本發(fā)明涉及塔吊設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于BIM的塔吊垂直度檢測(cè)系統(tǒng)裝置。

背景技術(shù)：

BIM的英文全稱是Building Information Modeling，國(guó)內(nèi)較為一致的中文翻譯為：建筑信息模型，它是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點(diǎn)。BIM涉及建筑物的整個(gè)生命周期，各個(gè)階段的數(shù)據(jù)資料均包含在3D模型中，具有非常直觀的可視化效果。

塔吊是建筑工地上最常用的一種起重設(shè)備，又名“塔式起重機(jī)”，以一節(jié)一節(jié)的接長(zhǎng)(高)(簡(jiǎn)稱“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)”)，用來(lái)吊施工用的鋼筋、木楞、混凝土、鋼管等施工的原材料。作為工地上一種必不可少的設(shè)備，塔吊自身的垂直度對(duì)于施工安全起著至關(guān)重要的作用?！妒┕がF(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備檢查技術(shù)規(guī)程》JGJ160-2008的強(qiáng)制性條文6.5.7規(guī)定：塔式起重機(jī)安裝到設(shè)計(jì)規(guī)定的基本高度時(shí)，在空載無(wú)風(fēng)狀態(tài)下，塔身軸心線對(duì)支承面的側(cè)向垂直度偏差不應(yīng)大于0.4％；附著后，最高附著點(diǎn)以下的垂直度偏差不應(yīng)大于0.2％。

RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)，又稱無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。從概念上來(lái)講，RFID類似于條碼掃描，對(duì)于條碼技術(shù)而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀寫器利用光信號(hào)將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器；而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號(hào)將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫器。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410505434.7的專利申請(qǐng)文件公開(kāi)了一種基于無(wú)線定位的塔吊吊裝系統(tǒng)，系統(tǒng)包含的定位卡設(shè)置于吊裝設(shè)備和需要吊裝的位置上，定位卡、基站和吊裝設(shè)備分別與終端實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，進(jìn)行信號(hào)傳遞與接收。該系統(tǒng)能夠精確定位吊裝位置與吊裝設(shè)備的吊鉤在三維空間中的關(guān)系，提高了安全性。但是基于基站的無(wú)線信號(hào)傳遞容易被干擾，定位結(jié)果可能不準(zhǔn)確。

CN201620067495.4的專利公開(kāi)了一種用于塔吊的定位系統(tǒng)，包括格雷母線電纜、刻度生成儀、刻度分析儀、游尺指針、微控制器、顯示屏、報(bào)警器、定位終端，通過(guò)這些裝置的相互連接，進(jìn)行信號(hào)傳輸。該系統(tǒng)能夠使塔吊上的移動(dòng)小車快速準(zhǔn)確地移動(dòng)到目標(biāo)位置。但是使用的精密儀器較為敏感，對(duì)環(huán)境要求高，難以適應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的環(huán)境。

申請(qǐng)?zhí)枮?01310438633.6的專利申請(qǐng)文件公開(kāi)了一種塔吊底座定位裝置，包括位于正方形角部的四塊方形鋼板，方形鋼板上設(shè)置有四個(gè)地腳螺栓孔，相對(duì)的兩對(duì)方形鋼板中心之間固定有位于其下端面的長(zhǎng)角鋼，短角鋼的外端均固定有連接鋼板。該裝置主要解決了現(xiàn)有塔吊底座安裝時(shí)存在地腳螺栓定位困難、精度差、安裝效率低且成本較高的問(wèn)題，但是鋼板安裝較為復(fù)雜，且定位的準(zhǔn)確性很難保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)傳統(tǒng)塔吊垂直度測(cè)量存在的上述不足，提供了一種基于BIM的塔吊垂直度檢測(cè)系統(tǒng)裝置，定位更加準(zhǔn)確，節(jié)省勞動(dòng)力，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于BIM的塔吊垂直度檢測(cè)系統(tǒng)裝置，至少包含定位芯片(裝有芯片的RFID定位器)、閱讀接收器、BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置、中央處理器以及操作終端、安全中心、距離感應(yīng)報(bào)警器，定位芯片安裝在塔吊的每一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，定位芯片與閱讀接收器的一端連接，閱讀接收器的另一端連接BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置連接中央處理器以及操作終端，中央處理器及操作終端外接距離感應(yīng)報(bào)警器，同時(shí)中央處理器及操作終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的信息交互與安全中心通訊連接，安全中心用于根據(jù)中央處理器及操作終端識(shí)別的信息生成相應(yīng)報(bào)告，并顯示出塔吊垂直偏差度數(shù)，當(dāng)塔吊垂直偏差度數(shù)超出規(guī)范要求時(shí)，安全中心反饋信息至中央處理器及操作終端，中央處理器及操作終端觸發(fā)距離感應(yīng)報(bào)警器報(bào)警。

按上述方案，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上定位芯片的水平坐標(biāo)相同，定位芯片內(nèi)存儲(chǔ)著塔吊每一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的位置信息，包括水平位置信息和豎向位置信息，在塔吊沒(méi)有發(fā)生偏移的情況下，各塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水平位置信息相同，豎向位置信息相差一個(gè)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度。

按上述方案，所述閱讀接收器安裝在工地內(nèi)可接收定位芯片存儲(chǔ)的塔吊的位置信息的位置。

按上述方案，所述距離感應(yīng)警報(bào)器安裝在每個(gè)塔吊底部。

本發(fā)明的工作原理：定位芯片內(nèi)存儲(chǔ)著塔吊每一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的位置信息，包括水平位置信息和豎向位置信息，通過(guò)BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)與模型交互，中央處理器及操作終端通過(guò)模型與數(shù)據(jù)的展示來(lái)進(jìn)行塔吊垂直度的檢測(cè)，在BIM的可視化系統(tǒng)中，中央處理器及操作終端可以清晰地看到塔吊所有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的全部位置坐標(biāo)信息，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)塔吊垂直度偏差，中央處理器及操作終端將識(shí)別的信息傳送到安全中心，同時(shí)將相應(yīng)數(shù)據(jù)生成報(bào)告，并顯示出塔吊垂直偏差度數(shù)；當(dāng)塔吊垂直偏差度數(shù)超過(guò)規(guī)范要求時(shí)，會(huì)觸發(fā)距離感應(yīng)報(bào)警器，以便工人及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)校正，保證施工現(xiàn)場(chǎng)人員安全。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)與普通衛(wèi)星定位系統(tǒng)或目前流行的GPS相比，RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)不易被干擾，且傳播能力強(qiáng)，用于施工現(xiàn)場(chǎng)的定位更加準(zhǔn)確；

2)BIM技術(shù)以三維數(shù)字信息技術(shù)為基礎(chǔ)，具有強(qiáng)的大可視化功能，同時(shí)連接有距離感應(yīng)報(bào)警器，施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員能根據(jù)其精確完整的數(shù)據(jù)及時(shí)作出正確有效的決策；

3)RFID的定位技術(shù)與BIM技術(shù)完美的結(jié)合，可以準(zhǔn)確無(wú)誤地檢測(cè)塔吊的垂直度，同時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差，進(jìn)行校正，保證施工現(xiàn)場(chǎng)人員的安全；

4)與傳統(tǒng)塔吊垂直度測(cè)量方法相比，節(jié)省勞動(dòng)力，并且距離感應(yīng)警報(bào)器能及時(shí)發(fā)現(xiàn)垂直度偏差超過(guò)可控范圍之內(nèi)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并能及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明基于BIM的塔吊垂直度檢測(cè)系統(tǒng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明塔吊垂直偏差度數(shù)、塔吊垂直度偏差距離以及-塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度的示意圖；

圖中，1-定位芯片，2-閱讀接收器，3-BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，4-網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，5-中央處理器及操作終端，6-安全中心，7-距離感應(yīng)報(bào)警器，8-塔吊垂直偏差度數(shù)，9-塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度，10-塔吊垂直度偏差距離。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明所述的基于BIM的塔吊垂直度檢測(cè)系統(tǒng)裝置，至少包含定位芯片(裝有芯片的RFID定位器)1、閱讀接收器2、BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3、網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置4、中央處理器以及操作終端5、安全中心6、距離感應(yīng)報(bào)警器7，定位芯片1安裝在塔吊的每一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，定位芯片1與閱讀接收器2的一端連接，閱讀接收器2的另一端連接BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3，BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置4連接中央處理器以及操作終端5，中央處理器及操作終端5外接距離感應(yīng)報(bào)警器7，同時(shí)中央處理器及操作終端5通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的信息交互與安全中心6通訊連接，安全中心6用于根據(jù)中央處理器及操作終端5識(shí)別的信息生成相應(yīng)報(bào)告，并顯示出塔吊垂直偏差度數(shù)，當(dāng)塔吊垂直偏差度數(shù)超出規(guī)范要求時(shí)，安全中心6反饋信息至中央處理器及操作終端5，中央處理器及操作終端5觸發(fā)距離感應(yīng)報(bào)警器7報(bào)警。

每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上定位芯片1的水平坐標(biāo)相同，定位芯片1內(nèi)存儲(chǔ)著塔吊每一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的位置信息，包括水平位置信息和豎向位置信息，在塔吊沒(méi)有發(fā)生偏移的情況下，各塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水平位置信息相同，豎向位置信息相差一個(gè)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度9。

閱讀接收器2安裝在工地內(nèi)可接收定位芯片1存儲(chǔ)的塔吊的位置信息的位置。

距離感應(yīng)警報(bào)器7安裝在每個(gè)塔吊底部。

本發(fā)明實(shí)施方案和工作流程：

1)在施工現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)塔吊安裝以及后期正常使用時(shí)，塔吊的每一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)均安裝有定位芯片1，且每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上定位芯片的水平坐標(biāo)相同，這樣定位芯片1內(nèi)便存儲(chǔ)著塔吊每一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的位置信息，包括水平位置信息和豎向位置信息，在塔吊沒(méi)有發(fā)生偏移的情況下，各塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水平位置信息相同，豎向位置信息相差一個(gè)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度9；

2)在建筑工地內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b閱讀接收器2，保證定位芯片1的位置在閱讀接收器2所接收的信號(hào)范圍之內(nèi)；在施工現(xiàn)場(chǎng)閱讀接收器2的位置是固定不變的，這樣才能實(shí)時(shí)有效的接收到所有定位芯片1所發(fā)出的全部信號(hào)；

3)隨著塔吊安裝工作的進(jìn)行，當(dāng)裝有定位芯片1的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)進(jìn)入閱讀接收器2可以識(shí)別的范圍內(nèi)后，定位芯片1存儲(chǔ)的塔吊的位置信息立即被閱讀接收器2識(shí)別，并將塔吊的位置信息傳入到BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3；

4)隨后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置4，BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3內(nèi)塔吊的位置信息傳輸?shù)街醒胩幚砥骷安僮鹘K端5，最后通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的信息交互，將識(shí)別的位置信息傳送到安全中心6，安全中心6同時(shí)將相應(yīng)信息數(shù)據(jù)生成報(bào)告，并顯示出塔吊垂直偏差度數(shù)8；

5)在整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)裝置中各個(gè)塔吊的位置與施工現(xiàn)場(chǎng)是真實(shí)對(duì)應(yīng)的，BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3在運(yùn)行時(shí)不停地接收閱讀接收器2傳輸?shù)亩ㄎ恍酒?存儲(chǔ)的塔吊的位置信息。閱讀接收器2的數(shù)據(jù)與BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3中信息唯一對(duì)應(yīng)，將閱讀接收器2中數(shù)據(jù)與BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3中塔吊布置模型交互，在BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3中通過(guò)模型與數(shù)據(jù)的展示可以模擬塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的定位情況，通過(guò)BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3的展示能準(zhǔn)確地反映出每個(gè)塔吊每節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的實(shí)時(shí)變化情況，現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員通過(guò)查看BIM集成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3中塔吊布置模型和生成的報(bào)告對(duì)比分析便掌握現(xiàn)場(chǎng)塔吊的垂直度偏差是否在可控范圍之內(nèi)，是否需要采取應(yīng)急措施；

6)在安全中心6生成的報(bào)告中可以清晰地查看塔吊所有豎向標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的全部位置信息，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，如圖2所示，塔吊垂直偏差度數(shù)8(a)、塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度9(h)和塔吊垂直度偏差距離10(b)滿足a＝arctanb/h，塔式起重機(jī)安裝到設(shè)計(jì)規(guī)定的基本高度時(shí)，在空載無(wú)風(fēng)狀態(tài)下，塔身軸心線對(duì)支承面的側(cè)向垂直度偏差即塔吊垂直偏差度數(shù)a不應(yīng)大于0.4％；附著后，最高附著點(diǎn)以下的垂直度偏差a不應(yīng)大于0.2％；

7)同時(shí)，在每個(gè)塔吊底部安裝距離感應(yīng)警報(bào)器7，當(dāng)塔吊垂直度偏差距離10超過(guò)規(guī)范要求時(shí)，即在安全中心6生成的報(bào)告中塔吊垂直偏差度數(shù)8一旦不符合要求便會(huì)觸發(fā)距離感應(yīng)報(bào)警器7，施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員能及時(shí)接收到警報(bào)，并立即采取措施進(jìn)行垂直度校正，以保證施工現(xiàn)場(chǎng)施工安全。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。