CN114604737A - 一种塔吊以及实现塔吊挂钩的自动抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于塔吊抓取技术领域，提供了一种塔吊及实现塔吊挂钩的自动抓取方法。种塔吊包括塔体、转臂和挂钩，挂钩包括能绕垂直于放置面的轴线转动的夹爪；夹爪包括主体和两个夹持部，两个夹持部能相对打开和夹紧；挂钩还包括两个滑动连接部，各滑动连接部能沿对应的夹持部的长度方向滑动，各滑动连接部的端部上均设置有承托部，各承托部能相对对应的滑动连接部翻转。本发明提供的塔吊及实现塔吊挂钩的自动抓取方法，能有效杜绝在吊运过程中，因物料体积较大、重量较大而从挂钩上滑落下来的安全隐患，提高了塔吊工作的安全性；并且，能使挂钩的承托机构根据不同物料的体积、重量对物料起到承托作用，提高了挂钩抓取物料的精准度与效率。

Description

一种塔吊以及实现塔吊挂钩的自动抓取方法

技术领域

本发明属于抓取技术领域，尤其涉及一种塔吊及实现塔吊挂钩的自动抓取方法。

背景技术

塔吊，也称为塔式起重机，是建筑工地或者大型货物运输场所最常用的起重设备，其作用主要是吊运材料，可以是水平转运，也可以是垂直运输。其所吊运的材料包括钢筋、木楞、混凝土、钢管或集装箱等等。

现常用的塔吊在抓取水泥管、集装箱等大型物料时，塔吊的挂钩直接抓住物料的两侧进行吊运，此时物料的底部呈悬空状态，容易出现因物料体积较大、重量较大而直接从挂钩上滑落下来，具有严重的安全隐患。即使有少量的塔吊挂钩具有能承托住物料的承托机构，但这些也无法根据物料的特征以及水平摆放姿态进行抓取。

发明内容

本发明的目的在于提供一种塔吊及实现塔吊挂钩的自动抓取方法，旨在解决现有技术的塔吊无法根据物料的特征以及水平摆放姿态进行抓取的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种实现塔吊挂钩的自动抓取方法，采用了如下所述的技术方案：

该塔吊包括塔体和转动设于所述塔体的顶端的转臂，还包括可升降地连接于所述转臂的端部的挂钩，所述挂钩包括能绕垂直于放置面的轴线转动的夹爪；

所述夹爪包括主体和两个设于所述主体上且用于抓取物料的夹持部，两个所述夹持部能相对打开和夹紧；

所述挂钩还包括两个滑动连接部，各所述滑动连接部能沿对应的所述夹持部的长度方向滑动，各所述滑动连接部的端部上均设置有用于承托所述物料的承托部，各所述承托部能相对对应的所述滑动连接部翻转。

可选地，所述塔吊还包括：

第一距离传感模块，用于检测所述夹持部的端部与放置面之间的距离是否为第一间距或第二距离；

第一控制模块，用于控制夹爪的升降、转动和取放；

第二控制模块，用于控制各滑动连接部相对对应的所述夹持部滑动；

第二距离传感模块，用于检测所述夹爪是否能抓取所述物料；

第三距离传感模块，用于检测所述夹爪是否位于所述物料在长度方向上的中间位置；

第三控制模块，用于控制各承托部相对对应的所述滑动连接部翻转；

其中，所述第一距离传感模块设于所述承托部上，第二距离传感模块设于所述夹持部上，所述第一控制模块设于所述主体上，所述第二控制模块设于所述滑动连接部上，所述第三控制模块所述承托部上。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种实现塔吊挂钩的自动抓取方法，应用于上述所述的塔吊，所述抓取方法包括下述步骤：

通过第一距离传感模块检测到夹持部的端部与放置面之间具有第一间距时，通过第二距离传感模块检测夹爪是否能抓取物料；

通过所述第二距离传感模块检测到所述夹爪无法抓取所述物料时，通过第一控制模块控制所述夹爪转动，以更换所述物料的抓取方位，以使所述夹爪能抓取所述物料；

通过所述第一控制模块控制所述夹爪下降，以使部分所述物料能置于两个所述夹持部之间；

通过第三距离传感模块检测到所述夹爪偏离所述物料的长度方向上的中间位置时，通过所述第一控制模块控制所述夹爪移动至所述物料在长度方向上的中间位置；

通过所述第一控制模块控制两个所述夹持部夹持于所述物料并使所述夹爪上升，使所述夹持部的端部与所述放置面之间具有第二间距；

通过所述第一距离传感模块检测到所述夹持部的端部与所述放置面之间具有所述第二间距时，通过第二控制模块控制滑动连接部滑动以及通过第三控制模块控制承托部翻转，以使所述承托部能承托于所述物料的底部。

可选地，所述通过第一距离传感模块检测到夹持部的端部与放置面之间具有第一间距时，通过第二距离传感模块检测夹爪是否能抓取物料的步骤具体包括：

通过所述第二距离传感模块检测两个所述夹持部对应的所述物料的两个被夹持面之间的间距；

判断两个所述被夹持面之间的间距是否小于两个所述夹持部之间的最大间距。

可选地，所述通过所述第二距离传感模块检测到所述夹爪无法抓取所述物料时，通过第一控制模块控制所述夹爪转动，以更换所述物料的抓取方位，以使所述夹爪能抓取所述物料的步骤具体包括：

通过所述第二距离传感模块检测两个所述夹持部之间的最大间距小于所述物料的两个被夹持面之间的间距时，通过第一控制模块控制所述夹爪转动，以更换所述物料的两个所述被夹持面，以使两个所述夹持部之间的最大间距大于更换后的两个所述被夹持面之间的间距。

可选地，所述通过所述第一控制模块控制所述夹爪下降，以使部分所述物料能置于两个所述夹持部之间的步骤具体包括：

通过所述第一控制模块控制所述夹爪以第一速度下降，以使所述物料的顶部与所述主体相抵接，且部分所述物料位于两个所述夹持部之间。

可选地，所述通过第三距离传感模块检测到所述夹爪偏离所述物料的长度方向上的中间位置时，通过所述第一控制模块控制所述夹爪移动至所述物料在长度方向上的中间位置的步骤具体包括：

根据所述物料的长度L计算所述物料在长度方向上的中间位置的范围值；

通过第三距离传感模块检测到所述夹爪位于所述物料的长度方向上的位置；

判断所述夹爪位于所述物料的长度方向上的位置是否处于所述物料在长度方向上的中间位置的范围值内；

若所述夹爪位于所述物料的长度方向上的位置不处于所述物料在长度方向上的中间位置的范围值内，通过所述第一控制模块控制所述夹爪移动至所述物料在长度方向上的中间位置的范围值内。

可选地，所述根据所述物料的长度L计算所述物料在长度方向上的中间位置的范围值的具体步骤包括：

所述中间位置的范围值的计算公式为：

(L/2)±L*20％

其中，L为物料的长度。

可选地，所述通过所述第一控制模块控制两个所述夹持部夹持于所述物料并使所述夹爪上升，以使所述夹持部的端部与所述放置面之间具有第二间距的步骤具体包括：

通过所述第一控制模块控制两个所述夹持部夹紧，以使所述夹爪抓取所述物料；

通过所述第一控制模块控制所述夹爪以第二速度上升，使所述夹持部的端部与所述放置面之间具有所述第二间距。

可选地，通过所述第一距离传感模块检测到所述夹持部的端部与所述放置面之间具有所述第二间距时，通过第二控制模块控制滑动连接部滑动以及通过第三控制模块控制承托部翻转，以使所述承托部能承托于所述物料的底部的步骤具体包括：

通过所述第二控制模块控制所述滑动连接部滑动，以使所述滑动连接部的端部朝向所述物料的底部伸出；

通过所述第三控制模块控制各所述承托部相对对应的所述滑动连接部翻转，以使所述承托部翻至所述物料的底部下方，且两个所述承托部与所述物料的底部之间均具有间隙；

通过所述第二控制模块控制各所述滑动连接部相对对应的所述夹持部滑动，以使两个所述承托部均与所述物料的底部接触，且所述承托部对所述物料作用有预设力度的承托力。

可选地，在通过所述第一距离传感模块检测到所述夹持部的端部与所述放置面之间具有所述第二间距时，通过第二控制模块控制滑动连接部滑动以及通过第三控制模块控制承托部翻转，以使所述承托部能承托于所述物料的底部之后，还包括：

控制所述夹爪以第三速度上升，以使所述物料远离所述放置面。

可选地，所述控制所述夹爪以所述第三速度上升，以使所述物料远离所述放置面的步骤具体包括：

在抓取有所述物料的所述夹爪以第三速度上升的过程中，检测到所述物料的底部与两个所述承托部之间存在相对位移，根据所述相对位移增大两个所述承托部承托所述物料的力度，直至所述物料与两个所述承托部之间相对位移消除。

与现有技术相比，本发明主要有以下有益效果：

该塔吊能获取物料的水平摆放角度，根据该摆放角度使挂钩的夹爪转动，以使夹爪精准地调整至能抓取该物料的抓取方位，能使挂钩根据物料的不同水平摆放角度自动调节，以使该挂钩能抓取不同水平摆放角度的物料，无需借助其他辅助设备，有效提高对物料的抓取效率，且能有效物料的吊运成本。并且，通过控制滑动连接部、以及控制承托部配合，以使承托部给予物料的底部一个承托力，有效杜绝在吊运过程中，因物料体积较大、重量较大而直接从挂钩上滑落下来的安全隐患，提高了塔吊工作的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的塔吊的挂钩的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的塔吊的挂钩的抓取过程示意图；

图3是本发明实施例提供的实现塔吊挂钩的自动抓取方法的流程图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1至图3所示，为本发明实施例提供的一种实现塔吊挂钩的自动抓取方法，应用于塔吊，以对物料1(例如水泥管、钢管等建筑材料或集装箱等等)进行抓取。该抓取方法包括下述步骤：

步骤S10、通过第一距离传感模块检测到夹持部112的端部与放置面2之间具有第一间距时，通过第二距离传感模块检测夹爪110是否能抓取物料1。

当挂钩100的夹持部112的端部与放置面2之间具有第一间距时，该距离可供第二距离传感模块检测到物料1此时的水平摆放姿态，以能判断此时夹爪110的水平转动角度是否能抓取处于该摆放姿态的物料1。

步骤S20、通过第二距离传感模块检测到夹爪110无法抓取物料1时，通过第一控制模块控制夹爪110转动，以更换物料1的抓取方位，以使夹爪110能抓取物料1。

在第二距离传感模块获取到物料1的水平摆放姿态，且判断出目前状态的夹爪110无法抓取该物料1时，第一控制模块控制夹爪110根据物料1的特征绕垂直于放置面2的轴线转动，以更换对物料1的抓取方位，且更换抓取方位后能抓取该物料1。

步骤S30、通过第一控制模块控制夹爪110下降，以使部分物料1能置于两个夹持部112之间。

由于在执行步骤S20后，夹爪110已经能抓取该物料1。即可执行步骤S30，第一控制模块控制夹爪110下降至使部分物料1置于两个夹持部112之间后，继续通过第一控制模块控制两个夹持部112进行夹紧动作，以能夹持于该物料1。

步骤S40、通过第三距离传感模块检测到夹爪110偏离物料1的长度方向上的中间位置时，通过第一控制模块控制夹爪110移动至物料1在长度方向上的中间位置。

若夹爪110夹取物料1在长度方向上的位置靠近物料1的端部，容易出现物料1在夹爪110上因失衡而从夹爪110上脱落下来的危险。因此需通过执行步骤S40使夹爪110移至物料1在长度方向上的中间位置再夹取，使夹爪110在夹取物料1的过程中物料1能处于平衡状态。

步骤S50、通过第一控制模块控制两个夹持部112夹持于物料1并使夹爪110上升，以使夹持部112的端部与放置面2之间具有第二间距。

夹持部112的端部与放置面2之间的第二间距，旨在使两个夹持部112夹取的物料1的底部与放置面2之间还具有一定间距，且该间距能给连接于各夹持部112的滑动连接部和承托部提供操作空间。

步骤S60、通过第一距离传感模块检测到夹持部112的端部与放置面2之间具有第二间距时，通过第二控制模块控制滑动连接部滑动以及通过第三控制模块控制承托部翻转，以使承托部能承托于物料1的底部。

在执行步骤S50后，物料1的底部呈悬空状态，以该状态进行吊运会存在严重的安全隐患，因此需要承托部对物料1的底部进行承托。在执行步骤S60后，两个承托部位于物料1的底部且对该物料1起到了承托作用，即完成了物料1的抓取，接下来可对该物料1进行吊运。

与现有技术相比，本发明实施例提供的抓取方法主要有以下有益效果：

该抓取方法能通过第二距离传感模块获取物料1的水平摆放角度，根据该摆放角度使第一控制模块控制挂钩100的夹爪110转动，以使夹爪110精准地调整至能抓取该物料1的抓取方位，能使挂钩100根据物料1的不同水平摆放角度自动调节，以使该挂钩100能抓取不同水平摆放角度的物料1，无需借助其他辅助设备，有效提高对物料1的抓取效率，且能有效物料1的吊运成本。并且，通过第二控制模块控制滑动连接部、以及通过第三控制模块控制承托部配合，以使承托部给予物料1的底部一个承托力，有效杜绝在吊运过程中，因物料1体积较大、重量较大而直接从挂钩100上滑落下来的安全隐患，提高了塔吊工作的安全性。

在本实施例的一些可选的实现方式中，如图2的(a)图所示，通过第一距离传感模块检测到承托部与放置面2之间具有第一间距时，通过第二距离传感模块检测夹爪110是否能抓取物料1的步骤，即步骤S10具体包括：

步骤S11、通过所述第二距离传感模块检测两个所述夹持部112对应的所述物料1的两个被夹持面之间的间距。

在该步骤中，两个夹持部112分别对应的相对两侧物料1，即为物料1的两个被夹持面。则可通过第二距离传感模块检测物料1此时的两个被夹持面之间的距离。

步骤S12、判断两个所述被夹持面之间的间距是否小于两个所述夹持部112之间的最大间距。

在执行步骤S11后，即可将获得的物料1的两个被夹持面之间的距离，与已知的夹爪110的两个夹持部112之间的最大间距对比。若两个被夹持面之间的距离大于两个夹持部112之间的最大间距，则此时两个夹持部112无法夹取物料1；若两个被夹持面之间的距离小于两个夹持部112之间的最大间距，则此时两个夹持部112能够夹取物料1。

在本实施例的一些可选的实现方式中，如图2的(b)图所示，通过第二距离传感模块检测到夹爪110无法抓取物料1时，通过第一控制模块控制夹爪110转动，以更换物料1的抓取方位，以使夹爪110能抓取物料1的步骤，即步骤S20具体包括：

通过第一控制模块控制夹爪110转动，以更换物料1的两个被夹持面，以使两个夹持部112之间的最大间距大于更换后的两个被夹持面之间的间距。

具体在本实施例中，若物料1为一个呈长方体的标准件，在执行完步骤S10后，夹爪110的夹持行程方向与该物料1的长度方向相同，并且夹爪110的夹持最大间距小于该物料1的长度，此时在物料1的长度方向上的两个端面即为物料1的两个被夹持面。执行步骤S20，通过第一控制模块控制夹爪110转动，以使夹爪110的夹持行程方向与该物料1的宽度方向相同，且夹爪110的最大间距大于该物料1的宽度方向，即更换物料1的两个被夹持面，此时此时在物料1的宽度方向上的两个端面即为物料1的两个被夹持面。

在本实施例的一些可选的实现方式中，如图2的(c)图所示，通过第一控制模块控制夹爪110下降，以使部分物料1能置于两个夹持部112之间，并使两个夹持部112夹持于物料1的步骤，即步骤S30具体包括：

步骤S31、通过第一控制模块控制夹爪110以第一速度下降，以使物料1的顶部与主体111相抵接，且部分物料1位于两个夹持部112之间。

在该步骤中，挂钩100的夹爪110下降是为了能与物体接触，且移动距离在第一间距之内，因此是短距离移动。则第一速度可以是一个较为缓慢的速度，以利于挂钩100的短距离升降。该第一速度的范围可以是0.1-0.3m/s。

步骤S32、通过第一控制模块控制两个夹持部112夹紧，以使夹爪110抓取物料1。

在本实施例的一些可选的实现方式中，通过第三距离传感模块检测到夹爪110偏离物料1的长度方向上的中间位置时，通过第一控制模块控制夹爪110移动至物料1在长度方向上的中间位置的步骤，即步骤S40具体包括：

步骤S41、根据物料1的长度L计算物料1在长度方向上的中间位置的范围值。

物料1的长度L通常是已知的，也可以通过现场测量获得。通常物料1的长度L的一半即物料1在长度方向上的中间位置。

步骤S42、通过第三距离传感模块检测到夹爪110位于物料1的长度方向上的位置。

具体在本实施例中，可以设定夹爪110位于物料1在长度方向上的一端的位置为0，移动至另一端的位置则设定为L。

步骤S43、判断夹爪110位于物料1的长度方向上的位置是否处于物料1在长度方向上的中间位置的范围值内。

步骤S44、若夹爪110位于物料1的长度方向上的位置不处于物料1在长度方向上的中间位置的范围值内，通过第一控制模块控制夹爪110移动至物料1在长度方向上的中间位置的范围值内。

具体在本实施例中，在执行步骤S44后可再反复执行步骤S43，以能多次确认夹爪110位于物料1的长度方向上的位置是否处于物料1在长度方向上的中间位置的范围值内，进一步提高夹爪110的夹取精度以及安全性。

在本实施例的一些可选的实现方式中，根据物料1的长度L计算物料1在长度方向上的中间位置的范围值的步骤，即步骤S41具体包括：

物料1长度L中间位置的范围值的计算公式为：

(L/2)±L*20％

其中，L为物料1的长度。

由上述公式可知，物料1长度L的中间值在物料1长度L本身20％的上下浮动区间，即为物料1长度L的中间位置的范围值。

在本实施例的一些可选的实现方式中，如图2的(d)图所示，通过第一控制模块控制夹爪110上升，以使夹持部112的端部与放置面2之间具有第二间距的步骤，即步骤S50具体包括：

通过第一控制模块控制夹爪110以第三速度上升，以使夹爪110抓取的物料1与放置面2之间具有第二间距，其中，第三速度小于第一速度。

由于第二间距旨在使两个夹持部112夹取的物料1的底部与放置面2之间还具有一定间距，且该间距能给连接于各夹持部112的滑动连接部和承托部提供操作空间，因此是短距离移动。则第二速度可以是一个较为缓慢的速度，以利于挂钩100的短距离升降。该第二速度的范围可以是0.1-0.3m/s。

在本实施例的一些可选的实现方式中，如图2的(e)图至(f)所示，通过第一距离传感模块检测到夹持部112的端部与放置面2之间具有第二间距时，通过第二控制模块控制滑动连接部滑动以及通过第三控制模块控制承托部翻转，以使承托部能承托于物料1的底部的步骤具体，即步骤S60包括：

步骤S61、通过第二控制模块控制滑动连接部滑动，以使滑动连接部的端部朝向物料1的底部伸出。

在执行上述步骤S50后，有部分物料1伸出夹爪110110外。此时执行步骤S51，通过第二控制模块使各滑动连接部沿该滑动连接部的长度方向朝物料1的底部伸出，以使物料1位于两个夹持部112和两个滑动连接部之间。

步骤S62、通过第三控制模块控制各承托部相对对应的滑动连接部翻转，以使承托部翻至物料1的底部下方，且两个承托部与物料1的底部之间均具有间隙。

在执行上述步骤S61后，滑动连接部的端部已伸出物料1的底部。此时执行步骤S62，使承托部翻至物料1的底部下方且与物料1的底部之间均具有间隙，该间隙可使承托部在翻转后不会直接碰撞物料1的底部，有效防止因两个承托部与物料1的底部发生碰撞而造成的损伤。

步骤S63、通过第二控制模块控制各滑动连接部相对对应的夹持部112滑动，以使两个承托部均与物料1的底部接触，且承托部对物料1作用有预设力度的承托力。

在执行上述步骤S62后，两个承托部与物料1的底部之间均具有间隙。此时执行步骤S63，以能消除各承托部与物料1的底部之间的间隙，以使承托部对物料1起到承托作用。该步骤中的预设力度旨在能够对物料1起到足够的承托作用。

在本实施例的一些可选的实现方式中，在通过第一距离传感模块检测到夹持部112的端部与放置面2之间具有第二间距时，通过第二控制模块控制滑动连接部滑动以及通过第三控制模块控制承托部翻转，以使承托部能承托于物料1的底部，即在步骤S60之后，还包括：

步骤S70、控制夹爪110以第三速度上升，以使物料1远离放置面2。

由于步骤S70为了使抓取有物料11的挂钩100能从靠近放置面2的位置处上升以至转臂处，以能将该物料11吊运至其他位置，因此该上升的行程较长。则第三速度相对第一速度和第二速度较大，该第三速度的范围可以是1-3m/s。

在本实施例的一些可选的实现方式中，控制夹爪110以第一速度上升，以使物料1远离放置面2的步骤，即步骤S70具体包括：

在抓取有物料1的夹爪110以第三速度上升的过程中，检测到物料1的底部与两个承托部之间存在相对位移，根据相对位移增大两个承托部承托物料1的力度，直至物料1与两个承托部之间相对位移消除。

可以理解地，在挂钩100移动以吊运物料1的过程中，因为晃动或猛然升降，物料1和挂钩100之间可能产生相对滑动，导致承托部与物料1的底部之间可能会出现相对位移。当检测到承托部与物料1的底部之间存在相对位移时，可根据该相对位移控制滑动连接部朝远离物料1的底部的方向移动，以带动承托部朝向物料1的底部移动至与物料1的底部相抵接，即消除该相对位移。具体的，可基于上述相对位移通过比例-积分-微分(Proportion-Integration-Differentiation，PID)控制算法控制滑动连接部的滑动距离，PID控制算法是有输入反馈的闭环自动控制算法，即有输入反馈的控制算法。在本发明实施例中，输入量为所期望的相对位移，由于承托部与物料1的底部相抵接时期望的相对位移为零，因此上述所期望的相对位移为零，反馈量为上述存在的相对位移，当输入量(期望的相对位移)与反馈量(存在的相对位移)差值为零时(即不存在相对位移)，滑动连接部保持不动，即两个承托部保持在执行步骤S60后所在的位置，以能正好承托住物料1；当输入量(期望的相对位移)与反馈量(存在的相对位移)差值不为零时(即存在相对位移)，基于输入量与反馈量的差值通过PID控制算法中的比例(P)、微分(I)和积分(D)共同控制滑动连接部朝远离物料1的底部的方向移动，以带动承托部朝向物料1的底部移动至与物料1的底部相抵接，从而使承托部继续能承托物料1。

为解决上述技术问题，如图1和图2所示，本发明实施例还提供一种塔吊，包括塔体(图中未示出)、转动设于塔体的顶端的转臂和可升降地连接于转臂(图中未示出)的端部的挂钩100，挂钩100包括能绕垂直于放置面2的轴线转动的夹爪110。夹爪110包括主体111和两个设于主体111上且用于抓取物料1的夹持部112，两个夹持部112能相对打开和夹紧。

挂钩100还包括两个滑动连接部，各滑动连接部能沿对应的夹持部112的长度方向滑动，各滑动连接部的端部上均设置有用于承托物料1的承托部，各承托部能相对对应的滑动连接部翻转。

与现有技术相比，本发明实施例提供的塔吊主要有以下有益效果：

该塔吊能获取物料1的水平摆放角度，根据该摆放角度使挂钩100的夹爪110转动，以使夹爪110精准地调整至能抓取该物料1的抓取方位，能使挂钩100根据物料1的不同水平摆放角度自动调节，以使该挂钩100能抓取不同水平摆放角度的物料1，无需借助其他辅助设备，有效提高对物料1的抓取效率，且能有效物料1的吊运成本。并且，通过控制滑动连接部、以及控制承托部配合，以使承托部给予物料1的底部一个承托力，有效杜绝在吊运过程中，因物料1体积较大、重量较大而直接从挂钩100上滑落下来的安全隐患，提高了塔吊工作的安全性。

在本实施例的一些可选的实现方式中，塔吊还包括：

第一距离传感模块，用于检测夹持部112的端部与放置面2之间的距离是否为第一间距或第二距离；

第一控制模块，用于控制夹爪110的升降、转动和取放；

第二控制模块，用于控制各滑动连接部相对对应的夹持部112滑动；

第二距离传感模块，用于检测夹爪110是否能抓取物料1；

第三距离传感模块，用于检测夹爪110是否位于物料1在长度方向上的中间位置；

第三控制模块，用于控制各承托部相对对应的滑动连接部翻转；

其中，第一距离传感模块设于承托部上，第二距离传感模块设于夹持部112上，第一控制模块设于主体111上，第二控制模块设于滑动连接部上，第三控制模块承托部上。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (12)

1.一种塔吊，包括塔体和转动设于所述塔体的顶端的转臂，其特征在于，还包括可升降地连接于所述转臂的端部的挂钩，所述挂钩包括能绕垂直于放置面的轴线转动的夹爪；

所述夹爪包括主体和两个设于所述主体上且用于抓取物料的夹持部，两个所述夹持部能相对打开和夹紧；

所述挂钩还包括两个滑动连接部，各所述滑动连接部能沿对应的所述夹持部的长度方向滑动，各所述滑动连接部的端部上均设置有用于承托所述物料的承托部，各所述承托部能相对对应的所述滑动连接部翻转。

2.如权利要求1所述的塔吊，其特征在于，所述塔吊还包括：

第一距离传感模块，用于检测所述夹持部的端部与放置面之间的距离是否为第一间距或第二距离；

第一控制模块，用于控制夹爪的升降、转动和取放；

第二控制模块，用于控制各滑动连接部相对对应的所述夹持部滑动；

第二距离传感模块，用于检测所述夹爪是否能抓取所述物料；

第三距离传感模块，用于检测所述夹爪是否位于所述物料在长度方向上的中间位置；

第三控制模块，用于控制各承托部相对对应的所述滑动连接部翻转；

其中，所述第一距离传感模块设于所述承托部上，第二距离传感模块设于所述夹持部上，所述第一控制模块设于所述主体上，所述第二控制模块设于所述滑动连接部上，所述第三控制模块所述承托部上。

3.一种实现塔吊挂钩的自动抓取方法，其特征在于，应用于如权利要求2所述的塔吊，所述抓取方法包括下述步骤：

通过第一距离传感模块检测到夹持部的端部与放置面之间具有第一间距时，通过第二距离传感模块检测夹爪是否能抓取物料；

通过所述第二距离传感模块检测到所述夹爪无法抓取所述物料时，通过第一控制模块控制所述夹爪转动，以更换所述物料的抓取方位，以使所述夹爪能抓取所述物料；

通过所述第一控制模块控制所述夹爪下降，以使部分所述物料能置于两个所述夹持部之间；

通过第三距离传感模块检测到所述夹爪偏离所述物料的长度方向上的中间位置时，通过所述第一控制模块控制所述夹爪移动至所述物料在长度方向上的中间位置；

通过所述第一控制模块控制两个所述夹持部夹持于所述物料并使所述夹爪上升，使所述夹持部的端部与所述放置面之间具有第二间距；

通过所述第一距离传感模块检测到所述夹持部的端部与所述放置面之间具有所述第二间距时，通过第二控制模块控制滑动连接部滑动以及通过第三控制模块控制承托部翻转，以使所述承托部能承托于所述物料的底部。

4.如权利要求3所述的抓取方法，其特征在于，所述通过第一距离传感模块检测到夹持部的端部与放置面之间具有第一间距时，通过第二距离传感模块检测夹爪是否能抓取物料的步骤具体包括：

通过所述第二距离传感模块检测两个所述夹持部对应的所述物料的两个被夹持面之间的间距；

判断两个所述被夹持面之间的间距是否小于两个所述夹持部之间的最大间距。

5.如权利要求3所述的抓取方法，其特征在于，所述通过所述第二距离传感模块检测到所述夹爪无法抓取所述物料时，通过第一控制模块控制所述夹爪转动，以更换所述物料的抓取方位，以使所述夹爪能抓取所述物料的步骤具体包括：

通过所述第二距离传感模块检测两个所述夹持部之间的最大间距小于所述物料的两个被夹持面之间的间距时，通过第一控制模块控制所述夹爪转动，以更换所述物料的两个所述被夹持面，以使两个所述夹持部之间的最大间距大于更换后的两个所述被夹持面之间的间距。

6.如权利要求3所述的抓取方法，其特征在于，所述通过所述第一控制模块控制所述夹爪下降，以使部分所述物料能置于两个所述夹持部之间的步骤具体包括：

通过所述第一控制模块控制所述夹爪以第一速度下降，以使所述物料的顶部与所述主体相抵接，且部分所述物料位于两个所述夹持部之间。

7.如权利要求3所述的抓取方法，其特征在于，所述通过第三距离传感模块检测到所述夹爪偏离所述物料的长度方向上的中间位置时，通过所述第一控制模块控制所述夹爪移动至所述物料在长度方向上的中间位置的步骤具体包括：

根据所述物料的长度L计算所述物料在长度方向上的中间位置的范围值；

通过第三距离传感模块检测到所述夹爪位于所述物料的长度方向上的位置；

判断所述夹爪位于所述物料的长度方向上的位置是否处于所述物料在长度方向上的中间位置的范围值内；

若所述夹爪位于所述物料的长度方向上的位置不处于所述物料在长度方向上的中间位置的范围值内，通过所述第一控制模块控制所述夹爪移动至所述物料在长度方向上的中间位置的范围值内。

8.如权利要求7所述的抓取方法，其特征在于，所述根据所述物料的长度L计算所述物料在长度方向上的中间位置的范围值的步骤具体包括：

所述中间位置的范围值的计算公式为：

(L/2)±L*20％

其中，L为物料的长度。

9.如权利要求3所述的抓取方法，其特征在于，所述通过所述第一控制模块控制两个所述夹持部夹持于所述物料并使所述夹爪上升，以使所述夹持部的端部与所述放置面之间具有第二间距的步骤具体包括：

通过所述第一控制模块控制两个所述夹持部夹紧，以使所述夹爪抓取所述物料；

通过所述第一控制模块控制所述夹爪以第二速度上升，使所述夹持部的端部与所述放置面之间具有所述第二间距。

10.如权利要求3所述的抓取方法，其特征在于，通过所述第一距离传感模块检测到所述夹持部的端部与所述放置面之间具有所述第二间距时，通过第二控制模块控制滑动连接部滑动以及通过第三控制模块控制承托部翻转，以使所述承托部能承托于所述物料的底部的步骤具体包括：

通过所述第二控制模块控制所述滑动连接部滑动，以使所述滑动连接部的端部朝向所述物料的底部伸出；

通过所述第三控制模块控制各所述承托部相对对应的所述滑动连接部翻转，以使所述承托部翻至所述物料的底部下方，且两个所述承托部与所述物料的底部之间均具有间隙；

通过所述第二控制模块控制各所述滑动连接部相对对应的所述夹持部滑动，以使两个所述承托部均与所述物料的底部接触，且所述承托部对所述物料作用有预设力度的承托力。

11.如权利要求3所述的抓取方法，其特征在于，在通过所述第一距离传感模块检测到所述夹持部的端部与所述放置面之间具有所述第二间距时，通过第二控制模块控制滑动连接部滑动以及通过第三控制模块控制承托部翻转，以使所述承托部能承托于所述物料的底部之后，还包括：

控制所述夹爪以第三速度上升，以使所述物料远离所述放置面。

12.如权利要求11所述的抓取方法，其特征在于，所述控制所述夹爪以所述第三速度上升，以使所述物料远离所述放置面的步骤具体包括：

在抓取有所述物料的所述夹爪以第三速度上升的过程中，检测到所述物料的底部与两个所述承托部之间存在相对位移，根据所述相对位移增大两个所述承托部承托所述物料的力度，直至所述物料与两个所述承托部之间相对位移消除。

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