CN103434936A - 一种起重机起重作业自动控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机起重作业自动控制方法，包括如下步骤：1）判断当前控制模式是否为自动控制模式，若是，则执行后续步骤；2）输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度。在起重机进入自动控制模式时，则输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度。本发明公开的一种起重机起重作业自动控制方法使得操作者减少甚至摆脱连续操作油门踏板和比例电磁阀操纵手柄，从而能够将注意力放在其它作业上，解放操作者部分工作压力，降低了操作人员的劳动强度。本发明还公开了一种起重机起重作业自动控制系统。

Description

一种起重机起重作业自动控制方法和系统

技术领域

本发明涉及起重设备技术领域，更具体地说，涉及一种起重机起重作业自动控制方法和系统。

背景技术

目前，小到细小零部件的组装、拆卸，大到大型重物的吊装施工，都需要起重机将这些人力不便或不能移动的重物，精确的安放到需要的位置上，起重机在这些工作中发挥了巨大的作用。

现阶段起重机动作多为液压控制，目前起重机作业有多种液压泵和马达的组合形式，以变量泵和定量马达为例，起重作业运行机制为通过发动机保证液压泵的输出，而通过比例电磁阀操纵手柄动作控制比例电磁阀的开口程度，继而得到液压系统液压油的流量，液压油带动液压马达转动，通过减速器传动，带动卷扬以实现起重作业的进行。所以对整个起重作业速度的控制分为发动机转速控制和比例电磁阀操纵手柄控制两个部分，通过操作者对两者协调命令，达到满足工况要求的目的。

传统的起重作业的速度控制主要是通过操作手柄和油门踏板实现的。操作者通过踩油门踏板，触发踏板上传感器电压信号变化，发动机ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）将采集到的信号处理，控制发动机得到目的转速。

比例电磁阀的控制有三个阶段：阶段一：控制器对手柄（比例电磁阀操纵手柄）信号的采集；阶段二：手柄信号在控制器中的处理阶段；阶段三：控制器PWM信号（脉冲宽度调制，简称脉宽调制，微处理器输出的模拟电路信号，是一系列幅值相等的脉冲，通过调整PWM的占空比可以控制目标元件）输出阶段。所以，起重动作的控制是通过比例电磁阀操纵手柄的动作控制比例电磁阀的开合程度实现泵排量的大小。

传统的起重作业模式是凭操作者操作经验将发动机油门踏板和操作手柄相互配合达到发动机输出和比例电磁阀动作协调，想要达到卷扬恒速运动效果就要保证发动机输出恒定和手柄输出信号稳定，这都是由操作者动作稳定决定，所以传统模式的作业效率很大程度取决于操作者的操作经验以及现场环境支持。

传统的起重作业形式让操作者时刻将精力集中在起吊过程，而且还要去兼顾工况环境，这给操作者施加很大的压力。加上很多工程场合需要连续作业，多种外界不良因素干扰，无疑使得起重作业显得任务繁重和艰巨。而且传统的吊重模式完全依靠操作者经验操作，不能很好的实现吊重的稳定性和动作的连贯性。

此外，传统作业只能通过连续操作比例电磁阀操纵手柄和油门踏板来实现起重动作，操作模式单一，操作者精力持续集中容易造成疲劳和注意力懈怠。

再者，基于控制过程，信号采集会因为人为或者外界因素产生干扰，导致输入信号有波动；而在信号处理阶段，由于信号处理的函数单一，造成系统的输出不平稳，甚至造成比较严重的后果。

因此，如何实现起重作业的自动控制，降低操作人员的劳动强度，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种起重机起重作业自动控制方法，以实现起重作业的自动控制，降低操作人员的劳动强度；

本发明的另一目的在于提供一种起重机起重作业自动控制系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种起重机起重作业自动控制方法，包括如下步骤：

1）判断当前控制模式是否为自动控制模式，若是，则执行后续步骤；

2）输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，所述自动控制模式至少包括工况作业选择模式，所述工况作业选择模式包括至少两种工况作业模式，每种工况作业模式对应有相应的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号；

在当前自动控制模式为工况作业选择模式时，所述步骤2）中的发动机转速控制信号为当前工况作业模式下的发动机转速控制信号，比例电磁阀控制信号为当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，所述工况作业选择模式包括重载作业模式、一般作业模式和快速作业模式。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，在步骤1）和步骤2）之间还包括步骤：

1.1）获取当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号目标值以及当前的比例电磁阀控制信号输出值；

1.2）生成在所述比例电磁阀控制信号输出值与所述比例电磁阀控制信号目标值之间的第一平缓过渡曲线，所述比例电磁阀控制信号按照所述第一平缓过渡曲线输出，并在所述比例电磁阀控制信号达到比例电磁阀控制信号目标值时，持续输出比例电磁阀控制信号目标值，所述发动机转速控制信号与所述比例电磁阀控制信号对应输出。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，每种工况作业模式均对应有相应的第一平缓过渡曲线。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，在步骤1）和步骤2）之间还包括步骤：

1.1）获取当前工况作业模式下的发动机转速控制信号目标值以及当前的发动机转速控制信号输出值；

1.2）生成在所述发动机转速控制信号输出值与所述发动机转速控制信号目标值之间的第二平缓过渡曲线，所述发动机转速控制信号按照所述第二平缓过渡曲线输出，并在所述发动机转速控制信号达到发动机转速控制信号目标值时，持续输出发动机转速控制信号目标值，所述比例电磁阀控制信号与所述发动机转速控制信号对应输出。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，每种工况作业模式均对应有相应的第二平缓过渡曲线。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，所述自动控制模式包括自学习作业模式；

在当前自动控制模式为自学习作业模式时，所述步骤2）中的发动机转速控制信号为学习过程储存的发动机转速控制信号，比例电磁阀控制信号为学习过程储存的比例电磁阀控制信号。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，在步骤1）和步骤2）之间还包括步骤：

1.1）判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入，若是，则执行步骤2），若否则结束。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，在步骤1）和步骤1.1）之间还包括步骤：

1.01）判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入，若是则执行步骤1.1），若否则结束。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，还包括步骤：

3）在卷扬机构制动时，退出自动控制模式。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制方法中，所述步骤1）具体为：判断当前控制模式是否为自动控制模式，若是，则执行后续步骤，若否，则进入传统作业模式。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的起重机起重作业自动控制方法，在起重机进入自动控制模式时，则输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构则在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。使得操作者减少甚至摆脱连续操作发动机油门踏板和比例电磁阀操纵手柄，从而能够将注意力放在其它作业上，解放操作者部分工作压力，降低了操作人员的劳动强度。

本发明还公开了一种起重机起重作业自动控制系统，包括：

采集单元，用于采集当前控制模式信号；

判断单元，与所述采集单元通信连接，用于判断当前控制模式是否为自动控制模式；

控制单元，与所述判断单元通信连接，用于在当前控制模式为自动控制模式时，输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制系统中，还包括与所述控制单元通讯连接的工况作业模式选择单元，所述工况作业模式选择单元至少包括两种工况作业模式，每种工况作业模式对应有相应的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制系统中，还包括控制信号平缓过渡处理模块，所述控制信号平缓过渡处理模块用于获取当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号目标值以及当前的比例电磁阀控制信号输出值，并生成在所述比例电磁阀控制信号输出值与所述比例电磁阀控制信号目标值之间的第一平缓过渡曲线；

所述控制单元用于控制所述比例电磁阀控制信号按照所述第一平缓过渡曲线输出，并在所述比例电磁阀控制信号达到比例电磁阀控制信号目标值时，持续输出比例电磁阀控制信号目标值，同时控制所述发动机转速控制信号与所述比例电磁阀控制信号对应输出。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制系统中，还包括控制信号平缓过渡处理模块，所述控制信号平缓过渡处理模块用于获取当前工况作业模式下的发动机转速控制信号目标值以及当前的发动机转速控制信号输出值，并生成在所述发动机转速控制信号输出值与所述发动机转速控制信号目标值之间的第二平缓过渡曲线；

所述控制单元用于控制所述发动机转速控制信号按照所述第二平缓过渡曲线输出，并在所述发动机转速控制信号达到发动机转速控制信号目标值时，持续输出发动机转速控制信号目标值，同时控制所述比例电磁阀控制信号与所述发动机转速控制信号对应输出。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制系统中，还包括与所述控制单元通讯连接的自学习作业模式选择单元，所述自学习作业模式选择单元包括学习采集模块和存储模块；

所述学习采集模块用于采集传统模式操作过程中的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号；

存储模块用于存储所述学习采集模块采集的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。

优选地，在上述起重机起重作业自动控制系统中，还包括比例电磁阀操纵手柄信号判断模块，所述比例电磁阀操纵手柄信号判断模块用于判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入；

所述控制单元，用于在当前控制模式为自动控制模式，且具有比例电磁阀操纵手柄信号输入时，输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

本发明还公开的起重机起重作业自动控制系统，用于实现上述起重机起重作业自动控制方法，因此同样具有上述技术效果，本文在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的起重机起重作业自动控制方法的流程图；

图2为本发明另一实施例提供的起重机起重作业自动控制方法的流程图；

图3为本发明再一实施例提供的起重机起重作业自动控制方法的流程图；

图4为本发明又一实施例提供的起重机起重作业自动控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种起重机起重作业自动控制方法，以实现起重作业的自动控制，降低操作人员的劳动强度；

本发明的另一核心在于提供一种起重机起重作业自动控制系统。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的起重机起重作业自动控制方法的流程图。

本发明实施例提供的起重机起重作业自动控制方法，包括如下步骤：

步骤S101：获取当前控制模式；

具体可通过采集模块采集当前控制模式信号，从而为后续步骤提供判断参数。

步骤S102：判断当前控制模式是否为自动控制模式；

判断当前控制模式是否为自动控制模式，若是，则执行后续步骤，在本实施例中执行步骤S103和步骤S104，若否，则进入步骤S107：传统作业模式。需要说明的是，本发明实施例不关注在非自动控制模式时的操作，重点在于自动控制模式的实现。在当前控制模式为非自动控制模式时，可能此时的控制模式为传统作业模式，则进入传统作业模式即可，控制模式除了自动控制模式和传统作业模式之外，还可能存在其它作业模式，当然，控制模式也可仅包含自动控制模式。

步骤S103：输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作。

步骤S104：输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度。

步骤S105：卷扬机构工作；

起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

本发明实施例提供的起重机起重作业自动控制方法，在起重机进入自动控制模式时，则输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构则在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。使得操作者减少甚至摆脱连续操作发动机油门踏板和比例电磁阀操纵手柄，从而能够将注意力放在其它作业上，解放操作者部分工作压力，降低了操作人员的劳动强度。

在上述实施例的基础上，在步骤S105之后还可包括步骤S106：判断卷扬机构是否制动，若是则退出自动控制模式，若否则继续执行步骤S103和步骤S104。

请参阅图2，图2为本发明另一实施例提供的起重机起重作业自动控制方法的流程图。

本发明实施例提供的起重机起重作业自动控制方法，包括如下步骤：

步骤S201：获取当前控制模式；

具体可通过采集模块采集当前控制模式信号，从而为后续步骤提供判断参数。

步骤S202：判断当前控制模式是否为自动控制模式；

判断当前控制模式是否为自动控制模式，若是，则执行后续步骤，在本实施例中执行步骤S203，若否，则进入步骤S211：传统作业模式。需要说明的是，本发明实施例不关注在非自动控制模式时的操作，重点在于自动控制模式的实现。在当前控制模式为非自动控制模式时，可能此时的控制模式为传统作业模式，则进入传统作业模式即可，控制模式除了自动控制模式和传统作业模式之外，还可能存在其它作业模式，当然，控制模式也可仅包含自动控制模式。

步骤S203：判断自动控制模式是否为工况作业选择模式，若是则执行步骤S204，若否则进入步骤S214：自学习作业模式。

需要说明的是，本发明这一实施例中并不关注在非工况作业选择模式时的操作，重点在于工况作业选择模式的实现。在当前控制模式为非工况作业选择模式时，可能此时的控制模式为自学习作业模式，则进入自学习作业模式即可，自动控制模式除了工况作业选择模式和自学习作业模式之外，还可能存在其它作业模式，当然，控制模式也可仅包含工况作业选择模式。

步骤S204：判断当前工况作业模式是否为重载作业模式，若是，则执行步骤S207和步骤S208，若否，则执行步骤S205。

步骤S205：判断当前工况作业模式是否为一般作业模式，若是，则执行步骤S207和步骤S208，若否，则执行步骤S206。

步骤S206：判断当前工况作业模式是否为快速作业模式，若是，则执行步骤S207和步骤S208，若否，则返回步骤S202。

需要说明的是，工况作业选择模式也可仅包含其中两种或更多种工况作业模式，并不局限于上述三种工况作业模式。每种工况作业模式对应有相应的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。本发明实施例设定多种工况作业模式（如重载作业模式、一般作业模式和快速作业模式）来适应多变的作业环境。如被吊物质量较大时，则需要选择重载作业模式，以降低起吊速度，若被吊物质量较小，则可选择快速作业模式，以提高起吊速度。若被吊物的质量介于上述两种之间时，可选择一般作业模式。

上述步骤S204、步骤S205和步骤S206是用来判断当前工况作业模式具体为何种工况作业模式，其判断顺序为重载作业模式、一般作业模式和快速作业模式，即先判断是否为重载作业模式，若不是，再判断是否为一般作业模式，若不是，再判断是否为快速作业模式。本领域技术人员可以理解的是，除了上述判断顺序之外，还可采用其它判断顺序，例如：快速作业模式、一般作业模式和重载作业模式，或者快速作业模式、重载作业模式和一般作业模式等。上面是为了便于理解，以三种工况作业模式为例进行的介绍，当工况作业模式为其它数量时，也可通过不同的判断顺序进行判断。

步骤S207：输出当前工况作业模式下的发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作。

步骤S208：输出当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度。

步骤S209：卷扬机构工作；

起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

在上述实施例的基础上，在步骤S209之后还可包括步骤S210：判断卷扬机构是否制动，若是则退出自动控制模式，若否则继续执行步骤S207和步骤S208。

请参阅图3，图3为本发明再一实施例提供的起重机起重作业自动控制方法的流程图。

本发明实施例提供的起重机起重作业自动控制方法，包括如下步骤：

步骤S301：获取当前控制模式；

具体可通过采集模块采集当前控制模式信号，从而为后续步骤提供判断参数。

步骤S302：判断当前控制模式是否为自动控制模式；

判断当前控制模式是否为自动控制模式，若是，则执行后续步骤，在本实施例中执行步骤S303，若否，则进入步骤S313：传统作业模式。需要说明的是，本发明实施例不关注在非自动控制模式时的操作，重点在于自动控制模式的实现。在当前控制模式为非自动控制模式时，可能此时的控制模式为传统作业模式，则进入传统作业模式即可，控制模式除了自动控制模式和传统作业模式之外，还可能存在其它作业模式，当然，控制模式也可仅包含自动控制模式。

步骤S303：判断自动控制模式是否为工况作业选择模式，若是则执行步骤S304，若否则进入步骤S316：自学习作业模式。

需要说明的是，本发明这一实施例中并不关注在非工况作业选择模式时的操作，重点在于工况作业选择模式的实现。在当前控制模式为非工况作业选择模式时，可能此时的控制模式为自学习作业模式，则进入自学习作业模式即可，自动控制模式除了工况作业选择模式和自学习作业模式之外，还可能存在其它作业模式，当然，控制模式也可仅包含工况作业选择模式。

步骤S304：判断当前工况作业模式是否为重载作业模式，若是，则执行步骤308，若否，则执行步骤S305。

步骤S305：判断当前工况作业模式是否为一般作业模式，若是，则执行步骤S308，若否，则执行步骤S306。

步骤S306：判断当前工况作业模式是否为快速作业模式，若是，则执行步骤S308，若否，则返回步骤S302。

需要说明的是，工况作业选择模式也可仅包含其中两种或更多种工况作业模式，并不局限于上述三种工况作业模式。每种工况作业模式对应有相应的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。本发明实施例设定多种工况作业模式（如重载作业模式、一般作业模式和快速作业模式）来适应多变的作业环境。如被吊物质量较大时，则需要选择重载作业模式，以降低起吊速度，若被吊物质量较小，则可选择快速作业模式，以提高起吊速度。若被吊物的质量介于上述两种之间时，可选择一般作业模式。

上述步骤S304、步骤S305和步骤S306是用来判断当前工况作业模式具体为何种工况作业模式，其判断顺序为重载作业模式、一般作业模式和快速作业模式，即先判断是否为重载作业模式，若不是，再判断是否为一般作业模式，若不是，再判断是否为快速作业模式。本领域技术人员可以理解的是，除了上述判断顺序之外，还可采用其它判断顺序，例如：快速作业模式、一般作业模式和重载作业模式，或者快速作业模式、重载作业模式和一般作业模式等。上面是为了便于理解，以三种工况作业模式为例进行的介绍，当工况作业模式为其它数量时，也可通过不同的判断顺序进行判断。

步骤S308：控制信号平缓过渡处理；

获取当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号目标值以及当前的比例电磁阀控制信号输出值。生成在比例电磁阀控制信号输出值与比例电磁阀控制信号目标值之间的第一平缓过渡曲线，比例电磁阀控制信号按照第一平缓过渡曲线输出，并在比例电磁阀控制信号达到比例电磁阀控制信号目标值时，持续输出比例电磁阀控制信号目标值，发动机转速控制信号与比例电磁阀控制信号对应输出。

每种工况作业模式均对应有相应的第一平缓过渡曲线。即将比例电磁阀需求的比例电磁阀控制信号分层，每一层的比例电磁阀控制信号都有一个函数曲线，通过捕捉当前的比例电磁阀控制信号输出值在比例电磁阀控制信号分层中所处的位置，自动对应输出函数，生成在比例电磁阀控制信号输出值与比例电磁阀控制信号目标值之间的第一平缓过渡曲线，实现阶跃速度出现情况下的平缓过渡。

除上述方式之外，还可采用如下方式：获取当前工况作业模式下的发动机转速控制信号目标值以及当前的发动机转速控制信号输出值。生成在发动机转速控制信号输出值与发动机转速控制信号目标值之间的第二平缓过渡曲线，发动机转速控制信号按照第二平缓过渡曲线输出，并在发动机转速控制信号达到发动机转速控制信号目标值时，持续输出发动机转速控制信号目标值，比例电磁阀控制信号与发动机转速控制信号对应输出。

每种工况作业模式均对应有相应的第二平缓过渡曲线。即将发动机需求的发动机转速控制信号分层，每一层的发动机转速控制信号都有一个函数曲线，通过捕捉当前的发动机转速控制信号输出值在发动机转速控制信号分层中所处的位置，自动对应输出函数，生成在发动机转速控制信号输出值与发动机转速控制信号目标值之间的第二平缓过渡曲线，实现阶跃速度出现情况下的平缓过渡。

步骤S309：输出当前工况作业模式下的发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作。

步骤S310：输出当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度。

步骤S311：卷扬机构工作；

起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

在上述实施例的基础上，在步骤S311之后还可包括步骤S312：判断卷扬机构是否制动，若是则退出自动控制模式，若否则继续执行步骤S309和步骤S310。

为了进一步优化上述技术方案，在步骤S304、步骤S305或步骤S306之后还包括步骤S307：判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入，若是则执行步骤S308，若否则结束。本发明实施例通过增加步骤S307，能够有效地防止由于操作人员的误操作而输出发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。即尽管由于操作人员的误操作，误进入自动控制模式，但是如果不推动电磁阀操纵手柄，即不会有比例电磁阀操纵手柄信号输入，也就不会执行后续的控制信号的输出。

需要说明的是，在上述实施例中，并没有控制信号平缓过渡处理这一步骤，因此，判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入，若是则执行步骤S309和步骤S310，若否则结束。

即针对判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入这一步骤而言，如果后续具有控制信号平缓过渡处理步骤，则在具有比例电磁阀操纵手柄信号输入时，执行控制信号平缓过渡处理步骤。若后续没有控制信号平缓过渡处理步骤，则在具有比例电磁阀操纵手柄信号输入时，输出发动机转速控制信号，并输出比例电磁阀控制信号。

请参阅图4，图4为本发明又一实施例提供的起重机起重作业自动控制方法的流程图。

在某些起重作业环境下，传统模式操作可以体现出自身的优势，而自学习模式可以将传统模式的操作过程模仿执行。

本发明实施例提供的起重机起重作业自动控制方法，包括如下步骤：

步骤S401：获取当前控制模式；

具体可通过采集模块采集当前控制模式信号，从而为后续步骤提供判断参数。

步骤S402：判断当前控制模式是否为自动控制模式；

判断当前控制模式是否为自动控制模式，若是，则执行后续步骤，在本实施例中执行步骤S403，若否，则进入步骤S411：传统作业模式。需要说明的是，本发明实施例不关注在非自动控制模式时的操作，重点在于自动控制模式的实现。在当前控制模式为非自动控制模式时，可能此时的控制模式为传统作业模式，则进入传统作业模式即可，控制模式除了自动控制模式和传统作业模式之外，还可能存在其它作业模式，当然，控制模式也可仅包含自动控制模式。

步骤S403：判断自动控制模式是否为工况作业选择模式，若是则执行步骤S414：工况作业选择模式，若否则进入步骤S404。

步骤S404：记录传统控制模式动作参数；

记录一次传统模式操作过程输出信号，即采集此次操作起吊、平稳起升和落吊时发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号，将上述信号变化曲线记录。

步骤S405：判断是否执行记忆过程，若是，则执行步骤S406，若否，则返回步骤S402。

步骤S406：判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入，若是则执行步骤S407和步骤S408，若否则结束。本发明实施例通过增加步骤S406，能够有效地防止由于操作人员的误操作而输出发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。即尽管由于操作人员的误操作，误进入自动控制模式，但是如果不推动电磁阀操纵手柄，即不会有比例电磁阀操纵手柄信号输入，也就不会执行后续的控制信号的输出。

步骤S407：输出学习过程储存的发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作。

步骤S408：输出学习过程储存的比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度。

步骤S409：卷扬机构工作；

起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

在上述实施例的基础上，在步骤S409之后还可包括步骤S410：判断卷扬机构是否制动，若是则退出自动控制模式，若否则继续执行步骤S405或执行步骤S407和步骤S408。

本发明实施例提供的起重机起重作业自动控制系统，包括采集单元、判断单元和控制单元。

其中，采集单元用于采集当前控制模式信号，并将采集的当前控制模式信号发送给判断单元。判断单元与采集单元通信连接，用于判断当前控制模式是否为自动控制模式，如果是，则将相应的指令发给控制单元。

控制单元与判断单元通信连接，用于在当前控制模式为自动控制模式时，输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。输出的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号为控制单元内预存的控制信号。

本发明实施例提供的起重机起重作业自动控制系统，在起重机进入自动控制模式时，控制单元输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构则在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。使得操作者减少甚至摆脱连续操作发动机油门踏板和比例电磁阀操纵手柄，从而能够将注意力放在其它作业上，解放操作者部分工作压力，降低了操作人员的劳动强度。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例还可包括与所述控制单元通讯连接的工况作业模式选择单元，工况作业模式选择单元至少包括两种工况作业模式，每种工况作业模式对应有相应的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。

以工况作业模式选择单元具有重载作业模式、一般作业模式和快速作业模式三种工况作业模式为例，三种作业模式对应的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号均不相同，以达到不同的起吊速度，从而满足不同工况下的使用需求。

本发明实施例设定多种工况作业模式（如重载作业模式、一般作业模式和快速作业模式）来适应多变的作业环境。如被吊物质量较大时，则需要选择重载作业模式，以降低起吊速度，若被吊物质量较小，则可选择快速作业模式，以提高起吊速度。若被吊物的质量介于上述两种之间时，可选择一般作业模式。

在本发明一具体实施例中，本发明还可包括控制信号平缓过渡处理模块，控制信号平缓过渡处理模块用于获取当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号目标值以及当前的比例电磁阀控制信号输出值，并生成在比例电磁阀控制信号输出值与比例电磁阀控制信号目标值之间的第一平缓过渡曲线。

控制单元用于控制比例电磁阀控制信号按照第一平缓过渡曲线输出，并在比例电磁阀控制信号达到比例电磁阀控制信号目标值时，持续输出比例电磁阀控制信号目标值，同时控制发动机转速控制信号与比例电磁阀控制信号对应输出。

每种工况作业模式均对应有相应的第一平缓过渡曲线。即将比例电磁阀需求的比例电磁阀控制信号分层，每一层的比例电磁阀控制信号都有一个函数曲线，通过捕捉当前的比例电磁阀控制信号输出值在比例电磁阀控制信号分层中所处的位置，自动对应输出函数，生成在比例电磁阀控制信号输出值与比例电磁阀控制信号目标值之间的第一平缓过渡曲线，实现阶跃速度出现情况下的平缓过渡。

除上述方式之外，还可采用如下方式：控制信号平缓过渡处理模块用于获取当前工况作业模式下的发动机转速控制信号目标值以及当前的发动机转速控制信号输出值，生成在发动机转速控制信号输出值与发动机转速控制信号目标值之间的第二平缓过渡曲线。

控制单元用于控制发动机转速控制信号按照第二平缓过渡曲线输出，并在发动机转速控制信号达到发动机转速控制信号目标值时，持续输出发动机转速控制信号目标值，比例电磁阀控制信号与发动机转速控制信号对应输出。

每种工况作业模式均对应有相应的第二平缓过渡曲线。即将发动机需求的发动机转速控制信号分层，每一层的发动机转速控制信号都有一个函数曲线，通过捕捉当前的发动机转速控制信号输出值在发动机转速控制信号分层中所处的位置，自动对应输出函数，生成在发动机转速控制信号输出值与发动机转速控制信号目标值之间的第二平缓过渡曲线，实现阶跃速度出现情况下的平缓过渡。

在本发明一具体实施例中，本发明还可包括与控制单元通讯连接的自学习作业模式选择单元，自学习作业模式选择单元包括学习采集模块和存储模块。

学习采集模块用于采集传统模式操作过程中的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。存储模块用于存储学习采集模块采集的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。

自学习模式的执行过程，通过控制单元来实现，控制单元将存储模块储存的学习采集模块采集的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号输出，从而控制发动机按相应转速工作，同时控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀在当前开口度下工作。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例还可包括比例电磁阀操纵手柄信号判断模块，比例电磁阀操纵手柄信号判断模块用于判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入，从而将手柄信号作为是否执行后续控制信号输出的一个判断依据，来避免由于操纵人员的误操作，而执行自动控制模式。尽管由于操作人员的误操作，误进入自动控制模式，但是如果不推动电磁阀操纵手柄，即不会有比例电磁阀操纵手柄信号输入，也就不会执行后续的控制信号的输出。

控制单元，用于在当前控制模式为自动控制模式，且具有比例电磁阀操纵手柄信号输入时，输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

综上所述，本发明实施例公开的起重机起重作业自动控制方法不仅可以通过传统控制模式，即通过操作手柄和油门踏板来生成稳定的信号实现起重作业的恒速控制，而且在有不稳定信号输入时也可以使实现起重过程的恒速控制；基于控制过程，直接消除了人为或者外界因素有可能会影响信号的采集稳定性所导致输入有波动的危险性。

本发明还可以实现不同的控制模式，为操作者提供多样性的操作选择方案，让操作者减少甚至摆脱连续操作起重作业手柄的使用，将注意力放在其它作业上，解放操作者部分工作压力。

本发明也可以自动生成满足工况要求的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号，将有阶跃的目标输出信号和当前状态平缓过渡，提升系统的稳定性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (18)

1.一种起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）判断当前控制模式是否为自动控制模式，若是，则执行后续步骤；

2）输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

2.如权利要求1所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，所述自动控制模式至少包括工况作业选择模式，所述工况作业选择模式包括至少两种工况作业模式，每种工况作业模式对应有相应的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号；

在当前自动控制模式为工况作业选择模式时，所述步骤2）中的发动机转速控制信号为当前工况作业模式下的发动机转速控制信号，比例电磁阀控制信号为当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号。

3.如权利要求2所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，所述工况作业选择模式包括重载作业模式、一般作业模式和快速作业模式。

4.如权利要求2所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，在步骤1）和步骤2）之间还包括步骤：

1.1）获取当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号目标值以及当前的比例电磁阀控制信号输出值；

1.2）生成在所述比例电磁阀控制信号输出值与所述比例电磁阀控制信号目标值之间的第一平缓过渡曲线，所述比例电磁阀控制信号按照所述第一平缓过渡曲线输出，并在所述比例电磁阀控制信号达到比例电磁阀控制信号目标值时，持续输出比例电磁阀控制信号目标值，所述发动机转速控制信号与所述比例电磁阀控制信号对应输出。

5.如权利要求4所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，每种工况作业模式均对应有相应的第一平缓过渡曲线。

6.如权利要求2所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，在步骤1）和步骤2）之间还包括步骤：

1.1）获取当前工况作业模式下的发动机转速控制信号目标值以及当前的发动机转速控制信号输出值；

1.2）生成在所述发动机转速控制信号输出值与所述发动机转速控制信号目标值之间的第二平缓过渡曲线，所述发动机转速控制信号按照所述第二平缓过渡曲线输出，并在所述发动机转速控制信号达到发动机转速控制信号目标值时，持续输出发动机转速控制信号目标值，所述比例电磁阀控制信号与所述发动机转速控制信号对应输出。

7.如权利要求6所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，每种工况作业模式均对应有相应的第二平缓过渡曲线。

8.如权利要求1所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，所述自动控制模式包括自学习作业模式；

在当前自动控制模式为自学习作业模式时，所述步骤2）中的发动机转速控制信号为学习过程储存的发动机转速控制信号，比例电磁阀控制信号为学习过程储存的比例电磁阀控制信号。

9.如权利要求1、2、3或8所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，在步骤1）和步骤2）之间还包括步骤：

1.1）判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入，若是，则执行步骤2），若否，则结束。

10.如权利要求4-7任一项所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，在步骤1）和步骤1.1）之间还包括步骤：

1.01）判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入，若是则执行步骤1.1），若否则结束。

11.如权利要求1-8任一项所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，还包括步骤：

3）在卷扬机构制动时，退出自动控制模式。

12.如权利要求1-8任一项所述的起重机起重作业自动控制方法，其特征在于，所述步骤1）具体为：判断当前控制模式是否为自动控制模式，若是，则执行后续步骤，若否，则进入传统作业模式。

13.一种起重机起重作业自动控制系统，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集当前控制模式信号；

判断单元，与所述采集单元通信连接，用于判断当前控制模式是否为自动控制模式；

控制单元，与所述判断单元通信连接，用于在当前控制模式为自动控制模式时，输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

14.如权利要求13所述的起重机起重作业自动控制系统，其特征在于，还包括与所述控制单元通讯连接的工况作业模式选择单元，所述工况作业模式选择单元至少包括两种工况作业模式，每种工况作业模式对应有相应的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。

15.如权利要求14所述的起重机起重作业自动控制系统，其特征在于，还包括控制信号平缓过渡处理模块，所述控制信号平缓过渡处理模块用于获取当前工况作业模式下的比例电磁阀控制信号目标值以及当前的比例电磁阀控制信号输出值，并生成在所述比例电磁阀控制信号输出值与所述比例电磁阀控制信号目标值之间的第一平缓过渡曲线；

所述控制单元用于控制所述比例电磁阀控制信号按照所述第一平缓过渡曲线输出，并在所述比例电磁阀控制信号达到比例电磁阀控制信号目标值时，持续输出比例电磁阀控制信号目标值，同时控制所述发动机转速控制信号与所述比例电磁阀控制信号对应输出。

16.如权利要求14所述的起重机起重作业自动控制系统，其特征在于，还包括控制信号平缓过渡处理模块，所述控制信号平缓过渡处理模块用于获取当前工况作业模式下的发动机转速控制信号目标值以及当前的发动机转速控制信号输出值，并生成在所述发动机转速控制信号输出值与所述发动机转速控制信号目标值之间的第二平缓过渡曲线；

所述控制单元用于控制所述发动机转速控制信号按照所述第二平缓过渡曲线输出，并在所述发动机转速控制信号达到发动机转速控制信号目标值时，持续输出发动机转速控制信号目标值，同时控制所述比例电磁阀控制信号与所述发动机转速控制信号对应输出。

17.如权利要求13所述的起重机起重作业自动控制系统，其特征在于，还包括与所述控制单元通讯连接的自学习作业模式选择单元，所述自学习作业模式选择单元包括学习采集模块和存储模块；

所述学习采集模块用于采集传统模式操作过程中的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号；

存储模块用于存储所述学习采集模块采集的发动机转速控制信号和比例电磁阀控制信号。

18.如权利要求13-17任一项所述的起重机起重作业自动控制系统，其特征在于，还包括比例电磁阀操纵手柄信号判断模块，所述比例电磁阀操纵手柄信号判断模块用于判断是否具有比例电磁阀操纵手柄信号输入；

所述控制单元，用于在当前控制模式为自动控制模式，且具有比例电磁阀操纵手柄信号输入时，输出发动机转速控制信号，控制发动机按相应转速工作，同时输出比例电磁阀控制信号，控制比例电磁阀打开相应开口度，起重机的卷扬机构在发动机当前转速，以及比例电磁阀当前开口度下工作。

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