CN103350956A - 一种起重机及其吊钩起升控制方法、控制装置和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起重机及其吊钩起升控制方法、控制装置和控制系统，通过接收所述吊钩在起升过程中的实时图像信息，根据所述图像信息得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离，根据所述实时距离与预设的安全距离采取控制策略以限制所述吊钩的起升动作，避免发生吊钩冲顶事故，实现起升安全控制。

Description

一种起重机及其吊钩起升控制方法、控制装置和控制系统

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体为一种起重机及其吊钩起升控制方法、控制装置和控制系统。

背景技术

在起重机等工程机械领域，经常需要对吊钩等运动部件的起升高度进行控制，以防止吊钩冲顶现象的发生，引发安全事故。

目前设计中，起重机一般采用凸轮限位开关实现吊钩限位，即通过钢丝绳卷筒带动同轴凸轮限位器进行间接测量，当吊钩到达标定位置时，则触发限位开关动作，对吊钩上升速度进行限制。由于是根据标定位置进行限位控制，当标定不当或者限位开关发生故障失效时，吊钩在本应停止的位置没有停止就容易发生冲顶事故。可见现有的防冲抵装置可靠性不强，针对该问题目前还没有提出有效的解决办法。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种工程机械及其吊钩起升控制方法、控制装置和控制系统，较为准确可靠的防止发生冲顶现象，提高起重机吊钩的运行安全性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种吊钩起升控制方法，包括，接收所述吊钩在起升过程中的实时图像信息；根据所述图像信息得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离；根据所述实时距离与预设的安全距离采取控制策略以限制所述吊钩的起升动作。

另外，本发明还提供了一种吊钩起升控制装置，包括，接收器，用于接收所述吊钩在起升过程中的实时图像信息；控制器，用于根据所述图像信息得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离，并根据所述实时距离与预设的安全距离采取控制策略以限制所述吊钩的起升动作。

另外，本发明还提供一种吊钩起升控制系统，包括，图像采集装置，位于所述吊钩外围预设位置处，用于获取所述吊钩在起升过程中的实时图像信息，以及上述控制装置。

另外，本发明还提供一种起重机，包括吊钩以及上述的控制系统。

本发明所带来的技术效果在于根据吊钩在起升过程中的实时图像得到吊钩与吊钩起升最高位置之间的实际距离，相对于现有技术，对吊钩防冲顶的控制提供了可靠依据，即使由于工况的不同导致安全高度不同，也无需反复标定限位的位置，并对限位装置进行繁琐的拆装，即可根据该实际距离与预设的安全距离，有效制定控制策略，避免发生吊钩冲顶事故，实现起升安全控制，且采用本发明将信号采集装置安装于吊钩外围预设的固定位置处，避免不同工况的吊钩变幅运动带动信号采集装置的位置发生变化，从而使得布线安装复杂，引发采集故障，因而稳定性更强。

附图说明

下面根据附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明，其中，

图1为本发明实施例提供的一种吊钩起升控制方法流程图；

图2为本发明实施例中吊钩与吊钩起升最高位置之间距离计算的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种吊钩起升控制装置结构图；

图4为本发明实施例提供的一种吊钩起升控制系统结构图。

具体实施方式

为防止吊钩发生冲顶现象，本发明实施例利用图像技术可以较为准确的获得吊钩与吊钩起升最高位置之间的距离，进而制定的控制策略，相对于现有技术利用感应装置的标定信号，更加可靠和有效。下面具体介绍本发明的具体实施例，

本发明实施例提供了一种吊钩起升控制方法，如图1所示，包括，

S101.接收所述吊钩在起升过程中的实时图像信息；

具体地，在吊钩外围的预设位置安装有图像采集装置，该预设位置需保证图像采集装置的拍摄范围足够对吊钩的起升过程进行图像采集，例如，对塔机而言可以将图像采集装置设置于塔身上，并使图像采集装置的拍摄方向正对着吊钩，拍摄范围能够涵盖吊钩起升的最低位置到最高位置。有时为了获取准确的图像信息，可在图像采集装置上加装标准尺作为参照目标。图像采集装置获取到吊钩在起升过程中的实时图像信息后，即将图像信息发送至控制装置接收。

S103.根据所述图像信息得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离；

具体地，可根据图像像素或其他单位来计算在图像中吊钩与吊钩起升最高位置之间的距离。由于图像采集的位置距离、拍摄方位或角度等问题，图像距离与实体距离之间必然存在一个对应关系，该对应关系可以是线性关系，也可能是非线性关系，此处不做限定。但该对应关系可根据图像采集装置在预设位置多次采集并分析图像，归纳总结后预置于控制装置中。当该控制装置接收到吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时图像信息后，即可分析获取吊钩与吊钩起升最高位置在两者图像中相隔的距离，并根据预设的图像与实物对应关系计算出吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离。例如，图2所示的图像采集装置位于吊钩沿起升方向的周侧且拍摄方位与角度正对吊钩方向（具体地，相对于塔机而言其塔身延伸方向与吊钩起升方向平行，则图像采集装置可采用光传感器等设置于塔身上，并将拍摄方位和角度对准吊钩方向），为了便于采集图像，可在吊钩上增设反光材质（例如，在吊钩上贴上荧光纸之类的），此时采集到图像距离与实体距离可呈一定线性比例关系，根据该线性比例关系就可直接计算出图像距离所对应的实体距离，例如，若图像采集装置以1:500的比例关系采集图像，那么图像距离与实体距离的对应关系就是1:500，当图像距离为1CM时，则实体距离为5M。当然，虽然这种线性比例关系是较为简单的对应关系，在具体计算中可以简化计算过程，但是对图像采集装置的预设位置要求较高。所以在图像采集装置无法安装或没有安装到准确的预设位置时，在能保证图像采集范围的情况下，则需要通过实验并计算出相对复杂的图像与实物的对应关系。

另外，为了提高图像信息的准确性，控制装置在接收到吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时图像信息之后，可以进行平均值滤波和/或去抖处理。

S105.根据所述实时距离与预设的安全距离采取控制策略以限制所述吊钩的起升动作。

具体地，所采取的控制策略可以根据吊钩的特性和需求划分为一级控制或多级控制。在本实施例中，控制策略实行两级控制，则预设的安全距离根据多次试验分为一级安全距离和二级安全距离，其中，二级安全距离小于一级安全距离。当所述实时距离小于所述一级安全距离且大于二级安全距离时，减小吊钩在起升过程中的速度和/或一级报警提示；当所述实时距离小于所述二级安全距离时，停止所述吊钩的继续起升动作和/或二级报警提示。通过二级限制吊钩，能够给吊钩提供一个缓冲，有利于减少机构磨损，延长使用寿命。

本发明实施例提供的吊钩起升控制方法根据吊钩在起升过程中的实时图像得到吊钩与吊钩起升最高位置之间的实际距离，相对于现有技术，对吊钩防冲顶的控制提供了可靠依据，即使由于工况的不同导致安全高度不同，也无需反复标定限位的位置，并对限位装置进行繁琐的拆装，即可根据该实际距离与预设的安全距离，有效制定控制策略，避免发生吊钩冲顶事故，实现起升安全控制，且采用本发明将信号采集装置安装于吊钩外围预设的固定位置处，避免不同工况的吊钩变幅运动带动信号采集装置的位置发生变化，从而使得布线安装复杂，引发采集故障，因而稳定性更强。

本发明实施例还提供了一种吊钩起升的控制装置，如图3所示，包括，

接收器301，用于接收所述吊钩在起升过程中的实时图像信息；

控制器303，用于根据所述图像信息得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离，并根据所述实时距离与预设的安全距离采取控制策略以限制所述吊钩的起升动作。

其中，控制器303包括，

图像处理模块3031，用于在所述接收所述吊钩在起升过程中的实时图像信息之后，对所述图像信息进行平均值滤波和/或去抖处理。

距离计算模块3033，用于获取在所述图像中所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的距离，并根据所述图像中的距离与预设的图像与实物对应关系，计算得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离。

控制模块3035，用于当所述实时距离小于一级安全距离且大于二级安全距离时，减小所述吊钩在起升过程中的速度和/或一级报警提示；当所述实时距离小于二级安全距离时，停止所述吊钩的继续起升动作和/或二级报警提示，其中，所述预设的安全距离包括一级安全距离和二级安全距离，所述二级安全距离小于所述一级安全距离。

该控制装置的具体实现过程和方法已经在上述控制方法的说明中做了较为详细的阐述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的吊钩起升控制装置中的控制器根据吊钩在起升过程中的实时图像得到吊钩与吊钩起升最高位置之间的实际距离，相对于现有技术，对吊钩防冲顶的控制提供了可靠依据，即使由于工况的不同导致安全高度不同，也无需反复标定限位的位置，并对限位装置进行繁琐的拆装，即可根据该实际距离与预设的安全距离，有效制定控制策略，避免发生吊钩冲顶事故，实现起升安全控制，且采用本发明将信号采集装置安装于吊钩外围预设的固定位置处，避免不同工况的吊钩变幅运动带动信号采集装置的位置发生变化，从而使得布线安装复杂，引发采集故障，因而稳定性更强。

本发明实施例还提供了一种吊钩起升控制系统，如图4所示，包括，

图像采集装置401，位于所述吊钩外围预设位置处，用于获取所述吊钩在起升过程中的实时图像信息；以及上述控制装置403。

另外，可在图像采集装置上加装标准尺作为参照目标，借助于标准尺有利于距离的准确测量。

本发明实施例提供的吊钩起升控制系统中的控制装置根据吊钩在起升过程中的实时图像得到吊钩与吊钩起升最高位置之间的实际距离，相对于现有技术，对吊钩防冲顶的控制提供了可靠依据，即使由于工况的不同导致安全高度不同，也无需反复标定限位的位置，并对限位装置进行繁琐的拆装，即可根据该实际距离与预设的安全距离，有效制定控制策略，避免发生吊钩冲顶事故，实现起升安全控制，且采用本发明将信号采集装置安装于吊钩外围预设的固定位置处，避免不同工况的吊钩变幅运动带动信号采集装置的位置发生变化，从而使得布线安装复杂，引发采集故障，因而稳定性更强。另外，本发明实施例还提供了一种起重机，包括吊钩，以及上述吊钩起升控制系统。并且，为避免外界环境干扰，可在吊钩处增设反光材质，提高吊钩在图像采集中的识别度。

本发明实施例提供的起重机，其吊钩起升控制系统根据吊钩在起升过程中的实时图像得到吊钩与吊钩最高位置之间的实际距离，相对于现有技术，对吊钩防冲顶的控制提供了可靠依据，即使由于工况的不同导致安全高度不同，也无需反复标定限位的位置，并对限位装置进行繁琐的拆装，即可根据该实际距离与预设的安全距离，有效制定控制策略，避免发生吊钩冲顶事故，实现起升安全控制，且采用本发明将信号采集装置安装于吊钩外围预设的固定位置处，避免不同工况的吊钩变幅运动带动信号采集装置的位置发生变化，从而使得布线安装复杂，引发采集故障，因而稳定性更强。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种吊钩起升控制方法，其特征在于，包括，

接收所述吊钩在起升过程中的实时图像信息；

根据所述图像信息得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离；

根据所述实时距离与预设的安全距离采取控制策略以限制所述吊钩的起升动作。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述图像信息得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离，具体包括，

获取在所述图像中所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的距离；

根据所述图像中所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的距离与预设的图像距离与实体距离的对应关系，计算得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述预设的安全距离包括一级安全距离和二级安全距离，其中，所述二级安全距离小于所述一级安全距离，

所述根据所述实时距离与预设的安全距离采取控制策略以限制所述吊钩的起升动作，具体包括，

当所述实时距离小于所述一级安全距离且大于所述二级安全距离时，减小所述吊钩在起升过程中的速度和/或一级报警提示；

当所述实时距离小于所述二级安全距离时，停止所述吊钩的继续起升动作和/或二级报警提示。

4.一种吊钩起升控制装置，其特征在于，包括，

接收器，用于接收所述吊钩在起升过程中的实时图像信息；

控制器，用于根据所述图像信息得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离，并根据所述实时距离与预设的安全距离采取控制策略以限制所述吊钩的起升动作。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制器包括距离计算模块，用于计算在所述图像中所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的距离，并根据所述图像中的距离与预设的图像距离与实体距离的对应关系，计算得出所述吊钩与吊钩起升最高位置之间的实时距离。

6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，

所述预设的安全距离包括一级安全距离和二级安全距离，其中，所述二级安全距离小于所述一级安全距离，

所述控制器还包括控制模块，用于当所述实时距离小于所述一级安全距离且大于二级安全距离时，减小所述吊钩在起升过程中的速度和/或一级报警提示；当所述实时距离小于所述二级安全距离时，停止所述吊钩的继续起升动作和/或二级报警提示。

7.一种吊钩起升控制系统，其特征在于，包括，

图像采集装置，位于所述吊钩外围预设位置处，用于获取所述吊钩在起升过程中的实时图像信息，以及如权利要求4至6任一所述控制装置。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于所述图像采集装置上设有标准尺，用于图像和距离信息的校准。

9.一种起重机，包括吊钩，其特征在于，还包括如权利要求7或8所述的控制系统。

10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，所述吊钩处设有反光材质。

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