CN105439016A - 起重机工作幅度补偿方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种起重机工作幅度补偿方法和装置。该方法包括：起重机作业时，实时获取起重机当前工作幅度，其中起重机作业包括起重机起钩或起重机落钩；判断起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值；若起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值不小于第一阀值，则根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值；根据目标变幅角度值进行起重机工作幅度调整。本发明可以实现对起重机起/落钩时工作幅度的自动补偿，有效防止了起/落钩时伸缩臂变形引起的吊重摆动、无法垂直起/落的问题，从而提高了起重机工作的安全性，同时还具有很高的智能化程度、很高的精确性、以及很好的可移植性。

Description

起重机工作幅度补偿方法和装置

技术领域

本发明涉及工程机械控制领域，特别涉及一种起重机工作幅度补偿方法和装置。

背景技术

起重机作业时，在起钩/落钩瞬间，由于重物的突然起吊/落地，伸缩臂发生变形。受到伸缩臂变形的影响，起重机工作幅度发生变化，导致吊重偏摆，其中吊重偏摆指的是起重作业时，被吊物偏离起吊中心的情况。吊重偏摆对吊装作业精度、工作效率以及安全性都有较大影响。以往对该问题的研究大多基于小车式起重机模型，对于动臂式起重机不再适用。因此，进行起重机工作幅度补偿，对于提高起重作业可靠性和提升起重机智能化水平具有十分重要的意义。

起重机吊装作业时，其受力情况如下图1所示。吊钩到回转中心轴线的距离为工作半径R，伸臂后铰点到臂头滑轮中心的距离为伸臂长度L，吊臂与水平面的夹角为变幅角度θ。伸缩臂系统在提升重物的过程中主要受力包括变幅缸推力、重物重力、伸臂自身重力、起升绳拉力等。起重机伸缩臂根部与转台铰接，可以在变幅平面内自由伸缩，同时也可以随着回转台作回转运动。

起重机起/落钩时，其伸缩臂变形及工作幅度变化如图2和图3所示。以起钩工况为例(图2)，假设起吊前伸缩臂初始状态为OA。起吊后，由于伸缩臂挠度变形，其状态如图OB所示，与之相对应的工作幅度也发生变化，其中挠度指弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移，具体指起重作业中对伸缩臂弯曲程度的度量。为了保证物体垂直起吊，将伸缩臂在起升载荷作用下的状态调整到图2所示OD位置，即，使伸缩臂末端位于垂线AD上。同理，起重机落钩时，其伸缩臂的调整如图3所示。

现有解决起/落钩瞬间吊重偏摆问题的方法中，卷扬起升动作开始之前，起重机操作者根据自身经验预先判断当前工况下是否会发生伸缩臂挠曲。若是，则在做卷扬动作时手动微动变幅，实现补偿后再进行卷扬动作。否则，直接执行卷扬动作。

现有方法主要有以下缺点：1)人工调整依赖于操作工长期积累的对于车辆和工作环境的了解，不具备普遍适用性。2)现有方法需要每次进行卷扬动作时都进行判断并手动补偿，操作过程复杂。3)在现有方法中，由于没有量化的标准，因此，具体需要补偿多少不可知，存在隐性危险。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种起重机工作幅度补偿方法和装置，立足于用变幅角度来补偿伸缩臂挠度变形引起的工作幅度变化，在起/落钩时，基于伸缩臂自身的结构参量，考虑负载重量及当前变幅角度，获取起/落钩后伸臂的挠度。由于伸臂挠度的变化导致工作幅度发生变化，因此补偿的原则是使得负/空载后的幅度值与原值相等。

根据本发明的一个方面，提供一种起重机工作幅度补偿方法，包括：

起重机作业时，实时获取起重机当前工作幅度，其中起重机作业包括起重机起钩或起重机落钩；

判断起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值；

若起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值不小于第一阀值，则根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值；

根据目标变幅角度值进行起重机工作幅度调整。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值小于第一阀值，则保持起重机当前工作幅度不变。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

起重机作业时，实时判断预定时间间隔内吊重量的变化值是否小于第二阀值；

若预定时间间隔内吊重量的变化值不小于第二阀值，则执行实时获取起重机当前工作幅度的步骤。

在本发明的一个实施例中，实时获取起重机当前工作幅度的步骤包括：

实时获取伸缩臂根部传感器采集的当前第一变幅角度值；

根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机自身状态信息确定起重机当前挠度；

根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

在本发明的一个实施例中，根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值的步骤包括：

根据起重机作业前工作幅度、当前吊重量、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

在本发明的一个实施例中，实时获取起重机当前工作幅度的步骤包括：

实时获取伸缩臂根部角度传感器采集的当前第一变幅角度值和伸缩臂头部角度传感器采集的当前第二变幅角度值；

根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和当前第二变幅角度值确定起重机当前挠度；

根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

在本发明的一个实施例中，根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值的步骤包括：

根据起重机作业前工作幅度、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

根据本发明的另一方面，提供一种起重机工作幅度补偿装置，包括幅度获取单元、第一识别单元、变幅角度确定单元、幅度调整单元，其中：

幅度获取单元，用于在起重机作业时，实时获取起重机当前工作幅度，其中起重机作业包括起重机起钩或起重机落钩；

第一识别单元，用于判断起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值；

变幅角度确定单元，用于根据第一识别单元的判断结果，在起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值不小于第一阀值时，根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值；

幅度调整单元，用于根据目标变幅角度值进行起重机工作幅度调整。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括幅度保持单元，其中：

幅度保持单元，用于根据第一识别单元的判断结果，在起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值小于第一阀值时，保持起重机当前工作幅度不变。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括第二识别单元，其中：

第二识别单元，用于在起重机作业时，判断预定时间间隔内吊重量的变化值是否小于第二阀值；

幅度获取单元还用于根据第二识别单元的判断结果，在预定时间间隔内吊重量的变化值不小于第二阀值，执行实时获取起重机当前工作幅度的操作。

在本发明的一个实施例中，幅度获取单元包括第一角度获取模块、第一挠度确定模块和第一幅度确定模块，其中：

第一角度获取模块，用于在起重机作业时，实时获取伸缩臂根部传感器采集的当前第一变幅角度值；

第一挠度确定模块，用于根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机自身状态信息确定起重机当前挠度；

第一幅度确定模块，用于根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

在本发明的一个实施例中，变幅角度确定单元在根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值时，具体用于根据起重机作业前工作幅度、当前吊重量、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

在本发明的一个实施例中，幅度获取单元包括第二角度获取模块、第二挠度确定模块和第二幅度确定模块，其中：

第二角度获取模块，用于实时获取伸缩臂根部角度传感器采集的当前第一变幅角度值和伸缩臂头部角度传感器采集的当前第二变幅角度值；

第二挠度确定模块，用于根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和当前第二变幅角度值确定起重机当前挠度；

第二幅度确定模块，用于根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

在本发明的一个实施例中，变幅角度确定单元在根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值时，具体用于根据起重机作业前工作幅度、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

本发明起重机工作幅度补偿方法和装置可以实现对起重机起/落钩时工作幅度的自动补偿，有效防止了起/落钩时伸缩臂变形引起的吊重摆动、无法垂直起/落的问题，从而提高了起重机工作的安全性，同时还具有很高的智能化程度、很高的精确性、以及很好的可移植性。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为起重机吊装作业受力情况的示意图。

图2为起重机起钩时工作幅度的变化示意图。

图3为起重机落钩时工作幅度的变化示意图。

图4为本发明的起重机工作幅度补偿方法一个实施例的示意图。

图5为本发明一个实施例中当前工作幅度获取方法的示意图。

图6为本发明另一实施例中当前工作幅度获取方法的示意图。

图7为本发明的起重机工作幅度补偿装置一个实施例的示意图。

图8为本发明的起重机工作幅度补偿装置另一实施例的示意图。

图9为本发明一个实施例中幅度获取单元的示意图。

图10为本发明另一实施例中幅度获取单元的示意图。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图4为本发明的起重机工作幅度补偿方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例可由起重机工作幅度补偿装置执行。该方法包括以下步骤：

步骤401，起重机作业时，实时获取起重机当前工作幅度，其中起重机作业包括起重机起钩或起重机落钩。

步骤402，判断起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值。

在本发明的一个实施例中，步骤402可以包括：起重机起钩时，判断起重机当前工作幅度与起重机起钩前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值。

在本发明的一个实施例中，步骤402可以包括：起重机落钩时，判断起重机当前工作幅度与起重机落钩前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值。

步骤403，若起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值不小于第一阀值，则根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值。

步骤404，根据目标变幅角度值进行起重机工作幅度调整。

基于本发明上述实施例提供的起重机工作幅度补偿方法，可以实现对起重机起/落钩时工作幅度的自动补偿，有效防止了起/落钩时伸缩臂变形引起的吊重摆动、无法垂直起/落的问题，从而提高了起重机工作的安全性，同时还具有很高的智能化程度、很高的精确性、以及很好的可移植性。

本发明的上述实施例通过对起/落钩时的伸缩臂变形实时计算，从而得出负载重心精确偏移量。同时，通过变幅和卷扬复合动作的协调工作，实现对偏移量的补偿，从而保持起升过程中幅度基本不变，保证垂直起吊。本发明通过保证补偿前后工作幅度大小相等，反向推导该幅度下对应的变幅角度。起重机通过控制变幅角度的大小，实现变幅和卷扬动作的共同协作。

在本发明的上述实施例中，根据起重机工作状态实时测得的空载和额定负载吊重量、幅度和角度，对当前负载引起的工作幅度变化进行预测。若工作幅度的变化量超过预先设定的阈值，则对工作幅度进行动态补偿，否则，直接进行卷扬动作。

在本发明的一个实施例中，步骤402之后，所述方法还可以包括：若起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值小于第一阀值，则保持起重机当前工作幅度不变。

本发明的上述实施例，只有在当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值不小于第一阀值时，才进行动态调整。本发明的上述实施例，对工作幅度补偿的开始条件进行判断，只有伸缩臂变形值超过一定的阈值才开始变幅补偿。对起/落钩时的伸缩臂变形实时计算，从而得出负载重心精确偏移量。

在本发明的一个实施例中，所述方法还可以包括：起重机作业时，实时判断预定时间间隔内吊重量的变化值是否小于第二阀值；若预定时间间隔内吊重量的变化值不小于第二阀值，则执行实时获取起重机当前工作幅度的步骤。

本发明的上述实施例，只有在预定时间间隔内吊重量的变化值大于第二阀值时，才执行实时获取起重机当前工作幅度的步骤，从而限定只有在起重机起/落钩时才进行工作幅度的补偿，从而进一步提高了智能化程度。

在本发明的一个实施例中，所述方法还可以包括：起重机作业时，判断补偿使能开关是否打开；若补偿使能开关打开，则执行实时判断预定时间间隔内吊重量的变化值是否小于第二阀值的步骤。

本发明的上述实施例，只有在使能开关打开时，才进行工作幅度的补偿，从而进一步提高了智能化程度。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：在控制系统中设置变幅补偿与其他动作的优先级，如果补偿过程中，人为停止卷扬起升过程或者改为操作其他动作，补偿过程自动终止。

本发明的上述实施例中，工作幅度补偿分为两种情况：单角度传感器幅度补偿和双角度传感器幅度补偿。根据起重机车型的不同，可分为单角度传感器和双角度传感器类型。对于单角度传感器的伸缩臂系统，只在伸缩臂根部安装一个角度传感器，用于实时监测变幅角度，传感器数值由变幅油缸的长度决定。对于双角度传感器系统，在伸缩臂根部和头部分别安装一个角度传感器。伸缩臂根部角度传感器功能与单角度传感器系统相同，伸缩臂头部角度传感器不可控，一般用于实时监测伸缩臂弯曲角度。根据角度传感器数量的不同，工作幅度补偿也分为两种不同的模式。

下面通过具体示例对本发明起重机工作幅度补偿方法进行说明：

具体实施例1：

在本发明的一个单角度传感器幅度补偿的实施例中，如图5所示，图4中步骤401中实时获取起重机当前工作幅度的步骤可以包括：

步骤501，实时获取伸缩臂根部传感器采集的当前第一变幅角度值。

步骤502，根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机自身状态信息确定起重机当前挠度。

优选的，步骤502具体包括：根据公式(1)获取起重机当前挠度δ，其中G为当前吊重量，L为当前伸臂长度，θ₁为当前第一变幅角度值，S_t为车辆自身状态信息。

δ＝f₁(G,L,θ₁,S_t)(1)

在本发明的一个实施例中，车辆自身状态信息S_t包括角度、幅度、吊重量、伸缩组合、倍率等工况信息。

在本发明的一个实施例中，车辆自身状态信息S_t还包括各节臂自重、材料弹性模量、截面惯性矩等材料信息。

在本发明的一个实施例中，由于对于不同的工作环境，起升冲击系数、动力系数等也会对最终结果有影响，公式(1)的输入还可以包括起升冲击系数、动力系数等加权因子。

步骤503，根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度R。

优选的，步骤503具体包括：根据公式(2)获取当前工作幅度R_后。

R_后＝f₂(G,L,θ₁,δ)(2)

在本发明的一个单角度传感器幅度补偿的实施例中，图4中步骤404，即根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值的步骤包括：

根据起重机作业前工作幅度、当前吊重量、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

在本发明的一个具体实施例中，起重机起钩时，工作幅度补偿的目的是使得吊重后的工作幅度与吊重前的工作幅度相等，即R_后＝R_前。要想使R_后＝R_前，可将R_前和当前吊重量直接带入公式(2)，反向推导出变幅角度θ₁即为补偿值。

其中，R_前的值在工况设置完成后即可知。工况设置指起重作业之前，操作工根据即将要进行的操作在显示器上设置伸缩臂、配重、支腿等情况，从而保证起重机在合理范围内工作，确保起重作业安全性。

具体实施例2：

在本发明的一个双角度传感器幅度补偿的实施例中，如图6所示，图4中步骤401中实时获取起重机当前工作幅度的步骤可以包括：

步骤601，实时获取伸缩臂根部角度传感器采集的当前第一变幅角度值和伸缩臂头部角度传感器采集的当前第二变幅角度值。

步骤602，根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和当前第二变幅角度值确定起重机当前挠度。

优选的，步骤502具体包括：根据公式(3)获取起重机当前挠度δ，其中L为当前伸臂长度，θ₁为当前第一变幅角度值，θ₂为当前第二变幅角度值。

δ＝f₃(L,θ₁,θ₂)(3)

在本发明的一个实施例中，公式(3)的输入还可以包括角度、幅度、吊重量、伸缩组合、倍率等工况信息。

在本发明的一个实施例中，由于对于不同的工作环境，起升冲击系数、动力系数等也会对最终结果有影响，公式(3)的输入还可以包括起升冲击系数、动力系数等加权因子。

步骤603，根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

优选的，步骤603具体包括：根据公式(4)获取当前工作幅度R_后。

R_后＝f₄(L,θ₁,δ)(4)

在本发明的一个实施例中，根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值的步骤包括：

根据起重机作业前工作幅度、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

在本发明的一个具体实施例中，起重机起钩时，工作幅度补偿的目的是使得吊重后的工作幅度与吊重前的工作幅度相等，即R_后＝R_前。要想使R_后＝R_前，可将R_前和当前吊重量直接带入公式(4)，反向推导出变幅角度θ₁即为补偿值。

在本发明的上述实施例，即双角度传感器模式下，伸臂变形可由两个角度传感器的值共同决定，即，伸臂变形挠度值可以被实时采集到。在上述两个角度量中，只有伸缩臂根部角度传感器的值θ₁可控，因此，在动态补偿过程中，实时采集两个角度传感器的值来获取挠度变化量，对通过改变变幅油缸的长度对伸缩臂根部角度进行控制，从而达到R_后＝R_前的目的。

与单角度传感器的实施例相比，在本发明的一个双角度传感器幅度补偿的实施例中，由于预先知道变形的角度，因此，其输入不再受到当前吊重量和材料参数的影响。

图7为本发明的起重机工作幅度补偿装置一个实施例的示意图。如图7所示，所示装置包括幅度获取单元701、第一识别单元702、变幅角度确定单元703、幅度调整单元704，其中：

幅度获取单元701，用于在起重机作业时，实时获取起重机当前工作幅度，其中起重机作业包括起重机起钩或起重机落钩。

第一识别单元702，用于判断起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值。

具体而言，起重机起钩时，第一识别单元用于判断起重机当前工作幅度与起重机起钩前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值。起重机落钩时，第一识别单元用于判断起重机当前工作幅度与起重机落钩前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值。

变幅角度确定单元703，用于根据第一识别单元的判断结果，在起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值不小于第一阀值时，根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值。

幅度调整单元704，用于根据目标变幅角度值进行起重机工作幅度调整。

基于本发明上述实施例提供的起重机工作幅度补偿装置，可以实现对起重机起/落钩时工作幅度的自动补偿，有效防止了起/落钩时伸缩臂变形引起的吊重摆动、无法垂直起/落的问题，从而提高了起重机工作的安全性，同时还具有很高的智能化程度、很高的精确性、以及很好的可移植性。

图8为本发明的起重机工作幅度补偿装置另一实施例的示意图。与图7所示实施例相比，在图8所示实施例中，所述装置还包括幅度保持单元801，其中：

幅度保持单元801，用于根据第一识别单元的判断结果，在起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值小于第一阀值时，保持起重机当前工作幅度不变。

本发明的上述实施例，只有在当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值不小于第一阀值时，才进行动态调整。本发明的上述实施例，对工作幅度补偿的开始条件进行判断，只有伸缩臂变形值超过一定的阈值才开始变幅补偿。对起/落钩时的伸缩臂变形实时计算，从而得出负载重心精确偏移量。

在本发明的一个实施例中，如图8所示，所述装置还包括第二识别单元802，其中：

第二识别单元802，用于在起重机作业时，判断预定时间间隔内吊重量的变化值是否小于第二阀值；

幅度获取单元701还用于根据第二识别单元的判断结果，在预定时间间隔内吊重量的变化值不小于第二阀值，执行实时获取起重机当前工作幅度的操作。

本发明的上述实施例，只有在预定时间间隔内吊重量的变化值大于第二阀值时，才执行实时获取起重机当前工作幅度的步骤，从而限定只有在起重机起/落钩时才进行工作幅度的补偿，从而进一步提高了智能化程度。

下面通过具体示例对本发明起重机工作幅度补偿装置进行说明：

具体实施例3：

在本发明的一个单角度传感器幅度补偿的实施例中，如图9所示，如图7所示的幅度获取单元701包括第一角度获取模块7011、第一挠度确定模块7012和第一幅度确定模块7013，其中：

第一角度获取模块7011，用于在起重机作业时，实时获取伸缩臂根部传感器采集的当前第一变幅角度值。

第一挠度确定模块7012，用于根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机自身状态信息确定起重机当前挠度。

优选的，第一挠度确定模块7012具体用于根据公式(1)获取起重机当前挠度δ，其中G为当前吊重量，L为当前伸臂长度，θ₁为当前第一变幅角度值，S_t为车辆自身状态信息。

在本发明的一个实施例中，车辆自身状态信息S_t包括角度、幅度、吊重量、伸缩组合、倍率等工况信息。

在本发明的一个实施例中，车辆自身状态信息S_t还包括各节臂自重、材料弹性模量、截面惯性矩等材料信息。

在本发明的一个实施例中，由于对于不同的工作环境，起升冲击系数、动力系数等也会对最终结果有影响，公式(1)的输入还可以包括起升冲击系数、动力系数等加权因子。

第一幅度确定模块7013，用于根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

优选的，第一幅度确定模块7013具体用于根据公式(2)获取当前工作幅度R_后。

在本发明的一个单角度传感器幅度补偿的实施例中，变幅角度确定单元704在根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值时，具体用于根据起重机作业前工作幅度、当前吊重量、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

在本发明的一个具体实施例中，起重机起钩时，工作幅度补偿的目的是使得吊重后的工作幅度与吊重前的工作幅度相等，即R_后＝R_前。要想使R_后＝R_前，可将R_前和当前吊重量直接带入公式(2)，反向推导出变幅角度θ₁即为补偿值。

具体实施例2：

在本发明的一个双角度传感器幅度补偿的实施例中，如图10所示，所述幅度获取单元包括第二角度获取模块7014、第二挠度确定模块7015和第二幅度确定模块7016，其中：

第二角度获取模块7014，用于实时获取伸缩臂根部角度传感器采集的当前第一变幅角度值和伸缩臂头部角度传感器采集的当前第二变幅角度值。

第二挠度确定模块7015，用于根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和当前第二变幅角度值确定起重机当前挠度。

优选的，第二挠度确定模块7015具体用于根据公式(3)获取起重机当前挠度δ，其中L为当前伸臂长度，θ₁为当前第一变幅角度值，θ₂为当前第二变幅角度值。

在本发明的一个实施例中，公式(3)的输入还可以包括角度、幅度、吊重量、伸缩组合、倍率等工况信息。

在本发明的一个实施例中，由于对于不同的工作环境，起升冲击系数、动力系数等也会对最终结果有影响，公式(3)的输入还可以包括起升冲击系数、动力系数等加权因子。

第二幅度确定模块7016，用于根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

优选的，第二幅度确定模块7016具体用于根据公式(4)获取当前工作幅度R_后。

在本发明的一个实施例中，变幅角度确定单元在根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值时，具体用于根据起重机作业前工作幅度、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

在本发明的一个具体实施例中，起重机起钩时，工作幅度补偿的目的是使得吊重后的工作幅度与吊重前的工作幅度相等，即R_后＝R_前。要想使R_后＝R_前，可将R_前和当前吊重量直接带入公式(4)，反向推导出变幅角度θ₁即为补偿值。

在本发明的上述实施例，即双角度传感器模式下，伸臂变形可由两个角度传感器的值共同决定，即，伸臂变形挠度值可以被实时采集到。在上述两个角度量中，只有伸缩臂根部角度传感器的值θ₁可控，因此，在动态补偿过程中，实时采集两个角度传感器的值来获取挠度变化量，对通过改变变幅油缸的长度对伸缩臂根部角度进行控制，从而达到R_后＝R_前的目的。

与单角度传感器的实施例相比，在本发明的一个双角度传感器幅度补偿的实施例中，由于预先知道变形的角度，因此，其输入不再受到当前吊重量和材料参数的影响。

根据本发明的另一方面，提供一种起重机工作幅度补偿系统，包括起重机工作幅度补偿装置、显示器和力限器，其中：

起重机工作幅度补偿装置，为上述任一实施例所述的起重机工作幅度补偿装置。

力限器，用于起重机工作幅度补偿装置提供必要的数据信息。

显示器，用作人机交互接口以接收操作者的操作意图，并负责为工作幅度补偿进行最终评价。

基于本发明上述实施例提供的起重机工作幅度补偿系统，可以实现对起重机起/落钩时工作幅度的自动补偿，有效防止了起/落钩时伸缩臂变形引起的吊重摆动、无法垂直起/落的问题，从而提高了起重机工作的安全性，同时还具有很高的智能化程度、很高的精确性、以及很好的可移植性。

在上面所描述的幅度获取单元701、第一识别单元702、变幅角度确定单元703、幅度调整单元704、幅度保持单元801、第二识别单元802等功能单元可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

在本发明的一个实施例中，本发明的起重机工作幅度补偿装置的功能可以由起重机上车控制器执行。

通过实施本发明，可以得到如下有益效果：

1、本发明安全性好。本发明通过综合利用起重机控制器、显示器和力限器实现对起重机起/落钩时工作幅度补偿，有效防止了起/落钩时伸缩臂变形引起的吊重摆动、无法垂直起/落的问题，提高了起重机工作的安全性。

2、本发明智能化程度高。本发明专利摒弃以往根据操作工经验进行适度变幅的方法，转而通过程序实现自动补偿。本发明起重机工作幅度补偿装置通过对各种结构参数、标定参数的综合利用及详细计算得出需要变幅的角度，并进行动态幅度补偿，提高了起重机智能化程度。

3、本发明还精确性好。本发明自动补偿中，每间隔预定的时间，程序自动对当前信号采样并进行计算比较，并不断对工作幅度进行修正。较短的采样间隔使得所得工作幅度较为精确。

4、本发明可移植性好。这种方法具有很好的可移植性，对于不同的车型，只需改变初始输入数值即可。因此，具有广泛的应用范围。对于只在伸缩臂根部有一个传感器的起重机，其伸缩臂挠度的大小除与变幅角度、伸缩臂长度、吊重量有关之外，还与伸缩臂使用材料、几何结构、伸缩臂状态等有关。对于在伸缩臂根部和头部各有一个传感器的起重机，其挠度变形的大小由两个角度传感器数值及当前伸臂长度和吊重量共同决定，不再受限于伸缩臂材料和几何结构的影响。在双角度传感器起重机中，根部角度和头部角度都是可测量，但仅有根部角度可控制。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (14)

1.一种起重机工作幅度补偿方法，其特征在于，包括：

起重机作业时，实时获取起重机当前工作幅度，其中起重机作业包括起重机起钩或起重机落钩；

判断起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值；

若起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值不小于第一阀值，则根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值；

根据目标变幅角度值进行起重机工作幅度调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值小于第一阀值，则保持起重机当前工作幅度不变。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

起重机作业时，实时判断预定时间间隔内吊重量的变化值是否小于第二阀值；

若预定时间间隔内吊重量的变化值不小于第二阀值，则执行实时获取起重机当前工作幅度的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实时获取起重机当前工作幅度的步骤包括：

实时获取伸缩臂根部传感器采集的当前第一变幅角度值；

根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机自身状态信息确定起重机当前挠度；

根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值的步骤包括：

根据起重机作业前工作幅度、当前吊重量、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实时获取起重机当前工作幅度的步骤包括：

实时获取伸缩臂根部角度传感器采集的当前第一变幅角度值和伸缩臂头部角度传感器采集的当前第二变幅角度值；

根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和当前第二变幅角度值确定起重机当前挠度；

根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值的步骤包括：

根据起重机作业前工作幅度、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

8.一种起重机工作幅度补偿装置，其特征在于，包括幅度获取单元、第一识别单元、变幅角度确定单元、幅度调整单元，其中：

幅度获取单元，用于在起重机作业时，实时获取起重机当前工作幅度，其中起重机作业包括起重机起钩或起重机落钩；

第一识别单元，用于判断起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值是否小于第一阀值；

变幅角度确定单元，用于根据第一识别单元的判断结果，在起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值不小于第一阀值时，根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值；

幅度调整单元，用于根据目标变幅角度值进行起重机工作幅度调整。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括幅度保持单元，其中：

幅度保持单元，用于根据第一识别单元的判断结果，在起重机当前工作幅度与作业前工作幅度的差值的绝对值小于第一阀值时，保持起重机当前工作幅度不变。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括第二识别单元，其中：

第二识别单元，用于在起重机作业时，判断预定时间间隔内吊重量的变化值是否小于第二阀值；

幅度获取单元还用于根据第二识别单元的判断结果，在预定时间间隔内吊重量的变化值不小于第二阀值，执行实时获取起重机当前工作幅度的操作。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，幅度获取单元包括第一角度获取模块、第一挠度确定模块和第一幅度确定模块，其中：

第一角度获取模块，用于在起重机作业时，实时获取伸缩臂根部传感器采集的当前第一变幅角度值；

第一挠度确定模块，用于根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机自身状态信息确定起重机当前挠度；

第一幅度确定模块，用于根据当前吊重量、当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，变幅角度确定单元在根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值时，具体用于根据起重机作业前工作幅度、当前吊重量、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。

13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，幅度获取单元包括第二角度获取模块、第二挠度确定模块和第二幅度确定模块，其中：

第二角度获取模块，用于实时获取伸缩臂根部角度传感器采集的当前第一变幅角度值和伸缩臂头部角度传感器采集的当前第二变幅角度值；

第二挠度确定模块，用于根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和当前第二变幅角度值确定起重机当前挠度；

第二幅度确定模块，用于根据当前伸臂长度、当前第一变幅角度值和起重机当前挠度确定起重机当前工作幅度。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，变幅角度确定单元在根据作业前工作幅度确定目标变幅角度值时，具体用于根据起重机作业前工作幅度、当前伸臂长度和起重机当前挠度确定目标变幅角度值。