本發(fā)明涉及的大跨度吊裝設(shè)備用防風(fēng)穩(wěn)定器，特別是涉及應(yīng)用于吊裝設(shè)備的一種大跨度吊裝設(shè)備用防風(fēng)穩(wěn)定器。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代建筑工程的不斷發(fā)展，大跨度、高層次的建筑日益增多，對施工過程中使用的吊裝設(shè)備的性能提出了更高的要求。塔式起重機(jī)是建筑施工中最常用的垂直運(yùn)輸設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對工程質(zhì)量和施工進(jìn)度有著至關(guān)重要的影響。然而，塔式起重機(jī)由于自身結(jié)構(gòu)高大、吊臂跨度長，在惡劣的風(fēng)載條件下極易發(fā)生擺動和傾覆事故，給施工安全和設(shè)備運(yùn)營帶來巨大隱患。

2、中國發(fā)明專利cn105293301b公開了一種建筑工程機(jī)械，通過在起重臂和平衡臂上設(shè)置電動伸縮桿、繩索拉伸裝置和配重升降裝置，實現(xiàn)了在大風(fēng)條件下對塔機(jī)的主動防護(hù)。該發(fā)明可以在臺風(fēng)來臨或者其他大風(fēng)狀態(tài)下快速安裝拆卸配重塊，并通過彎折起重臂和平衡臂以減少受風(fēng)面積，保持塔體重心穩(wěn)定。但該發(fā)明主要針對塔機(jī)的整體穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，對于局部結(jié)構(gòu)如吊臂的抗風(fēng)措施考慮不足，尤其在超長吊臂的情況下，配重裝置難以有效抑制吊臂的風(fēng)振響應(yīng)。

3、中國發(fā)明專利cn106241632b公開了一種帶穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的塔吊，通過在塔身外部設(shè)置纜繩和延伸架，利用纜繩提供額外的水平拉力，增大塔吊的平衡力矩，從而提高塔吊的整體穩(wěn)定性。該發(fā)明結(jié)構(gòu)通用性好，安裝拆卸方便，可滿足不同型號塔機(jī)的適用需求。但該發(fā)明主要從塔身受力的角度增強(qiáng)塔機(jī)的抗傾覆能力，對于吊臂結(jié)構(gòu)的主動防風(fēng)和振動控制考慮欠缺，在強(qiáng)風(fēng)或突風(fēng)的激勵下，超長吊臂的動力響應(yīng)易超出纜繩的約束能力。

4、綜上所述，現(xiàn)有的塔式起重機(jī)防風(fēng)穩(wěn)定技術(shù)大多著眼于結(jié)構(gòu)的被動強(qiáng)化和整機(jī)配重平衡，對塔機(jī)核心部件的主動防護(hù)不足，尤其是對吊臂結(jié)構(gòu)缺乏專門的減振阻尼設(shè)計，難以適應(yīng)日益惡劣的施工環(huán)境和不斷攀升的性能需求。隨著大跨度、高層建筑不斷涌現(xiàn)，超長臂架塔機(jī)成為施工主力，傳統(tǒng)的被動穩(wěn)定措施已難以保障其在極端風(fēng)載下的安全可靠運(yùn)行。亟需開發(fā)一種智能主動的防風(fēng)減振技術(shù)，針對塔機(jī)吊臂的風(fēng)振特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提高塔機(jī)的綜合防風(fēng)性能，降低其失穩(wěn)風(fēng)險，進(jìn)而保障建筑施工的安全、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種大跨度吊裝設(shè)備用防風(fēng)穩(wěn)定器，旨在提高吊臂結(jié)構(gòu)的主動防風(fēng)能力、根據(jù)實時風(fēng)載和吊臂響應(yīng)，精確調(diào)控防風(fēng)裝置的動作，抑制吊臂振動，維持塔機(jī)平穩(wěn)。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種大跨度吊裝設(shè)備用防風(fēng)穩(wěn)定器，包括塔吊，塔吊吊臂內(nèi)固定連接有多個支架，多個支架遠(yuǎn)離塔吊吊臂一端固定連接有同一個滑軌，滑軌位于吊臂的中央中空部分并沿其長度方向延伸，滑軌外端滑動連接有多個阻尼器，多個阻尼器上均固定連接有支管，多個支管遠(yuǎn)離阻尼器一端固定連接有同一個主管，主管靠近塔吊塔身一端固定連接有水泵系統(tǒng)，水泵系統(tǒng)電連接有控制器，塔吊吊臂上還固定連接有多個風(fēng)向風(fēng)速傳感器，滑軌內(nèi)固定連接有光纖布拉格光柵，風(fēng)向風(fēng)速傳感器和光纖布拉格光柵均與控制器電連接。

3、在上述大跨度吊裝設(shè)備用防風(fēng)穩(wěn)定器中，可實現(xiàn)對塔式起重機(jī)吊臂風(fēng)振特性的精準(zhǔn)感知、實時分析、主動抑制和在線優(yōu)化。

4、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，阻尼器包括三個圍繞滑軌外端圓周陣列分布的驅(qū)動輪，其中一個驅(qū)動輪位于滑軌底端另外兩個驅(qū)動輪位于滑軌兩端，三個驅(qū)動輪外端設(shè)有同一個滑動支架，驅(qū)動輪和滑動支架均由高強(qiáng)度、耐腐蝕材料制成。

5、作為本技術(shù)的再進(jìn)一步改進(jìn)，三個驅(qū)動輪轉(zhuǎn)軸均與滑動支架轉(zhuǎn)動連接，位于滑軌兩端的兩個驅(qū)動輪轉(zhuǎn)軸均貫穿滑動支架，且貫穿部分均固定連接有電機(jī)，電機(jī)用于驅(qū)動阻尼器沿滑軌滑動。

6、作為本技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，電機(jī)與控制器電連接，電機(jī)殼體與滑動支架固定連接，滑動支架底端固定連接有吊環(huán)，吊環(huán)用于連接和固定彈性搖臂。

7、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)，吊環(huán)上固定連接有彈性搖臂，彈性搖臂兩端均固定連接有配重筒，配重筒遠(yuǎn)離彈性搖臂一端均開設(shè)有通孔，且通孔直徑小于彈性搖臂直徑。

8、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)的補(bǔ)充，配重筒內(nèi)設(shè)有彈性水囊，彈性搖臂內(nèi)固定連接有與支管頂端相連通的連通管，連通管貫穿彈性搖臂，且貫穿部分均與彈性水囊固定連接，以實現(xiàn)水的流動和重量調(diào)節(jié)。

9、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)的補(bǔ)充，連通管兩端均固定連接有電磁閥，電磁閥與控制器電連接，支管、主管和連通管均為多孔結(jié)構(gòu)，且多孔結(jié)構(gòu)分別設(shè)有進(jìn)液孔和回流孔，以實現(xiàn)液體的精確控制

10、作為本技術(shù)的再一種改進(jìn)，控制器上設(shè)有通信模塊，通信模塊具有線通信和無線通信功能，控制器可通過氣象系統(tǒng)獲取當(dāng)?shù)貧庀笮畔?，控制系統(tǒng)采用模糊控制和自適應(yīng)控制算法，結(jié)合風(fēng)向風(fēng)速傳感器的風(fēng)力數(shù)據(jù)和光纖布拉格光柵數(shù)據(jù)，自動調(diào)節(jié)阻尼器的位置和彈性搖臂重量，確保吊裝設(shè)備的穩(wěn)定性，光纖布拉格光柵監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測吊臂的形變和振動，并將數(shù)據(jù)無線傳輸至控制系統(tǒng)，結(jié)合風(fēng)向風(fēng)速傳感器的風(fēng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和調(diào)節(jié)，控制器根據(jù)風(fēng)力數(shù)據(jù)和吊臂形變數(shù)據(jù)，實時調(diào)整阻尼器的位置和彈性搖臂重量，以平衡塔吊在不同風(fēng)力條件下的穩(wěn)定性。

11、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

12、一種大跨度吊裝設(shè)備用防風(fēng)穩(wěn)定器的工作方法，包括以下步驟：

13、s1、控制器實時監(jiān)測風(fēng)力數(shù)據(jù)和吊臂形變數(shù)據(jù)，風(fēng)力數(shù)據(jù)由多個風(fēng)速風(fēng)向傳感器采集，吊臂形變數(shù)據(jù)由光纖布拉格光柵采集；

14、s2、將所述風(fēng)力數(shù)據(jù)和吊臂形變數(shù)據(jù)傳輸至控制器；

15、s3、通過氣象系統(tǒng)獲取氣象數(shù)據(jù)，并將其與實時風(fēng)力數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行分析；

16、s4、控制器分析所述數(shù)據(jù)，計算阻尼器的最佳位置和重量；

17、s5、通過調(diào)節(jié)阻尼器沿滑軌滑動至最佳位置；

18、s6、利用水泵系統(tǒng)通過支管和主管向阻尼器的彈性水囊充放水，調(diào)節(jié)阻尼器重量；

19、s7、根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)不斷調(diào)整阻尼器的位置和重量，確保塔吊在不同風(fēng)力條件下的穩(wěn)定性；

20、s8、通過控制器自學(xué)習(xí)功能，基于歷史數(shù)據(jù)優(yōu)化控制算法，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。

21、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

22、1.吊臂阻尼器與滑軌，實現(xiàn)了阻尼器在吊臂長度方向的無級調(diào)節(jié)，可根據(jù)實際風(fēng)載情況，快速調(diào)整阻尼器的最佳工作位置，使其阻尼力始終與吊臂振動速度同向，從而最大限度地耗散吊臂的風(fēng)振能量。同時，阻尼器與滑軌之間采用精密軸承連接，運(yùn)動靈活，定位精準(zhǔn)，響應(yīng)及時，可顯著提高吊臂抑振效果。

23、2.彈性搖臂與配重筒，實現(xiàn)了配重重量的靈活調(diào)節(jié)，可根據(jù)吊臂的實時形變情況，快速改變配重筒內(nèi)水囊的充放水量，使配重力始終與吊臂變形趨勢相反，從而有效抑制吊臂的低頻大幅振動。同時，彈性搖臂的非線性剛度特性，可在吊臂發(fā)生較大變形時提供漸增的回復(fù)力，防止吊臂失穩(wěn)。

24、3.彈性搖臂，可充分吸收和耗散吊臂的振動能量，同時，管路的多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計，可有效緩沖水流脈動，避免產(chǎn)生水錘效應(yīng)，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。管路的防腐材料選擇和密封圈設(shè)計，可有效防止管路泄漏和老化，提高系統(tǒng)的使用壽命。

25、4.控制系統(tǒng)的分層解耦設(shè)計，實現(xiàn)了吊臂振動的橫向抑制與縱向抑制的獨(dú)立控制，可針對吊臂的主導(dǎo)振型進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，避免出現(xiàn)控制盲區(qū)和耦合失穩(wěn)。同時，控制系統(tǒng)采用自適應(yīng)智能算法，可根據(jù)塔吊的實際工況和歷史數(shù)據(jù)，自主學(xué)習(xí)和優(yōu)化控制策略，使防風(fēng)穩(wěn)定器的減振效果不斷趨于最優(yōu)。

26、5.傳感器的合理選型和優(yōu)化布局，實現(xiàn)了塔吊風(fēng)振特性的精準(zhǔn)感知和實時監(jiān)測，為防風(fēng)策略的智能決策提供了可靠依據(jù)。風(fēng)速傳感器采用四探頭超聲波測風(fēng)原理，可實現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的三維立體探測，適應(yīng)惡劣施工環(huán)境。光纖光柵應(yīng)變傳感器采用波分復(fù)用技術(shù)，可在吊臂全尺寸范圍內(nèi)實現(xiàn)應(yīng)變的分布式測量，掌握吊臂的整體變形狀態(tài)。

27、6.軟硬件平臺的高度集成，構(gòu)建了覆蓋感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，可實現(xiàn)防風(fēng)穩(wěn)定器的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷、智能運(yùn)維等全生命周期管理功能。本地控制器采用工業(yè)級嵌入式系統(tǒng)，可靠性高，執(zhí)行效率高。邊緣計算網(wǎng)關(guān)采用高性能工控機(jī)，可在現(xiàn)場實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)處理和實時策略優(yōu)化。云端管理平臺采用分布式集群架構(gòu)，可提供海量數(shù)據(jù)存儲、高并發(fā)計算、智能分析決策等強(qiáng)大功能。基于軟硬件的無縫協(xié)作，使防風(fēng)穩(wěn)定器始終處于最健康、最高效的工作狀態(tài)。