專利名稱：爬升腳手架安全監控方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種爬升腳手架提升安全監控方法及裝置，屬于建筑安裝工程測量監控領域。
背景技術：
爬升腳手架在建筑安裝工程中有著廣泛的應用，爬升腳手架提升過程中經常出現支承 桿件的受力不均，在提升過程中容易出現局部構件超載破壞，特別是高層建筑施工中使用 的懸掛式腳手架的爬升桿，一旦斷裂將導致整體模架下墜，造成重大的安全事故。因此在爬 升腳手架提升過程中及時有效地安全監控局部超載破壞非常必要，資料顯示，在我國建筑 施工系統每年發生的傷亡事故中，約有三分之一的傷亡事故直接或間接地與腳手架架設工 具及其使用的問題有關，因而應建立切實可行的安全監控體系，研發相應的安全監控設備， 以避免不必要的生命財產損失。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術中的缺陷，提供一種爬升腳手架 提升安全監控方法及裝置，避免爬升腳手架提升過程中安全隱患的發生。本發明為解決上述技術問題，采用如下技術方案 一種爬升腳手架提升安全監控方法，包括如下步驟
步驟A，將軸向應力采集裝置安裝在爬升腳手架的支承桿件上； 步驟B，在控制端預先設定支承桿件的安全監控參數；
步驟C，爬升腳手架開始提升后，采用軸向應力采集裝置測量爬升腳手架提升過程中支 承桿件的應力變量；
步驟D，通過無線傳輸模塊將步驟C測量得到的應力變量傳輸給控制端； 步驟E，控制端將接收到的應力變量與預先設定的安全監控參數進行比較，判斷支承桿 件的受力是否超過安全監控限度
E-1、當實測數據超過安全監控參數時，及時停止爬升腳手架的提升，同時啟動聲光報 警器進行報警；
E-2、當實測數據沒有超過安全監控參數時，繼續工作； 步驟F，將實測數據、步驟E的判斷結果通過顯示器顯示。本發明還提供一種爬升腳手架提升安全監控裝置，包括軸向應力采集裝置、無線 傳輸模塊、信號分析處理模塊、爬升腳手架提升控制模塊、聲光報警裝置、PDA終端及用于供 電的電源模塊；其中，
軸向應力采集裝置設置在爬升腳手架的支承桿件上，用于采集支承桿件的應力數據， 并通過無線傳輸模塊發送至信號分析處理模塊；
PDA終端用于設定支承桿件的安全監控參數，并發送至信號分析處理模塊； 信號分析處理模塊用于將軸向應力采集裝置采集的應力數據與設定的安全監控參 數比較后生成控制命令，并將控制命令分別發送至爬升腳手架提升控制模塊、聲光報警裝置；
爬升腳手架提升控制模塊用于根據控制命令控制爬升腳手架的提升； 聲光報警裝置用于根據控制命令發出聲光報警信號。進一步的，本發明的爬升腳手架提升安全監控裝置中，軸向應力采集裝置包括扣 件、應力采集桿、光柵傳感器及信號細分電路；應力采集桿的底部通過扣件固定在支承桿件 上，應力采集桿的頂部與光柵傳感器相連接，信號細分電路用于提高應力檢測信號的精度。進一步的，本發明的爬升腳手架提升安全監控裝置中，爬升腳手架提升控制模塊 由三極管及繼電器組成；其中，三極管用于對電流信號進行放大以控制繼電器工作。進一步的，本發明的爬升腳手架提升安全監控裝置中，聲光報警裝置包括三極管、 繼電器及聲光報警器，三極管用于對電流信號進行放大處理以控制繼電器的通斷來控制聲 光報警器的工作狀況。進一步的，本發明的爬升腳手架提升安全監控裝置中，信號分析處理模塊采用DSP
-H-· I I心片。本發明采用上述技術方案具有以下有益效果
1、智能化程度高，采用無線技術，避免了有線技術在施工現場的不便。2、測量精確，本系統采用光柵作為測量標尺并對信號進行細分，可以精確及時地 測量爬升腳手架提升時支承桿件的受力狀況。3、適應性強，根據不同的腳手架桿件和不同的安全監控要求，只要設置相應的桿 件參數以及安全監控參數，即可安全有效的監控。4、結構簡單、操作方便，PDA終端友好，使用者只要在PDA終端提示下輸入相應參 數即可，其他均為系統智能處理。
圖1為本發明的爬升腳手架安全監控裝置的結構框架圖； 圖2為本發明的爬升腳手架安全監控裝置的結構示意圖； 圖3為本發明的工作流程示意圖； 圖中的標號解釋
1、軸向應力采集裝置，2、無線傳輸模塊，3、爬升腳手架提升控制模塊，4、聲光報警裝 置，5、PDA終端，6、控制端信號分析處理模塊，1-1、扣件，1-2、應力采集桿，1_3、光柵傳感器， 1-4、信號細分電路。具體實施方案
下面結合附圖對技術方案的實施做進一步的詳細描述
如圖1所示，一種爬升腳手架提升安全監控系統，包括支承桿件軸向應力采集裝置、無 線傳輸模塊、爬升腳手架提升控制模塊、聲光報警裝置、PDA終端、控制端信號分析處理模塊 及電源模塊；其中支承桿件軸向應力采集裝置與控制端信號分析處理模塊分別與無線傳輸 模塊連接，爬升腳手架提升控制模塊、聲光報警裝置及PDA終端分別與控制端信號分析處 理模塊連接。如圖2所示，支承桿件軸向應力采集裝置1主要由扣件1-1、應力采集桿1-2、光柵 傳感器1-3及信號細分電路1-4構成；應力采集桿1-2的底部通過扣件1-1固定在支承桿 件上，頂部與光柵傳感器1-3進行連接，細分電路1-4主要用于提高應力檢測信號的精度；爬升腳手架提升控制模塊3主要由繼電器和三極管構成，三極管用于對電流信號進行 放大以控制繼電器工作；爬升腳手架提升控制模塊3的輸入端與控制端信號分析處理模塊 6的輸出端連接，當系統超過安全監控范圍時，控制端信號分析處理模塊6給爬升腳手架提 升控制模塊3輸出高電平，在繼電器的作用下切斷爬升腳手架提升裝置的供電系統，停止 爬升腳手架提升，起到安全監控的效果。聲光報警裝置4主要由三極管、繼電器及聲光報警器構成，三極管用于對電流信 號進行放大處理以控制繼電器的通斷來控制聲光報警器的通斷；聲光報警裝置4的輸入端 與控制端信號分析處理模塊6的輸出端連接，當系統超過安全監控范圍時，控制端信號分 析處理模塊6的輸出端給聲光報警裝置4輸出高電平，在三極管的驅動作用下控制繼電器 工作，進而保證了聲光報警器的工作，起到了聲光報警的效果。PDA終端5主要由鍵盤和IXD構成，鍵盤用于對系統相應控制及數據的輸入，IXD 用于對鍵盤輸入的實時顯示及系統相關數據狀況的顯示；在爬升腳手架提升之前，首先通 過鍵盤輸入系統的相關參數和安全監控參數，LCD對輸入的數據實時顯示，同時在爬升腳手 架提升過程中，IXD實時顯示實測數據以及系統是否工作在安全狀況下。控制端信號分析處理模塊6采用DSP芯片或者單片機及相應電路構成，單片機主 要用于對輸入的信號進行分析、判斷并做相應處理；單片機作為控制信號分析處理模塊6 的核心，起到了分析處理的作用，單片機接收到無線傳輸模塊2輸入的信號后，結合系統設 置參數分析處理，將得到的實測值通過PDA終端5的LCD進行顯示，同時將判斷結果以電信 號的形式分別傳輸給聲光報警裝置4及爬升腳手架提升控制模塊3以達到安全監控的效果。無線傳輸模塊2由無線傳輸裝置及相應電路構成，無線傳輸模塊用于對支承桿件 軸向應力采集裝置1與控制端信號分析處理模塊6的信號傳輸；本傳輸模塊采用雙向通信， 正常使用情況下，支承桿件軸向應力采集裝置1將信號傳輸給無線傳輸模塊2的一端，再通 過無線傳輸模塊2的另一端傳輸給控制端信號分析處理模塊6，以達到信號無線傳輸的效果。如圖3所示，本發明的具體工作過程如下
假設實際工程腳手架桿件的外徑為48mm、壁厚為3. 5mm、材料為彈性模量為206GPa的 Q235無縫鋼管，安全監控范圍為應力值[σ ]=167MPa，安裝時腳手架軸向應力采集裝置1的 兩端距離為150mm。首先啟動腳手架安全監控裝置，通過PDA終端3分別輸入腳手架桿件的外徑為 48mm、壁厚為3. 5mm、彈性模量206GPa、腳手架軸向應力采集裝置1的兩端中心距離150mm。然后啟動爬升腳手架提升，同時支承桿件軸向應力采集裝置1開始采集數據，通 過無線傳輸模塊2傳輸給控制端信號分析處理模塊6，控制端信號分析處理模塊6分析處理 后遇到如下兩種情況時
情況1 得出的實際應力值為130MPa，此時為安全監控范圍內，LCD顯示實時測量值，并 顯示為安全工作狀況，開始下一輪的數據采集及分析處理。情況2 得出的實際應力值為187MPa，此時超過安全安全監控范圍內，IXD顯示實 時測量值，并顯示為非安全工作狀況，控制端信號分析處理模塊6給爬升腳手架提升控制 模塊3輸出高電平進而切斷爬升腳手架的工作電源，停止爬升腳手架提升。
顯然，各部件的結構、設置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本發明的技術 基礎上，對個別部件進行的改進和等同變化，不應排除在本發明的保護范圍之外。
權利要求
1.一種爬升腳手架提升安全監控方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟A，將軸向應力采集裝置安裝在爬升腳手架的支承桿件上； 步驟B，在控制端預先設定支承桿件的安全監控參數；步驟C，爬升腳手架開始提升后，采用軸向應力采集裝置測量爬升腳手架提升過程中支 承桿件的應力變量；步驟D，通過無線傳輸模塊將步驟C測量得到的應力變量傳輸給控制端； 步驟E，控制端將接收到的應力變量與預先設定的安全監控參數進行比較，判斷支承桿 件的受力是否超過安全監控限度E-1、當實測數據超過安全監控參數時，及時停止爬升腳手架的提升，同時啟動聲光報 警器進行報警；E-2、當實測數據沒有超過安全監控參數時，繼續工作； 步驟F，將實測數據、步驟E的判斷結果通過顯示器顯示。
2.一種爬升腳手架提升安全監控裝置，其特征在于包括軸向應力采集裝置、無線傳 輸模塊、信號分析處理模塊、爬升腳手架提升控制模塊、聲光報警裝置、PDA終端及用于供電 的電源模塊；其中，軸向應力采集裝置設置在爬升腳手架的支承桿件上，用于采集支承桿件的應力數據， 并通過無線傳輸模塊發送至信號分析處理模塊；PDA終端用于設定支承桿件的安全監控參數，并發送至信號分析處理模塊； 信號分析處理模塊用于將軸向應力采集裝置采集的應力數據與設定的安全監控參 數比較后生成控制命令，并將控制命令分別發送至爬升腳手架提升控制模塊、聲光報警裝 置；爬升腳手架提升控制模塊用于根據控制命令控制爬升腳手架的提升； 聲光報警裝置用于根據控制命令發出聲光報警信號。
3.根據權利要求2所述的爬升腳手架提升安全監控裝置，其特征在于所述軸向應力 采集裝置包括扣件、應力采集桿、光柵傳感器及信號細分電路；應力采集桿的底部通過扣件 固定在支承桿件上，應力采集桿的頂部與光柵傳感器相連接，信號細分電路用于提高應力 檢測信號的精度。
4.根據權利要求2所述的爬升腳手架提升安全監控裝置，其特征在于所述爬升腳手 架提升控制模塊由三極管及繼電器組成；其中，三極管用于對電流信號進行放大以控制繼 電器工作。
5.根據權利要求2所述的爬升腳手架提升安全監控裝置，其特征在于所述聲光報警 裝置包括三極管、繼電器及聲光報警器，三極管用于對電流信號進行放大處理以控制繼電 器的通斷來控制聲光報警器的工作狀況。
6.根據權利要求2所述的爬升腳手架提升安全監控裝置，其特征在于所述信號分析 處理模塊采用DSP芯片。
全文摘要
本發明涉及一種爬升腳手架提升安全監控方法及裝置，屬于建筑安裝工程測量監控技術領域。本發明的方法首先通過光柵作為標尺，精確測量爬升腳手架提升過程中支承桿件的受力狀況，同時采用無線技術對信號進行傳輸，然后分析判斷支承桿件是否超過安全監控范圍，當超過安全監控范圍時，及時停止爬升腳手架的工作；本發明的裝置包括支承桿件軸向應力采集裝置、無線傳輸模塊、爬升腳手架提升控制模塊、聲光報警裝置、PDA終端、控制端信號分析處理模塊及電源模塊。本發明智能化程度高，適應性強，及時有效地監控爬升腳手架提升安全。
文檔編號G05B19/048GK102141789SQ20111010235
公開日2011年8月3日 申請日期2011年4月24日 優先權日2011年4月24日
發明者廖迎娣, 李正, 楊正, 江朝華, 范可, 陳達 申請人:河海大學