CN106672810A - 一种塔机自学习型智能避障控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔机自学习型智能避障控制系统，包括起重臂架；吊钩；控制装置；起升、回转和变幅电机；分别连接控制装置的显示屏，操控装置，吊钩高度、吊钩幅度检和回转角度检测装置，起升、变幅、回转电机驱动控制装置。当塔机司机开始操控时，在显示屏上选择开始自学习，控制系统能够记忆吊钩的运动轨迹及运行速度，包括吊钩在高度、幅度、回转角度的三维空间位置，以及起升、回转、变幅时在吊钩每个空间位置运行的速度，当操纵结束时，在显示屏上选择完成自学习；然后，当需重复上步吊钩的运行时，在显示屏上选择智能运行，无需司机操控，控制系统能够在接收到运行指令后根据自学习时记忆的运行轨迹和运行速度进行自动智能运行。

Description

一种塔机自学习型智能避障控制系统和方法

技术领域

本发明涉及一种自学习型智能避障控制系统和方法，尤其适用于塔式起重机。

背景技术

目前，在单塔机施工中普遍依靠司机的操作控制吊钩避开施工现场的障碍物，而没有采用控制系统智能控制避障。而现有的防碰撞控制系统是用在多机之间工作的防止各塔机之间发生相互碰撞的技术，也不是应用在单塔机施工中的智能避障技术。

现有技术中没有针对塔机吊钩智能避障问题提出很好的解决方案，只能依靠司机操作进行控制，这样就存在以下缺点：1、塔机施工中易出现吊钩及重物碰撞现场的障碍物；2、只能依靠司机操控，不能实现控制系统智能避障，智能化低、安全性低。

发明内容

为避免塔机在转运施工过程中因工地现场情况复杂而经常发生碰撞障碍物的事故，本发明提供一种控制吊钩在运行过程中智能避开障碍物的自学习型智能避障控制系统和方法。

为实现上述目的，本发明提供一种塔机自学习型智能避障控制系统，包括安装在起重臂架上的吊钩；控制装置；起升电机、回转电机和变幅电机；分别连接控制装置的显示屏，操控装置，吊钩高度检测装置，吊钩幅度检测装置，回转角度检测装置，起升电机驱动控制装置，变幅电机驱动控制装置，以及回转电机驱动控制装置。

所述起重臂架用于承载吊重负载。

所述吊钩用于悬挂吊载重物。

所述显示屏是人机交互界面，用于显示塔机的运行状态和参数、以及设定工作模式和参数。

所述吊钩高度、吊钩幅度、回转角度检测装置分别用于实时检测吊钩的高度、幅度、回转角度位置，并传送给控制装置。

所述操控装置用于向控制装置给定起升、回转、变幅电机运行的控制信息。

所述起升、回转、变幅电机分别用于驱动吊钩上下升降、左右回转、前后变幅的运行。

所述起升、回转、变幅电机驱动控制装置用于控制起升、回转、变幅电机的运行。

所述控制装置是系统核心，用于接收吊钩高度、吊钩幅度、回转角度检测装置发送的信息来记忆吊钩的运动轨迹及运行速度，以及接收操控装置的控制信号，并向起升、变幅、回转电机驱动控制装置发出控制指令。

本发明又提供一种上述塔机自学习型智能避障控制系统的控制方法，包括如下具体步骤：首先，当塔机司机开始操控时，在显示屏上选择开始自学习；

操控装置发出运行信息给控制装置时，控制装置根据运行信息分别发出相应的控制指令给起升、回转、变幅电机驱动控制装置，起升、回转、变幅电机驱动控制装置分别控制起升、回转、变幅回转电机运行，带动吊钩起升、回转、变幅运行；

同时，控制系统记忆吊钩的运动轨迹及运行速度，包括吊钩在高度、幅度、回转角度的三维空间位置，以及起升、回转、变幅时吊钩在每个空间位置运行的速度；

当操纵结束时，在显示屏上选择完成自学习；

然后，当需重复上步吊钩的运行时，在显示屏上选择智能运行，无需司机操控，控制系统根据自学习时记忆的运行轨迹和运行速度自动控制吊钩的运行。

综上，本发明采用三类检测装置对吊钩运行的空间位置坐标进行实时检测定位，通过控制装置自学习，建立记忆施工现场障碍物的位置坐标和吊钩运行的空间位置坐标轨迹模型，再根据记忆轨迹模型来控制塔机起升、回转、变幅的运动轨迹和运行速度，从而实现对吊钩运行的空间位置坐标进行自动控制，将障碍物排除在吊钩运行轨迹之外，以达到智能避障的目的。

与现有技术相比，本发明具有以下几个优点：1、自学习记忆吊钩运行的轨迹和速度，并根据记忆模型智能控制塔机运行，智能化水平有所提高。

2、具有智能避障功能，安全性有所提高。

3、通过自学习完成对障碍物危险边界条件限制，即吊钩安全运行区域边界条件限制，操作更加方便省心。

附图说明

图1为本发明的控制原理流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本塔机自学习型智能避障控制系统包括安装在起重臂架上的吊钩；控制装置；起升电机、回转电机和变幅电机；分别连接控制装置的显示屏，操控装置，吊钩高度检测装置，吊钩幅度检测装置，回转角度检测装置，起升电机驱动控制装置，变幅电机驱动控制装置，以及回转电机驱动控制装置。

其中，所述起重臂架用于承载吊重负载。

所述吊钩用于悬挂吊载重物。

所述显示屏是人机交互界面，用于显示塔机的运行状态和参数、以及设定工作模式和参数。

所述吊钩高度、吊钩幅度、回转角度检测装置分别用于实时检测吊钩的高度、幅度、回转角度位置，并传送给控制装置。

所述操控装置用于向控制装置给定起升、回转、变幅电机运行的控制信息。

所述起升、回转、变幅电机分别用于驱动吊钩上下升降、左右回转、前后变幅的运行。

所述起升、回转、变幅电机驱动控制装置用于控制起升、回转、变幅电机的运行。

所述控制装置是系统核心，用于接收吊钩高度、吊钩幅度、回转角度检测装置发送的信息来记忆吊钩的运动轨迹及运行速度，以及接收操控装置的控制信号，并向起升、变幅、回转电机驱动控制装置发出控制指令。

实施时，在显示屏上选择开始自学习后，塔机司机从起点A操控塔机的起升、变幅、回转运行到终点B后，再在显示屏上选择完成自学习。在此过程中，操控装置发出运行信息给控制装置时，控制装置根据运行信息分别发出相应的控制指令给起升、回转、变幅电机驱动控制装置，起升、回转、变幅电机驱动控制装置分别控制起升、回转、变幅回转电机运行，带动吊钩起升、回转、变幅运行；同时，控制系统记忆司机操控吊钩运行的整个过程的运动轨迹及运行速度，包括吊钩在高度、幅度、回转角度的三维空间位置及起升、回转、变幅时在吊钩每个空间位置运行的速度。

这样一来，当塔机在相同地点重复上步吊钩的操控时，无需司机进行操控，只需在显示屏上选择智能运行，控制系统在接收到运行指令后，根据自学习时记忆的运行轨迹和各机构运行速度，通过起升、变幅、回转电机驱动控制装置分别控制起升、变幅和回转电机，从而自动控制吊钩的智能运行。由于控制系统在每个回转角度位置上记忆对应的吊钩安全高度位置和幅度位置，将障碍物排除在吊钩运行轨迹之外，即可实现智能避障。

综上所述，本发明通过自学习建立记忆施工现场障碍物位置坐标和吊钩运行的空间位置坐标轨迹模型。控制系统根据记忆轨迹模型控制塔机起升、回转、变幅的速度运行，从而实现对吊钩运行的空间位置坐标进行控制，达到智能避障的目的。通过采用本控制方案，明显提高了塔机施工的安全性，提高了施的工智能化，减少了施工现场事故的发生，为企业减少了经济损失。

Claims (2)

1.一种塔机自学习型智能避障控制系统，其特征在于，包括安装在起重臂架上的吊钩；控制装置；起升电机、回转电机和变幅电机；分别连接控制装置的显示屏，操控装置，吊钩高度检测装置，吊钩幅度检测装置，回转角度检测装置，起升电机驱动控制装置，变幅电机驱动控制装置，以及回转电机驱动控制装置；

所述起重臂架用于承载吊重负载；

所述吊钩用于悬挂吊载重物；

所述显示屏是人机交互界面，用于显示塔机的运行状态和参数、以及设定工作模式和参数；

所述吊钩高度、吊钩幅度、回转角度检测装置分别用于实时检测吊钩的高度、幅度、回转角度位置，并传送给控制装置；

所述操控装置用于向控制装置给定起升、回转、变幅电机运行的控制信息；

所述起升、回转、变幅电机分别用于驱动吊钩上下升降、左右回转、前后变幅的运行；

所述起升、回转、变幅电机驱动控制装置用于控制起升、回转、变幅电机的运行；

所述控制装置用于接收吊钩高度、吊钩幅度、回转角度检测装置发送的信息来记忆吊钩的运动轨迹及运行速度，以及接收操控装置的控制信号，并向起升、变幅、回转电机驱动控制装置发出控制指令。

2.一种根据权利要求1所述系统的控制方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

首先，当塔机司机开始操控时，在显示屏上选择开始自学习；

操控装置发出运行信息给控制装置时，控制装置根据运行信息分别发出相应的控制指令给起升、回转、变幅电机驱动控制装置，起升、回转、变幅电机驱动控制装置分别控制起升、回转、变幅回转电机运行，带动吊钩起升、回转、变幅运行；

同时，控制系统记忆吊钩的运动轨迹及运行速度，包括吊钩在高度、幅度、回转角度的三维空间位置，以及起升、回转、变幅时吊钩在每个空间位置运行的速度；

当操纵结束时，在显示屏上选择完成自学习；

然后，当需重复上步吊钩的运行时，在显示屏上选择智能运行，无需司机操控，控制系统根据自学习时记忆的运行轨迹和运行速度自动控制吊钩的运行。