CN112744713A - 一种起重机控制方法、系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起重机控制方法、系统及起重机，通过采集所述起重机支腿行程和支腿控制信号；采集所述起重机起吊拉力信号；采集所述起重机负载和环境的图像数据，并获取所述起重机的负载高度；根据所述起重机支腿行程和支腿控制信号，判断所述起重机支腿事故状态；根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理；输出并执行所述数据处理的结果，以对起重机支腿失效进行预判，并在支腿失效发生时采取有效措施，以避免或降低起重机支腿失效造成的损害，从而提高起重机的作业安全性。

Description

一种起重机控制方法、系统及起重机

技术领域

本发明涉及机械控制技术领域，特别是指一种起重机控制方法、系统及起重机。

背景技术

起重机包括汽车起重机、履带起重机、港口起重机等，用于吊装、起重、堆垛等工作。

起重机在工作时，起重机和负载的重量全部由起重机支腿承担，如果支腿液压元件、管路、连接件或相关机械结构件发生失效，会导致起重机的支撑结构失效，进而导致起重机失稳或倾翻。可见，起重机支腿具有失效的危险。

起重机支腿失效的危害很大，可能导致起重机和负载的损坏，也可能导致对起重机工作环境的破坏，应该尽量避免。

为了防止起重机支腿失效，现有技术采用支腿油缸平衡阀方案。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

支腿油缸平衡阀有一定的故障率，难以完全防止起重机支腿失效；

一但起重机支腿平衡阀发生故障，没有后续措施应对起重机支腿失效。

目前现有技术中并没有一套切实可行的方案可以对起重机支腿失效进行预判，并在支腿失效发生时采取有效措施，以避免或降低起重机支腿失效造成的损害，从而提高起重机的作业安全性。

发明内容

本申请提供一种起重机控制方法、系统及起重机，解决相关技术中起重机支腿失效的问题，对起重机支腿失效进行预判，并在支腿失效发生时采取有效措施，以避免或降低起重机支腿失效造成的损害，从而提高起重机的作业安全性。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

本申请的一方面涉及一种起重机控制方法，包括：

采集所述起重机支腿行程和支腿控制信号；采集所述起重机起吊拉力信号；采集所述起重机负载和环境的图像数据，并获取所述起重机的负载高度；

根据所述起重机支腿行程和支腿控制信号，判断所述起重机支腿事故状态；根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理；

输出并执行所述数据处理的结果。

其中，根据所述起重机支腿行程和支腿控制信号，判断所述起重机支腿事故状态，包括：

根据所述起重机支腿行程计算得到所述起重机支腿速度；

根据所述起重机支腿行程计算得到所述起重机支腿加速度；

当所述起重机支腿控制信号不是缩回信号，且满足以下至少之一时，判定为所述起重机有支腿事故：

所述起重机支腿速度超过预设的速度阈值；

所述起重机支腿加速度超过预设的加速度阈值。

其中，根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理，包括：

对以下至少之一进行计算：

所述卷扬调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取所述卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取所述卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

所述伸缩调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取所述伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取所述伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

所述变幅调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取所述变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取所述变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当判定所述起重机支腿事故状态为有支腿事故，且所述起吊拉力超过预设的起吊拉力阈值时，执行以下至少之一：

输出所述卷扬调节的控制信号与预设的卷扬权重的乘积，所述卷扬权重是所述负载高度的函数；

输出所述伸缩调节的控制信号与预设的伸缩权重的乘积，所述伸缩权重是所述负载高度的函数；

输出所述变幅调节的控制信号与预设的变幅权重的乘积，所述变幅权重是所述负载高度的函数。

其中，包括：

所述卷扬权重Yj为：

Yj＝C1×(H-H1)

其中，C1、H1为预设的常数，H为所述负载高度；

所述伸缩权重Ys为：

当H≥H0时，

Ys＝1+H-H0

当H＜H0时，

Ys＝cos(π×(H0-H)/2H0)

其中，H0为预设的常数，H为所述负载高度；

所述变幅权重Yb为：

当H≥H2时，

Ys＝C2

当H＜H2时，

Ys＝H×C2/H2

其中，H2、C2为预设的常数，H为所述负载高度。

其中，包括：

H0＝1.316，H1＝0.873；H2＝1.675；C1＞1.834；0.618＜C2＜3.414。

本申请的另一方面涉及一种起重机控制系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于采集所述起重机支腿行程和支腿控制信号；采集所述起重机起吊拉力信号；采集所述起重机负载和环境的图像数据，并获取所述起重机的负载高度；

控制模块，用于根据所述起重机支腿行程和支腿控制信号，判断所述起重机支腿事故状态；根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理；

执行机构，用于输出并执行所述数据处理的结果。

其中，所述检测模块包括：

支腿检测装置，用于采集所述起重机支腿行程；

拉力检测装置，用于采集所述起重机起吊拉力信号；

支腿控制装置，用于采集所述起重机支腿控制信号；

图像采集装置，用于采集所述起重机负载和环境的图像数据。

其中，所述控制模块包括控制器，所述控制器包括：

支腿事故判断模块，用于判断所述起重机支腿事故状态，包括：

根据所述起重机支腿行程计算得到所述起重机支腿速度；

根据所述起重机支腿行程计算得到所述起重机支腿加速度；

当所述起重机支腿控制信号不是缩回信号，且满足以下至少之一时，判定为所述起重机有支腿事故：

所述起重机支腿速度超过预设的速度阈值；

所述起重机支腿加速度超过预设的加速度阈值；

数据处理模块，用于根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理，包括：

对以下至少之一进行计算：

所述卷扬调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取所述卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取所述卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

所述伸缩调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取所述伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取所述伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

所述变幅调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取所述变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取所述变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当判定所述起重机支腿事故状态为有支腿事故，且所述起吊拉力超过预设的起吊拉力阈值时，执行以下至少之一：

输出所述卷扬调节的控制信号与预设的卷扬权重的乘积，所述卷扬权重是所述负载高度的函数；

输出所述伸缩调节的控制信号与预设的伸缩权重的乘积，所述伸缩权重是所述负载高度的函数；

输出所述变幅调节的控制信号与预设的变幅权重的乘积，所述变幅权重是所述负载高度的函数。

其中，所述执行机构包括以下至少之一：

卷扬机构，包括用于对所述起重机的卷扬进行调节的装置；

变幅机构，包括用于对所述起重机的变幅进行调节的装置；

伸缩机构，包括用于对所述起重机的伸缩进行调节的装置。

本申请的又一方面涉及一种起重机，包括上述的起重机控制系统。

本申请的上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

本申请提供一种起重机控制方法、系统及起重机，采集所述起重机支腿行程和支腿控制信号；采集所述起重机起吊拉力信号；采集所述起重机负载和环境的图像数据，并获取所述起重机的负载高度；根据所述起重机支腿行程和支腿控制信号，判断所述起重机支腿事故状态；根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理；输出并执行所述数据处理的结果，以对起重机支腿失效进行预判，并在支腿失效发生时采取有效措施，以避免或降低起重机支腿失效造成的损害，从而提高起重机的作业安全性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明第一实施例的起重机控制方法的流程图；

图2为本发明第二实施例的起重机控制系统的框图；

图3为本发明第二实施例的起重机控制系统的另一框图。

附图标号说明：

2、检测模块；4、控制模块；6、执行机构；22、支腿检测装置；24、支腿控制装置；26、拉力检测装置；28、图像采集装置；42、控制器；62、卷扬机构；64、伸缩机构；66、变幅机构；82、负载和环境。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

第一实施例

本实施例提供一种起重机控制方法，如图1所示，包括：

本申请的一方面涉及一种起重机控制方法，包括：

S2,采集起重机支腿行程和支腿控制信号；采集起重机起吊拉力信号；采集起重机负载和环境的图像数据，并获取起重机的负载高度；

S4,根据起重机支腿行程和支腿控制信号，判断起重机支腿事故状态；根据起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理；

S6,输出并执行数据处理的结果。

需要说明的是，本实施例提供一种起重机控制方法，解决相关技术中起重机支腿失效问题。为了解决此问题，需要采集起重机支腿行程和支腿控制信号；采集起重机起吊拉力信号；采集起重机负载和环境的图像数据，并获取起重机的负载高度；并根据起重机支腿行程和支腿控制信号，判断起重机支腿事故状态；根据起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理；，并在必要时对起重机进行主动控制，包括对起重机的卷扬机构、伸缩机构、变幅机构进行调节，以对起重机支腿失效进行预判，并在支腿失效发生时采取有效措施，以避免或降低起重机支腿失效造成的损害，从而提高起重机的作业安全性。

需要说明的是，起重机的负载高度是通过图像处理获得的，图像处理技术一般采用如下步骤对图像数据进行处理。

S212,图像预处理：具体包括图像畸变的修整、图像灰度处理等；

S214,特征提取：用于提取图像中的有限个特征点的坐标数据；

S216,数值计算：根据预设的算法对各特征点的坐标数据、参照物数据等数据进行实时计算，并将计算结果进行数据输出。

需要说明的是，以上图像处理技术是成熟的技术。

其中，根据起重机支腿行程和支腿控制信号，判断起重机支腿事故状态，包括：

S422,根据起重机支腿行程计算得到起重机支腿速度；

S424,根据起重机支腿行程计算得到起重机支腿加速度；

S426,当起重机支腿控制信号不是缩回信号，且满足以下至少之一时，判定为起重机有支腿事故：

起重机支腿速度超过预设的速度阈值；

起重机支腿加速度超过预设的加速度阈值。

需要说明的是，本实施例中，起重机支腿事故状态的判断依据包括起重机的支腿速度和加速度，其中，支腿速度直接表示了起重机支腿正在失效，而支腿加速度间接表示了起重机支腿的失效，即，加速度在一定程度上能够预判起重机支腿失效。

需要说明的是，支腿速度和支腿加速度结合起来，是判断起重机支腿失效的优选方案，既考虑了起重机支腿的当前状态，又对起重机支腿失效有一定的预判。

其中，根据起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理，包括：

对以下至少之一进行计算：

S442,卷扬调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

S4422,当起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

S4424,当起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

需要说明的是，起重机支腿速度阈值的设置含义是：起重机支腿速度在速度阈值以下，代表支腿虽然在缩回，但是速度很低，有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第二卷扬控制信号即可，其中，第二卷扬控制信号相对较小，卷扬速度相对较慢，但是比较平稳，有利于起重机、负载和环境；起重机支腿速度不在速度阈值以下，代表支腿在缩回，而且速度很高，没有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第一卷扬控制信号，其中，第一卷扬控制信号相对较大，卷扬速度相对较快，可以快速放下负载，有利于起重机、负载和环境。

需要说明的是，起重机支腿加速度阈值的设置含义是：起重机支腿加速度在加速度阈值以下，代表支腿虽然在加速缩回，但是加速度很低，有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第二卷扬控制信号即可，其中，第二卷扬控制信号相对较小，卷扬速度相对较慢，但是比较平稳，有利于起重机、负载和环境；起重机支腿加速度不在加速度阈值以下，代表支腿在加速缩回，而且加速度很高，没有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第一卷扬控制信号，其中，第一卷扬控制信号相对较大，卷扬速度相对较快，可以快速放下负载，有利于起重机、负载和环境。

S444,伸缩调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

S4442,当起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

S4444,当起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

需要说明的是，起重机支腿速度阈值的设置含义是：起重机支腿速度在速度阈值以下，代表支腿虽然在缩回，但是速度很低，有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第二伸缩控制信号即可，其中，第二伸缩控制信号相对较小，伸缩速度相对较慢，但是比较平稳，有利于起重机、负载和环境；起重机支腿速度不在速度阈值以下，代表支腿在缩回，而且速度很高，没有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第一伸缩控制信号，其中，第一伸缩控制信号相对较大，伸缩速度相对较快，可以快速放下负载，有利于起重机、负载和环境。

需要说明的是，起重机支腿加速度阈值的设置含义是：起重机支腿加速度在加速度阈值以下，代表支腿虽然在加速缩回，但是加速度很低，有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第二伸缩控制信号即可，其中，第二伸缩控制信号相对较小，伸缩速度相对较慢，但是比较平稳，有利于起重机、负载和环境；起重机支腿加速度不在加速度阈值以下，代表支腿在加速缩回，而且加速度很高，没有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第一伸缩控制信号，其中，第一伸缩控制信号相对较大，伸缩速度相对较快，可以快速放下负载，有利于起重机、负载和环境。

S446,变幅调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

S4462,当起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

S4464,当起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

需要说明的是，起重机支腿速度阈值的设置含义是：起重机支腿速度在速度阈值以下，代表支腿虽然在缩回，但是速度很低，有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第二变幅控制信号即可，其中，第二变幅控制信号相对较小，变幅速度相对较慢，但是比较平稳，有利于起重机、负载和环境；起重机支腿速度不在速度阈值以下，代表支腿在缩回，而且速度很高，没有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第一变幅控制信号，其中，第一变幅控制信号相对较大，变幅速度相对较快，可以快速放下负载，有利于起重机、负载和环境。

需要说明的是，起重机支腿加速度阈值的设置含义是：起重机支腿加速度在加速度阈值以下，代表支腿虽然在加速缩回，但是加速度很低，有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第二变幅控制信号即可，其中，第二变幅控制信号相对较小，伸缩速度相对较慢，但是比较平稳，有利于起重机、负载和环境；起重机支腿加速度不在加速度阈值以下，代表支腿在加速缩回，而且加速度很高，没有较多时间来处理支腿失效的事故，此时选用第一变幅控制信号，其中，第一变幅控制信号相对较大，变幅速度相对较快，可以快速放下负载，有利于起重机、负载和环境。

当判定起重机支腿事故状态为有支腿事故，且起吊拉力超过预设的起吊拉力阈值时，执行以下至少之一：

S462,输出卷扬调节的控制信号与预设的卷扬权重的乘积，卷扬权重是负载高度的函数；

S464,输出伸缩调节的控制信号与预设的伸缩权重的乘积，伸缩权重是负载高度的函数；

S466,输出变幅调节的控制信号与预设的变幅权重的乘积，变幅权重是负载高度的函数。

需要说明的是，上述卷扬调节、伸缩调节、变幅调节的作用效果是一致的，都是降低负载高度，在实际应用时需要根据起重机的工况和姿态进行选择；

基于以上过程，卷扬调节、伸缩调节、变幅调节控制信号的权重的确定方式如下：

其中，包括：

S4622,卷扬权重Yj为：

Yj＝C1×(H-H1)

其中，C1、H1为预设的常数，H为负载高度；

S4642,伸缩权重Ys为：

当H≥H0时，

Ys＝1+H-H0

当H＜H0时，

Ys＝cos(π×(H0-H)/2H0)

其中，H0为预设的常数，H为负载高度；

S4662,变幅权重Yb为：

当H≥H2时，

Ys＝C2

当H＜H2时，

Ys＝H×C2/H2

其中，H2、C2为预设的常数，H为负载高度。

需要说明的是，基于以上思路，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以列出更多的权重函数，可以达到类似的技术效果，均在本申请的保护范围内。

优选地，本实施例给出一组权重方案，包括：

H0＝1.316，H1＝0.873；H2＝1.675；C1＞1.834；0.618＜C2＜3.414。

需要说明的是，基于以上思路，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以列出更多的权重方案，可以达到类似的技术效果，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，本实施例中的上述控制过程和计算步骤中，各个步骤之间的顺序有多种实施方式，本实施例中所列出的是其中的一种方式，在不矛盾的前提下，改变上述控制过程和计算过程中的不同步骤的顺序，也可以达到相同的效果，也在本实施例涵盖的范围内。

本实施例提供一种起重机控制方法，解决相关技术中起重机支腿失效问题。通过采集起重机支腿行程和支腿控制信号；采集起重机起吊拉力信号；采集起重机负载和环境的图像数据，并获取起重机的负载高度；根据起重机支腿行程和支腿控制信号，判断起重机支腿事故状态；根据起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理，并在必要时对起重机进行主动控制，包括对起重机的卷扬机构、伸缩机构、变幅机构进行调节，从而实现对起重机支腿失效进行预判，并在支腿失效发生时采取有效措施，以避免或降低起重机支腿失效造成的损害，从而提高起重机的作业安全性。

第二实施例

本实施例提供一种起重机控制系统，如图2所示，包括：

检测模块2，用于采集起重机支腿行程和支腿控制信号；采集起重机起吊拉力信号；采集起重机负载和环境82的图像数据，并获取起重机的负载高度；

控制模块4，用于根据起重机支腿行程和支腿控制信号，判断起重机支腿事故状态；根据起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理；

执行机构6，用于输出并执行数据处理的结果。

需要说明的是，本实施例提供一种起重机控制系统，解决相关技术中起重机支腿失效问题。通过检测模块2采集起重机支腿行程和支腿控制信号；采集起重机起吊拉力信号；采集起重机负载和环境82的图像数据，并获取起重机的负载高度，根据起重机支腿行程和支腿控制信号，通过控制模块4判断起重机支腿事故状态；根据起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理，并在必要时通过执行机构6对起重机进行主动控制，包括对起重机的卷扬机构62、变幅机构66、伸缩机构64进行调节，从而实现对起重机支腿失效进行预判，并在支腿失效发生时采取有效措施，以避免或降低起重机支腿失效造成的损害，从而提高起重机的作业安全性。

其中，如图3所示，检测模块2包括：

支腿检测装置22，用于采集起重机支腿行程；

支腿控制装置24，用于采集起重机支腿控制信号；

拉力检测装置26，用于采集起重机起吊拉力信号；

图像采集装置28，用于采集起重机负载和环境82的图像数据。

需要说明的是，支腿检测装置22用于采集起重机支腿行程，具有多种实施方式，包括油缸行程传感器、油缸速度传感器、支腿行程传感器、支腿速度传感器等，基于以上思路，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以列出更多的测量方案，可以达到类似的技术效果，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，拉力检测装置26用于采集起重机起吊拉力信号，具有多种实施方案，包括钢丝绳拉力传感器、吊钩拉力传感器、变幅油缸压力传感器、卷扬马达压力传感器等，基于以上思路，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以列出更多的测量方案，可以达到类似的技术效果，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，支腿控制装置24用于采集起重机支腿控制信号，具有多种形式，包括控制手柄、控制旋钮、控制信号输入界面、远程控制等，基于以上思路，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以列出更多的斥退控制方案，可以达到类似的技术效果，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，图像采集装置28用于采集起重机负载和环境82的图像数据，具有多种实施方案，包括摄像机和其它图像采集设备。

其中，如图3所示，所述控制模块4包括控制器42，所述控制器42包括：

支腿事故判断模块，用于判断起重机支腿事故状态，包括用于：

根据起重机支腿行程计算得到起重机支腿速度；

根据起重机支腿行程计算得到起重机支腿加速度；

当起重机支腿控制信号不是缩回信号，且满足以下至少之一时，判定为起重机有支腿事故：

起重机支腿速度超过预设的速度阈值；

起重机支腿加速度超过预设的加速度阈值；

数据处理模块，用于根据起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理，包括：

对以下至少之一进行计算：

卷扬调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

当起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

伸缩调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

当起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

变幅调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当判定起重机支腿事故状态为有支腿事故，且起吊拉力超过预设的起吊拉力阈值时，执行以下至少之一：

输出卷扬调节的控制信号与预设的卷扬权重的乘积，卷扬权重是负载高度的函数；

输出伸缩调节的控制信号与预设的伸缩权重的乘积，伸缩权重是负载高度的函数；

输出变幅调节的控制信号与预设的变幅权重的乘积，变幅权重是负载高度的函数。

其中，如图3所示，执行机构6包括以下至少之一：

卷扬机构62，包括用于对起重机的卷扬进行调节的装置；

变幅机构66，包括用于对起重机的变幅进行调节的装置；

伸缩机构64，包括用于对起重机的伸缩进行调节的装置。

需要说明的是，卷扬机构62包括液压系统和机械系统，其中，卷扬机构62的液压系统包括液压泵、液压阀、液压马达，其中，液压阀接收控制器42输出的控制信号，该信号控制液压阀动作，进而驱动液压马达动作，进而驱动机械系统动作，进而实现卷扬机构62的动作，进而实现本实施例对负载重心高度进行调节的目的；

需要说明的是，伸缩机构64包括液压系统和机械系统，其中，伸缩机构64的液压系统包括液压泵、液压阀、液压油缸，其中，液压阀接收控制器42输出的控制信号，该信号控制液压阀动作，进而驱动液压油缸动作，进而驱动机械系统动作，进而实现伸缩机构64的动作，进而实现本实施例对负载重心高度进行调节的目的；

需要说明的是，变幅机构66包括液压系统和机械系统，其中，变幅机构66的液压系统包括液压泵、液压阀、液压油缸，其中，液压阀接收控制器42输出的控制信号，该信号控制液压阀动作，进而驱动液压油缸动作，进而驱动机械系统动作，进而实现变幅机构66的动作，进而实现本实施例对负载重心高度进行调节的目的；

需要说明的是，本实施例中的上述组成部件中，各个部件之间的顺序有多种组合方式，本实施例中所列出的是其中的一种方式，在不矛盾的前提下，改变上述组成部件的顺序，也可以达到相同的效果，也在本实施例涵盖的范围内。

本实施例提供一种起重机控制系统，解决相关技术中起重机支腿失效问题。通过检测模块2采集起重机支腿行程和支腿控制信号；采集起重机起吊拉力信号；采集起重机负载和环境82的图像数据，并获取起重机的负载高度，根据起重机支腿行程和支腿控制信号，通过控制模块4判断起重机支腿事故状态；根据起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理，并在必要时通过执行机构6对起重机进行主动控制，包括对起重机的卷扬机构62、伸缩机构64、变幅机构66进行调节，从而实现对起重机支腿失效进行预判，并在支腿失效发生时采取有效措施，以避免或降低起重机支腿失效造成的损害，从而提高起重机的作业安全性。

第三实施例

本实施例提供一种起重机，包括上述的起重机控制系统。

本实施例通过采用上述实施例中的起重机控制系统，从而实现了上述实施例中起重机控制系统所带来的有益效果，能够阻止倾翻的发生、或降低倾翻造成的损害，从而提高起重机的作业安全性。

此外，需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置或计算机程序产品。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明的优选实施例，但对于本技术领域的普通技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

Claims (10)

1.一种起重机控制方法，其特征在于，包括：

采集所述起重机支腿行程和支腿控制信号；采集所述起重机起吊拉力信号；采集所述起重机负载和环境的图像数据，并获取所述起重机的负载高度；

根据所述起重机支腿行程和支腿控制信号，判断所述起重机支腿事故状态；根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理；

输出并执行所述数据处理的结果。

2.如权利要求1所述的起重机控制方法，其特征在于，根据所述起重机支腿行程和支腿控制信号，判断所述起重机支腿事故状态，包括：

根据所述起重机支腿行程计算得到所述起重机支腿速度；

根据所述起重机支腿行程计算得到所述起重机支腿加速度；

当所述起重机支腿控制信号不是缩回信号，且满足以下至少之一时，判定为所述起重机有支腿事故：

所述起重机支腿速度超过预设的速度阈值；

所述起重机支腿加速度超过预设的加速度阈值。

3.如权利要求1所述的起重机控制方法，其特征在于，根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理，包括：

对以下至少之一进行计算：

所述卷扬调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取所述卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取所述卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

所述伸缩调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取所述伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取所述伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

所述变幅调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取所述变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取所述变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当判定所述起重机支腿事故状态为有支腿事故，且所述起吊拉力超过预设的起吊拉力阈值时，执行以下至少之一：

输出所述卷扬调节的控制信号与预设的卷扬权重的乘积，所述卷扬权重是所述负载高度的函数；

输出所述伸缩调节的控制信号与预设的伸缩权重的乘积，所述伸缩权重是所述负载高度的函数；

输出所述变幅调节的控制信号与预设的变幅权重的乘积，所述变幅权重是所述负载高度的函数。

4.如权利要求3所述的起重机控制方法，其特征在于，包括：

所述卷扬权重Yj为：

Yj＝C1×(H-H1)

其中，C1、H1为预设的常数，H为所述负载高度；

所述伸缩权重Ys为：

当H≥H0时，

Ys＝1+H-H0

当H＜H0时，

Ys＝cos(π×(H0-H)/2H0)

其中，H0为预设的常数，H为所述负载高度；

所述变幅权重Yb为：

当H≥H2时，

Ys＝C2

当H＜H2时，

Ys＝H×C2/H2

其中，H2、C2为预设的常数，H为所述负载高度。

5.如权利要求4所述的起重机控制方法，其特征在于，包括：

H0＝1.316，H1＝0.873；H2＝1.675；C1＞1.834；0.618＜C2＜3.414。

6.一种起重机控制系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于采集所述起重机支腿行程和支腿控制信号；采集所述起重机起吊拉力信号；采集所述起重机负载和环境的图像数据，并获取所述起重机的负载高度；

控制模块，用于根据所述起重机支腿行程和支腿控制信号，判断所述起重机支腿事故状态；根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理；

执行机构，用于输出并执行所述数据处理的结果。

7.如权利要求6所述的起重机控制系统，其特征在于，所述检测模块包括：

支腿检测装置，用于采集所述起重机支腿行程；

拉力检测装置，用于采集所述起重机起吊拉力信号；

支腿控制装置，用于采集所述起重机支腿控制信号；

图像采集装置，用于采集所述起重机负载和环境的图像数据。

8.如权利要求6所述的起重机控制系统，其特征在于，所述控制模块包括控制器，所述控制器包括：

支腿事故判断模块，用于判断所述起重机支腿事故状态，包括：

根据所述起重机支腿行程计算得到所述起重机支腿速度；

根据所述起重机支腿行程计算得到所述起重机支腿加速度；

当所述起重机支腿控制信号不是缩回信号，且满足以下至少之一时，判定为所述起重机有支腿事故：

所述起重机支腿速度超过预设的速度阈值；

所述起重机支腿加速度超过预设的加速度阈值；

数据处理模块，用于根据所述起重机支腿事故状态的判定结果，对相关数据进行数据处理，包括：

对以下至少之一进行计算：

所述卷扬调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取所述卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述卷扬调节的控制信号为预设的第一卷扬控制信号值，否则取所述卷扬调节的控制信号为预设的第二卷扬控制信号值；

所述伸缩调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取所述伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述伸缩调节的控制信号为预设的第一伸缩控制信号值，否则取所述伸缩调节的控制信号为预设的第二伸缩控制信号值；

所述变幅调节的控制信号的计算方法，包括以下至少之一：

当所述起重机支腿速度大于预设的支腿速度阈值时，取所述变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取所述变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当所述起重机支腿加速度大于预设的支腿加速度阈值时，取所述变幅调节的控制信号为预设的第一变幅控制信号值，否则取所述变幅调节的控制信号为预设的第二变幅控制信号值；

当判定所述起重机支腿事故状态为有支腿事故，且所述起吊拉力超过预设的起吊拉力阈值时，执行以下至少之一：

输出所述卷扬调节的控制信号与预设的卷扬权重的乘积，所述卷扬权重是所述负载高度的函数；

输出所述伸缩调节的控制信号与预设的伸缩权重的乘积，所述伸缩权重是所述负载高度的函数；

输出所述变幅调节的控制信号与预设的变幅权重的乘积，所述变幅权重是所述负载高度的函数。

9.如权利要求6所述的起重机控制系统，其特征在于，所述执行机构包括以下至少之一：

卷扬机构，包括用于对所述起重机的卷扬进行调节的装置；

变幅机构，包括用于对所述起重机的变幅进行调节的装置；

伸缩机构，包括用于对所述起重机的伸缩进行调节的装置。

10.一种起重机，其特征在于，包括如权利要求6至9任一项所述的起重机控制系统。

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