專利名稱：起重機的安全監(jiān)控裝置、方法以及包括該裝置的起重機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工程機械領域，具體涉及起重機的安全監(jiān)控裝置、方法以及采用該裝 置的起重機。
背景技術：
現(xiàn)有的起重機中，為了保證作業(yè)安全，采用的方法大都是在起重機吊臂上加注安 全標示，如“起重臂下嚴禁站人”、“作業(yè)半徑內注意安全”等。然而，這種安全警示方法很容 易被忽略，尤其是無意進入危險范圍內的人員。同時，這種安全警示方式無法自動實時地提 供主動的安全報警，需要現(xiàn)場作業(yè)人員保持高度的注意，而由于現(xiàn)場操作情況的復雜性，這 種安全警示經常會被忽略。盡管現(xiàn)有技術中也提供了通過檢測裝置來主動檢測作業(yè)區(qū)域中 的目標(人和物體)的設備，但是現(xiàn)存的設備不能根據(jù)起重機吊臂的實時操作情況來發(fā)出 警報和調整起重機操作，這使得這種現(xiàn)存檢測設備的適用性較差。因此，需要提供一種新的 安全警示方式來解決上述問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的就是提供一種起重機的安全監(jiān)控裝置、相應的安全監(jiān)控方法、 以及采用該裝置的起重機，以便實現(xiàn)自動實時的報警方式，提高工程作業(yè)的安全性。針對上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種起重機的安全監(jiān)控裝置，其 包括測距單元，對所述起重機的周圍空間進行檢測，所述測距單元根據(jù)檢測到的設定目標 生成相應的距離信息，并將所述距離信息輸出；處理單元，與所述測距單元通信連接以接收 來自所述測距單元的所述距離信息，且與所述起重機的主控制器通信連接以讀取所述主控 制器中的當前作業(yè)參數(shù)信息，所述處理單元根據(jù)所述距離信息和所述當前作業(yè)參數(shù)信息來 確定所述目標是否處于所述起重機的作業(yè)范圍內，并生成相應的輸出信號；以及報警單元， 與所述處理單元通信連接以接收來自所述處理單元的輸出信號，所述報警單元響應于接收 到的所述輸出信號而執(zhí)行預定的操作。進一步地，根據(jù)本發(fā)明第一個方面的起重機的安全監(jiān)控裝置，其中，測距單元附接 至所述起重機的回轉機構，所述測距單元包括相對所述起重機的吊臂的縱軸線對稱布置的 一對測距傳感器，所述一對測距傳感器與所述回轉機構的回轉中心的連線均相對于所述縱 軸線成預定角度；或者所述測距單元包括布置在所述回轉機構周圍的多個測距傳感器。進一步地，根據(jù)本發(fā)明第一個方面的起重機的安全監(jiān)控裝置，其中，測距單元為 紅外測距傳感器、激光測距傳感器、超聲波測距傳感器或雷達測距傳感器。進一步地，根據(jù)本發(fā)明第一個方面的起重機的安全監(jiān)控裝置，其中，測距傳感器 為紅外測距傳感器、激光測距傳感器、超聲波測距傳感器或雷達測距傳感器。進一步地，根據(jù)本發(fā)明第一個方面的起重機的安全監(jiān)控裝置，其中，處理單元具 有計算模塊，用于將從所述主控制器中讀取的所述作業(yè)參數(shù)信息轉換成相應的作業(yè)半徑； 比較模塊，用于將計算出的所述作業(yè)半徑與來自所述測距單元的所述距離信息相比較，并
4根據(jù)比較結果生成相應的所述輸出信號。進一步地，根據(jù)本發(fā)明第一個方面的起重機的安全監(jiān)控裝置，其中，處理單元讀取 的所述當前作業(yè)參數(shù)信息包括起重機吊臂的角度和起重機吊臂的伸出長度。進一步地，根據(jù)本發(fā)明第一個方面的起重機的安全監(jiān)控裝置，其中，報警單元包括 設置在所述起重機的控制室中的蜂鳴器和警示燈以及設置在所述控制室外部的聲訊警示器。進一步地，根據(jù)本發(fā)明第一個方面的起重機的安全監(jiān)控裝置，其中，蜂鳴器、所述 警示燈和所述處理單元集成在一起。進一步地，根據(jù)本發(fā)明第一個方面的起重機的安全監(jiān)控裝置，其中，處理單元與所 述主控制器集成在一起。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了一種起重機的安全監(jiān)控方法，其包括以下步 驟a)通過測距單元對所述起重機的周圍空間進行檢測，并根據(jù)檢測到的設定目標生 成相應的距離信息，進而將所述距離信息輸出；b)通過與所述測距單元以及所述起重機的主控制器通信連接的處理單元來接收 來自所述測距單元的所述距離信息，并從所述主控制器讀取所述起重機的當前作業(yè)參數(shù)信 息，進而比較所述距離信息與所述當前作業(yè)參數(shù)信息，以確定所述目標是否處于所述起重 機的作業(yè)范圍內，隨后根據(jù)所述比較結果生成相應的輸出信號；以及c)通過與所述處理單元通信連接的報警單元接收來自所述處理單元的輸出信號， 并響應于所述輸出信號而執(zhí)行預定的操作。進一步地，根據(jù)本發(fā)明第二個方面的起重機的安全監(jiān)控方法，其中，在所述步驟b) 中，所述處理單元在比較所述距離信息與所述作業(yè)參數(shù)信息之前，將所述作業(yè)參數(shù)信 息轉換成相應的作業(yè)半徑；所述處理單元在將所述當前作業(yè)參數(shù)信息轉換成所述作業(yè)半徑之后，將所述距離 信息與所述作業(yè)半徑進行比較，其中，在所述距離小于或等于所述作業(yè)半徑的情況下，所述 處理單元輸出報警信號。根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供了一種起重機，其包括根據(jù)本發(fā)明第一個方面的 安全監(jiān)控裝置。本發(fā)明具有以下技術效果根據(jù)本發(fā)明的起重機的安全監(jiān)控裝置能夠自動地實時檢測是否有人進入了危險 區(qū)域內(作業(yè)半徑范圍內)，并將檢測信息傳送給處理單元；處理單元一方面接收檢測信 息，同時還從起重機的主控制器處讀取相關的作業(yè)信息，并根據(jù)預先編好的算法對兩種信 息進行處理，進而輸出相應的控制信號，以控制報警單元的操作。由此，能夠根據(jù)起重機吊 臂的實際操作情況實時檢測作業(yè)半徑內是否有人員出現(xiàn)，并及時發(fā)出警報，以提醒現(xiàn)場人 員遠離危險的作業(yè)區(qū)域。應該理解，以上的一般性描述和以下的詳細描述都是列舉和說明性質的，目的是 為了對要求保護的本發(fā)明提供進一步的說明。


附圖構成本說明書的一部分，用于幫助進一步理解本發(fā)明。這些附解了本發(fā) 明的一些實施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的 標號表示。附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的起重機的安全監(jiān)控裝置的原理圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的起重機的安全監(jiān)控裝置的安裝示意圖。
具體實施例方式下面將參照附圖并結合示例性實例對本發(fā)明的實施方式進行說明。首先，對本發(fā)明的起重機的安全監(jiān)控裝置的基本構成方式進行說明。根據(jù)本發(fā)明 的原理，本起重機的安全監(jiān)控裝置包括測距單元，其對起重機的周圍環(huán)境進行檢測，該測 距單元根據(jù)檢測到的設定目標(比如，人)而生成相應的距離信息，并將該距離信息輸出， 此時，測距單元輸出的信息為目標與測距單元之間的距離；處理單元，其與測距單元通信連 接以接收來自測距單元的距離信息，并且與起重機的主控制器通信連接以讀取主控制器中 的當前作業(yè)參數(shù)信息，處理單元根據(jù)上述距離信息和當前作業(yè)參數(shù)信息確定目標是否處于 起重機的作業(yè)范圍內，并生成相應的輸出信號；以及報警單元，其與處理單元通信連接以接 收來自處理單元的輸出信號，該報警單元響應于接收到的輸出信號而執(zhí)行預定的操作(例 如，發(fā)出音頻報警信號)。通過上述這種安全監(jiān)控裝置，能夠實現(xiàn)主動實時的安全監(jiān)控。安全監(jiān)控裝置的測 距單元能夠自動地實時檢測是否有人進入了危險區(qū)域內(作業(yè)半徑范圍內)，并將距離信 息傳送給處理單元；處理單元一方面接收距離信息，同時還從起重機的主控制器處讀取相 關的作業(yè)信息，并根據(jù)預先編好的算法對兩種信息進行處理，進而輸出相應的控制信號，以 控制報警單元的操作。由此，能夠實時檢測作業(yè)半徑內是否有人員出現(xiàn)，并及時發(fā)出警報， 以提醒現(xiàn)場人員遠離危險的作業(yè)區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，測距單元可以布置在起重機附近的地點或者安裝至起重機上的任何 適當位置處，只要便于對作業(yè)范圍內的人員進行檢測即可。例如，可以布置在起重機的周 圍，或者安裝至起重機的回轉機構、吊臂、控制室等。處理單元和報警單元的布置位置也十 分靈活，可以布置在起重機的任何適當位置處，甚至可以作為遠程操作單元而與起重機分 離地設置。并且，測距單元的數(shù)目和類型也可以根據(jù)操作需要而進行適當?shù)倪x擇，這些將在 下面結合具體實例進行說明。具體地，圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的安全監(jiān)控裝置的原理框圖。該 安全監(jiān)控裝置主要包括測距單元、處理單元、蜂鳴器、LED警示燈和外部警示聲訊器。在所 示的原理圖中，蜂鳴器、LED警示燈和外部警示聲訊器構成了上述的報警單元，測距單元通 過一個單獨的電源模塊與處理單元相連，電源模塊用于為整個安全監(jiān)控裝置供電。在其他 實施方式中，安全監(jiān)控裝置也可以與起重機的主控制器共用一個電源。圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的安全監(jiān)控裝置布置在起重機上的示意 圖，其中僅示出了起重機的局部。在圖2所示的實例中，測距單元附接至起重機10的回轉 機構11，具體包括相對于起重機10的吊臂12的縱軸線A對稱布置的一對測距傳感器1、3， 如圖2所示，這一對測距傳感器1、3與回轉機構11的回轉中心的連線均相對于縱軸線A成預定角度α。該預定角度α的范圍可以任意選取，只要保證形成的檢測區(qū)域能夠完全覆蓋 吊臂12前方的區(qū)域即可。由此，這對測距傳感器1、3能夠隨著回轉機構11的回轉運動在 其間的2α角度范圍進行檢測，其主要對吊臂12前方區(qū)域的作業(yè)半徑進行重點監(jiān)測。進一 步優(yōu)選地，測距單元可以包括布置在回轉機構11周圍的多個測距傳感器，這樣無論回轉機 構11轉動到什么位置(即無論吊臂指向什么位置)，都能夠在360°的范圍內進行目標檢 測。此外，需要說明的是，圖2的實施方式中的一對測距傳感器1、3并非必須對稱地布置， 也可以根據(jù)實際操作需要對兩個測距傳感器1、3的角度進行調整。具體地，測距單元可以選自多種類型的測距傳感器，例如紅外測距傳感器、激光 測距傳感器、超聲波測距傳感器或雷達測距傳感器等。進一步地，在采用測距傳感器的情況下，安全監(jiān)控裝置的處理單元2可以具有將 從主控制器4中讀取的當前作業(yè)參數(shù)信息轉換成相應的作業(yè)半徑的計算模塊(圖中未示 出)。并且，處理單元2還具有將計算出的作業(yè)半徑與來自測距單元的距離信息相比較的比 較模塊(圖中未示出)，該比較模塊根據(jù)比較結果生成相應的輸出信號，以便控制報警單元 的操作。更具體地，處理單元2讀取的當前作業(yè)參數(shù)信息可以包括起重機吊臂的角度、起 重機吊臂的伸出長度等。通過這些參數(shù)信息，計算模塊可以計算出相應的作業(yè)半徑信息。優(yōu)選地，如圖1的框圖中所示，本發(fā)明的安全監(jiān)控裝置的報警單元包括設置在起 重機10的控制室13中的蜂鳴器和警示燈(圖中未示出)以及設置在控制室外部的聲訊警 示器5。通過控制室13內部的蜂鳴器和警示燈，控制室13內的操作人員可以及時獲知有 人進入了危險作業(yè)區(qū)域內，從而調整吊臂12的操作，以避免發(fā)生事故；與此同時，控制室13 外部的聲訊警示器5則可以提醒操進入危險區(qū)域的人員及時原理該作業(yè)區(qū)域。由此，能夠 同時提醒起重機的操作人員和外部人員，提醒雙方注意，從而更好地防范事故的發(fā)生。在一個實施方式中，上述的蜂鳴器、警示燈和處理單元2可以集成在一起，構成一 個共同的操作單元。并且，進一步地，處理單元2還可以與起重機10的主控制器4集成在 一起。下面，對安全監(jiān)控裝置的操作方式進行簡要說明，其中安全監(jiān)控裝置以距離信息 為比較對象進行監(jiān)控。如果有人、車輛等進入測距單元的感應范圍內時，測距單元向處理單元發(fā)出檢測 信息(如所測得的距離數(shù)據(jù))，處理單元則立即讀取起重機主機控制器中的工況參數(shù)(如吊 臂的角度、長度等)，并通過處理單元內部的計算模塊計算出此時起重機的作業(yè)半徑，進而 通過比較模塊比較測得的距離數(shù)據(jù)和計算出的作業(yè)半徑，如果所測距離小于作業(yè)半徑，則 啟動報警單元進行報警，比如啟動內置的蜂鳴器、LED警示燈和外部警示聲訊器，由此起到 自動安全警示的作用。由上述說明可以看出，本發(fā)明的安全監(jiān)控裝置可以通過感應檢測和數(shù)據(jù)對比的 方法，能實時確定起重機不同工況下的吊臂的作業(yè)半徑，并且能及時發(fā)現(xiàn)起重機不同工況 作業(yè)時作業(yè)半徑內是否有人或者車輛等出現(xiàn)，從而能對試圖進入起重機吊臂作業(yè)半徑內的 人、車輛起很好的安全警示作用。并且，本安全監(jiān)控裝置的結構簡單，安裝方便，制造成本 低，具有良好的應用價值和廣泛的適用性。此外，根據(jù)本發(fā)明的原理，還提供了包括上述安全監(jiān)控裝置的起重機。當然，需要說明的是，本發(fā)明的安全監(jiān)控裝置不僅能應用于起重機，也可以適用于其他類似的大型工 程設備，例如混凝土泵車、高空作業(yè)車、消防車。本發(fā)明的安全監(jiān)控裝置例如可以裝在設備 的作業(yè)臂上。同時，根據(jù)本發(fā)明的原理，還提供了一種起重機的安全監(jiān)控方法，其包括以下步 驟a)通過測距單元對起重機10的周圍空間進行檢測，并根據(jù)檢測到的設定目標來 生成相應的距離信息，進而將距離信息輸出；b)通過與測距單元以及起重機10的主控制器4通信連接的處理單元2接收來自 測距單元的距離信息，并從主控制器4讀取起重機10的當前作業(yè)參數(shù)信息，進而比較檢測 信息與當前作業(yè)參數(shù)信息，以確定物理是否處于起重機10的作業(yè)范圍內，隨后根據(jù)比較結 果生成相應的輸出信號；以及c)通過與處理單元2通信連接的報警單元來接收來自處理單元2的輸出信號，并 響應于該輸出信號而執(zhí)行預定的操作。進一步地，根據(jù)本發(fā)明的起重機安全監(jiān)控方法，其中，在步驟b)中，處理單元2在 比較檢測信息與當前作業(yè)參數(shù)信息之前，將當前作業(yè)參數(shù)信息轉換成相應的作業(yè)半徑；處 理單元在將當前作業(yè)參數(shù)信息轉換成作業(yè)半徑之后，將距離信息與該作業(yè)半徑進行比較， 其中，在目標與測距單元之間的距離小于或等于作業(yè)半徑的情況下，處理單元輸出報警信號。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等 同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種起重機的安全監(jiān)控裝置，其特征在于，包括測距單元，對所述起重機(10)的周圍空間進行檢測，所述測距單元根據(jù)檢測到的設定 目標生成相應的距離信息，并將所述距離信息輸出；處理單元( ，與所述測距單元通信連接以接收來自所述測距單元的所述距離信息，且 與所述起重機(10)的主控制器(4)通信連接以讀取所述主控制器中的當前作業(yè)參數(shù) 信息，所述處理單元(2)根據(jù)所述距離信息和所述當前作業(yè)參數(shù)信息來確定所述目標是否 處于所述起重機(10)的作業(yè)范圍內，并生成相應的輸出信號；以及報警單元，與所述處理單元( 通信連接以接收來自所述處理單元( 的輸出信號，所 述報警單元響應于接收到的所述輸出信號而執(zhí)行預定的操作。
2.根據(jù)權利要求1所述的起重機的安全監(jiān)控裝置，其特征在于，所述測距單元附接至所述起重機(10)的回轉機構(11)，所述測距單元包括相對所述 起重機(10)的吊臂(1 的縱軸線(A)對稱布置的一對測距傳感器(1、3)，所述一對測距傳 感器(1、3)與所述回轉機構(11)的回轉中心的連線均相對于所述縱軸線(A)成預定角度 (α)；或者所述測距單元包括布置在所述回轉機構(11)周圍的多個測距傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述的起重機的安全監(jiān)控裝置，其特征在于，所述測距單元為紅外 測距傳感器、激光測距傳感器、超聲波測距傳感器或雷達測距傳感器。
4.根據(jù)權利要求1所述的起重機的安全監(jiān)控裝置，其特征在于，所述處理單元(2)具有計算模塊，用于將從所述主控制器中讀取的所述作業(yè)參數(shù)信息轉換成相應的作業(yè) 半徑；比較模塊，用于將計算出的所述作業(yè)半徑與來自所述測距單元的所述距離信息相比 較，并根據(jù)比較結果生成相應的所述輸出信號。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的起重機的安全監(jiān)控裝置，其特征在于，所述處 理單元(2)讀取的所述當前作業(yè)參數(shù)信息包括起重機吊臂的角度和起重機吊臂的伸出長度。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的起重機的安全監(jiān)控裝置，其特征在于，所述報警 單元包括設置在所述起重機(10)的控制室(1 中的蜂鳴器和警示燈以及設置在所述控制 室(13)外部的聲訊警示器(5)。
7.根據(jù)權利要求6所述的起重機的安全監(jiān)控裝置，其特征在于，所述蜂鳴器、所述警示 燈和所述處理單元集成在一起。
8.根據(jù)權利要求1所述的起重機的安全監(jiān)控裝置，其特征在于，所述處理單元(2)與所 述主控制器(4)集成在一起。
9.一種起重機的安全監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟a)通過測距單元對所述起重機(10)的周圍空間進行檢測，并根據(jù)檢測到的設定目標 生成相應的距離信息，進而將所述距離信息輸出；b)通過與所述測距單元以及所述起重機(10)的主控制器(4)通信連接的處理單元 (2)來接收來自所述測距單元的所述距離信息，并從所述主控制器(4)讀取所述起重機 (10)的當前作業(yè)參數(shù)信息，進而比較所述距離信息與所述當前作業(yè)參數(shù)信息，以確定所述目標是否處于所述起重機(10)的作業(yè)范圍內，隨后根據(jù)所述比較結果生成相應的輸出信 號；以及c)通過與所述處理單元( 通信連接的報警單元接收來自所述處理單元( 的輸出信 號，并響應于所述輸出信號而執(zhí)行預定的操作。
10.根據(jù)權利要求9所述的起重機的安全監(jiān)控方法，其特征在于，在所述步驟b)中， 所述處理單元在比較所述距離信息與所述作業(yè)參數(shù)信息之前，將所述作業(yè)參數(shù)信息轉換成相應的作業(yè)半徑；所述處理單元在將所述當前作業(yè)參數(shù)信息轉換成所述作業(yè)半徑之后，將所述距離信息 與所述作業(yè)半徑進行比較，其中，在所述距離小于或等于所述作業(yè)半徑的情況下，所述處理 單元輸出報警信號。
11.一種起重機，其特征在于，包括權利要求1至8中任一項所述的安全監(jiān)控裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種起重機的安全監(jiān)控裝置和方法以及包括該裝置的起重機，其中安全監(jiān)控裝置包括測距單元，對起重機的周圍空間進行檢測，根據(jù)檢測到的設定目標生成相應的距離信息，并將距離信息輸出；處理單元，與測距單元通信連接以接收來自測距單元的距離信息，且與起重機的主控制器通信連接以讀取主控制器中的當前作業(yè)參數(shù)信息，處理單元根據(jù)檢測信息和當前作業(yè)參數(shù)信息來確定目標是否處于起重機的作業(yè)范圍內，并生成相應的輸出信號；以及報警單元，與處理單元通信連接以接收來自處理單元的輸出信號，報警單元響應于接收到的輸出信號而執(zhí)行預定的操作。本發(fā)明的安全監(jiān)控裝置能實現(xiàn)自動實時的報警方式，提高工程作業(yè)的安全性。
文檔編號B66C15/06GK102092640SQ20111004541
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權日2011年2月24日
發(fā)明者吳芳, 周振東, 聶軍, 譚國輝, 郭方云, 郭陽春 申請人:湖南中聯(lián)重科專用車有限責任公司