一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置

1.本实用新型涉及起重设备零件技术领域，更为具体地说是指一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置。


背景技术：

2.紧固螺母是建筑施工设备（如塔吊）常用的连接部件。然而，紧固螺母在长时间使用中常因振动而产生松动。一旦螺母松动，很容易对塔吊设备的整体结构造成毁灭打击。因此，塔吊设备上的螺母紧固要求非常严格。
3.为解决以上问题，授权公告号为cn 211827530u的中国实用新型公开了一种螺母松动智能监测预警装置，包括预警装置本体，所述预警装置本体由壳体和控制主板构成，所述控制主板集成有无线通信模块和电源模块；所述壳体下表面上安装有压力传感器，压力传感器与控制主板电连接，所述控制主板接收并处理从压力传感器传输的压力信号，所述压力信号通过无线通信模块传输至螺母松动监测预警的监控平台。该专利主要是采用压力传感器实时检测待测螺母作用在预警装置本体上的压力值，通过压力值大小来判断检测螺母的松紧程度。
4.然而，由于塔吊在工作时经常出现振动，这种振动容易使预警装置本体作用在待测螺母方向的作用力增大，而使压力传感器检测到的压力值超过压力设定值，进而被误判为待测螺母松动，故该监测预警装置容易出现误判情形，导致检测精度不高。而且压力传感器安装在壳体的下表面上，其对密封性要求高，生产成本较高。为此，我们提供一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，以解决现有采用压力传感器的监测预警装置容易出现误判，导致检测精度不高等问题。
6.本实用新型采用如下技术方案：
7.一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，包括预警螺母和监测管理平台，所述预警螺母连接在一个安装有紧固螺母的螺杆上，所述预警螺母底面紧贴在紧固螺母的顶面，该预警螺母包括螺母本体，所述螺母本体内部形成容置空腔，所述容置空腔内装设有控制电路板，所述控制电路板上安装有陀螺仪传感器、无线射频芯片、电池以及信号灯，所述陀螺仪传感器用于实时采集预警螺母相对于紧固螺母顶面的三维坐标，所述陀螺仪传感器及所述信号灯均通过所述无线射频芯片与所述监测管理平台通信连接，所述电池为所述陀螺仪传感器、无线射频芯片以及所述信号灯供电。
8.本实用新型的预警装置还包括433mhz无线基站，所述无线射频芯片通过所述433mhz无线基站与所述监测管理平台通信连接。
9.一较佳实施方案中，上述信号灯包括三种颜色，分别为绿色、黄色以及红色。
10.进一步地，本实用新型的预警装置还包括云端系统，所述监测管理平台与所述云
端系统通信连接。
11.一较佳实施方案中，上述螺母本体包括螺母壳体和螺母盖体，所述螺母壳体的中部开设有中心通孔，该中心通孔的内壁设有内螺纹，所述螺母壳体的外侧壁为六边形结构，该外侧壁、中心通孔的内壁以及螺母壳体底部之间形成所述容置空腔，所述螺母盖体密封连接在所述螺母壳体的顶部。
12.一较佳实施方案中，上述螺母壳体和螺母盖体均采用abs材质。其中，螺母盖体为透明的abs材质。
13.由上述对本实用新型的结构描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
14.1、本实用新型的预警装置，在螺母本体内安装陀螺仪传感器，利用陀螺仪传感器实时采集其相对于紧固螺母顶面的三维坐标，以检测紧固螺母是否向预警螺母方向发生移动，当超过距离预设值则判定为紧固螺母发生松动。这种检测方式不易出现因振动导致预警螺母作用在紧固螺母方向的压力增大而出现误判的情形，而且监测精度高，达到0.001mm。而且陀螺仪传感器置于螺母本体内部，对陀螺仪传感器的密封性要求不高，成本较低。
15.2、本实用新型预警装置，还可以通过多个预警螺母内陀螺仪传感器采集的初始三维坐标拟合形成一条基准线，通过对比任意时刻预警螺母内陀螺仪传感器采集的实时三维坐标所拟合的直线相对于基准线的偏离角度，进而判定塔吊在竖直或者水平方向是否发生形变。故本实用新型的预警装置，还可对塔吊的形变进行预测。
16.3、本实用新型预警装置，采用433mhz无线基站作为无线数据通讯，这种通讯设备的覆盖面积广、穿透性强、容量大、延时低；而采用abs材质作为螺母本体的材质，强度大，且耐寒耐高温。
附图说明
17.图1为本实用新型预警螺母的结构示意图。
18.图2为本实用新型预警螺母的分解示意图。
19.图3为本实用新型预警装置的原理框图。
具体实施方式
20.下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。为了全面理解本实用新型，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本实用新型。对于公知的组件、方法及过程，以下不再详细描述。
21.一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，参照图1至图3，包括预警螺母10和监测管理平台20。其中，预警螺母10连接在一个安装有紧固螺母的螺杆上，预警螺母10底面紧贴在紧固螺母的顶面。
22.参照图1和图2，预警螺母10包括螺母本体，螺母本体包括螺母壳体11和螺母盖体12，螺母壳体11的中部开设有中心通孔110，该中心通孔110的内壁设有内螺纹，所述螺母壳体11的外侧壁为六边形结构，该外侧壁、中心通孔110的内壁以及螺母壳体11底部之间形成一个容置空腔111，螺母盖体12密封连接在螺母壳体11的顶部。
23.参照图2，容置空腔111内装设有控制电路板21，所述控制电路板21上安装有陀螺仪传感器22、无线射频芯片23、电池24以及信号灯25，所述陀螺仪传感器22用于实时采集预警螺母10相对于紧固螺母顶面的三维坐标，所述陀螺仪传感器22及所述信号25灯均通过所述无线射频芯片23与所述监测管理平台20通信连接，所述电池24为所述陀螺仪传感器22、无线射频芯片23以及所述信号灯25供电。
24.上述螺母壳体11和螺母盖体12均采用abs材质，abs材质的强度大，且耐寒耐高温。其中，螺母盖体11为透明的abs材质，以使信号灯25发出的光能够被清楚地辨别发现。
25.参照图3，上述无线射频芯片23通过433mhz无线基站26与监测管理平台20通信连接。433mhz无线基站26的空中有效传输速率达到250kbps，最低接收灵敏度-110dbm；覆盖面积广、穿透性强、容量大、延时低；通信协议为微网高通wimi-net协议，信道数量为32信道。
26.参照图3，上述监测管理平台20还与云端系统30通信连接，以将监测管理平台20分出处理过的预警螺母10数据以及报警信息等传输到云端系统30，云端系统30可以通过通信工具等手段发送至相关负责人员，确保施工现场安全；负责人员也可以随时通过手机端、pc端等查看螺母实施状态与报警信息。
27.上述信号灯25包括三种颜色，分别为绿色、黄色以及红色。在塔吊正常运行的情况下，也就是没有出现紧固螺母松动或者塔吊发生形变情况下，信号灯25亮起绿色；当紧固螺母出现松动预警时，信号灯25则变为黄色；而当塔吊出现形变预警时，信号灯25则变为红色。
28.本实用新型的预警装置，主要是利用陀螺仪传感器实时采集预警螺母相对于紧固螺母顶面的三维坐标，并将三维坐标通过无线射频芯片传输到监测管理平台，由监测管理平台处理获得预警螺母与紧固螺母之间的距离，判断紧固螺母是否向预警螺母方向发生移动，当超过距离预设值则判定为紧固螺母发生松动；一旦紧固螺母发生松动，监测管理平台向无线射频芯片发送预警信号，使信号灯亮起黄色，监测管理平台同时可以通过通信工具等手段将预警信息发送至相关负责人员。
29.本实用新型预警装置还可以通过多个预警螺母内陀螺仪传感器采集的初始三维坐标拟合形成一条基准线，通过对比任意时刻预警螺母内陀螺仪传感器采集的实时三维坐标所拟合的直线相对于基准线的偏离角度，进而判定塔吊在竖直或者水平方向是否发生形变。当塔吊被判定为发生形变时，使信号灯亮起红色。
30.上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

技术特征：
1.一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，包括预警螺母和监测管理平台，所述预警螺母连接在一个安装有紧固螺母的螺杆上，其特征在于：所述预警螺母底面紧贴在紧固螺母的顶面，该预警螺母包括螺母本体，所述螺母本体内部形成容置空腔，所述容置空腔内装设有控制电路板，所述控制电路板上安装有陀螺仪传感器、无线射频芯片、电池以及信号灯，所述陀螺仪传感器用于实时采集预警螺母相对于紧固螺母顶面的三维坐标，所述陀螺仪传感器及所述信号灯均通过所述无线射频芯片与所述监测管理平台通信连接，所述电池为所述陀螺仪传感器、无线射频芯片以及所述信号灯供电。2.如权利要求1所述的一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，其特征在于：还包括433mhz无线基站，所述无线射频芯片通过所述433mhz无线基站与所述监测管理平台通信连接。3.如权利要求1所述的一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，其特征在于：所述信号灯包括三种颜色，分别为绿色、黄色以及红色。4.如权利要求1所述的一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，其特征在于：还包括云端系统，所述监测管理平台与所述云端系统通信连接。5.如权利要求1所述的一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，其特征在于：所述螺母本体包括螺母壳体和螺母盖体，所述螺母壳体的中部开设有中心通孔，该中心通孔的内壁设有内螺纹，所述螺母壳体的外侧壁为六边形结构，该外侧壁、中心通孔的内壁以及螺母壳体底部之间形成所述容置空腔，所述螺母盖体密封连接在所述螺母壳体的顶部。6.如权利要求5所述的一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，其特征在于：所述螺母壳体和所述螺母盖体均采用abs材质。

技术总结
本实用新型公开一种用于监测塔吊螺母松动的预警装置，属于起重设备零件技术领域。包括预警螺母和监测管理平台，预警螺母底面紧贴在紧固螺母的顶面，该预警螺母内部形成容置空腔，容置空腔内装设有控制电路板、陀螺仪传感器、无线射频芯片、电池以及信号灯，陀螺仪传感器用于实时采集预警螺母相对于紧固螺母顶面的三维坐标，陀螺仪传感器及信号灯均通过无线射频芯片与监测管理平台通信连接。本实用新型利用陀螺仪传感器实时采集的三维坐标，以检测紧固螺母是否向预警螺母方向发生移动。这种检测方式不易出现因振动导致预警螺母作用在紧固螺母方向的压力增大而出现误判的情形，监测精度高。精度高。精度高。


技术研发人员：张思齐 孙旗 陈忠华 吕佳伟 徐玉琼
受保护的技术使用者：黎明职业大学
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/8/13