CN112209247A - 起重机吊臂幅度补偿方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种起重机吊臂幅度补偿方法及设备。所述方法包括：获取吊臂空载时的第一幅度，根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度；若所述第一幅度与第二幅度的差值大于预设阈值，则控制吊臂进行幅度补偿，直至所述差值小于所述预设阈值；其中，所述第一幅度及第二幅度均为起重机吊钩中心到底盘回转中心的距离。本发明实施例提供的起重机吊臂幅度补偿方法及设备，可以准确控制吊臂的变幅，保持吊钩在负载上方，避免了人工操作的误差及安全风险。

Description

起重机吊臂幅度补偿方法及设备

技术领域

本发明实施例涉及起重机技术领域，尤其涉及一种起重机吊臂幅度补偿方法及设备。

背景技术

起重机吊臂在负载后会变形弯曲，导致幅度发生变化，在卷扬将负载从地面提起时负载会晃动，操作不当时可能会造成负载摇晃坠落，对作业现场人员的人身安全造成威胁。当前主要依赖操作人员的工作经验，在负载即将离开地面时，对吊臂的幅度进行人工校准，使吊钩尽量在负载正上方。但是，依靠肉眼观察及人工操作导致幅度调整不太准确，难以实现对吊臂幅度的精确补偿，补偿不当依然会造成一定的作业风险。因此，开发一种起重机吊臂幅度补偿方法，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种起重机吊臂幅度补偿方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种起重机吊臂幅度补偿方法，包括：获取吊臂空载时的第一幅度，根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度；若所述第一幅度与第二幅度的差值大于预设阈值，则控制吊臂进行幅度补偿，直至所述差值小于所述预设阈值；其中，所述第一幅度及第二幅度均为起重机吊钩中心到底盘回转中心的距离。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿方法，所述根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度包括：获取吊臂底部角度值、吊臂顶部角度值及吊臂长度值，根据所述吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值得到辅助角度值；根据所述辅助角度值及吊臂长度值，得到辅助圆半径值；根据所述辅助圆半径值得到弦长值，所述弦长值即为所述第二幅度值。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿方法，所述则控制吊臂进行幅度补偿，包括：控制吊臂向所述差值变小的方向运动。

第二方面，本发明的实施例提供了一种起重机吊臂幅度补偿系统，包括：传感器，用于获取吊臂底部角度值、吊臂顶部角度值及吊臂长度值；控制器，用于实现如前述方法实施例中所述的起重机吊臂幅度补偿方法；变幅动作输出模块，用于根据所述控制器的输出，输出相应的变幅动作。

在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿系统，所述传感器包括：角度传感器，用于获取吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值；长度传感器，用于获取吊臂长度值。

第三方面，本发明的实施例提供了一种起重机吊臂幅度补偿装置，包括：幅度获取模块，用于获取吊臂空载时的第一幅度，根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度；幅度补偿模块，用于若所述第一幅度与第二幅度的差值大于预设阈值，则控制吊臂进行幅度补偿，直至所述差值小于所述预设阈值；其中，所述第一幅度及第二幅度均为起重机吊钩中心到底盘回转中心的距离。

在上述装置实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿装置，还包括：参数获取模块，用于获取吊臂底部角度值、吊臂顶部角度值及吊臂长度值，根据所述吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值得到辅助角度值；根据所述辅助角度值及吊臂长度值，得到辅助圆半径值；根据所述辅助圆半径值得到弦长值，所述弦长值即为所述第二幅度值。

在上述装置实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿装置，还包括：运动控制模块，用于控制吊臂向所述差值变小的方向运动。

第四方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的起重机吊臂幅度补偿方法。

第五方面，本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的起重机吊臂幅度补偿方法。

本发明实施例提供的起重机吊臂幅度补偿方法及设备，通过计算吊臂负载后的幅度值，并与吊臂空载时的幅度值进行比较，根据比较的差值对吊臂进行幅度补偿，可以准确控制吊臂的变幅，保持吊钩在负载上方，避免了人工操作的误差及安全风险。

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做一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。

图1为本发明实施例提供的起重机吊臂幅度补偿方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的吊臂未加负载幅度示意图；

图2a为本发明实施例提供的吊臂加吊重幅度变化示意图；

图2b为本发明实施例提供的吊臂加吊重幅度补偿后效果示意图；

图3为本发明实施例提供的吊臂上挠角度传感器加载示意图；

图3a为本发明实施例提供的吊臂下挠角度传感器加载示意图；

图4为本发明实施例提供的挠度计算模型原理示意图；

图5为本发明实施例提供的起重机吊臂幅度补偿系统结构示意图；

图6为本发明实施例提供的起重机吊臂上安装角度传感器结构示意图；

图7为本发明实施例提供的起重机吊臂幅度补偿装置原理示意图；

图8为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例提供了一种起重机吊臂幅度补偿方法，参见图1，该方法包括：

101、获取吊臂空载时的第一幅度，根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度；

102、若所述第一幅度与第二幅度的差值大于预设阈值，则控制吊臂进行幅度补偿，直至所述差值小于所述预设阈值；

其中，所述第一幅度及第二幅度均为起重机吊钩中心到底盘回转中心的距离。第一幅度为吊臂空载时的幅度值，第二幅度为吊臂负载时的幅度值。所述预设阈值可以为0.2米，0.5米或0.7米。吊臂结构包括吊臂长度，吊臂发生变形时的吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值等数据信息。幅度补偿是指通过改变臂架工作角度，达到幅度变化的过程和方法。

具体地，吊臂在吊载后结构件变形，导致幅度变化。图2中吊臂没有负载，负载处于地面上，对应有相应的幅度。图2a中虚线为吊臂无吊重状态(即无负载)，实线为吊臂吊重状态，吊重时没有幅度补偿，吊臂自然弯曲，吊重后幅度变大(相较于吊重前幅度来说)。右图2b中为吊重、吊臂向上变角度，吊臂幅度补偿后，幅度基本和吊重前一致，这时吊臂角度变大了，最大起升高度变小，从而实现起重机不吊重、吊重、吊不同重量，幅度都基本维持不变，用改变吊臂角度的方法补偿刚性变形。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿方法，所述根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度包括：获取吊臂底部角度值、吊臂顶部角度值及吊臂长度值，根据所述吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值得到辅助角度值；根据所述辅助角度值及吊臂长度值，得到辅助圆半径值；根据所述辅助圆半径值得到弦长值，所述弦长值即为所述第二幅度值。

具体地，采用双角度传感器进行角度检测，根据设置或检测的吊臂长度进行计算，不再用载荷等相关参数校正，避免了校正参数多，规避了校正系数获取困难等风险。存在挠度的双角度检测计算可以参见图3及图3a。图3中角度传感器301检测吊臂顶部角度，角度传感器302检测吊臂底部角度，吊臂为上挠度状态起吊载荷。图3a中角度传感器301检测吊臂顶部角度，角度传感器302检测吊臂底部角度，吊臂为下挠度状态起吊载荷。在此基础上，获取吊臂底部角度值A1、吊臂顶部角度值A2及吊臂长度值L弧长，根据所述吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值得到辅助角度值，主要包括对挠度的计算，挠度计算模型可以参见图4，在设定吊臂变形均匀为圆弧形状的前提下，计算辅助圆半径R1(即辅助圆半径为R1)，吊臂长度为L弧长,计算辅助角度A0(即辅助角度为A0)，直线GF与直线EG分别为圆的切线(即辅助圆切线)，即角度∠ GEO＝90度，∠GFO＝90度，∠EHO＝90度，∠FHO＝90度。进一步地，∠GEH＝∠ EOH＝90-A0，∠GFH＝∠FOH＝90-A0，则根据检测计算得知∠GEH＝∠GFH＝(|吊臂底部角度A1-吊臂顶部角度A2|)/2。根据圆的弧长/周长＝弧长对应角度/360 度，可以得到：

(L弧长/2)/(2*π*R1)＝AO/360

R1＝(L弧长/2)*360/(A0*2*π)

L_弦长＝2*R1*sin(A0)

其中，L_弦长为幅度计算值。综上可知，在吊臂长度已知的情况下，三角形上方L弧长＝吊臂长度已知，检测吊臂底部角度值A1\吊臂顶部角度值A2 已知，辅助圆周长计算＝L弧长/(辅助角度A0*2)*360，辅助圆半径R1根据辅助圆周长计算可以得到，进一步计算得到弦长，最后得到的弦长就是幅度。根据实际试验验证，若吊臂长度与截面的比值大，则吊臂变形接近圆弧形状，采用上述圆弧近似方法有效且精度很高，比传统方法简单可靠，容易实现。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿方法，所述则控制吊臂进行幅度补偿，包括：控制吊臂向所述差值变小的方向运动。具体地，在差值小于预设阈值后，控制吊臂停止运动。

本发明实施例提供的起重机吊臂幅度补偿方法，通过计算吊臂负载后的幅度值，并与吊臂空载时的幅度值进行比较，根据比较的差值对吊臂进行幅度补偿，可以准确控制吊臂的变幅，保持吊钩在负载上方，避免了人工操作的误差及安全风险。

本发明实施例提供了一种起重机吊臂幅度补偿系统，参见图5，该系统包括：

传感器，用于获取吊臂底部角度值、吊臂顶部角度值及吊臂长度值；

控制器，用于实现如前述各个方法实施例所述的起重机吊臂幅度补偿方法；具体地，控制器还要采集倍率设置信号，进行同步逻辑运算，最后输出对应控制信号。

变幅动作输出模块，用于根据所述控制器的输出，输出相应的变幅动作。具体可以输出主吊臂变幅动作及副吊臂变幅动作，通过改变吊臂角度，使幅度自动补偿吊臂绕度变形。

基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿系统，所述传感器包括：角度传感器，用于获取吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值；长度传感器，用于获取吊臂长度值。具体地，角度传感器安装在起重机的吊臂上，具体可以参见图6。起重机的吊臂包括塔臂601和主臂602，塔臂601的顶部和脚部各安装有一个角度传感器，主臂602的顶部和脚部各安装有一个角度传感器，四个角度传感器每两个一组构成两个角度传感器组，实时测量塔臂601的顶部角度值和底部角度值，以及主臂602的顶部角度值和底部角度值。

本发明各个实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中，可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况，在上述各实施例的基础上，本发明的实施例提供了一种起重机吊臂幅度补偿装置，该装置用于执行上述方法实施例中的起重机吊臂幅度补偿方法。参见图7，该装置包括：

幅度获取模块701，用于获取吊臂空载时的第一幅度，根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度；

幅度补偿模块702，用于若所述第一幅度与第二幅度的差值大于预设阈值，则控制吊臂进行幅度补偿，直至所述差值小于所述预设阈值；

其中，所述第一幅度及第二幅度均为起重机吊钩中心到底盘回转中心的距离。

本发明实施例提供的起重机吊臂幅度补偿装置，采用幅度获取模块及幅度补偿模块，通过计算吊臂负载后的幅度值，并与吊臂空载时的幅度值进行比较，根据比较的差值对吊臂进行幅度补偿，可以准确控制吊臂的变幅，保持吊钩在负载上方，避免了人工操作的误差及安全风险。

需要说明的是，本发明提供的装置实施例中的装置，除了可以用于实现上述方法实施例中的方法外，还可以用于实现本发明提供的其他方法实施例中的方法，区别仅仅在于设置相应的功能模块，其原理与本发明提供的上述装置实施例的原理基本相同，只要本领域技术人员在上述装置实施例的基础上，参考其他方法实施例中的具体技术方案，通过组合技术特征获得相应的技术手段，以及由这些技术手段构成的技术方案，在保证技术方案具备实用性的前提下，就可以对上述装置实施例中的装置进行改进，从而得到相应的装置类实施例，用于实现其他方法类实施例中的方法。例如：

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿装置，还包括：参数获取模块，用于获取吊臂底部角度值、吊臂顶部角度值及吊臂长度值，根据所述吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值得到辅助角度值；根据所述辅助角度值及吊臂长度值，得到辅助圆半径值；根据所述辅助圆半径值得到弦长值，所述弦长值即为所述第二幅度值。

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的起重机吊臂幅度补偿装置，还包括：运动控制模块，用于控制吊臂向所述差值变小的方向运动。

本发明实施例的方法是依托电子设备实现的，因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的，本发明的实施例提供了一种电子设备，如图 8所示，该电子设备包括：至少一个处理器(processor)801、通信接口 (Communications Interface)804、至少一个存储器(memory)802和通信总线 803，其中，至少一个处理器801，通信接口804，至少一个存储器802通过通信总线803完成相互间的通信。至少一个处理器801可以调用至少一个存储器802中的逻辑指令，以执行前述各个方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。

此外，上述的至少一个存储器802中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个方法实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本专利中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种起重机吊臂幅度补偿方法，其特征在于，包括：

获取吊臂空载时的第一幅度，根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度；若所述第一幅度与第二幅度的差值大于预设阈值，则控制吊臂进行幅度补偿，直至所述差值小于所述预设阈值；其中，所述第一幅度及第二幅度均为起重机吊钩中心到底盘回转中心的距离。

2.根据权利要求1所述的起重机吊臂幅度补偿方法，其特征在于，所述根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度包括：获取吊臂底部角度值、吊臂顶部角度值及吊臂长度值，根据所述吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值得到辅助角度值；根据所述辅助角度值及吊臂长度值，得到辅助圆半径值；根据所述辅助圆半径值得到弦长值，所述弦长值即为所述第二幅度值。

3.根据权利要求1所述的起重机吊臂幅度补偿方法，其特征在于，所述则控制吊臂进行幅度补偿，包括：控制吊臂向所述差值变小的方向运动。

4.一种起重机吊臂幅度补偿系统，其特征在于，包括：

传感器，用于获取吊臂底部角度值、吊臂顶部角度值及吊臂长度值；

控制器，用于实现如权利要求1至3任一权利要求所述的起重机吊臂幅度补偿方法；

变幅动作输出模块，用于根据所述控制器的输出，输出相应的变幅动作。

5.根据权利要求4所述的起重机吊臂幅度补偿系统，其特征在于，所述传感器包括：

角度传感器，用于获取吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值；

长度传感器，用于获取吊臂长度值。

6.一种起重机吊臂幅度补偿装置，其特征在于，包括：

幅度获取模块，用于获取吊臂空载时的第一幅度，根据吊臂结构获取吊臂负载后的第二幅度；

幅度补偿模块，用于若所述第一幅度与第二幅度的差值大于预设阈值，则控制吊臂进行幅度补偿，直至所述差值小于所述预设阈值；

其中，所述第一幅度及第二幅度均为起重机吊钩中心到底盘回转中心的距离。

7.根据权利要求6所述的起重机吊臂幅度补偿装置，其特征在于，还包括：参数获取模块，用于获取吊臂底部角度值、吊臂顶部角度值及吊臂长度值，根据所述吊臂底部角度值及吊臂顶部角度值得到辅助角度值；根据所述辅助角度值及吊臂长度值，得到辅助圆半径值；根据所述辅助圆半径值得到弦长值，所述弦长值即为所述第二幅度值。

8.根据权利要求6所述的起重机吊臂幅度补偿装置，其特征在于，还包括：运动控制模块，用于控制吊臂向所述差值变小的方向运动。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口；其中，

所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行权利要求1至3任一项权利要求所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1至3中任一项权利要求所述的方法。

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