CN113772534A - 智能塔吊夹具自动切换机构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了智能塔吊夹具自动切换机构及其控制方法，先获取待吊运物料的待吊运件种类和数量，然后基于所述待吊运件种类和数量判断出吊运所需吊具挂接部的性能参数，之后控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的下侧夹具移动到预夹合位置，在所述预夹合区域内挂载有吊具挂接部之后，控制所述下侧夹具对挂接部进行补夹合，然后在所述下侧夹具移动到预夹合位置后，判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部，最后在所述下侧夹具完成所述补夹合之后，控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，并与所述下侧夹具共同对所述预夹合区域内的挂接部进行抱合。该方法提高了夹具的实用性和对于不同重量物料的适用范围。

Description

智能塔吊夹具自动切换机构及其控制方法

技术领域

本申请涉及塔吊控制技术领域，特别涉及智能塔吊夹具自动切换机构及其控制方法。

背景技术

塔吊，又称塔式起重机，是建筑工地上常用的一种起重设备，作用是吊运施工所需的钢筋、木楞、混凝土、钢管等建材物料。在塔吊的机械结构中，实际对物料进行起吊的执行机构是吊钩，在每次对物料进行吊运之前，吊钩先受滑轮控制下降到物料的上方附近，物料已经被打包成一个整体并以挂接部（例如钢索）作为与吊钩套接的媒介，并且挂接部会在物料上方形成一个提拉部分，该提拉部分会被搭放到吊钩的内侧钩状表面上，然后吊钩受滑轮控制起升，挂接部的提拉部分绷紧并带动物料离地上升。

目前，在物料吊运的过程中，物料自身可能会发生晃动导致挂接部的提拉部分在吊钩上出现滑动，例如在起吊时由于物料的重心与吊钩的重心不在同一对地竖线上，导致物料在离地的瞬间会产生单摆运动，又例如在平稳起升过程中物料受到风力气流影响而产生晃动，这都会使得挂接部与吊钩发生相对滑动。因此，现有技术提供了一些针对挂接部的夹具，在吊运时通过夹具将挂接部的提拉部分进行夹紧来避免其与吊钩发生相对滑动。

然而，被吊运物料的重量是有重有轻的，对于钢结构等重量较重的建材和对于装饰材料等重量较轻的建材，其使用的挂接部类型是不同的，以满足对不同物料的强度需求，而吊钩上的夹具却只能适应对单一类型的挂接部进行夹紧，这使得无论对何种类型的挂接部都只能使用同一种夹具进行夹紧，无法兼顾多种类型挂接部的夹紧需求，降低了夹具的夹紧效果。

发明内容

基于此，为了兼顾多种类型的吊具挂接部的夹紧需求，提高夹具的夹紧效果，本申请公开了以下技术方案。

一方面，提供了一种智能塔吊夹具自动切换机构，包括：

物料类型获取模块，用于获取待吊运物料的待吊运件种类和数量；

挂接部性能识别模块，用于基于所述待吊运件种类和数量判断出吊运所需吊具挂接部的性能参数；

下侧夹具控制模块，用于控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的下侧夹具移动到预夹合位置，并在所述预夹合区域内挂载有吊具挂接部之后，控制所述下侧夹具对挂接部进行补夹合；

多个安装于吊钩挂载区域下侧的下侧夹具，每个下侧夹具包括左夹合块和右夹合块，所述左夹合块和右夹合块均与吊钩滑动连接，并且顶部均向上延伸有防脱柱，不同下侧夹具的夹合块的夹合面弧度不同，所述左夹合块和右夹合块受所述下侧夹具控制模块控制相向移动进行所述预夹合和所述补夹合；

挂接部位置识别模块，用于在所述下侧夹具移动到预夹合位置后，判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部；

上侧夹具控制模块，用于在所述下侧夹具完成所述补夹合之后，控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，并与所述下侧夹具共同对所述预夹合区域内的挂接部进行抱合；

多个安装于吊钩挂载区域上侧的上侧夹具，每个上侧夹具与吊钩滑动连接，不同上侧夹具的端部设有不同弧度的按压缺口，所述上侧夹具受所述上侧夹具控制模块控制向下移动进行所述抱合。

在一种可能的实施方式中，所述挂接部位置识别模块包括：

第一到位控制单元，用于接收安装于所述下侧夹具夹持面和吊钩上的第一压力传感器反馈的第一压力数值，并基于所述第一压力数值判断预夹合区域内是否挂载有挂接部。

在一种可能的实施方式中，所述上侧夹具控制模块包括：

力度确定单元，用于获取待吊运物料的重量，并基于待吊运物料的重量确定出所述上侧夹具的目标按压力度。

在一种可能的实施方式中，所述上侧夹具控制模块还包括：

第二到位控制单元，用于接收安装于所述上侧夹具夹持面上的第二压力传感器反馈的第二压力数值，并基于所述第二压力数值控制所述上侧夹具的移动直至达到所述目标按压力度。

在一种可能的实施方式中，该机构还包括：

侧夹板组件，包括安装于吊钩至少一侧并与吊钩转动连接的转轴，以及固定于所述转轴上的侧夹板；

侧夹板控制模块，用于在所述上侧夹具控制模块控制所述上侧夹具进行所述抱合之后，控制所述侧夹板向下转动至对挂接部的位于所述挂载区域之外的部分进行扣压。

另一方面，还提供了一种智能塔吊夹具自动切换控制方法，包括：

获取待吊运物料的待吊运件种类和数量；

基于所述待吊运件种类和数量判断出吊运所需吊具挂接部的性能参数；

控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的下侧夹具移动到预夹合位置，并在所述预夹合区域内挂载有吊具挂接部之后，控制所述下侧夹具对挂接部进行补夹合；

在所述下侧夹具移动到预夹合位置后，判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部；

在所述下侧夹具完成所述补夹合之后，控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，并与所述下侧夹具共同对所述预夹合区域内的挂接部进行抱合；其中，夹具自动切换机构包括：

多个安装于吊钩挂载区域下侧的下侧夹具，每个下侧夹具包括左夹合块和右夹合块，所述左夹合块和右夹合块均与吊钩滑动连接，并且顶部均向上延伸有防脱柱，不同下侧夹具的夹合块的夹合面弧度不同，所述左夹合块和右夹合块受控制相向移动进行所述预夹合和所述补夹合；

多个安装于吊钩挂载区域上侧的上侧夹具，每个上侧夹具与吊钩滑动连接，不同上侧夹具的端部设有不同弧度的按压缺口，所述上侧夹具受控制向下移动进行所述抱合；

在一种可能的实施方式中，所述判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部，包括：

接收安装于所述下侧夹具夹持面和吊钩上的第一压力传感器反馈的第一压力数值，并基于所述第一压力数值判断预夹合区域内是否挂载有挂接部。

在一种可能的实施方式中，所述控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，包括：

获取待吊运物料的重量，并基于待吊运物料的重量确定出所述上侧夹具的目标按压力度。

在一种可能的实施方式中，所述控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，还包括：

接收安装于所述上侧夹具夹持面上的第二压力传感器反馈的第二压力数值，并基于所述第二压力数值控制所述上侧夹具的移动直至达到所述目标按压力度。

在一种可能的实施方式中，该方法还包括：

在控制所述上侧夹具进行所述抱合之后，控制所述侧夹板向下转动至对挂接部的位于所述挂载区域之外的部分进行扣压；并且，

夹具自动切换机构还包括：

侧夹板组件，包括安装于吊钩至少一侧并与吊钩转动连接的转轴，以及固定于所述转轴上的侧夹板。

本申请公开的智能塔吊夹具自动切换机构及其控制方法，通过在吊钩上设置能够对多种型号的吊具挂接部进行夹持的多种夹具，通过对挂接部性能的识别来控制相应的夹具执行夹持动作，使得一个吊钩能够同时兼顾多种型号挂接部的夹紧需求，提高了夹具的实用性和对于不同重量物料的适用范围；并且通过将夹紧动作拆分为预夹合和补夹合，降低了对吊钩挂载位置的精确度要求，使得挂载位置的选择范围更为广泛，吊钩无需必须位于物料正上方一定高度处等精确位置才能实现挂接部被夹具顺利夹紧，提高了吊钩夹具的实用性和适应性。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本申请，而不能理解为对本申请的保护范围的限制。

图1是本申请公开的智能塔吊夹具自动切换机构实施例的结构框图。

图2是夹具在打开状态下的立体结构示意图。

图3是图3在另一个视角下的立体结构示意图。

图4是第一下侧夹具位于预夹合位置时的立体结构示意图。

图5是钢索的挂载段挂载到预夹合区域后的立体结构示意图。

图6是第一下侧夹具进行补夹合之后的立体结构示意图。

图7是第一上侧夹具配合第一下侧夹具进行抱合式夹合的立体结构示意图。

图8是关于钢索下侧部分的抱合情况在立体视角下的截面图。

图9是关于钢索上侧部分的抱合情况在立体视角下的截面图。

图10是上侧夹具和下侧夹具完成抱合之后的整体结构示意图。

图11是侧夹板组件扣压钢索的立体结构示意图。

图12是本申请公开的智能塔吊夹具自动切换控制方法。

附图标记：

吊钩100；

第一下侧夹具200，第一左夹合块210，第一左防脱柱211，第一右夹合块220，第一右防脱柱221；

第二下侧夹具300，第二左防脱柱311，第二右防脱柱321；

第一上侧夹具400，第一按压缺口410；

第二上侧夹具500，第二按压缺口510；

转轴610，侧夹板620；

挂载区域800；

钢索900，挂载段910。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

下面参考图1-图11详细描述本申请公开的智能塔吊夹具自动切换机构实施例。如图所示，本实施例公开的夹具自动切换机构主要包括有：物料类型获取模块、挂接部性能识别模块、下侧夹具控制模块、多个下侧夹具、挂接部位置识别模块、上侧夹具控制模块和多个上侧夹具。

物料类型获取模块用于获取待吊运物料的待吊运件种类和数量。

塔吊进行物料吊运任务都是预先安排好的，例如通过控制起重臂转动、控制变幅小车移动和控制滑轮将吊钩下降到位置A处，然后将A处的物料吊运到位置B处，过程中，位置A的位置信息、A处的物料信息等条件信息均会在塔吊控制吊钩向A处移动之前发送给塔吊的控制系统。物料类型获取模块从该控制系统处获取到条件信息中的待吊运件种类和数量信息，也就是物料种类和数量。

挂接部性能识别模块用于基于所述待吊运件种类和数量判断出吊运所需吊具挂接部的性能参数。

获取到待吊运件种类和数量之后，即可知道待吊运物料的总重量，以工字钢物料为例，获取到物料为6件X1型号的工字钢之后，以X1型号工字钢的单件重量乘以数量得到当前批次物料的总重。对于不同总重的物料来说，满足该物料的吊运要求的吊具挂接部（例如钢索或吊具套环时）是不同的，由于6件X1型号的工字钢相对较重，因此在对其用挂接部进行打包和捆绑时，使用的挂接部必然是能够满足该6件工字钢的性能规格，而性能规格包括了股数、每股包含的钢丝数、直径、抗拉强度、捻向等，这其中包含了挂接部直径，也就是说，对于该6件工字钢来说，吊运需要使用直径相对较粗的挂接部，才能满足包括抗拉强度在内的吊运强度需求。

由于物料在吊运前均需要提前进行打包和捆绑，当吊钩移动到物料附近准备将物料上钩时，物料必然是已经用挂接部打包完成的，因此在挂接部性能识别模块判断出当前批次的物料需要何种性能规格的挂接部进行打包时，该批次的物料已经被该种性能规格的挂接部完成打包，只等待吊钩移动到位后进行上钩操作了。

下侧夹具控制模块用于控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的下侧夹具移动到预夹合位置。

吊钩上安装有多种分别对应不同挂接部性能的下侧夹具，假设塔吊接收到去往A位置将6件X1型号的工字钢吊运至B位置的任务S，则无论吊钩是否已经到达A位置，在挂接部性能识别模块判断出A位置处的6件X1型号所使用的挂接部性能参数之后，下侧夹具控制模块就会控制与该性能参数相适配的下侧夹具在挂接部套接于吊钩之前开始执行预夹合动作，也就是移动到预夹合位置。

预夹合位置是未达到最终夹合住挂接部的实际夹合位置的一个中间位置，或者说进行了夹合但还未达到实际夹合位置的一个中间位置，因为此时的吊钩上并未挂载挂接部，因此无法进行完整的夹合。进行预夹合的目的是，在吊运过程中，挂接部的挂载是人工操作的或者是设备自动操作挂载的，当吊钩达到A位置后，吊钩可能并非准确地位于挂接部的正上方并且刚好能够让挂接部挂载到下侧夹具的夹合覆盖范围内的位置，夹合覆盖范围指的是下侧夹具的移动路径在吊钩上覆盖的空间范围，而且挂接部是刚性结构因此可能无法方便地针对吊钩的位置进行形状变化而刚好处于挂载位置不动，因此在A位置无法很精确的情况下，在进行挂接部的挂载时，是人或设备牵引着吊钩去挂接部所在的位置，将挂接部挂载到吊钩上后，此时的吊钩并非平稳悬空状态，而是受挂接部的力而倾斜和被挂接部牵拉的状态，这就会导致若挂接部挂载之后再进行下侧夹具的夹合时，挂接部可能无法处于夹合覆盖范围内而导致下侧夹具无法夹到挂接部。

因此先使下侧夹具进行预夹合，在预夹合位置处形成一个预夹合区域，预夹合区域在夹合覆盖范围内，为一个具有一定高度的缝型区域，预夹合区域的两侧均由下侧夹具的结构本体形成，区域的底部由下侧夹具所在的吊钩其中一个外表面形成，区域的顶部为区域开口，用于挂接部的进入。当形成这个区域后，挂接部在挂载到吊钩上时，可以直接挂载到该区域内，例如人工将挂接部挂接到该区域内或设备自动识别出该区域并将挂接部通过动作机构挂接到该区域内，与普通的无夹具吊钩的挂载不同的是，本次的挂载会通过预夹合区域对挂接部的位置进行限制，使得挂接部不会由于自身刚性结构、应力等原因而脱离预夹合区域，也就不会脱离夹合覆盖范围，避免了无夹具吊钩挂载时，挂接部位于吊钩的一侧并向吊钩施加斜下方向的力而导致挂载位置位于夹合覆盖范围以外，下侧夹具的预夹合使得挂接部无论对吊钩施加何种斜下方向、水平方向甚至斜上方向的力时，挂接部的挂载位置均会受下侧夹具的约束而位于预夹合区域内。

由此，在挂接部还未挂载到吊钩上之前，先由下侧夹具形成预夹合区域，使得挂接部挂载时直接挂载到吊钩的下侧夹具上，也就是挂载到预夹合区域内，一旦挂载到预夹合区域，就不会脱离该区域，保证后续的夹合顺利进行。

关于下侧夹具的结构及其位置，请参阅图2和图3，以设置有两个下侧夹具的吊钩为例，吊钩100上设置的两个下侧夹具分别为第一下侧夹具200和第二下侧夹具300，第一下侧夹具200和第二下侧夹具300均安装于吊钩挂载区域800下侧，其中挂载区域800指的是吊钩内侧的钩状缺口区域。

假设与挂接部的性能参数相匹配的下侧夹具为第一下侧夹具200，第一下侧夹具200包括第一左夹合块210和第一右夹合块220，第一左夹合块210和第一右夹合块220均与吊钩滑动连接。第一左夹合块210顶部向上延伸有第一左防脱柱211，第一右夹合块220顶部向上延伸有第一右防脱柱221。由图2和图3可看出，第一下侧夹具200和第二下侧夹具300的夹持面弧度不同，第一下侧夹具200的夹持面弧度小于第二下侧夹具300，因此第一下侧夹具200适配的挂接部的直径小于第二下侧夹具300。

同理，第二下侧夹具300也会具有相应的左夹合块和右夹合块，并且设置有相应的第二左防脱柱311和第二右防脱柱321。防脱柱的高度可以设置为高于图中所示的高度，以进一步避免挂接部脱离预夹合区域。

请参阅图4，第一左夹合块210和第一右夹合块220受所述下侧夹具控制模块控制相向移动进行所述预夹合，移动到图4中的预夹合位置，位于预夹合位置处的第一左夹合块210和第一右夹合块220之间的间距大于挂接部直径，并且防脱柱也与相应的夹合块之间平滑过渡，使得挂接部能够顺利放入两夹合块之间。

挂接部位置识别模块用于在所述下侧夹具移动到预夹合位置后，判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部。

请参阅图5，图5中以钢索900作为挂接部，钢索900的挂载段910挂载到了吊钩上，并且施力方向是向正下方的，也就是向吊钩进行施力，但可以理解的是，钢索900很有可能是紧挨着其中的某一个夹合块并向其施加水平或斜上方的力，此时夹合块的本体或其具有的防脱柱为受力方，也就是压力数据的产生方。

下侧夹具控制模块在所述预夹合区域内挂载有吊具挂接部之后，控制所述下侧夹具对挂接部进行补夹合。

挂接部位置识别模块会将判断结果发送给下侧夹具控制模块，下侧夹具控制模块在得知挂接部挂载完成后，会从预夹合位置开始继续实施夹合直至完成下侧夹具的最终夹合，也就是开始进行补夹合。下侧夹具从初始的打开位置直到最终的停止夹合位置，经历了预夹合和补夹合两个夹合步骤，两步骤的移动方式、移动方向等均相同，预夹合相当于未到停止位置时的一个暂停，补夹合就是取消暂停并继续完成剩余夹合动作。完成补夹合之后，下侧夹具的两个夹合块形成一个下托座，挂接部的挂载在吊钩上的挂载段的下侧部分（截面的下半弧）才真正被下侧夹具承载和夹合住，此时挂接部处于可能向下侧夹具施力的状态。

可以理解的是，若省略预夹合而直接进行补夹合，则可能会导致挂接部难以挂入下侧夹具之间的夹合区域，因此设置预夹合是有必要的，预夹合实现挂接部的预挂载，补夹合实现完整的下侧夹合。

请参阅图6，第一左夹合块210和第一右夹合块220受所述下侧夹具控制模块控制继续相向移动进行所述补夹合，直至到达停止夹合位置，完成下侧夹具的夹合过程。停止夹合位置可以是预先设定的位置，通过限位器等装置实现对移动的约束，使得夹合块能够停止于停止夹合位置处。

上侧夹具控制模块用于在所述下侧夹具完成所述补夹合之后，控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，并与所述下侧夹具共同对所述预夹合区域内的挂接部进行抱合。

完成了下侧夹具的夹合后，进行上侧夹具的配合夹合。与下侧夹具一样的是，吊钩上也安装有多种分别对应不同挂接部性能的上侧夹具。上侧夹具从夹合覆盖范围的上方朝下移动，并以压合的方式对挂接部的挂载在吊钩上的挂载段的上侧部分（截面的上半弧）进行夹合，上侧夹具和下侧夹具配合，将挂载段的整体进行了抱合式夹紧，此时挂接部依旧处于向下侧夹具施力的状态，也有可能同时向上侧夹具施力，这取决于挂接部与吊钩之间的相对位置和施力方向。

上侧夹具可以采用伸缩组件，伸缩部分受控向下伸长以实现夹合。

在完成抱合夹紧后，吊钩受控起升，挂接部以当前被夹紧的状态固定在吊钩上，起升过程中不会发生与夹具表面之间的相对滑动，并且在物料随之起升之后，也不会发生挂接部与夹具表面之间的相对滑动，避免两者之间产生磨损。

关于上侧夹具的结构及其位置，请参阅图2和图3，吊钩100上设置的两个上侧夹具分别为第一上侧夹具400和第二上侧夹具500，第一上侧夹具400和第二上侧夹具500均安装于吊钩挂载区域800的上侧，且均与吊钩100活动连接，例如滑动连接。

第一上侧夹具400的端部设有第一按压缺口410，第二上侧夹具500的端部设有第二按压缺口510，第一按压缺口410和第二按压缺口510均为弧形缺口，且弧度不同，由图2和图3可看出，第一按压缺口410的半径小于第二按压缺口510，因此第一上侧夹具400适配的钢索900的直径小于第二上侧夹具500，并且第一上侧夹具400是与第一下侧夹具200相匹配的并共同配合进行夹合的，而第二上侧夹具500是与第二下侧夹具300相匹配的并共同配合进行夹合的。

请参阅图7，第一上侧夹具400受所述上侧夹具控制模块控制向下移动进行所述抱合，抱合指的是第一按压缺口410、第一左夹合块210和第一右夹合块220的夹持面之间形成一个匹配于钢索挂载段910直径的圆形。

关于具体的抱合组配，请参阅图8和图9，为便于示出抱合的截面而未示出吊钩，从两个截面图可以看出，第一左夹合块210和第一右夹合块220的弧形夹持面与钢索挂载段910直径相匹配，并对挂载段910的下侧部分进行了夹合，第一上侧夹具400的第一按压缺口410与钢索挂载段910直径相匹配，并对挂载段910的上侧部分进行了夹合，共同形成了对挂载段910的抱合。

本申请公开的智能塔吊夹具自动切换机构及其控制方法，通过在吊钩上设置能够对多种型号的吊具挂接部进行夹持的多种夹具，通过对挂接部性能的识别来控制相应的夹具执行夹持动作，使得一个吊钩能够同时兼顾多种型号挂接部的夹紧需求，提高了夹具的实用性和对于不同重量物料的适用范围；并且通过将夹紧动作拆分为预夹合和补夹合，降低了对吊钩挂载位置的精确度要求，使得挂载位置的选择范围更为广泛，吊钩无需必须位于物料正上方一定高度处等精确位置才能实现挂接部被夹具顺利夹紧，提高了吊钩夹具的实用性和适应性。

在一种实施方式中，所述挂接部位置识别模块包括：第一到位控制单元，用于接收安装于所述下侧夹具夹持面和吊钩上的第一压力传感器反馈的第一压力数值，并基于所述第一压力数值判断预夹合区域内是否挂载有挂接部。

对预夹合区域内进行挂接部是否已经挂载的判断，可以通过预先安装在下侧夹具的形成预夹合区域的表面上和吊钩的形成预夹合区域的表面上的第一压力传感器来实现，挂接部挂载到预夹合区域之后，必然会对下侧夹具施加某一方向（斜上、水平、斜下）的力或对吊钩施加某一方向的力（斜下，正下），因此通过第一压力传感器的反馈数值可以得知下侧夹具和吊钩的内表面是否受力，也就得知挂接部是否已经开始挂载，由于挂载过程中可能会发生数值大小发生显著跳动的情况，因此当第一压力传感器反馈的数值稳定时，才说明挂载已经完成。

可以理解的是，还可以通过第一压力数值判断出已挂载挂接部的挂载方向，也就是挂接部是从哪个方向过来挂在吊钩上的，该方向与反馈第一压力数值的第一压力传感器位置相关，若是第一左夹合块210上的第一压力传感器反馈一定的第一压力数值，则挂接部是从左侧挂过来的。以及，还可以通过第一压力数值判断出已挂载挂接部的挂载稳定度，挂接部的挂载位置越低，稳定度越高，若挂载位置位于预夹合区域的吊钩表面上，此时挂接部的位置最低，也最难脱离预夹合区域，因此稳定度最高。

后续在进行上侧夹具的控制时，上侧夹具控制模块可以依据对挂载方向和挂载稳定度的分析，调节上侧夹具的下降速度，稳定度越低，下降速度越快，以尽快将挂接部夹合固定住，避免因为稳定度差而脱离吊钩。

在一种实施方式中，所述上侧夹具控制模块包括：力度确定单元，用于获取待吊运物料的重量，并基于待吊运物料的重量确定出所述上侧夹具的目标按压力度。

由于挂接部的型号适用的物料重量是一个较大的范围而不是一个单独的数值，例如物料重量从G1至G2的数值范围内所对应的最为合适的挂接部为同一型号的挂接部，因此力度确定单元还通过物料重量来调节按压力度。例如挂接部Y的适用重量是G1至G2，则物料重量越大，则在物料吊运过程中产生的摇摆现象导致挂接部受到的影响越大，则确定出的按压力度越大。

可以理解的是，由于上侧夹具的端部和相应的下侧夹具的顶部均设置有齿接结构，如图2至图6中可看出，上侧夹具的端部为梳齿结构，下侧夹具的防脱柱的顶部同样为梳齿结构，且上侧夹具和相应下侧夹具的梳齿结构互相接合。而上侧夹具和相应下侧夹具的梳齿结构的齿高是高于相应挂接部半径的，也就是说，在按压力度增长至达到目标按压力度时，上侧夹具是可以向下继续按压挂接部的（前提是目标按压力度未达到结构所能允许的最大许可力度），这点可以从图7至图9中上侧夹具梳齿结构的起始处与下侧夹具梳齿结构边缘处之间存在的缝隙看出。

因此通过第二到位控制单元对按压力度进行选择，避免挂接部受物料影响而在夹具内发生滚动等状态不稳的情况。

在一种实施方式中，所述上侧夹具控制模块还包括：第二到位控制单元，用于接收安装于所述上侧夹具夹持面上的第二压力传感器反馈的第二压力数值，并基于所述第二压力数值控制所述上侧夹具的移动直至达到所述目标按压力度。

下侧夹具通过第二压力传感器来实现对挂接部是否挂载到预夹合区域进行判断，而上侧夹具也可以通过第二压力传感器来对自身是否夹合到位进行判断，也就是判断上侧夹具是否达到确定出的目标按压力度。具体的，各上侧夹具的按压缺口的弧形表面可以安装有应变片等传感器，当上侧夹具向下移动至与挂接部上表面接触时，第二压力传感器反馈的第二压力数值开始增长，当增长至达到按压阈值时，说明上侧夹具已经到达了图7中的位置，此时可以控制上侧夹具停止向下伸长。

因此通过第二到位控制单元对按压力度进行控制，同时避免挂接部受力过大而发生损坏。

在一种实施方式中，夹具自动切换机构还包括：侧夹板组件和侧夹板控制模块。侧夹板组件包括安装于吊钩至少一侧并与吊钩转动连接的转轴，以及固定于所述转轴上的侧夹板。侧夹板控制模块用于在所述上侧夹具控制模块控制所述上侧夹具进行所述抱合之后，控制所述侧夹板向下转动至对挂接部的位于所述挂载区域之外的部分进行扣压。

请参阅图10和图11，吊钩100的两侧均设置有转轴610，转轴610上设置有夹持面呈弧形的侧夹板620，侧夹板620的弧度可以设置为与各下侧夹具中能够匹配的最大直径钢索的直径相适应，或者设置为任意能够匹配的钢索的直径相适应，无论适应于何种直径的钢索，均能够对所有的下侧夹具所能够匹配的钢索产生约束效果，只是约束效果的强弱取决于侧夹板弧度与钢索直径之间的差距大小。

转轴610的位置与停止夹合位置相对应，以使得侧夹板620能够准确扣压在钢索900上。在完成上侧夹具和下侧夹具的抱合之后，侧夹板620从图10中的打开位置转动到图11中的扣压位置，对夹具的夹合提供辅助支撑，实现对钢索的进一步固定。

下面参考图12详细描述本申请公开的智能塔吊夹具自动切换控制方法实施例。本实施例是用于实施前述的智能塔吊夹具自动切换机构实施例的方法。

如图12所示，本实施例公开的方法包括如下步骤：

步骤100，获取待吊运物料的待吊运件种类和数量。

步骤200，基于所述待吊运件种类和数量判断出吊运所需吊具挂接部的性能参数。

步骤300，控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的下侧夹具移动到预夹合位置，并在所述预夹合区域内挂载有吊具挂接部之后，控制所述下侧夹具对挂接部进行补夹合。

步骤400，在所述下侧夹具移动到预夹合位置后，判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部。

步骤500，在所述下侧夹具完成所述补夹合之后，控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，并与所述下侧夹具共同对所述预夹合区域内的挂接部进行抱合。

其中，夹具自动切换机构包括：

多个安装于吊钩挂载区域下侧的下侧夹具，每个下侧夹具包括左夹合块和右夹合块，所述左夹合块和右夹合块均与吊钩滑动连接，并且顶部均向上延伸有防脱柱，不同下侧夹具的夹合块的夹合面弧度不同，所述左夹合块和右夹合块受控制相向移动进行所述预夹合和所述补夹合；

多个安装于吊钩挂载区域上侧的上侧夹具，每个上侧夹具与吊钩滑动连接，不同上侧夹具的端部设有不同弧度的按压缺口，所述上侧夹具受控制向下移动进行所述抱合；

在一种实施方式中，所述判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部，包括：

接收安装于所述下侧夹具夹持面和吊钩上的第一压力传感器反馈的第一压力数值，并基于所述第一压力数值判断预夹合区域内是否挂载有挂接部。

在一种实施方式中，所述控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，包括：

获取待吊运物料的重量，并基于待吊运物料的重量确定出所述上侧夹具的目标按压力度。

在一种实施方式中，所述控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，还包括：

接收安装于所述上侧夹具夹持面上的第二压力传感器反馈的第二压力数值，并基于所述第二压力数值控制所述上侧夹具的移动直至达到所述目标按压力度。

在一种实施方式中，该方法还包括：

在控制所述上侧夹具进行所述抱合之后，控制所述侧夹板向下转动至对挂接部的位于所述挂载区域之外的部分进行扣压；并且，

夹具自动切换机构还包括：

侧夹板组件，包括安装于吊钩至少一侧并与吊钩转动连接的转轴，以及固定于所述转轴上的侧夹板。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，均仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

本文中的模块、单元或组件的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，在实际实现时可以有其他的划分方式，例如多个模块和/或单元可以结合或集成于另一个系统中。作为分离部件说明的模块、单元、组件在物理上可以是分开的，也可以是不分开的。作为单元显示的部件可以是物理单元，也可以不是物理单元，即可以位于一个具体地方，也可以分布到网格单元中。因此可以根据实际需要选择其中的部分或全部的单元来实现实施例的方案。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能塔吊夹具自动切换机构，其特征在于，包括：

物料类型获取模块，用于获取待吊运物料的待吊运件种类和数量；

挂接部性能识别模块，用于基于所述待吊运件种类和数量判断出吊运所需吊具挂接部的性能参数；

下侧夹具控制模块，用于控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的下侧夹具移动到预夹合位置，并在所述预夹合区域内挂载有吊具挂接部之后，控制所述下侧夹具对挂接部进行补夹合；

多个安装于吊钩挂载区域下侧的下侧夹具，每个下侧夹具包括左夹合块和右夹合块，所述左夹合块和右夹合块均与吊钩滑动连接，并且顶部均向上延伸有防脱柱，不同下侧夹具的夹合块的夹合面弧度不同，所述左夹合块和右夹合块受所述下侧夹具控制模块控制相向移动进行所述预夹合和所述补夹合；

挂接部位置识别模块，用于在所述下侧夹具移动到预夹合位置后，判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部；

上侧夹具控制模块，用于在所述下侧夹具完成所述补夹合之后，控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，并与所述下侧夹具共同对所述预夹合区域内的挂接部进行抱合；

多个安装于吊钩挂载区域上侧的上侧夹具，每个上侧夹具与吊钩滑动连接，不同上侧夹具的端部设有不同弧度的按压缺口，所述上侧夹具受所述上侧夹具控制模块控制向下移动进行所述抱合。

2.如权利要求1所述的夹具自动切换机构，其特征在于，所述挂接部位置识别模块包括：

第一到位控制单元，用于接收安装于所述下侧夹具夹持面和吊钩上的第一压力传感器反馈的第一压力数值，并基于所述第一压力数值判断预夹合区域内是否挂载有挂接部。

3.如权利要求1所述的夹具自动切换机构，其特征在于，所述上侧夹具控制模块包括：

力度确定单元，用于获取待吊运物料的重量，并基于待吊运物料的重量确定出所述上侧夹具的目标按压力度。

4.如权利要求3所述的夹具自动切换机构，其特征在于，所述上侧夹具控制模块还包括：

第二到位控制单元，用于接收安装于所述上侧夹具夹持面上的第二压力传感器反馈的第二压力数值，并基于所述第二压力数值控制所述上侧夹具的移动直至达到所述目标按压力度。

5.如权利要求1所述的夹具自动切换机构，其特征在于，该机构还包括：

侧夹板组件，包括安装于吊钩至少一侧并与吊钩转动连接的转轴，以及固定于所述转轴上的侧夹板；

侧夹板控制模块，用于在所述上侧夹具控制模块控制所述上侧夹具进行所述抱合之后，控制所述侧夹板向下转动至对挂接部的位于所述挂载区域之外的部分进行扣压。

6.一种智能塔吊夹具自动切换控制方法，其特征在于，包括：

获取待吊运物料的待吊运件种类和数量；

基于所述待吊运件种类和数量判断出吊运所需吊具挂接部的性能参数；

控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的下侧夹具移动到预夹合位置，并在所述预夹合区域内挂载有吊具挂接部之后，控制所述下侧夹具对挂接部进行补夹合；

在所述下侧夹具移动到预夹合位置后，判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部；

在所述下侧夹具完成所述补夹合之后，控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，并与所述下侧夹具共同对所述预夹合区域内的挂接部进行抱合；其中，夹具自动切换机构包括：

多个安装于吊钩挂载区域下侧的下侧夹具，每个下侧夹具包括左夹合块和右夹合块，所述左夹合块和右夹合块均与吊钩滑动连接，并且顶部均向上延伸有防脱柱，不同下侧夹具的夹合块的夹合面弧度不同，所述左夹合块和右夹合块受控制相向移动进行所述预夹合和所述补夹合；

多个安装于吊钩挂载区域上侧的上侧夹具，每个上侧夹具与吊钩滑动连接，不同上侧夹具的端部设有不同弧度的按压缺口，所述上侧夹具受控制向下移动进行所述抱合。

7.如权利要求6所述的夹具自动切换控制方法，其特征在于，所述判断所述下侧夹具的预夹合区域内是否挂载有挂接部，包括：

接收安装于所述下侧夹具夹持面和吊钩上的第一压力传感器反馈的第一压力数值，并基于所述第一压力数值判断预夹合区域内是否挂载有挂接部。

8.如权利要求6所述的夹具自动切换控制方法，其特征在于，所述控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，包括：

获取待吊运物料的重量，并基于待吊运物料的重量确定出所述上侧夹具的目标按压力度。

9.如权利要求8所述的夹具自动切换控制方法，其特征在于，所述控制吊钩上的与所述性能参数相匹配的上侧夹具移动至所述预夹合区域，还包括：

接收安装于所述上侧夹具夹持面上的第二压力传感器反馈的第二压力数值，并基于所述第二压力数值控制所述上侧夹具的移动直至达到所述目标按压力度。

10.如权利要求6所述的夹具自动切换控制方法，其特征在于，该方法还包括：

在控制所述上侧夹具进行所述抱合之后，控制所述侧夹板向下转动至对挂接部的位于所述挂载区域之外的部分进行扣压；并且，

夹具自动切换机构还包括：

侧夹板组件，包括安装于吊钩至少一侧并与吊钩转动连接的转轴，以及固定于所述转轴上的侧夹板。

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