主弦杆(411)受力大小并生成检测结果包括以下步骤：分别检测所述标准节(41)的每个主弦杆(411)受力大小并分别生成所述检测结果。
3.根据权利要求1所述的塔式起重机防过倾预警方法，其特征在于，所述将所述检测结果与预定值进行比较，判断所述检测结果是否大于所述预定值包括以下步骤：将所述标准节(41)的每个主弦杆(411)的所述检测结果分别与所述预定值进行比较，判断是否至少有一个所述主弦杆(411)的所述检测结果大于所述预定值。
4.根据权利要求1所述的塔式起重机防过倾预警方法，其特征在于，所述根据所述示警信号发出警报包括以下步骤：根据所述第一示警信号发出第一警报；以及
5.根据权利要求1所述的塔式起重机防过倾预警方法，其特征在于，所述塔身(4)连接有附着连接结构(5)；
应力传感器(6)设置在所述塔身(4)最下端的所述标准节(41)上；
应力传感器(6)设置在连接有所述附着连接结构(5)的所述标准节(41)上，且所述应力传感器(6)位于所述附着连接结构(5)的上方。
6.一种塔式起重机防过倾预警装置，其特征在于，包括：
应力传感器(6)，所述应力传感器(6)设置在塔身(4)的标准节(41)的主弦杆(411)上，用于检测所述主弦杆(411)的受力大小并生成检测结果；
处理器(7)，所述处理器(7)设置在所述标准节(41)上并与所述应力传感器(6)连接，用于接收所述检测结果，并将所述检测结果与预定值进行比较，判断所述检测结果是否大于所述预定值，如果所述检测结果大于所述预定值，则发出示警信号；以及报警器(8)，所述报警器(8)设置在塔式起重机上并与所述处理器(7)连接，用于接收所述示警信号并发出警报；
所述塔身(4)包括相对于其长度方向的中截面对称设置的第一侧和第二侧；
所述标准节(41)包括四个所述主弦杆(411)，其中两个所述主弦杆(411)位于所述塔身(4)的所述第一侧，另外两个所述主弦杆(411)位于所述塔身(4)的所述第二侧；
所述应力传感器(6)包括四个，且一一对应地设置在所述标准节(41)的四个所述主弦杆(411)上；
所述处理器(7)用于将所述标准节(41)的每个所述主弦杆(411)的所述检测结与所述预定值比较，如果判断所述四个主弦杆(411)的所述检测结果中至少有一个所述检测结果大于所述预定值，则接着判断位于所述塔身(4)的所述第一侧的两个所述主弦杆(411)中的所述检测结果中是否至少有一个所述检测结果大于所述预定值，如果是，则发出第一示警信号，如果否，则发出第二示警信号；
所述报警器(8)有两个，其中一个所述报警器(8)用于接收所述第一示警信号并发出第一警报，另一个所述报警器(8)用于接收第二示警信号并发出第二警报。
7.根据权利要求6所述的塔式起重机防过倾预警装置，其特征在于，所述塔身(4)连接有附着连接结构(5)；
所述应力传感器(6)设置在所述塔身(4)最下端的所述标准节(41)上；
所述应力传感器(6)设置在连接有所述附着连接结构(5)的所述标准节(41)上，且所述应力传感器(6)位于所述附着连接结构(5)的上方。
塔式起重机防过倾预警方法及塔式起重机防过倾预警装置
技术领域
[0001] 本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种塔式起重机防过倾预警方法及塔式起重机防过倾预警装置。
背景技术
[0002] 现有的塔式起重机采用的是分部件运输至工地，然后在工地进行组装。拆塔、立塔过程中依靠人工观察塔身是否倾斜，是否存在整机倾翻的危险。虽然在塔式起重机的设计过程中，对其不同工况下的受力都进行过计算，拆装过程也会按规定进行，但是随着作业环境的不同，受当地环境的影响，很多拆塔、立塔时间段内的实际工况不能够完全与设计时的计算结果相符合；而且拆装过程中的不确定因素较多，人工很难准确观察到整机是否倾斜，存在发现问题时整机已经产生不可逆转损坏的风险；塔式起重机上设置的力矩限制器只是保证塔式起重机在作业过程中的起重力矩不超过设计数值，但没有把工地上的不确定性因素(例如风速、安装误差等)考虑进去，整机仍然存在倾翻风险。
发明内容
[0003] 本发明旨在提供一种塔式起重机防过倾预警方法及塔式起重机防过倾预警装置，可以及时检测出塔式起重机是否倾斜，并及时向司机发出警报，有效防止整机倾翻。
[0004] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种塔式起重机防过倾预警方法，包括以下步骤：检测塔身的标准节的主弦杆受力大小并生成检测结果；将检测结果与预定值进行比较，判断检测结果是否大于预定值；如果检测结果大于预定值，则发出示警信号；以及根据示警信号发出警报。
[0005] 进一步地，检测塔身的标准节的主弦杆受力大小并生成检测结果包括以下步骤：分别检测标准节的每个主弦杆受力大小并分别生成检测结果。
[0006] 进一步地，将检测结果与预定值进行比较，判断检测结果是否大于预定值包括以下步骤：将标准节的每个主弦杆的检测结果分别与预定值进行比较，判断是否至少有一个主弦杆检测结果大于预定值。
[0007] 进一步地，如果检测结果大于预定值，则发出示警信号包括以下步骤：如果标准节的至少一个主弦杆的检测结果大于预定值，则发出示警信号。
[0008] 进一步地，塔身包括相对于其长度方向的中截面对称设置的第一侧和第二侧；标准节包括四个主弦杆，其中两个主弦杆位于塔身的第一侧，另外两个主弦杆位于塔身的第二侧；如果标准节的至少一个主弦杆的检测结果大于预定值，则发出示警信号包括以下步骤：判断标准节的至少一个主弦杆的检测结果大于预定值；判断位于塔身的第一侧的两个主弦杆的检测结果中是否至少有一个检测结果大于预定值；如果位于塔身的第一侧的两个主弦杆的检测结果中至少有一个检测结果大于预定值，则发出第一示警信号；如果位于塔身的第一侧的两个主弦杆的检测结果均小于预定值，则发出第二示警信号。
[0009] 进一步地，根据示警信号发出警报包括以下步骤：根据第一示警信号发出第一警报；以及根据第二示警信号发出第二警报。
[0010] 进一步地，塔身连接有附着连接结构；应力传感器设置在塔身最下端的标准节上；和/或应力传感器设置在连接有附着连接结构的标准节上，且应力传感器位于附着连接结构的上方。
[0011] 根据本发明的另一方面，提供了一种塔式起重机防过倾预警装置，包括：应力传感器，应力传感器设置在塔身的标准节的主弦杆上，用于检测主弦杆的受力大小并生成检测结果；处理器，处理器设置在标准节上并与应力传感器连接，用于接收检测结果，并将检测结果与预定值进行比较，判断检测结果是否大于预定值，如果检测结果大于预定值，则发出示警信号；以及报警器，报警器设置在塔式起重机上并与处理器连接，用于接收示警信号并发出警报。
[0012] 进一步地，塔身连接有附着连接结构；应力传感器6设置在塔身最下端的标准节上；和/或应力传感器设置在连接有附着连接结构的标准节上，且应力传感器位于附着连接结构的上方。
[0013] 进一步地，塔身包括相对于其长度方向的中截面对称设置的第一侧和第二侧；标准节包括四个主弦杆，其中两个主弦杆位于塔身的第一侧，另外两个主弦杆位于塔身的第二侧；应力传感器包括四个，且一一对应地设置在标准节的四个主弦杆上；处理器用于将标准节的每个主弦杆的检测结与预定值比较，如果判断四个主弦杆的检测结果中至少有一个检测结果大于预定值，则接着判断位于塔身的第一侧的两个主弦杆中的检测结果中是否至少有一个检测结果大于预定值，如果是，则发出第一示警信号，如果否，则发出第二示警信号；报警器有两个，其中一个报警器用于接收第一示警信号并发出第一警报，另一个报警器用于接收第二示警信号并发出第二警报。
[0014] 应用本发明的技术方案，在塔身的标准节的主弦杆上设置应力传感器，检测主弦杆受到的实时应力，并将检测结果传递给处理器，处理器将检测结果与预定值进行比较，如果检测结果小于或等于预定值，则说明整机没有倾翻的危险，如果检测结果大于预定值，则说明整机已经存在倾翻危险，报警器据此发出警报，提醒司机进行后续操作以维持整机的平衡。由于应力传感器实时检测主弦杆受力大小，所以能够及时发现安全隐患，即使在不同的工况下也能有效避免整机倾翻，提高塔式起重机的安全性。
附图说明
[0015] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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：
[0016] 图1示出了根据本发明的实施例的塔式起重机防过倾预警装置设置在塔式起重机上的示意图；
[0017] 图2示出了根据图1的A处放大图；
[0018] 图3示出了根据图1的B处放大图；
[0019] 图4示出了根据本发明的实施例的塔式起重机防过倾预警装置设置在塔式起重机上的局部示意图；以及
[0020] 图5示出了根据本发明的实施例的塔式起重机防过倾预警方法的流程图。
[0021] 附图标记说明：
[0022] 1、起重臂；2、载重小车；21、吊钩；3、平衡臂；4、塔身；41、标准节；411、主弦杆；412、安装板；413、斜腹杆；5、附着连接结构；6、应力传感器；7、处理器；8、报警器；9、建筑物。
具体实施方式
[0023] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024] 如图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供了一种应用在塔式起重机上的塔式起重机防过倾预警装置。结合参见图1，塔式起重机包括起重臂1、载重小车2、吊钩21、平衡臂3以及塔身4，其中塔身4竖直设置，塔身4包括多个上下叠置的标准节41，每个标准节41包括四个主弦杆411，四个主弦杆411之间通过横腹杆和斜腹杆413连接，为了确保塔身4的稳定，其中一个标准节41连接有附着连接结构5，附着连接结构5固定在建筑物9上，塔身4顶端设置有回转支承，起重臂1设置在回转支承上并向远离塔身4的方向延伸，载重小车2设置在起重臂1上并可以沿起重臂1的长度方向运动，吊钩21设置在载重小车2上，平衡臂3设置在回转支承上并向远离塔身4的方向延伸，且平衡臂3的延伸方向与起重臂1的延伸方向相反。
[0025] 塔式起重机防过倾预警装置包括应力传感器6、处理器7以及报警器8，其中应力传感器6设置在塔身4的其中一个标准节41的主弦杆411上，通过应力传感器6可以检测出该主弦杆411的实时应力大小，并生成相应的检测结果，处理器7设置在该标准节41上并与应力传感器6连接，用于接收应力传感器6生成的检测结果，并将检测结果与预定值相比较，判断检测结果是否大于预定值，如果判断检测结果大于预定值，则处理器7会发出示警信号，报警器8与处理器7连接，用于接收示警信号并发出警报，提醒司机进行相应操作以维持塔身4平衡。通过设置塔式起重机防过倾预警装置，一旦塔身4有倾翻的危险，报警器8都会发出警报提醒司机，整个过程自动进行，无需人工观察，防倾翻的安全系数大幅度提高，有效确保了塔式起重机的安全。
[0026] 这里的预定值是指预先设置在处理器7中作为对比基础的安全值。如果检测结果小于或等于该安全值，说明塔身4没有倾翻的危险，如果检测结果大于该安全值，则说明塔身4存在倾翻的危险。
[0027] 优选地，应力传感器6为应变片，通过应力传感器6检测主弦杆411的实时应力大小具体体现为：将应变片贴在主弦杆411上，检测应变片的位移，从而得出主弦杆411所受载荷大小。
[0028] 本发明的原理为：
[0029] 当塔式起重机在作业、拆装过程中，塔身4受力会偏向于一侧，一旦塔身4所受外力大于塔身4自身能够承受的力时，塔身4将会出现倾斜，甚至导致倾翻；在塔身4倾斜时，塔身4的受力情况可以通过标准节41的主弦杆411的受力情况反映出来，因此，通过分析主弦杆
411的受力可以得知塔身4的倾斜状况。当主弦杆411所受的力大于预先设定的安全值时，说明塔身4的倾斜状况已经达到存在倾翻危险的程度，需要司机进行后续操作以维持塔身4的平衡。
[0030] 对于没有附着连接结构5的塔式起重机来说，偏载时塔身4底部的标准节41受力最为明显，对于有附着连接结构5的塔式起重机来说，偏载时与附着连接结构5相连接的标准节41受力也较为明显，所以优选地，如果没有附着连接结构5，则在塔身4的最下端的标准节41上安装应力传感器6和处理器7；如果有附着连接结构5，则在与附着连接结构5相连接的标准节41上安装应力传感器6以及处理器7，并使应力传感器6位于附着连接结构5的上方，同时在塔身4最下端的标准节41也上安装应力传感器6和处理器7。这样可以更为准确地检测出塔身4的受力状况。
[0031] 一般塔身4的标准节41有四根主弦杆411，为了精确得知塔身4在各个方向的受力状况，优选为在四根主弦杆411上均设置应力传感器6，每个主弦杆411上的应力传感器6实时采集对应的主弦杆411受力情况并生成相应的检测结果后将该检测结果传递给对应的处理器7，处理器7获取所有应力传感器6生成的检测结果，并将这些检测结果逐一与统一的一个预定值进行对比，一旦判断其中任意一个检测结果大于该预定值，则处理器7都会生成示警信息，进一步触发报警器8发出警报。
[0032] 以塔身4的沿其长度方向的中截面为标准，塔身4包括相对于该中截面对称的第一侧和第二侧，标准节41的四根主弦杆411中，其中两个主弦杆411位于塔身4的第一侧，另外两根主弦杆411位于塔身4的第二侧，为了准确得知塔身4哪一侧受力超出安全范围，优选地，与四个主弦杆411上的应力传感器6对应的报警器8有两个，其中第一个报警器8对应于塔身4的第一侧的两个主弦杆411上的应力传感器6，第二个报警器8对应于塔身4的第二侧的两个主弦杆411上的应力传感器6。当处理器7判断对应的标准节41的四个主弦杆411的检测结果中，至少有一个检测结果大于预定值，则处理器7需要进一步判断第一侧的两个主弦杆411的检测结果中是否至少有一个大于预定值，如果是，即第一侧的两个主弦杆411的检测结果中至少有一个大于预定值，则处理器7会发出第一示警信号，第一个报警器8接收第一示警信号并发出第一警报，提醒司机此时塔身4向第一侧倾斜；如果否，即第一侧的两个主弦杆411的检测结果均小于预定值，则说明是第二侧的两个主弦杆411的检测结果中的至少一个大于预定值，此处理器7会发出第二示警信号，第二个报警器8接收第二示警信号并发出第二警报，提醒司机塔身4向第二侧倾斜。通过不同报警器8示警，司机可以快速区分是塔身4哪一侧受力超出安全范围，从而有针对性地进行后续操作，使塔身4恢复平衡。直至警报解除。
[0033] 优选地，标准节41的斜腹杆413上固定有安装板412，处理器7和报警器8设置在安装板412上。
[0034] 当然，报警器8的位置不限于设置在标准节41上，也可以用延长线迁至塔式起重机的工作台外，或者也可以设置在驾驶室中以方便司机观察。
[0035] 本发明还公开了一种塔式起重机防过倾预警方法，该方法应用前述的塔式起重机防过倾预警装置，具体包括以下步骤：
[0036] S100、检测塔身4的标准节41的主弦杆411受力大小并生成检测结果；
[0037] S200、将检测结果与预定值进行比较，判断检测结果是否大于预定值；
[0038] S300、如果判断检测结果大于预定值，则发出示警信号；以及
[0039] S400、根据示警信号发出警报提醒司机。
[0040] 其中对于步骤S100，在标准节41的四个主弦杆411均设置有传感器的情况下，步骤S100具体表现为：检测每个主弦杆411所受力的大小并对每个主弦杆411的受力情况分别生成检测结果。
[0041] 相应地，步骤S200具体表现为：将每个主弦杆411的检测结果逐一与预定值进行比较，判断是否至少有一个检测结果大于预定值。
[0042] 相应地，步骤S300具体表现为：一旦判断至少一个主弦杆411的检测结果大于预定值，则发出示警信号。
[0043] 对于步骤S300，在报警器8有两个的情况下，步骤S300还表现为：一旦判断标准节41的四个主弦杆411的检测结果中，至少有一个检测结果是大于预定值的，则进一步判断位于塔身4的第一侧的两个主弦杆411的检测结果中是否至少有一个大于预定值，如果是，即塔身4第一侧的两个主弦杆411的检测结果至少有一个大于预定值，则发出第一示警信号；
如果否，即塔身4第一侧的两个主弦杆411的检测结果均小于预定值，则发出第二示警信号。
[0044] 相应地，步骤S400具体表现为：根据第一示警信号发出第一警报，根据第二示警信号发出第二警报，以区别塔身4的倾斜方向。
[0045] 下面结合图5所示的优选实施方式具体说明应用塔式起重机防过倾预警装置进行防过倾预警的方法，其中塔式起重机的工况为正在进行吊载作业，预警方法包括：
[0046] 将第一个应力传感器6和第二个应力传感器6一一对应安装在位于塔身4第一侧的两个主弦杆411上，将第三个应力传感器6和第四个应力传感器6一一对应安装在位于塔身4第二侧的两个主弦杆411上；将处理器7设置在安装板412上，两个报警器8安装在驾驶室内；
[0047] 司机操作起重臂1进行正常吊载作业，四个应力传感器6分别检测对应的主弦杆411实时受力状况，其中第一个应力传感器6生成检测信号Q1，第二个应力传感器6生成检测信号Q2，第三个应力传感器6生成检测信号Q3，第四个应力传感器6生成检测信号Q4。
[0048] 处理器7接收Q1、Q2、Q3以及Q4，并分别将Q1、Q2、Q3、Q4与预定值α进行比较，判断Q1、Q2、Q3以及Q4是否均小于或等于α。如果是，即Q1、Q2、Q3以及Q4均小于或等于α，则说明塔身4受力没有超过安全范围，塔式起重机进行正常作业；如果否，说明Q1、Q2、Q3以及Q4中至少一个大于α，塔身4存在向其第一侧或第二侧倾翻的危险，需要接着判断Q1以及Q2中是否至少有一个大于α。如果是，即Q1以及Q2均大于α或Q1、Q2中的一个大于α，则处理器7发出第一示警信号S1，触发第一个报警器8发出警报，提醒司机塔身4有向塔身4第一侧倾翻的危险，司机马上停止塔式起重机的吊载作业，并进行相应操作以减轻塔身4第一侧受力，直至警报解除；如果否，即Q1以及Q2均小于α，说明是Q3以及Q4中至少有一个大于α，则处理器7发出第二示警信号S2，触发第二个报警器8发出警报，提醒司机塔身4有向第二侧倾翻的危险，司机马上停止塔式起重机的吊载作业，并进行相应操作以减轻塔身4第二侧受力，直至警报解除。
[0049] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
[0050] 1、能够在不同环境、不同工况下进行预警，适用范围较广。
[0051] 2、能够自动进行预警，无需人工观察，可靠性高。
[0052] 3、制作成本较低。
[0053] 以上所述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。
