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专利号: 2022108272367
申请人: 成都坚尔达机电设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2024-11-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于智能化的起重机作业安全智能监测分析预警系统,其特征在于,包括:数据云平台、塔吊起重机自身安全监测模块、塔吊起重机外界环境安全监测模块、综合分析平台和作业安全预警终端;

所述数据云平台用于存储塔吊起重机的标准底座三维外观图像,存储各塔架节点位置对应的初始三维坐标,存储塔吊起重机的塔架标准放置角度、起重臂允许最大运转角度和拉杆所能承受的最大拉力,并存储安全降水量和塔吊起重机所能承受的最大风速;

所述塔吊起重机自身安全监测模块用于对塔吊起重机进行自身安全监测,评估塔吊起重机的自身安全系数,其中塔吊起重机自身安全监测模块包括底座安全监测单元、塔架安全监测单元、起重臂安全监测单元和拉杆安全监测单元;

所述塔吊起重机外界环境安全监测模块用于对塔吊起重机的外界环境进行安全监测,评估塔吊起重机的外界环境安全系数,其中塔吊起重机外界环境安全监测模块包括降水量安全监测单元和风速安全监测单元;

所述综合分析平台用于基于塔吊起重机自身安全监测模块和塔吊起重机外界环境安全监测模块的监测结果综合分析塔吊起重机的作业安全系数;

所述作业安全预警终端用于将塔吊起重机的作业安全系数与预设的标准作业安全系数进行对比,若塔吊起重机的作业安全系数低于标准作业安全系数,则进行作业安全预警;所述降水量安全监测单元用于对塔吊起重机所在区域内的外界环境进行降水量监测,其具体过程为:E1:通过雨量计对塔吊起重机所在区域内的外界环境进行降水量监测,进而获取塔吊起重机所在区域内外界环境对应的降水量;

E2:将塔吊起重机所在区域内外界环境对应的降水量与数据云平台中存储的安全降水量进行对比,计算塔吊起重机所在区域内的降水量安全系数,其计算公式为:,其中 表示为塔吊起重机所在区域内的降水量安全系数, 表示为安全

降水量, 表示为塔吊起重机所在区域内外界环境对应的降水量;

所述风速安全监测单元用于对塔吊起重机所在区域内的外界环境进行风速监测,其具体过程为:F1:通过风速计对塔吊起重机所在区域内的外界环境进行风速监测,进而获取塔吊起重机所在区域内外界环境对应的风速;

F2:将塔吊起重机所在区域内外界环境对应的风速与数据云平台中存储的塔吊起重机所能承受的最大风速进行对比,计算塔吊起重机所在区域内的风速安全系数,其计算公式为: ,其中 表示为塔吊起重机所在区域内的风速安全系数,表示为塔吊起重机所能承受的最大风速, 表示为塔吊起重机所在区域内外界环境对应的风速;所述塔吊起重机的外界环境安全系数计算公式为: ,其中 表示为塔

吊起重机的外界环境安全系数, 和 分别为设定的塔吊起重机所在区域内的降水量和风速对应的安全权重值。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能化的起重机作业安全智能监测分析预警系统,其特征在于:所述底座安全监测单元用于对塔吊起重机底座进行安全监测,其具体过程为:A1:通过巡检无人机中安装的高清摄像仪对塔吊起重机进行三维外观图像采集,进而获取塔吊起重机的三维外观图像,并从中提取塔吊起重机底座对应的三维外观图像;

A2:将塔吊起重机底座对应的三维外观图像与数据云平台中存储的塔吊起重机的标准底座三维外观图像进行对比,进而从中提取出塔吊起重机底座对应的各外观缺陷区域,并将其分别编号为1,2,...,i,...,k,进而提取各外观缺陷区域的外观缺陷类型和外观缺陷面积;

A3:将塔吊起重机底座对应各外观缺陷区域的外观缺陷类型与预设的各外观缺陷类型所属单位面积的风险影响因子进行匹配,得到塔吊起重机底座对应各外观缺陷区域的外观缺陷类型所属单位面积的风险影响因子,进而据此计算塔吊起重机的底座外观安全系数,其计算公式为: , 表示为塔吊起重机的底座外观安全系数, 和分别表示为塔吊起重机底座对应第 个外观缺陷区域的外观缺陷面积和该外观缺陷类型所属单位面积的风险影响因子。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能化的起重机作业安全智能监测分析预警系统,其特征在于:所述塔架安全监测单元用于对塔吊起重机的塔架进行安全监测,其具体过程为:B1:从塔吊起重机的三维外观图像中识别出各塔架节点所在位置,并对识别到的塔架节点进行分别编号为1,2,...,m,...,v;B2:根据预设的三维直角坐标系构建方式对塔架构建三维直角坐标系,进而基于构建的三维直角坐标系获取各塔架节点位置对应的三维坐标;

B3:将各塔架节点位置对应的三维坐标与数据云平台中存储的各塔架节点位置对应的初始三维坐标进行对比,计算塔吊起重机的塔架节点安全系数,其计算公式为:,其中 表示为塔

吊起重机的塔架节点安全系数, 、 和 分别表示为塔吊起重机的第 个塔架节点位置对应的在 轴、 轴和 轴上的初始三维坐标值, 、 和 分别表示为塔吊起重机的第 个塔架节点位置对应的在 轴、 轴和 轴上的三维坐标值;

B4:从塔吊起重机的三维外观图像中提取塔吊起重机的塔架与底座之间的角度,将其记为塔吊起重机的塔架放置角度;

B5:将塔吊起重机的塔架放置角度与数据云平台中塔吊起重机的塔架标准放置角度进行对比,计算塔吊起重机的塔架放置安全系数,其计算公式为: ,其中 表示为塔吊起重机的塔架放置安全系数, 表示为塔吊起重机的塔架放置角度, 表示为塔吊起重机的塔架标准放置角度;

B6:基于塔吊起重机的塔架节点安全系数和塔吊起重机的塔架放置安全系数计算塔吊起重机的塔架安全系数,其计算公式为: ,其中 表示为塔吊起重机的塔架安全系数,e表示为自然常数, 和 分别表示为预设的塔吊起重机的塔架节点和塔架放置对应的安全修正系数。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能化的起重机作业安全智能监测分析预警系统,其特征在于:所述起重臂安全监测单元用于对塔吊起重机的起重臂进行安全监测,其具体过程为:C1:以塔吊起重机所在地面为参考水平面,进而获取塔吊起重机的起重臂与参考水平面之间形成的夹角角度,并将其记为塔吊起重机的起重臂运转角度;

C2:将塔吊起重机的起重臂运转角度与数据云平台中塔吊起重机的起重臂允许最大运转角度进行对比,计算塔吊起重机的起重臂运转安全系数,其计算公式为: ,其中 表示为塔吊起重机的起重臂运转安全系数, 表示为塔吊起重机的起重臂允许最大运转角度,表示为塔吊起重机的起重臂运转角度。

5.根据权利要求4所述的一种基于智能化的起重机作业安全智能监测分析预警系统,其特征在于:所述拉杆安全监测单元用于对塔吊起重机的拉杆进行安全监测,其具体过程为:D1:从塔吊起重机的三维外观图像中识别出各个拉杆所在位置,进而将塔吊起重机的各个拉杆分别编号为1,...,p,...,u;D2:通过拉力传感器分别对塔吊起重机的各个拉杆所承受的拉力进行检测,进而获取塔吊起重机的各个拉杆所承受的拉力;D3:将塔吊起重机的各个拉杆所承受的拉力与数据云平台中存储的塔吊起重机的拉杆所能承受的最大拉力进行对比,计算塔吊起重机的拉杆承重安全系数,其计算公式为:,其中 表示为塔吊起重机的拉杆承重安全系数, 表示为塔吊起重

机的拉杆所能承受的最大拉力, 表示为塔吊起重机的第p个拉杆所承受的拉力;

D4:基于获取的塔吊起重机的各个拉杆所承受的拉力,从中提取出拉杆所承受的最大拉力和最小拉力,进而计算塔吊起重机的拉杆受力分布安全系数,其计算公式为:,其中 表示为塔吊起重机的拉杆受力分布安全系数, 和 分别表

示为拉杆所承受的最大拉力和最小拉力, 表示为预设的塔吊起重机的拉杆所能承受的最大拉力差;

D5:基于塔吊起重机的拉杆承重安全系数和塔吊起重机的拉杆受力分布安全系数,进而计算塔吊起重机的拉杆安全系数,其计算公式为: ,其中 表示为塔吊起重机的拉杆安全系数, 和 分别表示为预设的塔吊起重机的拉杆承重和受力分布对应的安全权重因子。

6.根据权利要求5所述的一种基于智能化的起重机作业安全智能监测分析预警系统,其特征在于:所述塔吊起重机的自身安全系数计算公式为: ,其中 表示为塔吊起重机的自身安全系数, 、 、 和 分别为设定的塔吊起重机的底座、塔架、起重臂和拉杆对应的安全权重系数。

7.根据权利要求6所述的一种基于智能化的起重机作业安全智能监测分析预警系统,其特征在于:所述塔吊起重机的作业安全系数计算公式为: ,其中 表示为塔吊起重机的作业安全系数, 和 分别表示为预设的塔吊起重机的自身和外界环境对应的安全修正因子。