CN109319665A - 一种汽车吊运动控制系统及其安全控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车吊运动控制系统及其安全控制方法，包括汽车吊和汽车吊的安全控制系统，汽车吊的安全控制系统是由臂架控制系统、吊具控制系统、行走控制系统、车辆常规控制系统和安全保护系统等子系统组成。在对汽车吊进行安全控制时，引入CAN总线控制。CAN总线协议是一种架构开放、广播式的网络通信协议，称为控制器局域网现场总线。作为一种极具应用潜力的控制器局域网总线，近年来在汽车计算机控制系统以及纺织机械、包装机械、造纸机械、农业机械、工程机械、机器人和其他开放式分布智能控制领域得到了越来越广泛的应用。

Description

一种汽车吊运动控制系统及其安全控制方法

技术领域

本发明属于建筑机械领域，具体涉及一种汽车吊运动安全控制系统及其控制方法，适用于建筑起重机安全控制的使用。

背景技术

汽车吊起重机(简称汽车吊)主要应用于公路、桥梁、建筑和抢险等的工程队、建筑业、电力安装部门的作业。而汽车吊安全控制系统是提供一种高度可靠的安全保护手段的系统，可以最大限度地避免相关设备的不安全状态，防止恶性事故的发生或在事故发生后尽可能地减少损失，保护生产装置及最重要的人身安全。但目前应用于汽车吊运动安全的传统控制系统存在以下不足：（1）通信方式不够灵活，不能便捷的构成多机备份系统；（2）信息传输时间长，易受干扰，重发送信号时间较长；（3）与总线其他节点有联系，导致节点上其他操作受影响；（4）系统可靠性较低，产品维修费用较高；（5）不能实现远程检测、故障诊断，自动化程度较低。

为解决以上问题，从现场实际施工的角度出发，综合考虑安全性、可靠性与自动化控住，故采取该新型的汽车吊运动安全控制系统及其控制方法。

中国发明专利CN108178111A公开了一种汽车吊具保护装置，包括支撑架，其包括两个平行设置的吊架升降梁，其两端分别与两个所述吊架滑动连接导向组件，其包括纵向设置且分别与两个所述吊架连接的两条导轨，设于所述升降梁两端且分别与两条所述导轨滑动配合的滚轮及驱动组件，其包括设于其中一个所述吊架上的卷扬机，分别设于两个所述吊架及所述升降梁上的若干定滑轮，和一端与卷扬机连接的柔索，柔索的另一端依次绕过设有卷扬机的吊架上的定滑轮、升降梁上的定滑轮、及另一个吊架上的定滑轮后固定于该另一个吊架上。本发明可提高汽车吊具的工作稳定性和安全性。该方案由于操作较为繁琐，结构较为复杂，不能便捷操作系统。

中国发明专利CN207732106U公开了一种汽车吊机用接地安全防护装置，目前吊装作业施工因条件限制，汽车吊在高压线路下施工安全距离不足是危险作业“常态”，虽然国家行业规范当中明确指出了安全操作距离和应对措施，但由于各种原因一直不能得到有效执行，通过在汽车吊以及接地体上柱形导体，柱形导体上设有集成接地线的集成体，在集成体两侧设有金属组件，金属组件与集成体通过压紧件压紧，增大连接面积，减小电阻，便于更好的导电，在吊装作业过程中因操作不当引起的触电事故时，将电流导入地面以下，保护操作人员的人身安全，且制作方便，实用效果明显，具有较好的推广应用价值。该方案金属组件与集成体易于导电，不能有效的解决触电的威胁。

中国发明专利CN108470097A公开了一种汽车吊力矩限制器额定负荷高效高精度整定算法，系统根据汽车吊当前的幅度及臂长确认汽车吊所在的幅度、臂长区间，根据区间内的额定负荷计算出准确的额定负荷。本发明汽车吊力矩限制器额定负荷高效高精度整定算法通过特定的算法能够计算出汽车吊全臂长和幅度全覆盖下的吊重额定负荷，计算精度高，速度快，范围广，为汽车吊厂家提供了可靠的。该方案的自动化程度较低，不能实现远程检测，影响系统的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种汽车吊运动控制系统，是采用采用CAN总线技术，CAN总线协议是一种架构开放、广播式的网络通信协议，称为控制器局域网现场总线。作为一种极具应用潜力的控制器局域网总线，近年来在汽车计算机控制系统以及纺织机械、包装机械、造纸机械、农业机械、工程机械、机器人和其他开放式分布智能控制领域得到了越来越广泛的应用。

CAN总线技术为多主机式工作，通信方式灵活。可以方便地构成冗余多机备份系统，提高系统的可靠性；具有很好的实时性；可以点对点、一点对多点或全局广播方式传送和接收数据；短帧结构使信息传输时间短，受干扰的概率低，重新发送时间短；抗干扰能力较强，通信介质可以是双绞线，也可是光纤；强容错能力及较好的数据传输同步性保证了数据传输的可靠性；节点有识别永久性故障和短暂故障的能力；对于短暂的扰动，CAN可对错误进行标定并重发。对严重的故障，CAN具有自动关闭总线的功能，切断它与总线上其他节点的关系，使总线上的其他操作不受影响。

本发明的问题之一，是这样实现的：

一种汽车吊运动控制系统，包括汽车吊和汽车吊的安全控制系统，其特征在于：还包括汽车吊CAN总线和J1939网络，所述汽车吊CAN总线由1个CANOPEN网络组成，CANOPEN网络由控制器APAX-6572、显示屏、吊具控制器APAX-6572、长度角度传感器和带CAN控制器APAX-6572的操作手柄组成，显示屏、吊具控制器、长度角度传感器及操作手柄各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口；显示屏用于显示故障报警信息和整车工作状态:吊重重量、臂架伸出长度、臂架伸出角度、实际力矩及安全力矩，实现系统初始化参数的标定；吊具控制器APAX-6572接收控制器APAX-6572发出的动作指令，并将吊具的工作状态信息发给控制器APAX-6572；长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器APAX-6572；操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器APAX-6572；

所述的J1939网络由控制器APAX-6572、发动机和驱动器组成，发动机和驱动器各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口，通过同一个通讯IP协议设置实现汽车吊的行走；发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器APAX-6572；控制器APAX-6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器；驱动器接收控制器APAX-6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器APAX-6572。

上述显示屏的CAN接口与控制器APAX-6572CAN接口通过CAN的总线进行连接，控制器APAX-6572的LAN2接口与吊具控制器INCAN的接口通过CAN的总线相互连接，吊具控制器的脉冲信号及方向信号发送给用于驱动发动机的驱动器，吊具控制器的PUL+25引脚、PUL-13引脚、DIR+24引脚、DIR-12引脚、Enable+4引脚及Enable-16引脚与对应的驱动器的PUL+引脚、PUL-引脚、DIR+引脚、DIR-引脚、ENB+引脚及ENB-引脚连接；驱动器的A+引脚、A-引脚、B+引脚、B-引脚及B-引脚与GND点短接后与发动机的A+引脚、A-引脚、B+引脚、B-引脚的相应的引脚连接，实现脉冲信号及方向信号的传输，从而驱动发动机运转；

角度长度传感器的 A+引脚、A-引脚、B+引脚、B-引脚、Z+引脚、Z-引脚与吊具控制器的ENC_ A+引脚、ENC_ A-引脚、ENC_ B+引脚、ENC_ B-引脚、ENC_ Z+引脚、ENC_ Z-引脚相互连接，实现角度长度信号的反馈。

进一步地，所述臂架控制系统是通过俯仰液压缸的伸缩来调整臂架的俯仰角度，通过伸缩液压缸的伸缩来调节伸缩臂的伸出长度，从而实现不同位置物品的作业。吊具控制系统是汽车吊的工作系统，主要起吊运物品的作用。通过液压马达驱动回转支承，实现吊具横梁的旋转动作；通过伸缩液压缸的伸缩实现20/40英尺的转换；通过旋锁液压缸的伸缩完成解锁闭锁功能；通过侧移液压缸的伸缩实现吊具的左右移动；通过阻尼液压缸防止吊具的摇摆晃动，提高吊具工作的平稳性。

控制器APAX-6572、发动机和驱动器控制器组成J1939网络。发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器APAX-6572。控制器APAX-6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器。驱动器接收控制器APAX-6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器APAX-6572。

进一步地，所述控制器的型号为APAX-6572。

本发明要解决的技术问题之二，于CAN总线技术为多主机式工作，通信方式灵活。可以方便地构成冗余多机备份系统，提高系统的可靠性；具有很好的实时性。可以点对点、一点对多点或全局广播方式传送和接收数据；短帧结构使信息传输时间短，受干扰的概率低，重新发送时间短；抗干扰能力较强，通信介质可以是双绞线，也可是光纤；强容错能力及较好的数据传输同步性保证了数据传输的可靠性；节点有识别永久性故障和短暂故障的能力；对于短暂的扰动，CAN可对错误进行标定并重发。对严重的故障，CAN具有自动关闭总线的功能，切断它与总线上其他节点的关系，使总线上的其他操作不受影响。通过带CAN的控制器完成控制功能，实现数据和命令的传送以及正面吊各功能机构间的协调工作、安全保护、故障显示，提高了系统的可靠性，降低产品的维修成本，实际使用中受到用户的好评。通过使用CAN技术提高了设备的功能拓展性。借助现在发达的通信网络，通过手机、电脑等实现远程检测、故障诊断，为自动化作业提供了有力的保证，这些是传统控制方式难以实现的。

本发明的问题之二，是这样实现的：

一种汽车吊运动控制系统的安全控制方法，包括如下步骤：

1）操作手柄通过CAN总线与控制器连接进行通信，操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器APAX-6572；

2）所述控制器APAX-6572接收到该控制指令后，产生对应的驱动脉冲信号和方向脉冲信号发送给吊具控制器APAX-6572；

3）所述吊具控制器APAX-6572接收控制器发出的动作指令，并将吊具的工作状态信息发给控制器APAX-6572，吊具控制器APAX-6572接收到驱动脉冲信号和方向脉冲信号后，将其转换成驱动数字信号，并发送给对应的吊具、发动机、驱动器及长度角度传感器；

4）所述吊具、发动机、驱动器及长度角度传感器接收到驱动数字信号后，完成相应的机械动作，从而带动汽车吊的吊装物品功能；

5）所述长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器APAX-6572；

6）发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器APAX-6572，控制器APAX-6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器，驱动器接收控制器APAX-6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器APAX-6572。

所述控制器APAX-6572输出脉冲是采用连续脉冲输出模式，通过设置控制器APAX-6572中的寄存器来选择相应的脉冲输出模式。

进一步地，所述控制器将设备的状态信息(输入输出、故障) 臂架伸出长度、实际吊重重量、当前状态最大吊重重量、安全力矩、实际力矩等)发给显示屏，显示屏实时显示整车状态信息。控制器根据接收到的实时信息做出判断，将相对应的指令发送给执行机构，保证整个系统的稳定运行，实现设定的功能。

本发明的优点在于：

CAN总线技术为多主机式工作，通信方式灵活。可以方便地构成冗余多机备份系统，提高系统的可靠性；具有很好的实时性。可以点对点、一点对多点或全局广播方式传送和接收数据；短帧结构使信息传输时间短，受干扰的概率低，重新发送时间短；抗干扰能力较强，通信介质可以是双绞线，也可是光纤；强容错能力及较好的数据传输同步性保证了数据传输的可靠性；节点有识别永久性故障和短暂故障的能力；对于短暂的扰动，CAN可对错误进行标定并重发。对严重的故障，CAN具有自动关闭总线的功能，切断它与总线上其他节点的关系，使总线上的其他操作不受影响。通过带CAN的控制器完成控制功能，实现数据和命令的传送以及正面吊各功能机构间的协调工作、安全保护、故障显示，提高了系统的可靠性，降低产品的维修成本，实际使用中受到用户的好评。通过使用CAN技术提高了设备的功能拓展性。借助现在发达的通信网络，通过手机、电脑等实现远程检测、故障诊断，为自动化作业提供了有力的保证，这些是传统控制方式难以实现的。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的汽车吊CAN总线网络图。

图2为本发明的汽车吊运动安全控制系统组成图。

图3为本发明的电路连接图。

具体实施方式

请参阅图2所示，本发明的汽车吊运动控制系统，包括汽车吊和汽车吊的安全控制系统，汽车吊主要由取物装置、吊臂、前端装置、上车回转部分、下车行走部分、回转支承部分、支腿、底盘和配重组成。汽车吊是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置。这种起重机的优点是机动性好，转移迅速。缺点是工作时需要支腿，不能负荷行驶，也不适合在松软或泥泞的场地上工作，汽车吊为现有技术产品。汽车吊的安全控制系统由臂架控制系统、吊具控制系统、行走控制系统、车辆常规控制系统和安全保护系统等子系统组成：

1）所述臂架控制系统，包括臂架、俯仰液压缸和伸缩液压缸，是通过俯仰液压缸的伸缩来调整臂架的俯仰角度，通过伸缩液压缸的伸缩来调节伸缩臂的伸出长度，从而实现不同位置的物品吊运作业，臂架控制系统为现有技术产品。

2）所述吊具控制系统，包括吊具，吊具采用的是吊钩、钢丝绳等专用索具。当吊取散状物料的吊具一般为颚板可开闭的抓斗，也可用电磁吸盘吸取如金属切屑等导磁性物料。其运动原理是通过由油泵、油缸、钢丝绳、导轮及推杆构成。当高压油进入油缸时，活塞杆通过钢丝使推杆作往复运动，从而使伸缩臂在一定的工作范围内调节。司机接到吊具与物品绑扎牢固指挥信号后，通过操作手柄实现吊物的上升运动。主要起吊运物品的作用。通过液压马达驱动回转支承，实现吊具横梁的旋转动作；通过伸缩液压缸的伸缩实现20/40英尺的转换；通过旋锁液压缸的伸缩完成解锁闭锁功能；通过侧移液压缸的伸缩实现吊具的左右移动；通过阻尼液压缸防止吊具的摇摆晃动，提高吊具工作的平稳性，吊具控制系统为现有技术产品。

3）所述行走控制系统，由操作手柄，动力脱挡开关，变速箱挡位电磁阀，变速箱温度、压力、速度传感器和驻车系统组成。控制对象由发动机、变速箱、传动轴、驱动桥、轮胎等组成。动力传动路线：操作手柄→控制器APAX-6572→发动机→变速箱→传动轴→驱动桥→轮胎。发动机是整个设备的动力源，由进气系统、排气系统、燃油系统、冷却系统、电气系统、发动机本体、发动机支撑等组成。变速箱(包括变矩器)传递力矩，并提供档位控制以控制行驶速度和方向，行走控制系统为现有技术产品。

4）所述车辆常规控制系统，包括空调电路、刮水洗涤电路、信号系统、工作照明系统和辅助元件(如收音机、点烟器等)，车辆常规控制系统为现有技术产品。

5）所述安全保护系统，能对汽车吊电控系统全面快速灵敏的安全检测、稳定可靠的安全保护和周全的异常处理等特征。具有发动机保护系统、吊具保护系统、机械和电气双重防倾翻保护及液压油温保护系统，安全保护系统为现有技术产品。

本发明的结构特点是，还包括汽车吊CAN总线和J1939网络，6）所述汽车吊CAN总线由1个CANOPEN网络组成。CANOPEN网络由控制器APAX-6572、显示屏、吊具控制器APAX-6572、长度角度传感器和带CAN控制器APAX-6572的操作手柄组成，显示屏、吊具控制器、长度角度传感器及操作手柄各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口。显示屏具有独立的电源、自带的安全监控系统及能与控制器APAX-6572通讯的CAN总线接口连接，当汽车吊启动，显示屏电源通电开启，当司机运动紧急情况时，按下急停开关，急停开关信号会反馈到控制器，控制器通过CAN的总线与显示器通讯实现故障信号的显示功能，显示屏显示故障报警信息和整车工作状态:吊重重量、臂架伸出长度、臂架伸出角度、实际力矩及安全力矩等，还可实现系统初始化参数的标定。吊具控制器APAX-6572接收控制器APAX-6572发出的动作指令，并将吊具的工作状态信息发给控制器APAX-6572。长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器APAX-6572。操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器APAX-6572。

7）所述的J1939网络由控制器APAX-6572、发动机和驱动器组成，发动机和驱动器通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口，通过同一个通讯IP协议设置实现汽车吊的行走。发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器APAX-6572。控制器APAX-6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器。驱动器接收控制器APAX-6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器APAX-6572。

所述控制器及吊具控制器都采用的是APAX-6572芯片，为现有技术产品，其能将控制、信息处理和网络通讯功能整合在单一控制系统内。APAX-6572支持IEC-61161-3标准编程语言：LD,FBD,IL,SFC,C,C++,C#及.NET类库，为开发者提供一个开放且灵活的编程环境，编程人员可采用自己熟悉的语言来进行项目的开发，并可集中在一个控制器，控制器间无需转换语言。为了帮助工程师及时处理故障，提升系统可用性，APAX-6572采用许多创新技术，如研华看门狗定时器，可提供报警和系统自检；硬件状态实时监控，如果发现故障被便触发报警；另外，其支持备份功能，备份系统可保证系统可靠稳定运行，当主控制器出现故障不运作时，备份系统将自动接管控制任务。在本发明中采用的研华APAX-6572控制器控制显示屏、吊具控制器、长度角度传感器及操作手柄的信号传送处理。

所述长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器。操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器。

如图3所示，为本发明的具体电路连接图。显示屏的CAN接口与控制器APAX-6572CAN接口通过CAN的总线进行连接，同时控制器APAX-6572的LAN2接口与吊具控制器INCAN的接口也通过CAN的总线相互连接，而吊具控制器的脉冲信号及方向信号发送给用于驱动发动机的驱动器是通过吊具控制器PUL+25、PUL-13、DIR+24、DIR-12、Enable+4（COM+14、OVCC1）及Enable-16（OGND15、Alarm2）等各引脚与对应的驱动器PUL+、PUL-、DIR+、DIR-、ENB+及ENB-等各引脚连接来实现的。而驱动器的A+、A-、B+、B-各引脚及B-与GND短接后与对应的发动机A+、A-、B+、B-对应的引脚连接实现脉冲信号及方向信号的传输，从而驱动发动机运转。使操作手柄，动力脱挡开关启动之后通过信号的传输到发动机运转，发动机运转经变速箱、传动轴、驱动桥作用轮胎运行，实现行走控制系统工作。

吊具控制器的脉冲信号及方向信号发送给驱动器是通过吊具控制器PUL+25、PUL-13、DIR+24、DIR-12、Enable+4（COM+14、OVCC1）及Enable-16（OGND15、Alarm2）等引脚与对应的驱动器PUL+、PUL-、DIR+、DIR-、ENB+及ENB-等引脚连接实现。而驱动器的A-、A+、B-、C+各引脚及C-与GND短接后与对应的回转发动机A-、A+、B-、B+对应的引脚连接实现脉冲信号及方向信号的传输，从而驱动回转盘上的回转发动机运转，实现汽车吊的回转运动。

吊具控制系统是汽车吊的工作系统，主要起吊运物品的作用。通过液压马达驱动回转支承，实现吊具横梁的旋转动作；其中旋转的角度由电路中角度长度传感器的 A+、A-、B+、B-、Z+、Z-各引脚与吊具控制器的ENC_ A+、ENC_ A-、ENC_ B+、ENC_ B-、ENC_ Z+、ENC_Z-各引脚相互连接实现角度信号的反馈。

请参阅图1和图2所示，本发明的一种汽车吊安全控制方法，所述安全控制方法具体包括如下步骤：

步骤1、所述操作手柄通过CAN总线与控制器APAX-6572连接进行通信，所述操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器APAX-6572；

步骤2、所述控制器APAX-6572接收到该控制指令后，产生对应的驱动脉冲信号和方向脉冲信号发送给所述吊具控制器APAX-6572；

步骤3、所述吊具控制器APAX-6572接收控制器APAX-6572发出的动作指令，并将吊具的工作状态信息发给控制器APAX-6572，吊具控制器APAX-6572接收到驱动脉冲信号和方向脉冲信号后，将其转换成驱动数字信号，并发送给对应的吊具、发动机、驱动器及长度角度传感器；

步骤4、所述吊具、发动机、驱动器及传感器接收到驱动数字信号后，完成相应的机械动作，从而带动所述汽车吊的吊装物品功能；

步骤5、所述长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器；

步骤6、所述控制器APAX-6572、发动机和驱动器组成J1939网络。发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器。控制器APAX-6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器。驱动器接收控制器APAX-6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器。

进一步地，所述控制器APAX-6572将设备的状态信息(输入输出、故障) 臂架伸出长度、实际吊重重量、当前状态最大吊重重量、安全力矩、实际力矩等)发给显示屏，显示屏实时显示整车状态信息。控制器APAX-6572根据接收到的实时信息做出判断，将相对应的指令发送给执行机构，保证整个系统的稳定运行，实现设定的功能，本发明采用CoDeSys软件，对整个安全控制系统进行信号状态显示模拟仿真。

CoDeSys支持五种编程语言：功能块图(FBD)、结构化文本(ST)、顺序功能图(SFC)、梯形逻辑图（LD）、指令表（IL）。使用时有许多语言可供选择，而且其语言具有通用性，在各种条件下都能适用。除此之外，CoDeSys提供了连续功能图（CFC）的编程方式。

本发明的操作过程如下：

1、准备工作：

操作显示器和APAX-6572控制器连接的两个网口设置通讯IP；

2、新建工程 Standard project SoftMotion CFC：

3、设置PLC：

(1)双击 Device

(2)通讯设置页，扫描网络，选择扫描到的设备

(3)PLC设置页，PLC settings 区域，

(4)"Always update variables" 选择 "Enabel 2(always in bus cycle task)"

4、添加背板和IO设备：

(1)鼠标右键 Device，添加专用设备- Backplane

(2)登录，扫描Backplane，选择设备

5、添加CNC程序：

Application 右键--添加对象--CNC程序 Din66025 SMC_OutQueue

6、编写程序：

(1)鼠标双击 PLC_PRG

(2)添加轴 3个

(3)添加 MC_Power 运算块 3个 用于对驱动器使能状态进行控制 ("on" 或者"off")

(4)添加 SMC_Interpolator 运算块 1个

SMC_Interpolator 用于将连续路径转化为点信息

(5)添加 SMC_TRAFO_Gantry3 运算块 1个

(6)添加 SMC_ControlAxisByPos 运算块 3个

SMC_ControlAxisByPos 用于在驱动器结构中设定目标位置，和 SMC_Interpolator功能块的配合使用。

7、运行

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种汽车吊运动控制系统，包括汽车吊和汽车吊的安全控制系统，其特征在于：还包括汽车吊CAN总线和J1939网络，所述汽车吊CAN总线由1个CANOPEN网络组成，CANOPEN网络由控制器APAX-6572、显示屏、吊具控制器APAX-6572、长度角度传感器和带CAN控制器APAX-6572的操作手柄组成，显示屏、吊具控制器、长度角度传感器及操作手柄各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口；显示屏用于显示故障报警信息和整车工作状态:吊重重量、臂架伸出长度、臂架伸出角度、实际力矩及安全力矩，实现系统初始化参数的标定；吊具控制器APAX-6572接收控制器APAX-6572发出的动作指令，并将吊具的工作状态信息发给控制器APAX-6572；长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器APAX-6572；操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器APAX-6572；

所述的J1939网络由控制器APAX-6572、发动机和驱动器组成，发动机和驱动器各自通过CAN总线接入到带120Ω电阻的控制器APAX-6572外接扩展CAN总线接口，通过同一个通讯IP协议设置实现汽车吊的行走；发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器APAX-6572；控制器APAX-6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器；驱动器接收控制器APAX-6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器APAX-6572。

2.根据权利要求1所述的汽车吊运动控制系统，其特征在于：显示屏的CAN接口与控制器APAX-6572CAN接口通过CAN的总线进行连接，控制器APAX-6572的LAN2接口与吊具控制器INCAN的接口通过CAN的总线相互连接，吊具控制器的脉冲信号及方向信号发送给用于驱动发动机的驱动器，吊具控制器的PUL+25引脚、PUL-13引脚、DIR+24引脚、DIR-12引脚、Enable+4引脚及Enable-16引脚与对应的驱动器的PUL+引脚、PUL-引脚、DIR+引脚、DIR-引脚、ENB+引脚及ENB-引脚连接；驱动器的A+引脚、A-引脚、B+引脚、B-引脚及B-引脚与GND点短接后与发动机的A+引脚、A-引脚、B+引脚、B-引脚的相应的引脚连接，实现脉冲信号及方向信号的传输，从而驱动发动机运转；

角度长度传感器的 A+引脚、A-引脚、B+引脚、B-引脚、Z+引脚、Z-引脚与吊具控制器的ENC_ A+引脚、ENC_ A-引脚、ENC_ B+引脚、ENC_ B-引脚、ENC_ Z+引脚、ENC_ Z-引脚相互连接，实现角度长度信号的反馈。

3.一种汽车吊运动控制系统的安全控制方法，包括如下步骤：

1）操作手柄通过CAN总线与控制器连接进行通信，操作手柄将臂架的动作指令、吊具的动作指令发送给控制器APAX-6572；

2）所述控制器APAX-6572接收到该控制指令后，产生对应的驱动脉冲信号和方向脉冲信号发送给吊具控制器APAX-6572；

3）所述吊具控制器APAX-6572接收控制器发出的动作指令，并将吊具的工作状态信息发给控制器APAX-6572，吊具控制器APAX-6572接收到驱动脉冲信号和方向脉冲信号后，将其转换成驱动数字信号，并发送给对应的吊具、发动机、驱动器及长度角度传感器；

4）所述吊具、发动机、驱动器及长度角度传感器接收到驱动数字信号后，完成相应的机械动作，从而带动汽车吊的吊装物品功能；

5）所述长度角度传感器将测到的臂架伸出长度、俯仰角度的数据发给控制器APAX-6572；

6）发动机将发动机运行参数、故障信息发给控制器APAX-6572，控制器APAX-6572接收发动机、驱动器的状态信息，并将运行指令发给发动机、驱动器，驱动器接收控制器APAX-6572发出的指令，并将发动机运行状态、故障信息发给控制器APAX-6572。

4.如权利要求3所述的安全控制方法，其特征在于：所述控制器APAX-6572输出脉冲是采用连续脉冲输出模式，通过设置控制器APAX-6572中的寄存器来选择相应的脉冲输出模式。