CN103613015A - 安全吊载控制方法、装置、系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全吊载控制方法、装置、系统及一种起重机，用以提高吊载作业的安全性。安全吊载控制方法，包括：获取射线检测装置所检测的穿过重物的透视射线的数据信息；根据穿过重物的透视射线的数据信息得到重物的三维结构尺寸；根据重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到重物的评估重量；当重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，和/或输出吊载锁定控制信息，控制吊载机构处于锁定状态。

Description

安全吊载控制方法、装置、系统及起重机

技术领域

本发明涉及起重机械技术领域，特别是涉及一种安全吊载控制方法、装置、系统及一种起重机。

背景技术

如图1所示，在石油、化工、核电及风电等领域，许多诸如化工罐、风电塔筒等尺寸和重量均较大的重物11需要由起重机10进行吊装。在进行吊装作业之前，需要先对重物的重量进行评估，如果重物的重量超过额定吊载重量，则禁止对该重物进行吊载，以免起重机超载，引起吊臂挠曲、旁弯过度，甚至是折断、导致整机倾翻事故。

在现有技术中，重物的重量数据或者由起重机使用客户提供，或者由起重机的操作人员根据现场情况凭经验评估，得到的重量数据往往存在较大的误差。例如，某些年代久远的化工罐，记录其重量数据的相关技术文献早已丢失，在进行吊载前，凭借经验对其重量进行评估，准确性较低，一旦判断失误，起重机对超过额定吊载重量的重物进行吊载，将极易导致设备损坏甚至引发安全事故。

发明内容

本发明实施例提供了一种安全吊载控制方法、装置、系统及一种起重机，用以提高吊载作业的安全性。

本发明实施例所提供的安全吊载控制方法，包括：

获取射线检测装置所检测的穿过重物的透视射线的数据信息；

根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的三维结构尺寸；

根据所述重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到所述重物的评估重量；

当所述重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，和/或输出吊载锁定控制信息，控制所述吊载机构处于锁定状态。

在本发明技术方案中，根据穿过重物的透视射线的数据信息得到重物的三维结构尺寸，根据重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到重物的评估重量，当重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，可以及时提示操作人员不可进行吊载作业，否则起重机将超载，输出吊载锁定控制信息，可以控制吊载机构处于锁定状态，即使操作人员误操作，吊载机构也不会启动。因此相比于现有技术，重物的评估重量较为客观，准确性较高，起重机吊载作业的安全性得到大大提高。

优选的，该方法还包括：根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的图像；将所述图像输出至存储装置进行存储；和/或将所述图像输出至显示装置进行显示。将图像存储于存储装置便于操作人员随时查看，将图像在显示装置上进行显示可以使操作人员更直观的了解重物的整体特征，这都为操作人员的相关操作提供了较大的便利。

本发明实施例所提供的安全吊载控制装置，包括：

获取设备，用于获取射线检测装置所检测的穿过重物的透视射线的数据信息；

控制设备，用于根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的三维结构尺寸；根据所述重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到所述重物的评估重量；以及当所述重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，和/或输出吊载锁定控制信息，控制吊载机构处于锁定状态。

该方案相比于现有技术，重物的评估重量较为客观，准确性较高，可大大减少操作人员的错误评估，起重机吊载作业的安全性得到大大提高。

本发明实施例所提供的安全吊载控制系统，包括：

射线发射装置，用于向重物发射透视射线；

射线检测装置，用于检测穿过重物的透视射线的数据信息；

控制装置，与所述射线检测装置和吊载机构信号连接，用于根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的三维结构尺寸；根据所述重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到所述重物的评估重量；以及当所述重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，和/或输出吊载锁定控制信息，控制吊载机构处于锁定状态。

该方案相比于现有技术，重物的评估重量较为客观，准确性较高，可大大减少操作人员的错误评估，起重机吊载作业的安全性得到大大提高。

本发明实施例所提供的起重机，包括前述技术方案所述的安全吊载控制系统，在进行吊载作业时具有较高的安全性。

附图说明

图1为起重机进行吊装作业示意图；

图2为本发明一实施例中重物的吊载原理示意图；

图3为本发明一实施例的安全吊载控制方法流程示意图；

图4a为化工罐结构示意图；

图4b为风电塔筒结构示意图；

图5为本发明一实施例的安全吊载控制装置结构示意图；

图6为本发明一实施例的安全吊载控制系统结构示意图。

附图标记：

10-起重机      11-重物           12-获取设备

13-控制设备    14-射线发射装置   15-射线检测装置

16-控制装置    17-存储装置       18-显示装置

19-图像采集卡

具体实施方式

为了提高吊载作业的安全性，本发明实施例提供了一种安全吊载控制方法、装置、系统及一种起重机。在该技术方案中，根据穿过重物的透视射线的数据信息得到重物的三维结构尺寸，根据重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到重物的评估重量，当重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，可以及时提示操作人员不可进行吊载作业，否则起重机将超载，输出吊载锁定控制信息，可以控制吊载机构处于锁定状态，即使操作人员误操作，吊载机构也不会启动。因此相比于现有技术，重物的评估重量较为客观，准确性较高，起重机吊载作业的安全性得到大大提高。下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。

如图3所示，本发明实施例所提供的安全吊载控制方法，包括：

步骤101、获取射线检测装置所检测的穿过重物的透视射线的数据信息；

步骤102、根据穿过重物的透视射线的数据信息得到重物的三维结构尺寸；

步骤103、根据重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到重物的评估重量；

步骤104、判断重物的评估重量是否大于额定吊载重量，如果是，执行步骤105，否则，执行步骤106；

步骤105、输出不可吊载提示信息和吊载锁定控制信息；

步骤106、输出允许吊载提示信息。

在本发明实施例的技术方案中，重物可以为化工罐或者风电塔筒，也可以为其它形状不规则的重物，均可通过实施例所提供的方法进行吊载。

如图2所示，在一个具体实施例中，射线发射装置14安装于起重机10底盘尾部，射线检测装置15与射线发射装置14位置相对，待进行吊载的重物11置于射线发射装置14和射线检测装置15之间，这样，当作为射线源的射线发射装置14向重物11发射透视射线时，射线检测装置15能够在重物11的另一侧检测到穿过重物11的透视射线的数据信息。这里需要说明的是，射线发射装置14的安装位置并不局限于起重机11的底盘尾部，还可以位于起重机11的底盘侧方或者其它任意位置，只要相应设置射线检测装置15的安装位置即可。透视射线可以为X射线、γ射线或红外线等任意一种能够进行透视的射线，可根据重物11的材质以及需要达到的透视效果来选择相应波长的透视射线，该技术为现有技术，这里不再详细赘述。

步骤103中，重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系可预先编程存储于起重机10的控制装置16中，其具体表现形式不限，例如可以为计算公式或者为数据关系表等。

例如，控制装置16中存储了化工罐、风电塔筒等的重量评估计算公式，当需要对化工罐进行吊载时，操作人员通过人机界面选择“化工罐”选项，控制装置根据化工罐三维结构尺寸（化工罐的结构示意图如图4a所示）中的R₁、R₂和L，以及化工罐的重量评估计算公式（见公式一）得到化工罐的评估重量；

$m=\mathrm{\π\ρ}(\frac{3}{4}{R}_2^3+{\mathrm{LR}}_2^2-\frac{3}{4}{R}_1^3-{\mathrm{LR}}_1^2)$     （公式一）

其中，m为化工罐的重量，ρ为化工罐罐体密度（为常量），R₁、R₂分别为化工罐圆头部分的内径和外径，L为化工罐两个圆头部分圆心间的长度。

同理，当需要对风电塔筒进行吊载时，操作人员通过人机界面选择“风电塔筒”选项，控制装置根据风电塔筒三维结构尺寸（风电塔筒的结构示意图如图4b所示）中的R₁、R₂和L，以及风电塔筒的重量评估计算公式（见公式二）得到风电塔筒的评估重量；

$m=\mathrm{\π\ρL}(R_2^2-R_1^2)$     （公式二）

其中，m为风电塔筒的重量，ρ为风电塔筒筒体密度（为常量），R₁、R₂分别为风电塔筒的内径和外径，L为风电塔筒的长度。

不可吊载提示信息可及时提示操作人员该吊重的评估重量已经超出起重机的额定吊载重量，不可对该重物进行吊载作业；而允许吊载提示信息则用于提示操作人员该吊重的评估重量未超出起重机的额定吊载重量，可对该重物进行吊载作业。不可吊载提示信息和允许吊载提示信息可以最终体现为多种形式，例如通过显示装置显示为文字或标识，或者通过扬声器发出语音或者报警信号等，这里不再一一赘述。

在本发明的其它实施例中，当重物的评估重量不大于额定吊载重量时，也可以不输出允许吊载提示信息，直接结束控制流程，这样，操作人员在未收到不可吊载提示信息时即可确定当前重物允许吊载。但优选采用图3实施例的安全吊载控制方法，这样可以在进行吊载作业时及时提示操作人员进行吊载作业，进一步提高了起重机吊载作业的安全性以及操作人员的操作效率。

该实施例还进一步包括以下步骤：

当重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出吊载锁定控制信息，控制吊载机构处于锁定状态。

当重物的评估重量大于额定吊载重量时，将吊载机构锁定，即使操作人员误操作，吊载机构也不会启动，因此进一步提高了起重机吊载作业的安全性。

进一步，该方法还可包括以下步骤：

根据穿过重物的透视射线的数据信息得到重物的图像；

将图像输出至存储装置进行存储，以及将图像输出至显示装置进行显示。

将图像存储于存储装置便于操作人员随时查看，将图像在显示装置上进行显示可以使操作人员更直观的了解重物的整体特征，这都为操作人员的相关操作提供了较大的便利。此外，也可只将图像输出至存储装置进行存储，以备以后查看，或者只将图像输出至显示装置进行显示，为操作人员提供实时的操纵依据。

在本发明技术方案中，根据穿过重物的透视射线的数据信息得到重物的三维结构尺寸，根据重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到重物的评估重量，当重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，可以及时提示操作人员不可进行吊载作业，否则起重机将超载，输出吊载锁定控制信息，可以控制吊载机构处于锁定状态，即使操作人员误操作，吊载机构也不会启动。因此相比于现有技术，重物的评估重量较为客观，准确性较高，起重机吊载作业的安全性得到大大提高。

如图5所示，基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种安全吊载控制装置，包括：

获取设备12，用于获取射线检测装置所检测的穿过重物的透视射线的数据信息；

控制设备13，用于根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的三维结构尺寸；根据所述重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到所述重物的评估重量；以及当所述重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，和/或输出吊载锁定控制信息，控制吊载机构处于锁定状态。

优选的，控制设备13进一步用于当重物的评估重量不大于额定吊载重量时，输出允许吊载提示信息。

优选的，控制设备13进一步用于根据穿过重物的透视射线的数据信息得到重物的图像；将图像输出至存储装置进行存储；和/或将图像输出至显示装置进行显示。

该方案相比于现有技术，重物的评估重量较为客观，准确性较高，因此可大大减少操作人员的错误评估，起重机吊载作业的安全性得到大大提高。

可参照图2所示，本发明实施例还提供了一种安全吊载控制系统，包括：

射线发射装置14，用于向重物11发射透视射线；

射线检测装置15，用于检测穿过重物11的透视射线的数据信息；

控制装置16，与射线检测装置15和吊载机构信号连接，用于根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的三维结构尺寸；根据所述重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到所述重物的评估重量；以及当所述重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，和/或输出吊载锁定控制信息，控制吊载机构处于锁定状态。

该方案相比于现有技术，重物11的评估重量较为客观，准确性较高，因此可大大减少操作人员的错误评估，起重机吊载作业的安全性得到大大提高。当重物的评估重量大于额定吊载重量时，将吊载机构锁定，即使操作人员误操作，吊载机构也不会启动，可进一步提高了起重机吊载作业的安全性。

重物11的具体类型不限，例如为化工罐或风电塔筒；透视射线可以为X射线、γ射线或红外线等。射线发射装置14的安装位置不限，可安装于起重机10底盘尾部或其它任意位置，待进行吊载的重物11置于射线发射装置14和射线检测装置15之间。控制装置16的具体类型不限，例如可以为起重机的车载CPU，或者是可编程控制器等。考虑到射线检测装置15的具体安装位置，为减少走线成本，优选的，射线检测装置15与控制装置16之间采用无线传输，例如通过蓝牙、GPRS（General packet Radio Service，通用分组无线服务网络，简称GPRS）等进行无线传输。

如图6所示，作为一个优选的实施例，该系统还包括信号连接于射线检测装置15和控制装置16之间的图像采集卡19。由于通用的传输接口不足以满足传输速度的要求，因此需要图像采集卡19提供数字输入输出的功能。图像采集卡19对射线检测装置15所检测的数据信息进行信号处理并传送至控制装置16，可以加快控制装置16的处理速度，并方便保存。图像采集卡19可以集成在控制装置16内部，也可以集成在射线检测装置15内部，其具体设置位置不限。

优选的，控制装置16进一步用于当重物的评估重量不大于额定吊载重量时，输出允许吊载提示信息。这样进一步提高了起重机吊载作业的安全性以及操作人员的操作效率。

如图6所示，该系统还包括：

与控制装置16信号连接的存储装置17，控制装置进一步用于根据穿过重物的透视射线的数据信息得到重物的图像；以及将图像输出至存储装置17进行存储；和

与控制装置16信号连接的显示装置18，控制装置16进一步用于根据穿过重物的透视射线的数据信息得到重物的图像；以及将图像输出至显示装置18进行显示。将图像存储于存储装置17便于操作人员随时查看，将图像在显示装置18上进行显示可以使操作人员更直观的了解重物的整体特征，这都为操作人员的相关操作提供了较大的便利。此外，控制装置16也可只将图像输出至存储装置17进行存储，或者只将图像输出至显示装置18进行显示。

优选的，控制装置16进一步用于将不可吊载提示信息和允许吊载提示信息输出至显示装置18进行提示显示。操作人员可以通过显示装置18直观的了解到重物的重量评估结果，可及时进行下一步相关操作，有利于操作效率的提高。

本发明实施例还提供了一种起重机，包括前述任一实施例的安全吊载控制系统，在进行吊载作业时具有较高的安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种安全吊载控制方法，其特征在于，包括：

获取射线检测装置所检测的穿过重物的透视射线的数据信息；

根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的三维结构尺寸；

根据所述重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到所述重物的评估重量；

当所述重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，和/或输出吊载锁定控制信息，控制吊载机构处于锁定状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的图像；

将所述图像输出至存储装置进行存储；和/或

将所述图像输出至显示装置进行显示。

3.一种安全吊载控制装置，其特征在于，包括：

获取设备，用于获取射线检测装置所检测的穿过重物的透视射线的数据信息；

控制设备，用于根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的三维结构尺寸；根据所述重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到所述重物的评估重量；以及当所述重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，和/或输出吊载锁定控制信息，控制吊载机构处于锁定状态。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制设备，进一步用于根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的图像；将所述图像输出至存储装置进行存储；和/或将所述图像输出至显示装置进行显示。

5.一种安全吊载控制系统，其特征在于，包括：

射线发射装置，用于向重物发射透视射线；

射线检测装置，用于检测穿过重物的透视射线的数据信息；

控制装置，与所述射线检测装置和吊载机构信号连接，用于根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的三维结构尺寸；根据所述重物的三维结构尺寸以及重物三维结构尺寸与重物重量的对应关系得到所述重物的评估重量；以及当所述重物的评估重量大于额定吊载重量时，输出不可吊载提示信息，和/或输出吊载锁定控制信息，控制吊载机构处于锁定状态。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

与控制装置信号连接的存储装置，所述控制装置进一步用于根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的图像；以及将所述图像输出至存储装置进行存储；和/或

与控制装置信号连接的显示装置，所述控制装置进一步用于根据所述穿过重物的透视射线的数据信息得到所述重物的图像；将所述图像输出至显示装置进行显示；及将所述不可吊载提示信息输出至显示装置进行提示显示。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述重物包括化工罐或风电塔筒；所述透视射线包括X射线、γ射线或红外线。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括信号连接于所述射线检测装置和所述控制装置之间的图像采集卡。

9.一种起重机，其特征在于，包括如权利要求5～8任一项所述的安全吊载控制系统。

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